Оценка степени потенциальной опасности проявления водной эрозии и мероприятия по борьбе с ней в части землепользования Чердынского района Пермского края
Введение
Водная эрозия почв Пермского края является наиболее негативным фактором их деградации и экологической опасности ландшафта в целом.
Эрозия почвы - разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.
По скорости развития эрозию делят на нормальную и ускоренную. Нормальная имеет место всегда при наличии сколько-либо выраженного стока, протекает медленнее почвообразования и не приводит к заметным изменением уровня и формы земной поверхности.
Ускоренная идет быстрее почвообразования, приводит к деградации почв и сопровождается заметным изменением рельефа.
Водная эрозия - разрушающее действие воды. Она делится на несколько типов:
· Капельная эрозия - разрушение почвы ударами капель дождя;
· Плоскостная эрозия - равномерный смыв материала со склонов;
· Линейная эрозия - приводит к расчленению земной поверхности и образованию различных эрозионных форм (промоин, оврагов, балок, долин).
В первую очередь, ущерб от эрозии наносится сельскому хозяйству - снижается плодородие, повреждаются почвы, снижается урожайность, снижается площадь обрабатываемых земель, смываются удобрения и ядохимикаты, ухудшается состояние сенокосов и пастбищ, заиливаются оросительные и дренажные системы. Кроме того, ущерб наносится и другим отраслям. Недополучают сырье перерабатывающие предприятия, подмываются здания, путепроводы, коммуникации. Почвы, смытые с полей, заиливают пруды, озера, речные сети. Смываются с полей от 10 до 30% удобрений и ядохимикатов, которые не только безвозвратно теряются, но и влияют на окружающую среду, особенно на качество воды. [6]
Анализ природных факторов водной эрозии
Рельеф
эрозия рельеф растительность почва
Рельеф - это вся совокупность неровностей земной поверхности. Значение рельефа в развитии эрозионных процессов определяется тем, что он влияет на скорость, массу и энергию стекающей по склону воды, следовательно, на разрушительную силу.
Об интенсивности эрозионных процессов на пашне можно судить по таким показателям рельефа, как крутизна и длина склонов, их форма, экспозиция, горизонтальное и вертикальное расчленения рельефа, размер водосборных бассейнов.
Большие площади склоновых земель в Пермском крае определяют высокую эрозионную опасность территории. При интенсивных ливнях влияние уклона на смыв проявляется сильнее, чем при слабых.
Крутизна имеет важное значение при оценке величины стока и проявления эрозии. Это связано с влиянием уклона на скорость потока. Чем больше крутизна, тем скорость водного потока больше, тем больше почве причиняется разрушение.
Для условий Пермского края выделяют следующие контуры склонов по крутизне: до 10, 1-30, 3-50, 5-80, 8-100, 10-150,>150. Эти значения использовались при составлении карты крутизны склонов. Уклон соответствует определенному условному окрасу на карте:
До 10 - бесцветный окрас;
-30 - цвет зеленый;
-50 - цвет синий;
-80 - цвет желтый;
-100 - цвет оранжевый;
-150 - цвет красный;
>150 - цвет коричневый.
Таблица 1 - Общая характеристика землепользования по крутизне склонов
| Вид угодий | Общая площадь | |||||||||||||||
| < 1о | 1-3 | 3-5 | 5-8 | 8-10 | 10-15 | >15 | ||||||||||
| га | % | га | % | га | % | га | % | га | % | га | % | га | % | га | % | |
| Пашня | 189,78 | 26,95 | 59,59 | 8,46 | 68,4 | 9,71 | 28,24 | 4,01 | 30,25 | 4,30 | 3,3 | 0,47 | ||||
| Сенокос | 6,39 | 1,70 | 18,8 | 2,67 | 0,57 | 10,2 | 1,45 | |||||||||
| Пастбище | 38,18 | 5,42 | 15,06 | 2,14 | 12,2 | 1,73 | 10,92 | 1,55 | ||||||||
| Залежь | ||||||||||||||||
| Сады | 94,1 | 13,36 | 25,25 | 3,59 | 17,35 | 2,46 | 34,25 | 4,86 | 16,5 | 2,34 | 0,75 | 0,11 | ||||
| Итого с/х угодий | 367,06 | 52,12 | 111,90 | 15,89 | 116,75 | 16,58 | 77,41 | 10,99 | 56,95 | 8,09 | 4,05 | 0,58 | ||||
| Лес | 106,35 | 15,10 | 16,5 | 2,34 | 38,9 | 5,52 | 38,45 | 5,46 | 12,5 | 1,77 | ||||||
| Кустарники | 23,73 | 3,37 | 19,95 | 2,83 | 3,48 | 0,49 | 0,3 | 0,04 | ||||||||
| Болота | 6,8 | 0,97 | 6,8 | 0,97 | ||||||||||||
| Населенные пункты | 200,31 | 28,44 | 85,4 | 12,13 | 59,69 | 8,48 | 25,56 | 3,63 | 16,5 | 2,34 | 12,4 | 1,76 | 0,6 | 0,09 | 0,16 | 0,02 |
| Итого | 704,25 | 100,00 | 240,55 | 34,16 | 218,82 | 31,07 | 141,72 | 20,12 | 85,95 | 12,20 | 16,45 | 2,34 | 0,6 | 0,09 | 0,16 | 0,02 |
На территории района преобладает крутизна <10, 10-30, что говорит о том, что эрозия незначительна, либо вовсе отсутствует (пологие и слабопологие склоны).
Гидрографическая сеть расчленяет всю территорию поверхности земли. Поэтому пашни, луга и леса расположены на водосборах тех или иных звеньев этой сети. Лишь в исключительных случаях могут встречаться ровные, бессточные участки земли. Для характеристики густоты гидрографической сети введено понятие коэффициента расчленения территории. Этот коэффициент показывает, сколько километров длины гидрографической сети приходится на один квадратный километр поверхности суши.
Коэффициент горизонтального расчленения рассчитывается по формуле:
К= L/S, где
L - длина долинно-балочной сети;
S - общая площадь территории.
К = 2/7,04= 0,28 км/км2
По густоте горизонтального расчленения выделяют районы:
. Низко-расчленненые 0,2 км/км2
. Умеренно-расчеленненые 0,2-0,5 км/км2
. Средне-расчленненые 0,5-0,8 км/км2
. Высоко расчлененные или сильно 0,81 км/км2
. Очень сильно-расчлененные 1-2 км/км2
Коэффициент 0,28 показывает, что территория части землепользования Чердынского района умеренно-расчлененная.
Коэффициент вертикального расчленения рассчитывается как разница между самой высокой отметкой на карте, и самой низкой.
Самая верхняя отметка - 189,7
Самая нижняя отметка - 130,0
К = 189,7-130,0 = 59,7 м
Выделяют следующие категории эрозионной опасности:
) до 10 м - очень малая;
) 10-50 м - малая;
) 50-100 м - значительная;
) 100-200 - большие;
) более 200 - очень большая.
Коэффициент 59,7 м показывает, что территория части землепользования Чердынского района имеет значительную степень эрозионной опасности.
Так как большая территория занята пашней - это потенциально опасная категория угодий. Сенокос защищает почву и обогащает ее органическими веществами, улучшая водно-физические свойства, лес и кустарники - увеличивают противоэрозионную стойкость, связано это с защитной ролью кроны и лесной подстилки. Защитное действие леса зависит от состава пород, плотности насаждений, от возраста.
Климат
эрозия рельеф растительность почва
Непосредственное влияние на размах эрозионных процессов оказывают суммарное количество осадков, их вид, продолжительность, интенсивность, а также время выпадения. В меньшей степени на развитие эрозионных процессов влияют температура и влажность воздуха.
Эрозия почвы во время дождя происходит при совместном воздействии потока воды и падающих капель.
Капли дождя разрушают структуру почвы, несут огромную энергию, однако большая ее часть расходуется на уплотнение почвы и меньшая - на отрыв и перемещение частиц почвы. Удары капель дождя заставляют подниматься в воздух десятки тонн почвы на одном гектаре, но только часть ее выносится потоками воды.
Разрушение почвы лишь вызывают те дождевые осадки, которые обладают значительным слоем и интенсивностью. Такие дожди называют ливнями.
Чем дольше на нижних частях склонов, по сравнению с верхними, сохраняется сплошной снежный покров, тем меньше они подвержены смыву.
Климат Чердынского района умеренно-континентальный. Зима продолжительная, холодная; лето умеренное, короткое, с обилием солнечного света, в весенне-летний период возможны возвраты холодов, связанные с вторжением холодного арктического воздуха, нередко похолодания сопровождаются обильным выпадением снега. В мае часто случаются возвраты холодов с сильными заморозками до -5° и ниже, и установлением временного снежного покрова (в том числе и в третьей декаде месяца). Такие похолодания наносят серьезный ущерб для сельского хозяйства, особенно страдают цветущие плодово-ягодные культуры. Среднегодовая высота снежного покрова достигает 77 см. Среднегодовое количество осадков составляет 605 мм. В ветровом режиме в течение года летом преобладают ветры южных и юго-западных направлений, зимой отмечается некоторое увеличение повторяемости ветра северного и северо-западного направлений. Среднегодовая скорость ветра - 4,6 м/с.
Среднее количество осадков на территории Чердынского района
Средние температуры Чердынского района
Красным цветом показаны средние температуры Чердынского района, синим - средние температуры г. Перми, по данным метеостанции г. Чердынь. [5]
Климат незначительно усиливает проявление водной эрозии, т.к. территория района лежит в умеренно-климатической зоне. В районе наблюдается продолжительная зима и глубина замерзания почв достаточно высока, поэтому во время весенних паводков почва не поддается смыву даже при высокой скорости потока. Среднегодовое количество осадков 605 мм, большая часть выпадения приходится на летние дожди, что усиливает процессы водной эрозии.
Почвенные условия
В пределах рассматриваемой территории Чердынского района выделяются несколько водоносных горизонтов, связанных с коренными породами и четвертичными отложениями. Преобладающий тип почв - подзолистые.
Гидрогеологические условия благоприятны для водоснабжения населения района и предприятий хозяйственно-питьевой водой.
Территория района располагается в пределах двух крупных тектонических систем: восточной окраины Русской платформы и западной части складчатого Урала.
По условиям форм рельефа территория подразделяется на основные три части: восточная часть - холмисто-увалистая, центральная и южная - долины крупных рек, северо-западная - северные увалы.
Строение профиля подзолистых почв
Ао - Лесная подстилка бурого цвета, состоит в основном из хвойного опада, остатков мха, часто оторфована, рыхлая мощность 3-5 см;
А1А2 - Гумусово-элювиальный горизонт, серовато-белесый с темными пятнами, ясно различимы зерна кварца, бесструктурный, мощность 5-10 см;
А2 - Подзолистый горизонт, пепельно-белесый, тонкозернистый, уплотнен, бесструктурный, мощность 10-20 см и более, в нижележащий горизонт переходит глубокими потеками;
В1 (Вh) - Иллювиальный горизонт, темно-желтого или буровато-желтого цвета, заметно уплотнен, бесструктурный. Возможно наличие бурых прослоек и пятен, обусловленных накоплением полуторных оксидов, гумуса, илистых частиц. Мощность 10-30 см, переход постепенный; Вh - обогащенный гумусом
В2 - Иллювиальный горизонт, жёлтый, слабо уплотнен, встречаются ортзандр, бесструктурный, мощность 30-50 см, переход постепенный;
С - Почвообразующая порода часто с более или менее четко выраженными признаками оглеенности. Цвет светло-желтый, с сизыми пятнами или сизовато-белесый. [6]
Таблица 2 - Мощность слоев подзолистых почв
| Ао | А1А2 | А2 | В1 (Bh) | С |
| 3-5 см | 5-10 см | 10-20 см | 10-30 см | >50 см |
Таблица 3 - Гранулометрический состав подзолистых почв
| Горизонт | Размер элементарных почвенных частиц, мм | ||||||
| 1-0,25 | 0,25-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | 0,005-0,001 | <0,001 | <0,01 | |
| А0 | 4,27 | 12,09 | 8,79 | 14,19 | 18,01 | 12,66 | 44,86 |
| А1А2 | 2,75 | 13,08 | 36,48 | 8,38 | 14,75 | 24,56 | 47,69 |
| А2 | 1,64 | 8,52 | 36,16 | 1,64 | 9,02 | 43,02 | 53,68 |
| В1 | 0,50 | 9,23 | 33,00 | 2,57 | 15,71 | 38,98 | 57,26 |
| С | 1,45 | 21,19 | 9,96 | 13,26 | 19,72 | 35,32 | 67,40 |
Противоэрозионная стойкость почв характеризует способность почвы противостоять смывающему действию водного потока или совместному действию потока воды и капель дождя. Количественно она выражается величиной размывающей скорости потока, которая непосредственно определяется двумя показателями почвы: размером водопрочных агрегатов и сцеплением их друг с другом. Остальные свойства почв влияют на противоэрозионную стойкость косвенно, через эти показатели. [6].
Вывод: Почвы легкие по гранулометрическому составу, хорошо оструктуренные, рыхлые, с мощным гумусовым горизонтом, хорошо противостоят водной эрозии.
Хозяйственное использование территории
Большая территория (200,3 га) занята землями населенных пунктов. Земли сельскохозяйственного назначения занимают 367 га - пашня, сенокосы и пастбища. Лес занимает значительную территорию - 106,35 га. Около 7 га занято заболоченными землями.
Растительность
Большая часть территории района занята лесами. Леса преимущественно хвойные (ель, пихта, реже сосна, кедровая сосна, лиственница) охватывают 94% территории района. Значительную площадь также занимают болота и озера.
Растения оказывают многообразное влияние на процессы эрозии. Мелкие корни скрепляют почвенные агрегаты, придают им водопрочность, создают прочные эластичные связи между ними. Растительность оказывает и косвенное влияние на противоэрозийную стойкость почв, изменяя гидрологический и биологический режимы почв. Хорошо развитый растительный покров предохраняет почву от ударов дождевых капель, увеличивает водопроницаемость почвы, создает высокую шероховатость поверхности, снижающую скорость склонового стека. [6]