CC BY
25
УДК 631.459;631.6.02
ЭРОЗИОННО-ОПАСНЫЕ СОЧЕТАНИЯ АГРОФОНОВ НА СКЛОНОВЫХ КАТЕНАХ И ПУТИ СНИЖЕНИЯ РИСКОВ ПРОЯВЛЕНИЯ РАЗРУШИТЕЛЬНОЙ ЭРОЗИИ
Валерий Иванович ПАНОВ
кандидат географических наук Поволжская агролесомелиоративная опытная станция (АГЛОС) - филиал Федерального научного центра агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН
Самара, Россия
Аннотация
Научная статья посвящена рассмотрению ключевых и дискуссионных понятий современного эрозиоведения - эрозионно-опасных и эрозионно-безопасных земель, потенциальной стоково-энергетической опасности равнинного рельефа, выделению склоново-катенных, высотно-ярусных агроценозов в агролесоландшафтах, их неблагоприятных сочетаний и размещений на катене, приводящих к формированию катастрофической эрозии. Дано определение консолидированного (интегрального) склоново-катенного стока и даны примеры его формирования. Для рационального природопользования при адаптивном земледелии показана необходимость создания по границам склоново-ярусных полей рубежей поглощения стока лесогидромелиоративного кластера.
Ключевые слова: эрозионно-опасные земли, стоково-энергетическая опасность, катастрофическая агротехногенная эрозия, склоновая катена, земельно-высотные ярусы катены, рубежи поглощения стока.
Введение
Движущаяся вода - выпадающие на землю жидкие атмосферныеосадки(ливни, обильные дожди) и талый весенний поверхностный сток (невпитавшаяся талая вода), стекающий по склоновым землям -главные факторы водной эрозии, разрушительных эрозионных гидрологических процессов. Особое внимание следует обратить на такие дискуссионныевопросы эрозиоведения и аграрного природопользования, как эрозионно-опасные и эрозионно-безопасные земли. Потенциальная стоково-энергетическая и эрозионная опасность и понятие «ряд стоково-эрозионной напряжённости агрофонов и угодий» в настоящее время требует уточнения и пересмотра.
Учёт закономерностей стока при размещении агрофонов и угодий на склонах (соблюдение принципа эрозионной безопасности и ярусности), а также выявление условий возникновения катастрофических форм антропогенной эрозии необходимы при разработке агроэкологического регламента и направлены на рационализацию природопользования деградированных земель.
Материалы и методика
В качестве основных эрозионных форм самоорганизованного рельефа взяты склоновая катена (склон данной территории от водораздела и до водотока суходольной или речной сети) вместе с разнообразными биокосными естественными и рукотворными (аграрными) экосистемами и иерархии водосборных бассейнов (где формируются бассейновые агролесоландшафты). Цифровой материал получен на многолетних стоковых площадках, опытных водосборах и стоково -эрозионных стационарах Поволжской АГЛОС Самарской области. На основе исследований построены многолетние (50 лет) ряды поверхностного стока и других элементов водного баланса [4].
Результаты и их обсуждение
Природа, в процессе своей длительной эволюционной эрозионной самоорганизации равнинного рельефа, сложенного из диспергированного минерального (косного) материала (грунта - песка, супесей, суглинков, глин), для защиты от ускоренного разрушения возникшего рыхлого и неустойчивого рельефа, сделала гениальное изобретение, создав самовосстанавливающуюся, самопорождающуюся и самозащищающуюся живую материю [7].
За многие миллионы лет саморазвития возникли устойчивые зонально-локальные биогеоценозы и биогеоландшафты. Естественный зональный древесно-кустарниковый и травяной покров и дернина надёжно защищали почву степей и лесостепей от эрозии. Но появление здесь человека (антропогенный фактор), с его деятельностью, направленной на обеспечение своих интересов и потребностей (пищи, одежды, жилья, топлива, корма для животных и др.), со временем и по мере расширения его вмешательства в жизнь дикой природы, приводит к деградации природных экосистем.
Выжигание степей и лесов, неумеренная пастьба, всё возрастающие площади пашни, коренным образом стали менять облик лесов, лесостепи и степи, превращая их в искусственные экосистемы (агроландшафты) [12], которые на протяжении значительной части года остаются распаханными, разрыхлёнными, оголёнными от растительности. Этот процесс приводит к изменению почвенного покрова. Почва, как биокосное вещество, легко подвержена разрушению и иссушению под воздействием Солнца, движущейся воды и ветра. Эрозии подвержены практически все обрабатываемые земли. Но в эрозиоведческой литературе ещё встречается разделение земель на эрозионно-опасные и эрозионно-безопасные. И такого взгляда на разделение земель придерживается довольно много учёных, проектировщиков и практиков земледелия.
Понятие «эрозионно-безопасные земли» укоренилось среди работников сельского хозяйства, вошло во многие зональные и региональные рекомендации по борьбе с эрозией почв, нашло широкое применение при составлении проектов противоэрозионных мероприятий в агрохозяйствах и при составлении Генеральных схем (планов) противоэрозионных мероприятий. К ним относили очень ровные, с малым уклоном земли. Выделение эрозионно-безопасных земель позволяет осуществлять на них приёмы земледелия, не предусматривающие почвозащиту, не соблюдать на них принципы эрозионной безопасности [3].
На наш взгляд с позиции законов физики любой участок суши обладает свойством потенциальной и кинетической, энергетической и эрозионной опасности согласно формулам (1) и (2):
En= MdH;(1)
Ek= MV2 : 2 ;(2)
где Епи Ек- энергия потенциальной и кинетической воды (осадков, стока)
М - потенциальная масса воды (ливневые осадки, поверхностный сток).
Н - топографическая высота местности (участка суши) над уровнем океана.
g - ускорение земного притяжения^ = 9,8 м/^й = 9,932 ^2)
v - скорость стекания воды, зависит от местного базиса эрозии, крутизны и длины склона (катены).
Механизмам возникновения эрозии, энергетике атмосферных осадков и поверхностного стока посвящена обширная отечественная и зарубежная литература (Н.Е.Жуковский, Н.И.Сус, Г.И.Шамов, Б.А.Апполов, М.А.Великанов, В.Б.Гусак, А.С.Козменко [1], Г.В.Лопатин, Н.И.Маккавеев [2], Г.В.Бастраков, Е.А.Гаршинёв [12], М.И.Калинин, Р.Е.Хортон [6], М.С.Кузнецов [5], Панов В.И [7, 13], Сильвестров С.И. [8] и другие).
Чем больше и интенсивнее выпадает атмосферных осадков на данный участок суши, чем больше и интенсивнее на нём формируются и движутся воды поверхностного стока.
Чем выше топографическая высота, глубже местные базисы эрозии, сильнее эрозионная расчленённость рельефа, короче и круче склоны, тем больше потенциальная и кинетическая энергия воды на его поверхности, тем выше потенциальная и реальная (кинетическая) эрозионная опасность воды и земель.
Практически все земли суши потенциально эрозионно-опасны, но степень опасности очень изменчива. Абсолютно эрозионно-безопасных земель практически нет, а есть земли с очень низкой или просто низкой эрозионной опасностью, где уровень протекания эрозии характеризуется как «естественный эрозионный процесс» или близок к нему, за счёт надёжной защиты почв зональным
растительным покровом или созданной и используемой системой мер (стратегией) эрозионно-безопасного аграрного природопользования^].
На стадии предпроектных проработок по созданию проектов противоэрозионного защитно-мелиоративного обустройства конкретного землепользования, по крупномасштабной карте производится расчёт и оценка для каждого участка потенциальной и реальной энергетической и стоково-эрозионной опасности для всех высотных ярусов склоновой катены (нарастающим итогом вниз по склону вплоть до водотока-тальвега). Самый невысокий плоскоравнинный рельеф (неопасный для талого стока) может быть высокоопасным для катастрофической (ударно-кавитационной) ливневой эрозии.
В степном поясе России, особенно в зонах степи и сухой степи, с выровненным эрозионным рельефом и длинными склонами длиной до 1200 - 2000 м, многие поля имеют огромные размеры -200-400 га. При средней длине поля 2000 м, его ширина распространяется на всю длину склона (до 1000-2000 м). При таких размерах и формировании значительного слоя стока (20-30 мм и больше), ударно-стоковая нагрузка на нижние участки поля может достигать запредельных величин и вызывать сильный смыв (30 - 50 м3/га и больше). В таких условиях воздействовать и управлять стоком и смывом практически невозможно.
Такие параметры размещения полей проектировались землеустроителями в советское время в сухостепных районах под использование тяжёлых широкозахватных полевых агрегатов. При таких параметрах полей ни о каких проблемах перехвата и поглощения поверхностного стока, а, следовательно, об эрозионной безопасности почв, говорить не приходится. Даже при сравнительно небольшой величине слоя поверхностного стока,например 10 мм, с ровного склона-поля шириной 8001200 м (0,8-1,2 км) при равномерном его распределении, на нижележащее угодье поступит слой:
Эк=10 Бср. Л = 10 ■ 10 ■ (0,8 - 1,2) = 80 - 120 мм(3)
Где Эк- поверхностный суммарный сток со склона катены длиной I км;
L - длина склоновой катены, км;
10 - переводной коэффициент;
Бср. -средний слой поверхностного стока с данного агрофона или угодья, мм.
Стоковая нагрузка на каждый погонный метр нижней кромки такого широкого поля вычисляется по формуле:
БМп.м. = 0,1 Бкмз/ п.м. (4)
В нашем примере стоковая нагрузка составила 8-12 мз/п.м на нижнюю кромку поля. Исходя из этого, необходимо использовать в теории и практике разработки противоэрозионных агротехнических и агролесомелиоративных мероприятий такое понятие, как консолидированный или кооперативный (интегральный) катенный сток с его стоково-эрозионной ударной нагрузкой на нижнюю границу каждого катенного яруса (поля, угодья) [10].
Другой, часто встречающийся вариант аграрного освоения длинных пахотных склонов - его разделение на несколько ярусов полей (3-6 ярусов) без стокопоглощающих рубежей на границах деления и спроизвольно-случайным размещением агрофонов и угодий, без учёта их стоково-эрозионной опасности (из-за незнания), следствием чего при их определённом сочетании по длине склоновой катены (сверху вниз) может быть искусственно создан «эффект катастрофической агротехногенной эрозии» (таблица1, 2).
Таблица 1.
Формирование катенно-ярусной потенциальной стоково-энергетическойи эрозионной _опасности (каждого яруса и для всей катены)_
№ яруса Пространственно- высотные земельно-эрозионные ярусы катены Собственная потенциальная СЭО яруса Фактическая СЭО катенного яруса с учетом поступления транзитного стока сверху
1. Приводораздельные ПВ Кпв= Бпв . д. Нбпв Кфпв= Кпв
2. Склоны верхниеС1 Рс1 =Бс1 . д. Нбс1 Кфс1= Кс1 Кфпв
3. Склоны средние С2 Кс2 - Эс2. 9 . Нбс2 Кфс2= Rс2+ кЯфс1
4. Склоны нижние С3 =Sc3 ■ 9 Нбсз Rфсз= Rсз + к. Rфс2
5. Присетевые земли ПС Кпс= Эпс 9 Нбпс Rфпс= ^с + к . Rфсз
6. Берега крутосклоны ГГС Rtc - Эггс. 9 . Нбггс Rфггс = Rггс + к. Rфпс
7. Вся катена Rw- - Эф. 9 . Нб Rфк = к. Rфггс
Таблица 2.
Матрица вариантов сочетаний агрофонов сверху вниз по склоновойкатене с оценкой _эрозионной опасности для почв нижнего яруса_
№ Высотный ярус на Матрица вариантов сочетаний агрофонов
п/п склоне сверху вниз на склоне
1 2 3 4
1. Ярус1-приводо-раздельные земли Многолетн. культуры Озимые Озимые Зябь
2. Ярус 2-верхнесклон. и среднесклонов. земли Озимые Озимые Зябь Озимые
3. Ярус 3 - среднесклонов. Земли Зябь Зябь Зябь Многол. культуры
4. Присетевые пастбищн. земли-часть распаханы Зябь Зябь Озимые, Мн. травы Постоян. залужение
5. Крутые берега гидро- Естествен. Изрежен. Естествен. Плотный
графической сети травостой с естествен. травостой естествен.
дерниной травостой с дернин. сдерниной дернинный травостой
Оценка эрозионной опасности для почв нижних ярусов катены (по Б.В.Виноградову) Бедствие, катастрофа Кризис Риск Норма, (начало риска)
Представлена матрица различных сочетаний агрофонов, от общего синергетического эффекта которого (кооперативно-катенного стока и противоэрозионной устойчивости агрофонов или угодий нижнего яруса), возникающая на нём[13].
Эрозионная ситуация в зависимости от местоположения на склоновой катене может быть оценена как бедствие (катастрофа), кризис, риск и норма (по Б.В.Виноградову).
Из четырех примерных сочетаний агрофонов и угодий наиболее эрозионно-опасными сочетаниями являются варианты 2 и 1 (по стоково-ударной нагрузке на поля ярусов 4 и 5). При самом благоприятном размещении агрофонов на склоне кластер одних агротехнических приёмов никак не решает проблемы перехвата и поглощения стока (неполное управление стоково-эрозионным процессом). Стоит вопрос создания на границах разделения ярусов (полей) рубежей перехвата и поглощения стока - элементов лесомелиоративного и гидротехнического кластера -стокопоглотительных (стокорегулирующих) лесных полос с их гидротехническим усилением и осушительно-увлажнительным дренажом.
Анализ полученных материалов дает наглядное представление о двух новых вводимых нами понятиях:
-«консолидированный (общий или суммарный, кооперативный) катенный сток» с его скрытой качественной составляющей - эрозионной опасности
-«ряд стоково-эрозионной напряжённости агрофонов и угодий» - оценка каждого из них по величине формирующегося на нём стока и противоэрозионной стойкости.
Консолидированный или кооперативный катенно-агроландшафтный сток (Эка), когда на катене выделено несколько полей с разной высотной ярусностью и шириной рассчитывается по формуле:
Ska = I (10SiLi)(5)
где Ska- суммарный (консолидированный) катенноагроландшафтный сток.
Э1-слой поверхностного стока с I - того агрофона угодья, мм. □-ширина поля (по линии с клона), км.
В таблице 3 представлена матрица модельных вариантов сочетания нескольких агрофонов и угодий (зябь, стерня, озимые, многолетние травы) на 5-ти высотных ярусах склоновой катены длиной 1,5 км (длинный склон), разделенной на 5 равных по ширине лент - полей (300 м).
Таблица 3.
Матрица модельных вариантов сочетаний агроценозов и угодий на склоновой катене, их ярусное размещение, не предусматривающееэрозионной безопасности почв_
Параметры склоновой катены Варианты сочетаний агрофонов на катене
Сокр. обозн. Услов н. км Нараст. км. 1 2
А Дк А Дк
К ЭО К ЭО
1 2 3 4 5 6 7 8
1. ПВ 0,3 0,3 3 (15) 45 4,5 3 (15) 45 4,5
2. С-1 0,3 0,6 3(15) 90 9,0 0,3(25) 120 12,0
3. С-2 0,3 0,9 3(15)135 13,5 3(15) 165 16,5
4. С-3 0,3 1,2 3(15)180 18,0 3(15) 210 21,0
5. ПС 0,3 1,2 3(15)225 22,5 3(15) 255 25,5
9 10 11 12 13 14 15
1. МТ1(90) 150 15,0 3(25) 75 7,5 МТ1(50) 150 15,0
2. МТ2 (50) 300 30,0 3(15) 120 12,0 МТ2 (50) 300 30,0
3. 3(15) 345 34,5 Ст(35)225 22,5 МТ3 (50) 450 45,0
4. 0,3 (25) 425 42,0 Ст(35)330 33,0 0,3(25) 525 52,5
5. 3(15) 465 46,5 3(15) 375 37,5 3 (15) 570 57,0
Примечание: Принятые условные обозначения : А - индекс агрофона, угодья (3-зябь; Оз-озимые; Ст - стерня; Мт - многолетние ряды травы соответствующего года пользования и средняя величина слоя стока (мм); К - поверхностный сток катенный, формирующийся до нижней границы высотного яруса с учётом среднего стока с угодья, длины линии стока и вышележащих ярусов; Дк -формирующаяся удельнаястоковая катенно-ярусная (суммирующаяся) нагрузка на 1 п.м. нижней границы яруса м3/м (допустимая, опасная, катастрофическая); Эо - комплексный индексстоково-эрозионной опасности, зависящий от стоковой нагрузки и эрозионной неустойчивости агрофона или угодья [1].
В ней даны расчёты ярусного стока, его увеличения за с чёт поступления транзитного стока с выше расположенных ярусов полей (нарастающим итогом) и величины формирующихся удельных стоковых нагрузок (Дк) в м3/ п.м.га на нижнююграницу поля. При средних величинах поверхностного стока с разных агрофонов и угодий от 15 мм с зяби до 50 мм с многолетних трав и пастбищ, ударные стоковые нагрузки на нижние границы полей, находящихся в 300 м от водораздела и на расстоянии 1500 м близ гидрографической сети, сильно различаются - от 4,5 м3/мдо 57,0 м3/м. Нагрузки свыше 15 -20 м3/м приходящиеся на агрофоны с разрыхлённой почвой (зябь, озимые, стерня) являютсязапредельными; они вызывают усиленную агротехногенную эрозию (смыв почвы по водороинам после прохождения стока достигает 20-30 м3/га и выше)[9]. На вспаханных полях, по стерне и озимых возникает эрозионно-опасная ситуация, относимая к категории кризиса и бедствия. При поступлении нарастающего катенного стока свыше 30-40 м3/га на зяблевых полях, расположенных в нижних склонах и распаханных присетевых (ПС) землях наблюдается катастрофическая антропогенная эрозия с величиной смыва 50-75 м3/га и выше. Образуются большие водороины и размывы [14].
Как видно из таблицы 3, возможны самые различные сочетания агрофонов и угодий по высотным ярусам склоновой катены. Наиболее эрозионно-опасные ситуации возникают тогда, когда стокообразующие агрофоны и угодья размещаются вблизи водоразделов, а фоны с разрыхленной поверхностью почвы (зябь), находятся в самых нижних частях склонов. В этих случаях возникает настоящая катастрофическая форма антропогенной эрозии, вызванная человеком из-за незнания сущности эрозионной безопасности[8].
Разработана специальная матрица, где сгруппированы варианты с эрозионноопаснымсочетанием агроценозов по высотным ярусам склоновой катены в едином консолидированном катенном агроландшафте, и отдельно приведены относительно варианты эрозионнобезопасного их сочетания и размещения (таблица 4).
Таблица 4.
Ряд стоково-эрозионной напряжённости агрофонов и угодийдля степного пояса _Европейской части России (многолетние данные)_
№ п/п Наименование агрофонов и угодий Усреднённая стокообразующ. способность,мм Противоэрозионнаястойкость
Относительного) по М.Н.Заславскому Смыв, м3/га
1. Суходольное выпасаемое пастбище 40 - 52 0,05 0,1 - 0,3
2. Многолетн. травы 40 - 45 0,1 0,3 - 0,5
3. Стерня кукурузы и подсолнечника 30 - 40 0,5 2,7
4. Стерня пшеницы 30 - 35 0,5 3,2
5. Озимые 20 - 30 0,4 - 0,5 4,2
6. Плоскорезная обработка и безотвальная вспашка 15 - 18 0,8 - 0,9 4,8
7. Зябьотвальная(25 см) и глубокая(28-30см) 10 - 12 1, 0 > 5 - 7
При рассмотрении таблиц 2 и 3, приводимых в данной статье, привлекает вниманиесущественное различие разных агрофонов и угодий по их стокообразующей способности и противоэрозионной устойчивости.Г.П.Сурмач [3], их сгруппировал в 2 категории-угодья с уплотнённой поверхностью и агрофоны с рыхлой поверхностью. Угодья с уплотнённой поверхностью обладают выровненным плотным сложением верхнего 0-30 см слоя с объёмной массой 1,3 - 1,6 г/см3. Это склоновые суходольные сенокосы и пастбища (выгона), многолетние травы, стерня сельхозкультур, озимые. На них почти ежегодно формируется поверхностный сток, а в средние и многоводные годы -значительный (больше 30 мм)[10]. В то же время наличие растительности, плотность сложения почвенных частиц, их скрепление дерниной делает их эрозионно-устойчивыми, противостоящими размывающему действию поверхностного стока.
Агрофоны с рыхлой поверхностью (варианты разноглубинной зяби, выровненной зяби, зяби с микрорельефом, плоскорезные обработки и др.) имеют рыхлое комковато-глыбистое сложение с наличием в верхнем 0-30 см слое множества крупных воздушных каналов, полостей, трещин (некапиллярная порозность), объёмную массу 1,0 - 1,4 г/см3. Они обладают высокой впитывающей способностью в период весеннего снеготаяния, хорошо поглощают талые снеговые воды и формируют большой влагозапас для выращивания яровых культур. В то же время разрыхленная и оголённая от растительного покрова почва легко разрушается ливневым и талым стоком. В степном поясе на зяби в каждые 6-7 лет из 10 поверхностный сток или не формируется совсем, или меньше 10 мм (М. И.Львович, Г.П.Сурмач [3], А.Т.Барабанов [11], В.П.Борец, А.И.Петелько, Е.П.Чернышов, В.И.Панов [15], И.А.Кузник и др.).На уплотняющихся и заплывающих глинистых чернозёмах Сыртового Заволжья углубление пахоты или безотвального рыхления на каждый 1 см способствует дополнительному впитыванию от 2,4 до 4,3 мм талой влаги (от общепринятых 22-25 см).
Все используемые агрофоны и угодья целесообразно сгруппировать в единый ряд по их стоково-эрозионной напряжённости (в порядке сокращения стока и эрозионной устойчивости), что упростит подход к их размещению по ярусам катены[11].
Однако, как показали натурные наблюдения расчёты, проведённые на модельных вариантах сочетаний агроценозов на склоновой катене (табл. 5),
даже при благоприятном размещении агрофонов и угодий, стоковые нагрузки и индексы эрозионной опасности на средних и нижних участках превосходят предельно допустимые величины, особенно на зяби. Одной агротехникой не обойтись[16].
Необходимы дополнительные эффективные и надёжные методы поглощения и противоэрозионной защиты. Многолетние отечественные исследования и производственный опыт даёт такие методы - создание противоэрозионных агролесомелиоративных барьерно-рубежных (агролесных или лесоаграрных с системой ЗЛН), катенных агроценозов и агроландшафтов[15].
Таблица 5
Матрица вариантов эрозионноопасного и относительно эрозионно-безопасного размещения агрофонов и агроценозов по земельно-эрозионным ярусам на склоновой катене _(без дополнительных мерпротивоэрозионной защиты)_
Наименование высотного земельно- эрозионного яруса (пояса) катены 1 2 3 4 5
а) Варианты эрозионно-опасных сочетаний агроценозов на склоновой катене (в катенном консолидированном агроландшафте)
Приводораздельный Многолетние травы Мн. травы Озимые Стерня Стерня
Верхний слой Многолетние травы Стерня Стерня Стерня Озимые
Средний склон Озимые Озимые Озимые Зябь Зябь
Нижний склон Зябь Зябь Зябь Зябь Зябь
Присетевой(подножье) Зябь Зябь Зябь Зябь Зябь
б) Вариантыотносительно эрозионнобезопасного размещения агроценозовна склоновой катене (в катенном консолидированном агроландшафте)
Прорстранственно- Вариантысочетаний:
высотные ярусы катены 6 7 8 9 10
Приводораздельный Зябь Зябь Зябь Зябь Зябь
Верхний склон Зябь Зябь Зябь Зябь Зябь
Средний склон Озимые Озимые Озимые Зябь Зябь
Нижний склон Мн.травы Стерня Стерня Стерня Озимые
Присетевой (круто-склон, подножье) Мн.травы (выгон) Мн.травы (выгон) Озимые (выгон) Озимые (выгон) Стерня (выгон)
Из приведенных выше материалов видно, что варианты сочетаний агроценозов по ярусам склоновой катены можно условно распределить на две группы:
Заведомо эрозионно-опасные, когда формируются варианты, усиливающие стоковую нагрузку и эрозионную опасность вплоть до катастрофических форм.
Закономерно эрозионно-безопасные с расчётным (запланированным) предусмотренным размещениемценозов, обеспечивающих снижение стоковой нагрузки и недопущением фонов с разрыхленным состоянием почвы, в нижних частях склоновой катены.
В практическом эрозионно-безопасном аграрном природопользованиинадо стремиться сводить до минимума неблагоприятное размещение агрофонов и угодий по всем высотным ярусам склоновой катены, приводящим к высокой вероятности формирования катастрофической эрозионной опасности [13].
Заключение
В степном поясеевропейской часто Россиипреобладают эрозионно-опасные землиразной степени опасности. Все они нуждаются в надёжной и эффективной защите от агротехногенной разрушительной эрозии применением почвозащитных систем аграрного природопользования.
Все пахотные земли степного равнинного поясаобладают высокой потенциальной стоково-эрозионной опасностью.
Используемые в практике сельского хозяйства агрофоны и угодья образуют так называемый «ряд стоково-эрозионной напряжённости» по стокообразующей способности и противоэрозионной устойчивости. В направлении увеличения средних величин весеннего поверхностного стока и противоэрозионной устойчивости они располагаются в следующем порядке: отвальная зябь -плоскорезная и безотвальная вспашка - озимые (слабо раскустившиеся, с редким травостоем) -стерня зерновых - стерня кукурузы и подсолнечника - озимые с густым хорошо развитым травостоем-многолетние злаковые травы - выпасаемое суходольное пастбище.
По всей длине склоновой катены, особенно на длинных равнинных склонах (1200-2000м), размещается несколько полей с разной высотной ярусностью, занятых разыми агрофонами и угодьями, на которых формируется различный по величине сток и смыв. Целесообразно сформировать представление о консолидированном (интегральном) катенном стоке и смыве и величинах стоковых ударных нагрузках на каждый погонный метр нижних границ выделенных высотно-ярусных полей.
Противоэрозионная стойкость почв в большой степени зависит от прочности скрепления частиц корнями (дерниной), их защищённости густым растительным покровом. Разрыхлённые почвы (озимые, зябь, плоскорезные обработки) крайне неустойчивы в эрозионном отношении.
При поступлении стока свыше расположенных полей смыв многократно возрастает, достигая катастрофических величин 70 - 100 м3/га и больше.
«Рациональное природопользование при адаптивном земледелии, как система деятельности, призванная обеспечить экологический, экономический и социальный эффект при использовании и воспроизводстве ресурсов включает обогащение дендрофлоры» [16, цитата с.110].
Важными и необходимыми мерами противоэрозионной защиты, управления и регулирования стока и смыва являются противоэрозионныелесогидромелиоративные кластеры - стокорегулирующие лесные полосы, их гидротехническое усиление для повышения водопоглощения, осушительно-увлажнительный дренаж, мульчирующие приёмы.
Литература
1. Козменко А.С. Основы противоэрозионной мелиорации. - М.: Сельхозгиз. 1959. -
2. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в её бассейне. - М.: Изд-во АН СССР, 1955.
3. Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. - Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 254 с.
4. Заславский М.Н. Эрозиоведение. Основы противоэрозионного земледелия. ■ школа, 1987. - 375 с.
5. Кузнецов М.С. Пртивоэрозионная стойкость почв. - М.: Изд-во МГУ, 1981. - 135 с
- 423 с.
- 346 с.
- М.: Высшая
6. Хортон Р.Е. Эрозионное развитие рек и водосборных бассейнов. Гидрофизический подход к количественной геоморфологии / Перевод с англ. - М.: Изд-во ИЛ, 1948. - 158 с.
7. Панов В.И. Синергетическое эрозиоландшафтоведение (теория и практика самоорганизации гидрологических и эрозионных процессов, рельефа и ландшафтов) // Материалы межд. конф. «Защитное лесоразведение в Российской Федерации». - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2011. - С. 231-240.
8. Сильвестров С.И. Рельеф и земледелие (в эрозионных районах). - М.: Сельхозгиз, 1955. - 287
с.
9. Буряк Ж.А. Совершенствование подходов к оценке эрозионной опасности агроландшафтов с использованием ГИС-технологий // Научные ведомости. Серия: Естественные науки. - 2014. - №23 (194). - Вып. 29. - С. 140-146.
10. Мельник М.А., Поздняков А.В. Фрактальный анализ эрозионно-расчленённого рельефа: методологические подходы // Вестник Томского Государственного Университета. - 2007. - №301. - С. 201-204.
11. Кочетов И.С., Барабанов А.Т. Гаршинёв Е.А. и др. Агролесомелиоративное адаптивно-ландшафтное обустройство водосборов. - Волгоград: «ВНИАЛМИ», 1999. - 84 с.
12. Гаршинёв Е.А. Эрозионно-гидрологический процесс и лесомелиорация. - Волгоград: «ВНМАЛМИ», 2002. - 220 с.
13. Панов В.И. Бассейново-иерархическая гидрогравитационная самоорганизация поверхности суши и структурная упорядоченность её элементов // Материалы научно-практической конференции «Защитное лесоразведение в Среднем Поволжье». - Волгоград: «ВНИАЛМИ», 2005. - С. 46-53.
14. Рулёв А.С. Энтропийная характеристика агролесоландшафтов // Материалы научно-практической конференции «Защитное лесоразведение, мелиорация земель, проблемы агроэкологии и земледелия в Российской Федерации». - Волгоград: «ВНИАЛМИ», 2016. - С. 222-226.
15. Панов В.И. Новые гидрологические эффекты в лесоаграрных ландшафтах засушливой степной зоны // Материалы научно-практической конференции «Защитное лесоразведение, мелиорация земель, проблемы агроэкологии и земледелия в Российской Федерации». - Волгоград: «ВНИАЛМИ», 2016. - С. 204-212.
16. Семенютина А.В. Дендрофлора лесомелиоративных комплексов / под ред. И. П. Свинцова. -Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013. - 266 с.
EROSION THREAT COMBINATION OF AGRICULTURAL BACKGROUND ON SLOPE CATENAS AND WAYS TO REDUCE DESTRUCTIVE EROSION
Valery Ivanovich PANOV
PhD of geographic sciences Branch of the Federal Research Centre for Agroecology, Integrated Reclamation and Protective Afforestation, Russian Academy of Sciences Samara, Russia
Abstract
The article is devoted to consideration and discussion of the key concepts of modern erosivity - erosion-prone and erosion-safe lands, potential surplus energy danger of flat terrain, the identification of slope-catena, high-level agricultures in agroecology, their adverse combinations and locations on the catena, leading to the formation of catastrophic erosion. The definition of consolidated (integral) slope-catena drain and examples of its formation are given. The author shows the need for creation of foresthydromeliorative cluster flow absorption drain on the borders of slope-level field for environmental management under adaptive farming.
Keywords: erosion-dangerous lands, surplus-energetic danger, catastrophic agrotechnology erosion, slope catena, catena land high altitude levels, borders of flow absorption.
References
1. Kozmenko, A.S. (1959). Osnovyprotivojerozionnoj melioracii. - Moscow: Sel'hozgiz.
2. Makkaveev, N.I. (l955). Ruslo reki ijerozija vejo bassejne. - Moscow: Izd-vo AN SSSR.
3. Surmach, G.P. (1976). Vodnaja jerozija ibor'ba s nej. - Leningrad: Gidrometeoizdat.
4. Zaslavskij, M.N. (1987). Jeroziovedenie. Osnovy protivojerozionnogo zemledelija. Moscow: Vysshaja shkola.
5. Kuznecov, M.S. (1981). Prtivojerozionnaja stojkost'pochv. - Moscow: Izd-vo MGU.
6. Horton, R.E. (1948). Jerozionnoe razvitie rek i vodosbornyh bassejnov. Gidrofizicheskij podhod k kolichestvennoj geomorfologii. - Moscow: Izd-vo IL.
7. Panov, V.I. (2011). Sinergeticheskoe jeroziolandshaftovedenie (teorija i praktika samoorganizacii gidrologicheskih i jerozionnyh processov, rel'efa i landshaftov). Materialy mezhd. konf. «Zashhitnoe lesorazvedenie v Rossijskoj Federacii». - Volgograd: VNIALMI. - P. 231-240.
8. Sil'vestrov, S.I. (1955). Rel'ef i zemledelie (v jerozionnyh rajonah). - Moscow: Sel'hozgiz.
9. Burjak, Zh.A. (2014). Sovershenstvovanie podhodov k ocenke jerozionnoj opasnosti agrolandshaftov s ispol'zovaniem GIS-tehnologij. Nauchnye vedomosti. Serija: Estestvennye nauki. 23(194)-29: 140-146.
10. Mel'nik, M.A., Pozdnjakov, A.V. (2007). Fraktal'nyj analiz jerozionno-raschlenjonnogo rel'efa: metodologicheskie podhody. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Universiteta. -301: 201-204.
11. Kochetov, I.S., Barabanov, A.T. Garshinjov, E.A. et al. Agrolesomeliorativnoe adaptivno-landshaftnoe obustrojstvo vodosborov. - Volgograd: «VNIALMI».
12. Garshinjov, E.A. (2002). Jerozionno-gidrologicheskij process i lesomelioracija. - Volgograd: «VNMALMI».
13. Panov, V.I. (2005). Bassejnovo-ierarhicheskaja gidrogravitacionnaja samoorganizacija poverhnosti sushi i strukturnaja uporjadochennost' ejo jelementov. Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii «Zashhitnoe lesorazvedenie v Srednem Povolzh'e». - Volgograd: «VNlALMI». - P. 46-53.
14. Ruljov, A.S. (2016). Jentropijnaja harakteristika agrolesolandshaftov. Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii «Zashhitnoe lesorazvedenie, melioracija zemel', problemy agrojekologii i zemled elija v Rossijskoj Federacii». - Volgograd: «VNIALMI». - P. 222-226.
15. Panov, V.I. (2G16). Novye gidrologicheskie jeffekty v lesoagrarnyh landshaftah zasushlivoj stepnoj zony. Materialy nauchno-prakticheskoj konferencii «Zashhitnoe lesorazvedenie, melioracija zemel', problemy agrojekologii i zemledelija v Rossijskoj Federacii». - Volgograd: «VNIALMI». - P. 2G4-212.
16. Semenjutina, A.V. (2G13). Dendroflora lesomeliorativnyh kompleksov. - Volgograd: VNIALMI.
