CC BY
87
ЭРОЗИЯ ПОЧВ
УДК 631.459
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СМЫТЫХ И НАМЫТЫХ ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВ НА СКЛОНАХ1
М.С. Кузнецов, В.В. Демидов, Д.Р. Абдулханова
(кафедра эрозии почв)
Для охраны почв от эрозии необходимо разработать схемы и проекты противоэрозионных мероприятий на область, водосборные бассейны и отдельные хозяйства. Основой для такой работы являются почвенно-эрозионные карты соответствующего масштаба. Однако до сих пор картографирование смытых и намытых почв затруднено из-за недостаточной изученности закономерностей их распространения по элементам рельефа и отсутствия методики использования в этих целях топографической карты, в частности полученных на ее основе показателей крутизны, длины и экспозиции склонов. Связь степени смытости дерново-подзолистой почвы с этими параметрами детально исследована В.П. Лидовым [4], однако не определен комплексный показатель влияния этих факторов. И.Д. Брауде [1] выявлена закономерность влияния крутизны склона на эродиро-ванность почв Нечерноземной зоны (включая серые лесные), но при его постоянной длине 600—800 м вне зависимости от экспозиции. Г.П. Сурмач [6] показал наличие корреляционной связи между степенью смы-тости серых лесных почв Орловской обл. и уклоном склонов продольно-выпуклой формы, однако он не конкретизировал важный фактор — значение длины склона.
Статья посвящена определению количественного геоморфологического критерия присутствия среди дерново-подзолистых почв склонов смытых в разной степени и намытых почв в целях отнесения их к разным категориям по потребности в проведении противоэрозионных мероприятий.
В основу работы положено сочетание анализа полевых материалов, полученных в последнее время и накопленных ранее при описании разрезов, заложенных на склонах по почвенно-геоморфологическим профилям и на ключевых участках, и материалов по характеристикам обследованных склонов, включая их крутизну, длину линии стока, экспозицию. Количественный геоморфологический критерий представлен в соответствии с работой Г.П. Сурмача [6] в виде произведения уклона склона в степени 1,3 на корень квадратный из длины линии стока.
Материал получен при описании разрезов, заложенных на склонах северной и северо-восточной экспозиций по 17 почвенно-геоморфологическим
профилям на территории УО ПЭЦ «Чашниково» МГУ им. М.В. Ломоносова (Солнечногорский р-н Московской обл.) и по двум профилям в районе пос. Литвиново (Солнечногорский р-н) на склоне южной экспозиции. Данная территория расположена в зоне южной тайги, в центре Русской равнины, на южных отрогах Клинско-Дмитровской гряды. Почвы — дерново-подзолистые суглинистые на покровном суглинке. Рельеф территории пологоволнистый, форма склонов преимущественно выпукло-вогнутая, их длина — от 200 до 700 м. Крутизна склонов изменяется чаще всего от 1 до 5°.
Почвы сформированы на двучленных отложениях. Покровные суглинки, служащие материнской породой, подстилаются на глубине менее 1 м либо флю-виогляциальными отложениями (водосбор Ольгиного пруда), либо красно-бурой мореной (Кирпичное поле и р-н пос. Литвиново).
На рис. 1, 2 приведены типичные профили, заложенные на первых двух объектах. Дерново-подзолистые почвы обследуемой территории несколько отличаются по гранулометрическому составу: на водосборе Ольгиного пруда — легкосуглинистые (несмытые) и супесчаные (слабо- и среднесмытые), на Кирпичном поле и в районе пос. Литвиново — легко- и средне-суглинистые.
При описании разрезов использовали классификацию эродированных почв [2].
Дерново-подзолистые почвы с глубиной вспашки не менее 18—20 см имеют следующие разности:
• слабосмытые — при вспашке затрагивается самая верхняя часть гор. А2В1 (с сохранением его нижней части). Пахотный слой по сравнению с несмытой почвой заметно осветлен и имеет буроватый оттенок. Характерно наличие на поверхности почв редкой сети промоин, не поддающихся заравниванию при обычной обработке. Запас гумуса в верхнем (30 см) слое обычно на 20—25% ниже, чем в несмытой почве;
• среднесмытые — в пашню вовлечены целиком или частично гор. А2В1 и подгор. В1 до В2, вследствие чего морфологические признаки подзолистости почти исчезают, а дифференциация почвенного профиля ослабляется. Цвет пашни бурый, сильнопятнистый. Поверхность размыта частой сетью промоин;
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 06-04-90820Мол_а).
Рис. 1. Почвенно-эрозионный профиль на водосборе Ольгиного пруда: П2д — дерново-среднеподзолистая несмытая; П2Пи — дерново-среднеподзолистая смыто-намытая; П2Ч — дерново-среднеподзолистая слабосмытая; П2д^ — дерново-среднеподзолистая среднесмытая;
Рис. 2. Почвенно-эрозионный профиль на Кирпичном поле (обозначения см. на рис. 1)
• сильносмытые — распахана средняя или нижняя часть гор. В2; поверхность пашни сильно изрезана эрозионными ложбинами.
Была изучена зависимость степени эродирован-ности дерново-подзолистой почвы на продольно-выпуклых частях распаханных склонов от величины геоморфологического показателя (К):
К = Ь0,5 tg1,3a,
где Ь — длина линии стока, м; а — крутизна склона, град.
Анализ результатов исследования, проведенный в координатах 1/Ь0,5, tg1,3a, показал, что на склонах северной и северо-восточной экспозиций несмы-тые почвы располагаются в рельефе при К < 0,1,
далее появляются слабосмытые почвы и начинают преобладать при К = 0,25; при К = 0,4 появляются среднесмытые почвы, а при К = 0,7 они преобладают (рис. 3). На склоне южной экспозиции среднесмытые дерново-подзолистые почвы описаны при К = 0,24, а сильносмытые — при К = 1,1.
Для сравнения отметим, что на распаханных склонах тех же экспозиций среднесмытые серые лесные почвы появляются при К = 0,3, а преобладают при К = 0,9, т.е. при тех же параметрах рельефа смыв на серых лесных почвах протекал более интенсивно, чем на дерново-подзолистых. По-видимому, это связано с большей насыщенностью севооборотов на серых лесных почвах эрозионно опасными пропашными культурами и меньшей — почвозащитны-
П2 — дерново-среднеподзолистая слабонамытая; П2д — дерново-среднеподзолистая средненамытая
Рис. 3. Совместное влияние крутизны склона (а, град.) и длины линии стока (X, м) на степень смытости дерново-подзолистой почвы на склонах северной и северо-восточной экспозиции:
1 — несмытая, 2 — слабосмытая, 3 — среднесмытая почва
ми (многолетними травами и озимыми зерновыми сплошного сева).
Полученные результаты согласуются с данными В.П. Лидова [4] по зависимости степени смытости дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы от крутизны склона и длины линии стока. Их обработка показала, что несмытым почвам соответствует К<0,1, а среднесмытые появляются при К = 0,4. Данные Лидова позволяют установить значения К при преобладании сильносмытых почв (К > 1,33).
Категории земель УО ПЭЦ «Чашниково» (II—V) по подверженности эрозии и комплексу противоэрозионных мероприятий в зависимости от параметра рельефа
Длина линии стока (L), м Крутизна склона (а), град.
0,5-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-7
100-200
200-300
300-400 © ©
400-500 ©
500-600
600-700
700-800 ©
С учетом параметра рельефа местности, рекомендаций [5] обследованные земли были разделены на пять категорий по эродированности и потребности в проведении противоэрозионных мероприятий (таблица). К I категории относятся земли, не подвержен-
ные водной эрозии, и сток талых и дождевых вод с них не угрожает нижележащим участкам. На данной территории такие земли не выделены. К этой категории могли бы быть отнесены пойменные почвы, однако они не входят в число объектов настоящего исследования. Ко II категории относятся земли, не подверженные эрозии, но сток с них угрожает нижележащим участкам. Для предотвращения стока на этой территории рекомендуется проводить комплекс мероприятий, способствующих равномерному снегонакоплению и снеготаянию, а также повышению водопроницаемости почв. К III категории относятся преимущественно участки склонов, занятых комплексами слабо- и среднесмытых почв. Эти земли нуждаются (помимо мероприятий, рекомендованных для почв II категории) в изменениях в структуре севооборотов, в частности в исключении из них пропашных культур, а также в нарезке водоотводящих борозд. В IV категорию входят преимущественно среднеэродированные почвы присетевого земельного фонда (по А.С. Козменко) [3]. Интенсивность смыва здесь такова, что для его предотвращения требуется вводить специальный почвозащитный севооборот (с долей многолетних трав не менее 50%), а также выполнять мероприятия, рекомендованные для земель III категории. Земли V категории представлены комплексом средне- и сильносмытых почв, обычно сильно расчлененными промоинами и оврагами. Их рекомендуется использовать после заравнивания промоин в почвозащитных севооборотах или отводить под пастбища или лес. На изучаемой территории земли V категории встречаются редко.
I категория земель, как уже отмечалось, на данной территории не выделяется. Ко II категории отнесены почвы приводораздельных, пологих частей склонов с несмытыми и слабосмытыми почвами при крутизне склонов до 2° при длине до 700—800 м и до 3° при длине 500—600 м. Земли III категории приурочены к склонам длиной более 600 м при крутизне 2—3°, 200-600 м — при 3-4, 100-400 м — при 4-5 и 100-200 м при 5-7°. Земли IV категории залегают на склонах крутизной 4-5° при длине линии стока 400-800 м и 5-7° при 200-700 м. Земли V категории могут появиться при длине линии стока 700-800 м и крутизне 5-7° и более (таблица).
Проведенные наблюдения показали, что на распаханных склонах намытые почвы формируются на выположенных участках чаще всего вогнутых элементов рельефа, так как здесь происходит частичная аккумуляция наносов ввиду уменьшения скорости потока. Однако при увеличении шероховатости поверхности намытые почвы могут располагаться и на выпуклых частях склонов. Это также происходит из-за уменьшения скорости потоков, в данном случае ввиду повышения коэффициента шероховатости их русел.
Это наглядно видно на рис. 4, правда, на серых лесных почвах Владимирского ополья, где нижний
Рис. 4. Почвенно-эрозионный профиль на серой лесной почве (территория ОПХ Владимирского НИИСХ): СЛ2 — серая лесная не-смытая; СЛ2^ — серая лесная слабосмытая; СЛ2^ — серая лесная среднесмытая; СЛ2^и — серая лесная смыто-намытая; СЛ2и — серая
лесная слабонамытая
участок склона дороги, занятый густой травянистой растительностью, способствующей формированию снежного шельфа, кольматирующего поступающий с вышележащего склона смытый почвенный материал, занят намытыми почвами.
Интересно, что намытые почвы могут формироваться на склонах и в продольных ложбинах, что связано с более мощным слоем снега в них по срав-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Брауде И.Д. Рациональное использование эродированных серых лесных почв Нечерноземной зоны РСФСР. М., 1976.
2. Егоров В.В., Фридланд В.М., Иванова Е.Н. и др. Классификация и диагностика почв СССР. М., 1977.
3. Козменко А.С. Борьба с эрозией почв. М., 1949.
нению с микроводоразделами. При таянии снега это приводит к резкому уменьшению скорости стекания талых вод по ложбинам и отложению в них смытого материала даже при значительных продольных уклонах ложбин. Это отмечено на профиле, заложенном у пос. Литвиново по ложбине. Даже при крутизне до 6,7° здесь залегают намытые почвы, тогда как рядом на микроводоразделах — средне- и сильносмытые.
4. Лидов В.П. Процессы водной эрозии в зоне дерново-подзолистых почв. М., 1981.
5. Соболев С.С. Эрозия почв СССР и борьба с нею. М., 1973.
6. Сурмач Г.П. Рельефообразование, формирование лесостепи, современная эрозия и противоэрозионные мероприятия. Волгоград, 1992.
Поступила в редакцию 09.01.08
LAWS OF DISTRIBUTION OF ERODED AND ACCUMULATED SOILS SODDY-PODZOL SOILS ON SLOPS
M.S. Kuznetsov, V.V. Demidov, D.R. Abdulkhanova
Dependence of a degree of a soddy-podzol soils erodibility is investigated on convex ploughed up slopes from value of a geomorphological parameter (K), representing product of a slope grade to power 1,3 and a length of line of a flow (in meters) to power 0,5. The analysis of results of researches has shown that the eroded in medium level soddy-podzol soil appear when value of a geomorphological parameter (K) is equal 0,4 for slopes of a northern and north-eastern exposition. This parameter is lower on slopes of southern exposition — 0,24. Prevalence the eroded in medium level soddy-podzol soil is observed at value of the geomorphological parameter equal to 0,7 — on northern and northeastern slopes.
