Землеробство - Гудзь В.П. - 5.2. Фактори розвитку ерозії ґрунту

Рельєф. У рівнинних умовах з пересічним рельєфом, передгірних і гірських областях ступінь ерозійної небезпеки залежить від крутості, довжини, форми й експозиції схилів, типу водозбору, глибини базису ерозії та почленування місцевості.

Глибина місцевого базису ерозії, що визначається різницею висот між вершиною вододілу і тальвегом (дном балки) або рівнем річки - один з вирішальних факторів водної ерозії. Чим вище вододіл лежить над рівнем річки, тим руйнівніші потоки, що стікають схилами водозбору, тим більш потенційно нестійкі породи, з яких складається водозбір.

Ця особливість чітко виявляється в сильному розвитку ерозійних процесів на Донецькому кряжі, Приазовській та Придніпровській, Подільській височинах, у передгірних і гірських районах Українських Карпат і Криму, де глибина місцевого базису ерозії досягає 75-125 м і більше.

Розвиток ерозійних процесів в Україні істотно залежить також від крутості й довжини схилів.

У Степу, Лісостепу та на Поліссі на схилові орні землі крутістю до 3° припадає відповідно 79-99, 62-95 та 75-97% їх загальної площі. При цьому 54% орних земель розміщені на схилах крутістю 1-3°.

За даними Інституту охорони ґрунтів УААН, зі збільшенням крутості схилів підвищується й коефіцієнт еродованості ґрунтового покриву, причому на схилах крутістю 1-3° в середньому 45%, а на схилах 3,1-5° - 60% площі ґрунтового покриву представлено слобоеродованими різновидами. Із збільшенням крутості схилів середньо- і сильнозмиті ґрунти становлять 57-63%.

Ерозійні процеси найбільше виражені на коротких схилах (100-200 м), де середня крутість досягає найвищих значень (2,8-3°). Якщо довжина схилів 700 м і більше, то середня їх крутість зменшується до 1,50-2,08°, відповідно знижується еродова-ність ґрунтового покриву.

У Степу та Лісостепу ерозії найбільше піддаються схили північної і східної експозицій. Коефіцієнт еродованості ґрунтів на цих схилах у середньому становить відповідно 1,25; 1,20. При цьому еродованість за експозиціями: північна - 66,1%; східна - 59,3; південна - 59,1; західна - 45,5%. Такі відмінності пояснюються тим, що схили північної й східної експозицій найкрутіші й найдовші (відповідно 2,58°; 2,14° та 886 і 500 м). Водночас на південній експозиції - 2,01 ° і 550 м, на західній - 2,01 ° і 510 м.

Співвідношення земель на схилах за геоморфологічними і рельєфними ознаками зумовлюють різну інтенсивність ерозійних процесів і визначають диференційне застосування ґрунтозахисних заходів.

Клімат. Кліматичні особливості будь-якого району є визначальним фактором процесів ґрунтоутворення й ерозії. При цьому найважливіше значення має кількість атмосферних опадів та їхня інтенсивність, швидкість вітру. Решта кліматичних факторів впливає на ерозію ґрунтів значно менше, переважно побічно - через рослинність, біологічні й хіміко-фізичні процеси.

Опади. В Україні найбільша кількість опадів за рік буває влітку, при чому в теплий період переважають зливи. Ерозійна сила зливових опадів, що визначається їх енергетичною характеристикою, на території країни має певні особливості. Насамперед збільшення чи зменшення енергії опадів в окремих районах переважно пов'язані з рельєфом. Так, райони Прикарпаття, де енергетичні характеристики опадів підвищені, перебувають під впливом місцевого циклогенезу, зумовленого орографічними та особливими термічними умовами.

У рівнинній частині Лісостепу й Степу ерозійна дія опадів в основному пов'язана з холодними фронтами, які відзначаються високою активністю. На Лівобережжі України загострення холодних фронтів відбувається під впливом Донецького кряжа,

Приазовської височини і відрогів Середньо-російської височини. Тому на фоні зменшення сумарної кінетичної енергії опадів за теплий період із заходу до південного сходу й півдня енергія зливових опадів за добу в Степу, наприклад, з вірогідністю повторення один раз за 10 років (10% - на забезпеченість) не нижча, ніж у Лісостепу й на Поліссі.

Запаси води в сніговому покриву на початок весняного сніготанення, які значною мірою визначають величину стоку талих вод, і вологозабезпеченість ґрунту у весняний період становлять у середньому 20-40 мм з відхиленнями від 10 мм у південних районах Степу до 70 мм і більше на Поліссі. Висота снігового покриву і запаси води в снігу зменшуються з північного заходу на південний схід.

Вітер. Територія України є районом інтенсивних атмосферних процесів. Циркуляція повітряних мас визначає систему панівних вітрів: на заході переважають вітри західних румбів, що несуть потік повітря з Атлантики, на сході - південно-східних і південних, зумовлених впливом Сибірського антициклону. На периферії антициклону виникають градієнтні вітри. Якщо при цьому одночасно надходить циклон з півдня, то відбувається зіткнення теплої повітряної маси з холодним вітровим бар'єром, внаслідок чого вітер посилюється до 25-30 м/с і більше. За тривалої морозної та сухої погоди і без наявності снігового покриву такі вітри спричинюють поземку і пилові бурі.

На території країни виділяють кілька провінцій з різною вітровою активністю. Провінція найактивнішої дефляції міститься на південному сході України. Досить часте виникнення пилових бур у Донецькій та Луганській областях пояснюється умовами рельєфу, створеними своєрідними коридорами серед відрогів Донецького кряжа.

Навесні з посиленням сонячної радіації на територію України впливають суховійні південно-східні вітри. На південному сході щороку в травні кількість днів із суховіями поступово зменшується в напрямку на північний захід, доходячи до 1 (в Українських Карпатах). Суховії дуже висушують верхні шари ґрунту, руйнують його структуру і спричинюють локальну дефляцію.

Температура. Цей фактор впливає передусім на характер ерозійних процесів. Зокрема, в Степу відбувається інсоляційна ерозія, зумовлена неоднаковим прогріванням схилів різної експозиції і крутості. При цьому швидше прогрівання схилів південної та східної експозицій зумовлює інтенсивніше сніготанення та значні втрати снігу на випаровування. На північних схилах сніг тане повільніше, проте з підвищенням температури повітря при товщому шарі снігу ерозійні процеси тут різко полилюються.

Внаслідок проникнення теплих мас повітря в Степу (у відлигу) і Лісостепу (навесні) виникає адвективна ерозія.

Різкі коливання температури й вологості повітря в зимовий та ранньовесняний період знижують зв'язність ґрунтових агрегатів через замерзання і відтанення ґрунту, що чергуються. Руйнування ґрунтозахисних агрегатів діаметром понад 1 мм досягає на чорноземах важкосуглинкових 41-55%, середньо- і легкосуглинкових - 58-80, а на темно-каштанових легкосуглинкових ґрунтах - 76-85% (А. Б. Лавровський та ін., 1983). За таких умов виникає 100%-на ерозійна ситуація.

У теплий період температура так само впливає на розвиток дефляції. У степових районах 67% пилових бур у цей час виникає при температурі, що перевищує 10°С.

Навесні та влітку 83-87% пилових бур відбувається при відносній вологості повітря 55%. За таких умов високоефективні стерньові фони, кулісні посіви, лісосмуги, які регулюють мікроклімат і нагромадження снігу.

Рослинність. Рослинний покрив відіграє важливу роль у захисті ґрунтів від ерозії. За даними П. А. Костичева, ґрунт, що заріс травою, як правило, не розмивається навіть у тому разі, якщо утворився яр, навіть із самого краю обриву.

На ерозійні процеси значно впливає тип рослинності, певні види рослин. Рослинний покрив в Україні різноманітний і розподіляється відповідно до природної широтної зональності на природні зони на рівнині й вертикальної пояси в гірських областях. Хоч природна рослинність і збереглася на 18,5 млн. га (30% території), вона зазнала значних змін під впливом господарської діяльності людини. Так, на Поліссі в порушених дубово-соснових лісах деревостій складається найчастіше тільки із сосни, берези й осики. На місцях вирубаних лісів утворилися суходільні луки.

Луки Лісостепу, різнотравно-типчаково-ковилові й полиново-злакові степи Степу, заплави річок переважно розорані, масиви Нижньодніпровських пісків майже втратили рослинність, внаслідок чого виникли умови для інтенсивного руйнування їх водою і вітром.

На нових агроландшафтах, що утворилися, необхідно раціонально вести господарство, враховуючи ґрунтозахисну й стокорегулювальну здатність вирощуваних культур у землеробських районах країни.

Характеризуючи ерозійну загрозу агрофонів, Г. І. Швебс за значенням коефіцієнтів змиву розмістив їх у такий ряд: просапні культури (0,20), однорічні трави (0,10), багаторічні трави (0,05). Стокорегулювальна роль агрофонів також різна (табл. 36).

Ґрунтозахисне землеробство як система, сформована природними (ландшафтними) елементами, повинна враховувати й використовувати ґрунтозахисну й стокоре-гулювальну роль рослинності. Біологічні заходи захисту ґрунтів органічно пов'язані з протиерозійною організацією території і включають: заліснення, полезахисні й сто-корегулювальні лісосмуги, докорінне й поверхневе поліпшення пасовищ, ґрунтозахисні сівозміни, насичені озимими й багаторічними травами, смугові, проміжні, буферні й кулісні посіви, залуговані водостоки й виположені яри.

Таблиця 36

Стокорегулювальна роль рослинності (В. Д. Іванов, 1983)

Ґрунти. Ґрунтовий покрив України різноманітний. Згідно з матеріалами їх дослідження, на території країни виділено близько 650 різновидів ґрунтів. Така різноманітність зумовлена як мінливістю біокліматичного потенціалу, так і видами ґрунтотворних порід, рельєфом та іншими факторами.

На території України чітко простежуються три ґрунтово-кліматичні пояси: боре-альний (помірно холодний), що охоплює Українське Полісся, суббореальний (помірний), що охоплює Лісостеп і Степ та субтропічний, який займає невелику територію Південного берега Криму.

Пояси і біокліматичні області розподілені на грутові зони, підзони, провінції та підпровінції, генетично зумовлені фізико-географічними (ландшафтними) параметрами. Тому ґрунтовий покрив країни суворо зональний, а його типи пов'язані з ландшафтними типами місцевості.

На Поліссі значна різноманітність ґрунтотворних порід, їх гранулометричний і мінералогічний склад, досить строкатий мезо- й мікрорельєф, а також позитивний баланс вологи і тепла зумовили складний, комплексний ґрунтовий покрив з високим ступенем диференціації виділень (середній розмір ґрунтових контурів 20-50 га). Найпоширеніші (близько 60% площі зони) дерново-слабо- і середньопідзолисті ґрунти переважно легкого гранулометричного складу. У заплавах річок і слабостіч-них зниженнях утворилися лучні й дернові ґрунти (близько 20%). До 10% площі займають торфоболотні ґрунти й торфовики. Невеликі площі (1,5-2%) становлять сірі й світло-сірі лісові ґрунти.

Легкий гранулометричний склад, а також порівняно незначна кількість гумусу (0,7-3,0%) в ґрунтах Полісся зумовили їхню слабку агрегативність та низьку стійкість проти ерозійних процесів. Показник руйнування ґрунтозахисних агрегатів (понад 1 мм), як правило, становить 45-80% і вище, що відповідає середній та сильній схильності проти вітрової ерозії.

Дефляція ґрунтів тут відбувається досить часто у весняний період. Передусім еродують осушені торфовики й ґрунти легкого гранулометричного складу.

Ґрунтові частки переносяться при порівняно малих швидкостях вітру (6-8 м/с на висоті флюгера). Інтенсивність відчуження досягає 1,2-2 т/га/год.

Водна ерозія на Поліссі спричинена як стоком талих вод, так і зливами. Енергія останніх досягає 500-700 дж/м², що за високої схильності ґрунтів (коефіцієнт еро-дованості 8-15) часто завдає відчутної шкоди. Так, під час типових для зони злив з посівів цукрових буряків виноситься до 20-25 т/га ґрунту, із зораних на зяб полів і посівів ярих колосових у ранній стадії розвитку - 13-15, з повністю розвинених зернових і стерньових культур (висота 15-20 см) - 0,9-1,3 т/га.

У Лісостепу ґрунтовий покрив також досить складний і представлений в основному чотирма основними групами ґрунтів: чорноземи типові й глибокі опідзолені, реградовані та галогенні (солонцюваті й солончакові). Домінуючою ґрунтотворною породою зони є лесоподібні суглинки.

Гранулометричий склад плакорів на півночі Лісостепу легкосуглинковий, у центральних районах - середньосуглинковий, на півдні - важкосуглинковий і легкосу-глинковий. Вміст гумусу - від 0,8 до 5-6%.

Галогенні ґрунти трапляються переважно на лівобережжі зони, утворилися вони на знижених слабодренованих територіях, майже не еродують. Реградовані ґрунти (в основному темно-сірі лісові й чорноземи) характеризуються вторинним закарбоначуванням нижніх генетичних горизонтів й іноді більш високим вмістом гумусу та дещо кращими фізичними властивостями. Опідзолені ґрунти (на Правобережжі - в основному темно-сірі лісові й чорноземи) охоплюють праві еродовані береги річок.

Чорноземи типові - найпоширеніша група ґрунтів - домінують на Лівобережжі й займають великі ділянки на Волинській, Подільській і Придніпровській височинах у правобережній частині зони.

У північній і центральній частинах Лісостепу вітроерозійні процеси виявляються локально, навесні, на підвищених елементах рельєфу. Ними охоплені переважно розпорошені ґрунти під посівами цукрових буряків і кукурудзи, внаслідок чого іноді гинуть рослини. Кількість днів з пиловими бурями тут становить 1-8. Інтенсивність відчуження ґрунту може досягти 1-1,5 т/га/год.

У південних районах, що прилягають до Степу, вітрова ерозія - часте явище (115 днів). Інтенсивність відчуження досягає 2,5 т/га/год.

Значно більшої шкоди ґрунтовому покриву в Лісостепу завдає водна ерозія, спричинена стоком талих вод і зливами. Енергія злив - до 1500 Дж/м². Коефіцієнти еродованості коливаються від 1-1,4 (чорноземи типові середньо- й малогумусові важкосуглинкового гранулометричного складу - еталонні ґрунти) до 8-10 (чорноземи опідзолені малогумусні легкосуглинкові). На останніх інтенсивність відчуження ґрунту може досягти 19-30 т/га під час однієї зливи.

У Степу переважають чорноземи й каштанові ґрунти. Причому тут існує чітка закономірність зміни ґрунтового покриву відповідно до підвищення посушливості клімату. Основною ґрунтотворною породою на плакорах є леси й лесоподібні суглинки.

На півночі зони сформувалися різної глибини чорноземи, переважно важко- й легкосуглинкового гранулометричного складу. У Південному Степу поширені чорноземи південні, темно-каштанові й каштанові ґрунти.

У Північному Степу виділяється Донецький кряж з чорноземами й дерновими ґрунтами на елювії різноманітних щільних порід. За новою номенклатурою дернові ґрунти називаються чорноземами короткопрофільними, оскільки їхня будова подібна до будови чорноземів на лесових породах, але з коротшими генетичними горизонтами.

Геоструктурна будова Степу неоднорідна. Південна її частина розташована на Причорноморській низовині. На півночі виділяються Центральномолдавська, Подільська, Придністровська височини, а також Донецький кряж.

Така будова рельєфу і характер атмосферних процесів зумовлюють не лише зональну, а й провінційну специфіку ерозійних процесів. Усього в Степу еродовано понад 11 млн. га, в тому числі більше ніж 5 млн. га зазнають вітрової ерозії.

На території Донецького кряжа, Приазовської височини і прилеглих до них районів розвинуті вітрова, водна ерозія, на Причорноморській низовині переважають вітроерозійні процеси, в західних районах - вітрова й водна ерозія з переважанням останньої.

Водна ерозія спричинюється в основному зливовими опадами, значно менше - стоком талих вод. Енергія злив - 500-600 Дж/м². Коефіцієнти еродованості ґрунтів - 1,4-4,5. Змив ґрунту залежно від стану їхньої поверхні та властивостей за одну зливу становить 1,5-3,5 т/га, під час найінтенсивніших злив може досягти 50-80 т/га.

Найбільш стійкі до ерозії чорноземи звичайні малогумусні середньо-важкосуг-линкові й легкосуглинкові (коефіцієнти еродованості 1,1-1,5) з проективним покриттям рослинністю або її залишками понад 70%. Менш стійкі ґрунти, які зазнали ерозії або деградували внаслідок господарського використання. Коефіцієнти еродо-ваності в них підвищуються до 2,9-4,5.

Вітроерозійні процеси відбуваються в основному в зимово-весняний період. За останні 40 років пилові бурі різної інтенсивності зафіксовані більш як 21 раз, а локально вітрова ерозія виявляється щорічно.

Найбільш схильні до вітрової ерозії ґрунти легкого й середнього гранулометричного складу, а також ті, що не раз еродували і розпорошені під впливом обробітку і змін вологості й температур.

Інтенсивність видування ґрунтового матеріалу досягає 2,5-3,5, а іноді й 5 т/га/год. Днів з пиловими бурями - від 5 до 25, загальна тривалість бурі - 5-80 год.

Господарська діяльність людини. Нині господарська, особливо землеробська, діяльність людей повністю визначає розвиток та інтенсивність ерозійних процесів. Ерозія завжди була супутником нераціонального землеробства, а також тваринництва.

Господарська діяльність людини позначилася на розвитку ерозійних процесів в Україні. Внаслідок неправильного використання землі утворилися яри, які дуже дренують місцевість і змінюють рослинність, що призводить до погіршення її ґрунтозахисних властивостей і посилює ерозійні процеси.

М. М. Заславський найчіткіше сформулював питання про природні фактори як умови виникнення й розвитку ерозії ґрунтів та про господарську діяльність людей як єдину причину сучасної ерозії. При цьому впровадження систем ґрунтозахисного землеробства включає можливість проявлення шкідливих руйнівних процесів.

Сільськогосподарською наукою розроблено комплекс заходів щодо захисту й відновлення родючості еродованих ґрунтів, які необхідно диференційовано застосовувати в різних ґрунтово-кліматичних зонах України.