Тема 2. «Фактори водної ерозії та дефляції грунтів»

Фактор грунту

Грунт - це той об`єкт, який саме і піддається руйнуванню ерозійними процесами. Тому його властивості і стан в більшості випадків є домінантою серед факторів ерозії. Розбіжності між прогнозуємими (розрахунковими) і фактично визначеними даними ерозійних втрат грунту визначаються не стільки недостатнім урахуванням гідромеханічних факторів (які всебічно вивчаються на протязі багатьох десятиріч), а скільки тим, що дотепер вельми недостатньо ураховувалися характеристики грунту і підгрунтя, які визначають ерозійну стійкість. Тому надзвичайно важливо одержати залежності показників, які визначають її параметри.

Стійкість або, навпаки, піддатливість грунту до впливу активних агентів ерозії (дощовим краплинам, водним потокам) - складна комплексна характеристика грунту. Це знайшло відбиток як в тлумаченні цієї грунтової характеристики, так і в методах щодо її визначення. В англомовній літературі затвердився термін "змиваємість грунту", який вперше запропонований Х.Е. Мідлтоком (Midlton, 1930), що еквівалентно нашому "ерозійність". У поширеній формі у наш час (erodibility) він вперше наводиться у роботі Х.Л. Куха (Cook, 1936). У вітчизняній літературі більш поширений термін "протиерозійна стійкість грунту", який вперше запропонований С.С. Соболєвим і С.І. Пономарьовой (1945). Дещо пізніше В.Б. Гуссак (1950) запропонував термін "еродуємість", котрий за смислом протилежний першому.

Ц.Є. Мірцхулава (1970, 1988) і М.С.Кузнєцов (1981) зробили досить повний огляд результатів досліджень багатьох авторів, що присвячені піддатливості (або, навпаки, опірності) грунту ерозії шляхом вимірювання деяких фізичних, хімічних і фізико-хімічних його властивостей.

Розпорошені грунти швидше піддаються змиву у порівнянні із структурними. Сталі по відношенню до ерозії грунти морфологічно характеризуються слабо виразною диференціацією на генетичні горизонти і поступовим переходом одного горизонту у другий, структурністю (агрегатністю), доброю водопроникливістю.

Для хімічного складу таких грунтів характерне збагачення їх органічною речовиною і півторинними окислами (SiO₂/R₂O₂<2). Водопроникність грунту є важливою характеристикою водно-фізичних властивостей грунтів. Вона може розглядатися як непрямий показник стану води по поверхні грунтів, і, відповідно, протиерозійної стійкості і змиву дрібнозему. Має місце тісний позитивний зв`язок між водотривкістю структурних агрегатів, вмістом гумусу і водопроникністю (Качинський, 1970; Назаров, 1981; Блек, 1973).

Аналіз показує, що склад і якість структурних агрегатів (перш за все водотривкість) і зв`язність їх один з одним - домінуючі агрофізичні параметри, що визначають ерозійну стійкість грунтів.

Таким чином, грунт як фактор ерозії достатньо характеризується параметрами агрегатного складу і водопроникності - найважливішими агрофізичними властивостями грунтів (Булигін, 1990). Принципово важливо, щоб ці параметри грунтів, які визначають ерозійну стійкість, надходили до математичних моделей ерозії, що використовуються для оцінки небезпеки і прогнозу розвитку ерозії, безпосередньо без вводу будь-яких непрямих залежностей. Цей основний критерій повинен бути провідним при оцінці працездатності і адекватності цих моделей, тому що властивості грунту - домінуючий фактор ерозії, що багатьма дослідниками ігнорується або не усвідомлюється.

Фактори системи ведення рослинництва (С) і боротьби з ерозією (Р)

Розділити вплив факторів С і Р досить важко, тому огляд їх вивченості слід зробити разом. Фактор С дорівнює співвідношенню втрат грунту з ділянки під посівом певної культури до втрат грунту з контрольної ділянки, яка знаходиться під чистим паром і при цьому ці ділянки знаходяться в рівних едафічних умовах на схилах, що мають рівні ухили, і умовах рівної кількості опадів.

Рослинність усіх видів є потужним протиерозійним фактором. Ступінь впливу рослинності визначається її видовим складом і станом. Протиерозійна роль рослинності багатогранна. Вона проявляється у зменшенні ударної сили крапель дощу. Певна частина дощу затримується на рослинах і не приймає участі в ерозії грунту. Досить повне зведення цих робіт зробив А.А. Молчаков (1960). Рослинність кореневою системою зв`язує грунтові частки і підвищує гідрологічну шорсткість, що затримує стікаючу поверхневу воду і покращує умови для поглинання її грунтом.

П.С.Захаров (1971) пропонує розмістити (в напрямку зменшення) рослинність за протиерозійною ефективністю в такій послідовності:

1) лісні дерево-чагарникові насадження;

2) трав’яниста природна рослинність і багаторічні сіяні трави;

3) плодові дерева і чагарники при задернінні поверхні грунту;

4) посіви сільськогосподарських культур:

         а) злаково-бобові;

         б) зернові;

         в) бобові;

         г) просапні.

Для кількісній оцінки протиерозійної ефективності рослинності опрацьована досить значна кількість емпіричних показників. Як найбільш типовою можна назвати пропорцію І.С. Костянтинова (1977), за якою ступінь захисту грунту рослинністю визначається за формулою:

K₃=(C_п-C_к)/Cп,   

де:     К_з - коефіцієнт захисту грунту;

         С_п - змив з чорного пару;

         С_к - змив з поля, яке зайняте культурою.

Фактор протиерозійних заходів являє собою співвідношення кількості втрат грунту при їх використанні до втрат в умовах обробітку вздовж схилу або по відношенню до вирівняної поверхні чорного пару. В.Д. Папитков (1980) досить повно визначив вимоги до протиерозійних заходів. Гідрологічний (а, отже, і грунтозахисний) ефект будь-якого протиерозійного заходу залежить, головним чином, від впливу на інтенсивність і тривалість інфільтрації води в грунт при зливових опадах або сніготаненні. При інших рівних умовах стік води буде меншим при таких способах обробітку, які створюють більшу шорсткість поверхні і високу її шпаруватість. Ущільнення, вирівняння поверхні, знищення рослинних решток неминуче збільшує поверхневий стік води і змив грунту.