Влияние агроэкологических факторов на развитие водной эрозии почв на пологих склонах в Южном Предуралье

• Автор: Комиссаров, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ВОДНАЯ ЭРОЗИЯ ПОЧВ И ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ
ЕЕ РАЗВИТИЕ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
Глава 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Природные условия Предуралья Республики Башкортостан
2.1.1 Климат
2.1.2 Рельеф
2.1.3 Почвообразующие породы
2.1.4 Почвенный покров
2.1.5 Растительность
2.2 Объекты и методы исследований
Глава 3 ВЛИЯНИЕ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА
СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ НА ПОЛОГИХ СКЛОНАХ
3.1 Влияние эрозии почв на свойства почвы
3.2 Характеристика почв разной степени эродированное™ на территории Водно-балансовой станции
Глава 4 ЭРОЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СНЕГОТАЯНИИ НА
ЕСТЕСТВЕННЫХ ВОДОСБОРАХ
4.1 Влияние агроэкологических факторов на величину твердого стока и его состав
4.1.1 Характеристика агроэкологических факторов в зимний период
4.1.2 Развитие водной эрозии при снеготаянии
4.1.3 Водно-физические свойства почв водосборов после снеготаяния
4.2 Прогнозирование эрозии и математические модели смыва почв
Глава 5 ВЛИЯНИЕ СНЕГОТАЯНИЯ И ЛИВНЕВЫХ ОСАДКОВ НА ЭРОЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА РАЗНЫХ АГРОФОНАХ В УСЛОВИЯХ СТОКОВЫХ ПЛОЩАДОК
5.1 Закономерности развития эрозионных процессов при снеготаянии
5.2 Развитие водной эрозии при моделировании ливневых осадков методом дождевания
Глава 6 ЗАИЛЕНИЕ ПРУДОВ ПРИ ВЕСЕННЕМ СНЕГОТАЯНИИ
ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Эрозия почв - одна из важнейших мировых экологических проблем, ведущих к потере почвенных ресурсов. Являясь наиболее распространенной из всех видов почвенной деградации, она приносит громадный экономический и экологический ущерб, так как угрожает самому существованию почвы как основному средству сельскохозяйственного производства и незаменимому компоненту биосферы (Добровольский Г.В., 1993). Согласно данным ФАО, общие мировые потери продуктивных земель от эрозии оцениваются примерно в 6,7 млн. га, а потери плодородного слоя - в 24 млн. т ежегодно (Lai R., 1991).
Современная водная эрозия проявляется при сочетании природных и антропогенных факторов. Сочетание определенных природных факторов создает предпосылки для проявления ускоренной эрозии, а нерациональная хозяйственная деятельность является основной причиной ее развития (Кирюшин В.И., 1996).
В Южном Предуралье значительная доля пашни расположена на склонах крутизной 1-3°, где нередко развивается водная эрозия почв. Одной из основных природных причин ее развития является весенний сток. Среди антропогенных факторов эрозионно-опасными являются: вспашка с
оборотом пласта вдоль склона, посев на них пропашных культур, несоблюдение режимов орошения дождеванием.
Целью исследований явилось изучение влияния основных агроэкологических факторов на развитие водной эрозии на пологих склонах в Южном Предуралье.
В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:
1. Дать характеристику комплекса свойств черноземов выщелоченных, сформированных на водоразделе и пологих склонах на пашне, целине и под лесом.

2. Изучить влияние мощности снежного покрова, глубины промерзания почвы и скорости снеготаяния, степени защищенности почвы растительностью на величину твердого стока и его состав на водосборах с малыми уклонами.
3. Определить основные факторы, влияющие на развитие водной эрозии при моделировании ливневых осадков методом дождевания.
4. Изучить влияние различного качества дождя при поливе дождеванием на развитие ирригационной эрозии.
5. Изучить характер и степень заиления прудов, расположенных вблизи пашни и леса.
Научная новизна. Впервые для территории Южного Предуралья проведены комплексные исследования по влиянию агроэкологических факторов в том числе: мощности снежного покрова, глубины промерзания почв и скорости снеготаяния, количества осадков и их интенсивности, степени защищенности земель растительностью на развитие эрозионных процессов на черноземах выщелоченных, сформированных на пологих склонах. Показано, что величина твердого стока в период снеготаяния зависит в первую очередь от степени мерзлотной цементации почвы и температуры воздуха, наличия и характера растительности, а запасы влаги в снеге и общий объем стока не имеют существенного значения. Впервые для региона определены физические и химические свойства твердого стока, образующегося в различных условиях. Выявлены эрозионно-допустимые нормы и интенсивность поливов при непрерывном и прерывистом дождевании.
Основные положения, выносимые на защиту.
Характеристика черноземов выщелоченных, сформированных на водоразделе и пологих склонах на пашне, целине и под лесом.
Специфика развития водной эрозии почв на пологих склонах, в зависимости от ряда агроэкологических факторов в условиях весеннего снеготаяния, моделирования ливневых осадков и орошения.

оценки влияния сельскохозяйственного производства на содержание загрязняющих веществ в поверхностном стоке и в почвенной влаге ниже корнеобитаемой зоны разработали модель CREAMS (Chemical, Runoff, and Erosion from Agricultural Management Systems). CREAMS позволяет оценить и рассчитать потери почвы при поверхностной эрозии, определить вынос загрязнителей с полевых водосборов, выделить на поле места, наиболее подверженные эрозии и аккумуляции наносов (Лэйн и др., 1997).
В апреле 1995 г. были начаты работы по усовершенствованию универсального уравнения USLE, результатом чего стало появление модели RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation). В нем были сохранены все 6 параметров USLE, однако формулы для каждого - переработаны. Наиболее значимыми параметрами эрозии в модели RUSLE признается влияние растительности и агротехники, поскольку именно эти параметры можно легко контролировать в целях уменьшения смыва почвы. Подобные ограничения не позволяют считать эту модель универсальной, но сама технология может быть использована и в других частях мира (Лэйн и др., 1997; Окулик, 2006).
Еще одним вариантом доработанной модели USLE является уравнение MUSLE (Modified Universal Soil Loss Equation). Главная отличительная особенность данного уравнения в том, что оно приспособлено только для расчета смыва почвы в период весеннего снеготаяния (в параметре «R» используется гидрограф стока, а не энергия отдельного ливня). Данную модель активно используют для прогноза потерь почвы при снеготаянии на северо-западе США и в Канаде (McConkey et. al., 1997).
В Европе также создавали почвенные модели эрозии почв. Так в Крандфилдском университете Сислоу (Италия) была разработана модель EUROSEM для предсказания водной эрозии почв для полей и небольших водосборных территорий. Модель основана на физическом описании процесса эрозии и работает с малым шагом по времени (приблизительно одна минута) (Керженцев, Майснер и др., 2006).