ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2012, № 2, с. 218-223
ЭРОЗИЯ ПОЧВ
УДК 631.411.:551.578(479.22)
ЭРОДИРУЕМОСТЬ ПАХОТНЫХ ПОЧВ ГРУЗИИ В ПЕРИОД ЛИВНЕВОГО СТОКА © 2012 г. Г. П. Гогичаишвили
Департамент по гидрометеорологии Национального агентства окружающей среды, Министерство защиты окружающей среды и природных ресурсов Грузии, 0112, Грузия, Тбилиси, пр. Д. Агмашенебели, 150
е-таП: ggizo@hotmail.com Поступила в редакцию 24.06.2010 г.
Эродируемость пахотных почв Грузии варьирует от 1.0 до 2.9 т/га на единицу эрозионного индекса осадков. Наиболее устойчивыми к эрозии являются хорошо оструктуренные бурые лесные и желто-бурые почвы с высоким содержанием гумуса. Наибольшей податливостью к эрозионным процессам характеризуются почвы сухих территорий Грузии: серо-коричневые и коричневые. Впервые составленная карта эродируемости почв иллюстрирует закономерности пространственного распределения этого показателя на территории Грузии.
ВВЕДЕНИЕ
Противоэрозионная стойкость почвы — важнейший параметр, определяющий стабильность и нормальное функционирование не только почвы как биокосной системы, но и биосферы в целом. Уменьшение данного показателя сопровождается увеличением интенсивности эрозионных процессов. Противоэрозионная стабильность почв определяется не только внешними факторами (осадками, рельефом, растительностью), но и свойствами почв, то есть их способностью противостоять смыву и размыву. Для обозначения этого свойства почв в литературе используется термин "противоэрозионная устойчивость", а также "эродируемость" или "смываемость", которые по смыслу противоположны первому понятию.
МЕТОДЫ
Существуют различные методы и оценки устойчивости почв к смыву [1—3]. Для оценки противоэрозионной устойчивости почв Грузии использована методика (номограмма) Уйшмейе-ра—Джонсона—Кросса [4], модифицированная в Проблемной лаборатории эрозии почв и русловых процессов [1]. Данная методика положена в основу расчетов интенсивности смыва в зависимости от дождевых осадков при составлении карты эрозионноопасных земель мелиоративного фонда Грузии [5].
В универсальном уравнении потери почв от эрозии (и8ЬБ) [6, 7] эродируемость численно равна отношению количества смытой почвы с эталонного участка к единице эрозионного потенциала осадков. За эталонный участок принят склон крутизной 4.5° (9%) и длиной 22.13 м, со-
держашейся под черным паром с обработкой вдоль склона.
На основе данных почвенно-эрозионных стационаров и искусственного дождевания создана номограмма для определения эродируемости почв [5, 6]. Эродируемость почвы определяется по пяти почвенным показателями: содержанию мелкопесчаной и пылеватой фракции, количеству песчаной фракции, содержанию гумуса, оструктуренности почв, водопроницаемости почв. Среднегодовая эродируемость почвы эталонного участка определяется как
К=А/Я, а для месяца или части года К = 2А/ХЯ30,
где К — эродируемость почвы, т/га мин/га Мдж мм; Л — смыв почвы, т/га; Я30 — эрозионный индекс осадков, Мдж мм/га/мин.
На нестандартных опытных участках среднегодовая (или для части года) эродируемость почвы определяется как [7]
К=Л/Я3^,
где Ь — фактор длины склона, безразмерная величина; S — фактор крутизны склона, безразмерная величина; эрозионный индекс осадков вычислялся по формуле [8]:
Я30 = 0.2584Н130 — 0.1492,
где Н — количество осадков, мм; 130 — максимальная интенсивность за 30 мин.
Ь =
(—)" •
\22.13/
^ = (0.065 + 0.045^ + 0.0065^),
где I — длина склона, м; S — крутизна склона, %. Показатель степени т равен 0.5 если уклон склона >5%; 0.4 — если уклон склона 5—3%; 0.3 — если уклон склона 3—1%; 0.2 — если уклон склона <1%;
л X
О
10
л §
с
+ 30 о ¡2
° I
с -н « §
й®
ч I
20
40 50 601-
70180 90 100
4.5 4.0
3.5
3.о« ^
2.5 § з 4.5 л и
2.0 5 15 4.0
- - т° - -
1.0 0.5 0
5 6 Каменистость, %
Водопроницаемость
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
«
о п
х 3
т с и н е м а
ь т с о м
е р
и
оди р
Э
Рис. 1. Номограмма для определения эродируемости почв. Структура (водопрочные агрегаты, %) 1 - >50; 2 - 25—50; 3 - 15-25; 4 - <10. Водопроницаемость, мм/мин: 1 - >4.0; 2 - 3.0-4.0; 3 - 2.0-3.0; 4 - 1.5-2.0; 5 - 1.0-1.5; 6- <0.5.
Экспериментально установлено, что эродиру-емость зависит от содержания органического вещества (гумуса), гранулометрического состава (количества песчаных и глинистых фракций), а также водопроницаемости и структуры (количество водопрочных агрегатов >0.25 мм) почвы. Эти параметры использовали при разработке универсального уравнения и номограммы для определения эродируемости почв [4, 7]. В щебнистых (каменистых) почвах на эродируемость влияет содержание камней или щебня, которые создают эффект мульчи. В результате уменьшается вынос почвенного материала. Найдена количественная зависимость между эродируемостью и содержанием камней и щебня, что нашло отражение в номограмме эродируемости почв [8].
Номограмма эродируемости почв [4, 7, 8] состоит из двух частей (рис. 1). По левой части эродируемость (Кх) определяется следующими показателями: содержанием органического вещества (гумус); суммарным содержанием фракций мелкого песка и пыли (0.1-0.001 мм) и песка (>0.1 мм). Полученные значения уточняются по правой части номограммы на основе данных о структуре (количество водопрочных агрегатов >0.25 мм) и водопроницаемости почв (К2), а для каменистых почв еще и по шкале каменитости (К3).
Количество фракции очень мелкого песка и пыли (0.1-0.001 мм) вычисляется по данным гранулометрического состава почв суммированием отдельных фракций: [(0.1-0.05) + (0.05-0.01) + + (0.01-0.005) + (0.005-0.001)] мм. Поскольку фракция очень мелкого песка 0.10-0.05 мм не выделяется при гранулометрическом анализе почв
по методу А.Н. Качинского, для определения ее доли во фракции 0.01-0.05 мм использован косвенный метод [9], согласно которому в глинистых и суглинистых почвах она составляет 90; в легких суглинках и супесчаных почвах - 80; в почвах, развитых на лёссах и лёссовидных суглинках - 95; на моренных суглинках - 80; супесях - 45; на песках различного генезиса - 45-50%.
При мелкомасштабном картографировании эродируемость почв, определение класса структурности и водопроницаемости почв проводилось на основе их генетической принадлежности и гранулометрического состава (табл. 1). Проведенные в России исследования [1] показали, что структура почв (количество водопрочных агрегатов >0.25 мм) и их водопроницаемость заметно влияют на конечный результат только в том случае, когда они значительно отличаются от средних параметров (очень низкая и очень высокая водопроницаемость или бесструктурные, распыленные почвы, а также пески). В почвах, характеризующихся средними показателями водопроницаемости, значение Къ полученное по левой части номограммы, не изменяется или изменяется незначительно при дальнейшем уточнении [1]. Этот факт позволяет при определении эродируемости почвы ограничиться расчетом Къ по наиболее стабильным признакам: содержанию органического вещества и гранулометрическому составу - не изменяющимся в короткий промежуток времени.
Для проведения исследований использованы собственные данные, а также собранны литературные и фондовые материалы. Установлено, что
Таблица 1. Качественная оценка класса структурного состояния и водопроницаемости основных типов почв Грузии различного гранулометрического состава
Гранулометрический состав
Почвы тяжелоглинистый, глинистый тяжело-, среднесу-глинистый легкосуглинистый, супесь песок
Горно-луговые черноземовидные, горнолесолуговые, черноземы, черноземы выщелоченные, черные карбонатные, коричневые выщелоченные, коричневые, коричневые карбонатные, красноземы, красноземы оподзоленные, желтоземы, желтоземы оподзоленные
Бурые лесные оподзоленные, бурые лесные кислые, желто-бурые
Серо-коричневые темные, серо-коричневые, серо-коричневые светлые
Горно-луговые черноземовидные, горнолесолуговые, черноземы, черноземы выщелоченные, черные карбонатные, коричневые выщелоченные, коричневые, коричневые карбонатные, красноземы, красноземы оподзоленные, желтоземы, желтоземы оподзоленные
Бурые лесные оподзоленные, бурые лесные кислые, желто-бурые
Серо-коричневые темные, серо-коричневые, серо-коричневые светлые
Супесчаные почвы всех типов, подстилающиеся песками и песчаниками
Пески и песчаные почвы
Пески
Структурное состояние 1
Водопроницаемость 1
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
5
Нет
Нет
Примечание. Классы структурного состояния и водопроницаемости почв приведены на рис. 1.
»
»
необходимый объем выборки при относительной вероятной погрешности Р0.90 = 10% может составлять 6—45 определений в каждом почвенном контуре [9].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
По приведенной методике рассчитаны значения эродируемости всех основных почвенных разностей Грузии (табл. 2).
В альпийской и субальпийской зонах распространены горно-луговые дерновые и горно-луговые черноземовидные почвы. Их доля в обшей площади пашни Грузии составляет 5614 (0.7%) и 12030 га (1.5%), соответственно, а эродируемость меняется от 0.8—1.0 до 1.1—2.0 т/га на единицу эрозионного индекса осадков (ЭИО).
В горно-лесной зоне, где распространены горно-лесные луговые, бурые-лесные (кислые,
оподзоленные) почвы, площадь пашни составляет 4703 га (5.7%) от общей площади пашни страны. Эродируемость этих почв в зависимости от гранулометрического состава и содержания гумуса варьирует от 1.1 до 2.1 т/га на единицу эрозионного индекса осадков.
Дерново-карбонатные почвы распространены в основном в горно-лесной зоне Западной Грузии. Здесь площадь пашни составляет 44912 га. Эродируемость увеличивается от 1.6 до 2.2 т/га на единицу ЭИО.
Желто-бурая почва является одной из самых устойчивых почв в эрозионном отношении, ее эродируемость зависит от гранулометрического состава и составляет 1.0—1.5 т/га на единицу эрозионного индекса осадков.
Красноземы и желтоземы распространены во влажно-субтропической зоне Западной Грузии. Под пашней занято 36892 (4.6%) и 191678 (23.9) га
соответственно. Большая часть этих почв находится под многолетними субтропическими насаждениями: чаем, мандарином, апельсином, лимоном и др. Эродируемость красноземов составляе
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.