Влияние эрозионных процессов

Эрозия - явление разрушения и сноса почв потоками воды и ветра. В зависимости от разрушающего фактора различают эрозию водную и ветровую.

Объем затронутых эрозионными процессами земель в настоящее время колоссален. В результате эрозии за последние 100 лет уничтожено 2 млрд. га, а это 1/7 часть суши.

В РФ по данным государственного учета земель на 2005 г, отнесенных к категории земель сельскохозяйственного назначения, водной эрозии подвержено 17,8% площади сельскохозяйственных угодий, из них эродированная пашня составляет 12,1% площади сельскохозяйственных угодий, ветровой эрозии  8,4 и 5,3% соответственно. Совместному воздействию водной и ветровой эрозии подвержено 2,4% площади сельскохозяйственных угодий. Водная эрозия распространена в основном на территориях Приволжского, Южного и Центрального федеральных округов (рис. 34). Ветровая эрозия преобладает в Сибирском, Южном и Приволжском федеральных округах (рис.35).

Рис. 34. Доля эродированных земель по федеральным округам

Рис. 35. Доля дефлированных земель по федеральным округам

По данным Управления Роснедвижимости по Республике Татарстан (01.01.2006) площадь сельскохозяйственных земель, подверженных совместно водной и ветровой эрозии, составляет 772,1 тыс. га (17,7%), в т.ч.: слабо эродированных – 365,3 тыс. га, средне эродированных – 337,7 тыс. га, сильно эродированных – 69,1 тыс. га. Доля эродированных и дефлированных земель продолжает увеличиваться. Особенно актуальны эти процессы для Агрызского, Азнакаевского, Актанышского, Апастовского, Атниского, Балтасинского, Буинского, Верхнеуслонского, Высокогорского, Камско-Устьинского, Лаишевского, Мамадышского, Пестречинского, Рыбно-Слободского, Сабинского, Тукаевского, Тюлячинского районов.

Эродированные почвы оценивают по степени их нарушенности. Например, для почв подверженных водной эрозии различают слабо-, средне- и сильносмытые почвы.

Так как в результате эрозии происходит уничтожение плодородного слоя почвы, вынос органических и минеральных веществ, то, как естественное следствие этого происходит уменьшение биогенности почв. Оно проявляется как в уменьшении общей численности почвенных микроорганизмов, интенсивности микробиологических процессов, падении ферментативной активности и т. д. Этот эффект, в основном, отмечается для сильно эродированных почв и в наибольшей степени может наблюдаться при выделении микроорганизмов, развивающихся на «богатых» средах, содержащих высокий уровень органических и минеральных веществ. Введение эродированных почв в севооборот с бобовыми травами уменьшает эти различия.

На эродированных почвах наряду с падением численности бактерий ряд авторов отмечает увеличение относительного содержания микроскопических грибов. В эродированных почвах отмечают также падение разнообразных показателей биологической активности: интенсивности дыхания почв, активности разложения целлюлозы, нитрификации, денитрификации и т. д. Наблюдается сужение видового спектра организмов. Однако все эти изменения отмечаются только для сильноэродированных почв. В случаях более слабых эрозионных процессов наблюдаемые изменения комплекса микроорганизмов, как правило, незначительны.

Отрицательным последствием снижения биогенности почв в результате эрозии является снижение способности почв самочищаться, от остатков поллютантов. Поэтому имеется большая возможность накопления этих остатков в почвенном покрове и загрязнение сопредельных сред. Так, было показано влияние эродированности серых лесных почв на их способность к самоочищению от 3,4 ДХА одного из основных метаболитов ряда фенилаламидных пестицидов (пропанида, линурана, диурона). Опыты показали, что разложение 3,4 ДХА как в лабораторных (при постоянной t) так и в микрополевых опытах (при переменной t) идет интенсивнее в несмытой почве по сравнению со смытой.

Процесс разложения 3,4 ДХА на смытой почве характеризовался большим лаг-периодом (до 1 месяца), чем на несмытых почвах. В дальнейшем скорость разложения 3,4 ДХА приблизилась к контролю, что, вероятно, связано с накоплением специфической микрофлоры, разлагающей данное соединение.

Оценка изменения биологических свойств почв важна для разработки эффективных мер профилактики и ликвидации последствий эрозии. Наиболее эффективны проведение агролесомелиоративных мероприятий, посевы многолетних трав, подбор специальных севооборотов с чередованием культур. Часто лучше всего защищают почву многолетние травы. Именно под их посевами наблюдается и наиболее быстрое восстановление биогенности почв после эрозии.

Противоэрозионное значение почвенной биоты ярко проявилось при агролесомелиоративных мероприятиях. В 50-е годы, при создании полезащитных полос в засушливых степях страдающих от ветровой эрозии одним из определяющих факторов возможности создания лесополос стало наличие специфических микоризообразующих грибов, за счет которых деревья могут получать элементы минерального питания и лучше снабжаться водой. В новых условиях микоризные грибы развивались плохо, что препятствовало и нормальному развитию деревьев.

Почвенные микроорганизмы и сами могут предохранять почву от эрозии. Особенно важны почвенные водоросли, которые слизистыми веществами клеточных оболочек могут склеивать, а водорослевыми нитями механически скреплять почвенные частицы и таким образом увеличивать агрегированность почв. Особенно большое значение водорослевые пленки приобретают в засушливой зоне, где сформированные ими корочки повышают устойчивость почв к ветровой эрозии. В таких поверхностных налетах на песках суммарная длина водорослевых нитей очень велика и может достигать до 50 м на один квадратный сантиметр поверхности почв. Эрозионный вынос из-под такой водорослевой пленки по сравнению с голой почвой уменьшается более чем в 20 раз. Эти возможности противоэрозионного действия почвенных водорослей следует учитывать при разработке противоэрозионных мероприятий.

В настоящее время имеются сведения и о возможном противоэрозионном значении других почвенных организмов. Так в модельных опытах в США была оценена противоэрозионная устойчивость (по потере со стоковыми водами) почв, обогащенных различными культурами почвенных микроорганизмов. Исследовали противоэрозионную стойкость стерильных, нестерильных почв, а также почв обогащенных почвенными бактериями (рода Pseudomonas), актиномицетами (рода Streptomyces) и грибами (рода Penicillium). Наибольшая потеря почв со стоковыми водами наблюдалась в варианте со стерильными почвами, меньше в вариантах нестерильных почв и с внесением бактерий и актиномицета. Наибольшая противоэрозионная стойкость наблюдалась в почвах с внесением грибов, мицелий которых, скрепляя частицы, способствовал лучшей агрегированности почв. Однако маловероятно, что внесение чистых культур микроорганизмов в почву в качестве противоэрозионных мер найдет практическое применение, в первую очередь за счет возможных негативных последствий такого внесения. Видимо, и в этом случае оптимальным является восстановление естественного пула (запаса) микроорганизмов на эродированных почвах.