Эрозия почв водой и ветром

Эрозия почв — это отделение и перенос частиц почвы водой и ветром, естественный процесс, значительно ускоряемый землепользованием, который приводит к потере плодородного верхнего слоя почвы и деградации земель.

Definition

Эрозия почв — это процесс, при котором частицы почвы отделяются от почвенной массы и переносятся энергией движущейся воды или ветра, включая отделение, перенос и последующее отложение эродированного материала.

Scope

Эта тема охватывает механизмы водной эрозии, включая удар дождевых капель, плоскостную, ручейковую и овражную эрозию, а также ветровой эрозии посредством сальтации, суспензии и поверхностного ползучести. Рассматриваются факторы, определяющие скорость эрозии, и различие между естественной геологической и ускоренной антропогенной эрозией. Это проблема, которую стремится контролировать охрана почв.

Core questions

• Как удар дождевых капель и сток отделяют и переносят почву при водной эрозии?
• Как ветер отделяет и переносит почву посредством сальтации, суспензии и ползучести?
• Какие факторы контролируют скорость водной и ветровой эрозии?
• Чем ускоренная эрозия отличается от естественной геологической эрозии?

Key concepts

• Удар дождевых капель и брызговая эрозия
• Плоскостная, ручейковая и овражная эрозия
• Ветровая эрозия: сальтация, суспензия, ползучесть
• Эрозионная активность осадков и эродируемость почвы
• Ускоренная и геологическая эрозия
• Перенос и отложение наносов

Key theories

Факторы эрозии в Универсальном уравнении потерь почвы

Долгосрочная водная эрозия моделируется как произведение эрозионной активности осадков, эродируемости почвы, длины и крутизны склона, покрова и управления, а также поддерживающих практик, определяя контролируемые факторы, влияющие на потерю почвы.

Стадии отделения и переноса

Эрозия происходит через отделение частиц ударом дождевых капель или сдвиговым напряжением ветра, перенос поверхностным стоком или движущимся воздухом и отложение там, где энергия уменьшается, поэтому интенсивность эрозии зависит как от отделяющей, так и от переносящей способности.

Mechanisms

При водной эрозии дождевые капли, ударяясь о голую почву, отделяют частицы и запечатывают поверхность, уменьшая инфильтрацию и генерируя сток, который концентрируется в ручейки и овраги, унося отделившиеся частицы почвы вниз по склону. При ветровой эрозии сдвиговое напряжение ветра поднимает мелкие частицы во взвесь и отбивает песчаные зерна в сальтации, которые выбивают новые частицы и перекатывают крупные зерна путем поверхностного ползучести. Покров, шероховатость поверхности, структура почвы и влажность уменьшают отделение и перенос, тогда как крутые склоны, интенсивные дожди, сильный ветер и голые, слабо агрегированные почвы увеличивают их.

Clinical relevance

Ускоренная эрозия удаляет плодородный верхний слой почвы, на формирование которого ушли тысячелетия, гораздо быстрее, чем он восстанавливается, снижая продуктивность и угрожая устойчивости сельского хозяйства, в то время как эродированные отложения и прикрепленные к ним питательные вещества и загрязнители ухудшают состояние рек, водохранилищ и качество воздуха.

History

Катастрофическая ветровая эрозия «Пыльного котла» 1930-х годов в Северной Америке сделала эрозию почв признанной национальной проблемой и стимулировала создание институтов по охране почв. Исследования середины века количественно оценили водную эрозию с помощью Универсального уравнения потерь почвы, а более поздние обобщения поместили ускоренную эрозию в контекст долгосрочной устойчивости сельского хозяйства.

Key figures

• Hugh Hammond Bennett
• Walter H. Wischmeier
• David R. Montgomery

Seminal works

• wischmeier1978
• montgomery2007
• brady2016

Frequently asked questions

В чем разница между плоскостной, ручейковой и овражной эрозией?

Плоскостная эрозия — это относительно равномерное удаление тонкого слоя почвы поверхностным стоком; ручейковая эрозия возникает, когда сток концентрируется в небольшие каналы, которые могут быть стерты обработкой почвы; а овражная эрозия образует более крупные, постоянные каналы, слишком глубокие для пересечения обычным оборудованием; они представляют собой возрастающую концентрацию эрозионного стока.

Почему эрозию называют медленно развивающейся катастрофой?

Потому что почва образуется чрезвычайно медленно, часто требуя столетий или тысячелетий для формирования нескольких сантиметров, в то время как ускоренная эрозия может удалить ее в течение нескольких лет или десятилетий; потеря происходит постепенно и легко упускается из виду, но фактически является постоянной в человеческом масштабе времени.