Эрозия почв: как разрушается и куда исчезает плодородный слой земли

Эрозия — процесс разрушения и перемещения почвенного слоя под воздействием естественных сил, часто усугубленный действием человека. О том, какие она принимает формы и как выглядит «изнутри», порталу Vokrugsveta.ru рассказал старший научный сотрудник лаборатории экологической безопасности кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ, кандидат географических наук Иван Семенков.

Почвы как компонент наземных экосистем, возвышающихся над водной поверхностью, испытывают воздействие от разнообразных сил. В результате абсолютное большинство почв рано или поздно обречено быть уничтоженным, а почвенный материал должен оказаться на дне морском. Поговорим подробнее о разных вариантах разрушения почв — эрозии и деградации — и посмотрим на ужасающие и в чем-то прекрасные фото, иллюстрирующие такие явления.

Что такое эрозия почв

Эрозия (от лат. erosio — разъедание) подразумевает физическое исчезновение почвы. То есть под действием какого-то фактора исчезает вещество, из которого состоит почва. Куда оно девается? Уносится на какое-то расстояние.

Эрозия водная и ветровая

Все вещества, за исключением живых объектов, в большей или меньшей мере растворяются в воде. Текучие воды являются классическим агентом, приводящим к эрозии почв. Если поверхность почвы покрыта листвой или густой травянистой растительностью, то она будет терять минимальное количество частиц. Вода рек в пределах таких территорий прозрачная, голубая.

Если же почва лишена естественного растительного покрова, то падающие с неба капли воды способны оторвать частички почвы и переместить их вниз по склону и далее — в ручьи и реки. Вода в таких речных системах бурая от обилия твердых частиц. Водосборные бассейны рек могут дренировать территории с контрастными породами или наземным покровом. После слияния таких контрастных по цвету водотоков на протяжении десятков километров можно наблюдать две различающиеся по цвету водные полосы, так как массы не смешиваются за счет различной плотности.

При необдуманной распашке обширных территорий талые и ливневые воды могут сформировать углубление в земле — овраг. Овраги фрагментируют поля, так как сельскохозяйственная техника должна держаться подальше от их крутых обрывистых берегов.

Овражная эрозия — бич черноземных регионов. Но самые большие овраги формируются в Китае на Лёссовом плато, которое расположено в средней части бассейна реки Хуанхэ. Кстати, с китайского Хуанхэ (黃河) переводится как «Желтая река». После Лёссового плато в Хуанхэ так много взвешенных частиц (собственно, лёсс — это и есть мелкие частицы осадочных пород), что в нижней части бассейна русло реки возвышается над окружающей равниной, так как эти частицы быстро оседают. Чтобы река не блуждала, крестьяне издревле строили дамбы по берегам Хуанхэ.

Лёссы и лёссовидные суглинки за счет своего уникального гранулометрического состава — преобладания частиц диаметром 0,002—0,05 мм — беззащитны перед водной и ветровой эрозией. Сильный ветер способен поднимать вверх почвенные частицы, особенно с оголенной поверхности земли. При большой площади таких земель могут возникать пыльные бури. Особенно они распространены в аридных и семиаридных регионах Азии.

Овраг, наш враг

Ветровая и овражная эрозия сгубили множество плодородных земель, которые были распаханы, например, при освоении целины (черноземов и каштановых почв) в середине XX века в СССР и в первой трети XX века в США. На равнинных территориях для борьбы с ветровой и водной эрозией создают специальные лесозащитные полосы. Они сдерживают небольшие водные потоки, образующиеся на поверхности распаханной почвы, и снижают скорость ветра, так как являются некоторым препятствием для воздушных масс. Лесополосы препятствуют росту оврагов.

Овраги возникают не только на сельскохозяйственных территориях. Они могут возникнуть и при любом другом оголении поверхности земли. Например, на Камчатке рядом с современными тропинками зачастую можно увидеть углубления, возникшие за счет того, что после уничтожения растительности усилился смыв материала.

При необходимости освоения крутых склонов рекомендуется проводить вспашку сверху вниз, чтобы поднимать вверх почвенный материал, препятствуя его естественному перемещению под действием водных потоков и силы тяжести.

Другим вариантом борьбы с эрозией является так называемое террасирование склонов, которое издревле активно практикуют в горных регионах по всему миру. Террасирование склонов — очень трудоемкий процесс, поэтому такие территории называют культурным ландшафтом. Некоторые из них даже находятся под охраной ЮНЕСКО.

Наиболее известны и фотогеничны террасы рисовых полей в Юго-Восточной Азии. Связано это с тем, что одно рисовое поле за день может сменить несколько цветов: золотой — от созревшей рисовой соломы; светло-бурый — от почвы, оголившейся после сбора урожая; голубой — от свеженалитой воды; зелёный — от только что высаженной молодой рисовой рассады. К этому еще стоит добавить неповторимые оттенки оранжевого, красного и лилового, отражаемые от рассветного и закатного неба соседними рисовыми полями, заполненными водой. Отдельное рисовое поле называют чеком, а совокупность рисовых чеков одной оросительной системы — рисовой картой.

Термоабразия

Ежегодно площадь России уменьшается за счет так называемой термоабразии — отступания берегов при оттаивании многолетних мерзлых грунтов при контакте с волнами Северного Ледовитого океана.

Деградация почв

Деградация (от латинского degradatio «разжалование, постепенное понижение» — производного от degradare «спускаться», в свою очередь образованного с помощью приставки de «вниз» от gradior «шагать») — изменение какого-то свойства почвы, приводящее к снижению ее плодородия. То есть деградация может быть начальной стадией проявления эрозии.

Засоление

Зачастую деградация почв вызвана антропогенной деятельностью. Самый древний пример деградации почв связан со вторичным засолением орошаемых земель. Широкое распространение вторичного засоления приводило к катастрофическим последствиям — голоду — для древних цивилизаций Египта и Месопотамии.

Как оно возникало, если землю постоянно поливали речной водой? Всё дело в том, что при поливе в засушливых территориях необходимо предусматривать хороший дренаж. Да, да! Нужно это, чтобы отводить излишки воды. Если неверно рассчитать объем подаваемой влаги, то она может просочиться слишком глубоко и соединиться с грунтовыми водами, которые, как правило, содержат высокую концентрацию токсичных для растений легкорастворимых солей — хлорида и сульфата натрия. Дальше по тончайшим капиллярам эти легкорастворимые соли будут подниматься вверх к фронту иссушения и в итоге придут к поверхности, образовав белесые кристаллы.

Вторичное засоление — опасное явление, которое может произойти в любой аридной территории мира, например, в Центральной Азии, жарких тропических регионах Африки, Америки и Австралии.

Вытаптывание и дигрессия

Другим вариантом деградации почв может служить чрезмерная туристическая нагрузка на экосистемы. Наверняка, многие слышали про пастбищную дигрессию — разрушение растительного покрова в результате перевыпаса. Так, кстати, образовалась единственная пустыня материковой Европы — Черные Земли в Калмыкии. Но вместо отар овец наземный растительный покров могут разрушить и толпы туристов.

Ярким примером такой деградации напочвенного покрова может служить любая территория возле какой-нибудь природной достопримечательности или любая тропинка на газоне, по которой люди срезают путь к остановке общественного транспорта или любимому магазину. Вот яркий пример деградации наземного покрова из национального парка «Красноярские столбы».

Сначала посетители вытоптали травянистый покров. В результате поверхность почвы переуплотнилась и стала некомфортной средой для обитания тонких корней, которые сцепляли мелкие почвенные частицы. Умерли тонкие корни, разрушилась подстилка. Оголились крупные корни. На такой поверхности уже не сможет укорениться новое растение, так как из-за высокой плотности поверхности в почву не проникает влага.

Если ничего не предпринять, то эти сосны тоже скоро погибнут: упадут после сильного порыва ветра или засохнут от недостатка влаги. После отмирания и разрушения крупных корней смоется еще некоторое количество почвы. Возможно, вся почва будет смыта, и на поверхность выйдет каменистое основание. Начнется эрозия почвообразующих пород: разрушение камней и формирование нового почвенного мелкозёма и соответственно новой почвы.

Последствия пожаров

В результате пожаров почвы также меняются, так как выгорают поверхностные горизонты лесной подстилки, степного войлока, торфяные горизонты.

Заболачивание

Подъем уровня грунтовых вод или в принципе длительный подъем поверхностных вод может привести к заболачиванию территории. При этом может погибнуть былая экосистема вместе с сформировавшейся там почвой.

Такая ситуация наблюдается при строительстве плотин на реках для сооружения гидроэлектростанций. Бобры, построив плотину на ручье или реке, тоже меняют гидрологический режим территории, что приводит к гибели леса на подпруженной территории. Вода в бобровых плотинах имеет характерный зеленоватый оттенок.

Эрозия «в разрезе»

Неразрывным спутником эрозии является аккумуляция. Если почвенный материл осаждается где-то в пределах суши, то формируется особый тип почв — стратозёмы. Для них характерна слоистость за счет разновременного накопления материала различного состава.

Эрозия и деградация почвенного материала могут быть зафиксированы на разных масштабных уровнях. Например, в зоне распространения многолетнемерзлых пород можно говорить о разрушении классического субгоризонтального залегания почвенных горизонтов под действием мерзлотных процессов. Это может сопровождаться формированием причудливого и очень живописного вихревого рисунка. Наиболее живописно это проявляется в подзолах — самых фотогеничных почвах. Схожее нарушение субгоризонтального залегания почвенных слоев наблюдается и в результате вывалов деревьев.

Следы эрозии можно обнаружить и на более низком уровне организации почвенного вещества. Например, на уровне отдельных почвенных частиц, которые разрушаются под воздействием органических кислот. В вулканических почвах Долины Гейзеров в Кроноцком заповеднике можно обнаружить, как идеальная структура шестигранного минерала каолинита разрушается в условиях избыточного поступления соединений алюминия.

Эрозия — естественный процесс в жизни любой почвы. Конечно же, человеку хочется сохранить имеющееся почвенное плодородие, то есть противостоять эрозии и сделать жизнь почвы максимально длинной. Однако эрозия проявляется не только на макроуровне и заметна невооруженным глазом.

Эрозия каждое мгновение протекает на всех иерархических уровнях организации почвы. Если эрозия остановится, то, значит, остановится миграция веществ на нашей планете. То есть это будет уже не та знакомая нам и приятная для жизни планета Земля, а какой-то бесплодный шар, несущийся со скоростью порядка 30 км/с по бескрайним просторам Вселенной.