Содержание к диссертации
Введение
1. Научные основы и методика исследования поверхностного смыва 10
1.1. Из истории изучения эрозии почв 11
1.2. Современные термины и представления в эрозиоведении 14
1.3. Методы изучения поверхностной эрозии почв 17
1.4. Интенсивность эрозии почв и нормы смыва 22
2. Физико-географические условия возникновения и развития поверхностной эрозии почв на томь-яйском междуречье 25
2.1. Краткая характеристика Лучановского стационара 27
2.2. Рельеф как фактор эрозии 29
2.3. Геологический фактор 37
2.4. Факторы почвенного и растительного покрова 44
2.4.1. Почвенный покров 44
2.4.2. Растительный покров 54
2.5. Климатические факторы 56
2.5.1. Климатические факторы ливневого стока 57
2.5.2. Климатические факторы талого стока 59
2.5.2.1. Снежный покров 60
2.5.2.2. Характеристика таяния и схода снежного покрова 69
3. Количественная оценка основных факторов эрозии почв и их территориальное распределение 83
3.1. Эрозионный потенциал рельефа 83
3.2. Оценка эродируемости пахотных почв от стока дождевых осадков 88
3.3. Схема территориального распределения эрозионного индекса растительности при стоке талых вод 93
3.4. Оценка потенциального смыва почв Томь-Яйского междуречья 97
3.5. Территориальное распределение современной эрозии почв на пахотных землях Томь-Яйского междуречья 100
4. Стационарные исследования динамики поверхностной эрозии почв на ключевых участках 105
4.1. Поверхностный смыв почв талыми водами 106
4.2. Поверхностный смыв почв дождевыми водами 116
4.3. Типизация пахотных земель Томь-Яйского междуречья по величине потенциального смыва 121
Заключение 126
Литература
- Современные термины и представления в эрозиоведении
- Факторы почвенного и растительного покрова
- Схема территориального распределения эрозионного индекса растительности при стоке талых вод
- Поверхностный смыв почв дождевыми водами
Введение к работе
Актуальность темы определяется тем, что ускоренная эрозия почв представляет собой сейчас самое серьёзное и самое тяжёлое последствие вторжения человека в окружающую его среду. Так, в Документе международной конференции ООН по окружающей среде и устойчивому развитию (Рио-де-Жанейро, 1992) отмечается большая экологическая, экономическая и социальная опасность процессов деградации почв для мирового сообщества. По данным декларации этой конференции в середине 80 -х годов XX в около 3 млн. человек погибло от засухи, 70 % земель, распаханных в засушливых районах планеты (около 3,6 млрд. га) уже пострадали от деградации почв. Это ХА часть земной суши - территория, которая в три раза больше Европы. Среди видов деградации почв наибольшее распространение получили: водная эрозия (56 %), дефляция (28 %), химическая (12 %) и физическая (4 %) эрозии почв.
По данным Государственного (национального) доклада в Российской Федерации примерно каждый четвёртый гектар пашни был эродированным в разной степени. При этом годовой прирост площади смытых почв только в одной Черноземной зоне России составляет 0,3-0,5 %, а в некоторых районах достигает 1 %. Продолжается интенсивное разрушение почв оврагами, площадь которых занимает около 2,4 млн. га и ежегодно увеличивается на 0,1-0,2 млн. га. Продолжается снижение плодородия почв. Причиной снижения биопродуктивности почв сельскохозяйственных угодий является практически повсеместное снижение содержания гумуса. Ежегодные его потери составляют в среднем 0,62 т/га (Каштанов, 2000).
Актуальна данная проблема и для территории Томской области. Площадь сельскохозяйственных угодий Томской области составляет 1671,3 тыс. га (4,4 % от всех земель области), в том числе пашня 680 тыс. га. Основная часть пашни сосредоточена в южной части области - около 500 тыс. га.
5 З.И. Ястремская (1980) оценивает площадь эродированных земель в 300 тыс. га. По данным Г.Е. Пашневой и др. (1992) в южной части Томской области более 143 тыс. га пашни эродированы.
Однако до настоящего времени целенаправленного комплексного изучения талой эрозии почв и факторов, её вызывающих, в Томской области не проводилось, что и определило цель работы. Исследования проведены на одном из наиболее освоенных в хозяйственном отношении участков Томской области - Томь-Яйском междуречье. Площадь его равна 4,5 тыс. км2, площадь сельскохозяйственных угодий составляет 25 %, а площадь пашни около 9 %.
Цель работы - комплексный анализ факторов поверхностного смыва и оценка интенсивности проявления современной эрозии почв подтайги юго-востока Западно-Сибирской равнины на примере Томь-Яйского междуречья.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Провести комплексную оценку факторов поверхностной эрозии почв -
рельефа, геологического строения, климата, почв, растительного покрова и
построить среднемасштабные (1:100000) оценочные карты:
эрозионного потенциала рельефа;
смываемости пахотных почв;
эрозионного индекса растительности при стоке талых вод;
Провести стационарные и маршрутные наблюдения за развитием эрозионных процессов в агроландшафтах;
Определить интенсивность проявления современной эрозии почв на пахотных угодьях;
Оценить величину потенциального смыва почв от стока талых вод и провести типизацию пахотных склоновых земель по интенсивности проявления потенциального смыва почв.
Основные источники информации. Основной объём фактического материала получен автором в ходе маршрутных и стационарных исследований динамики развития эрозии почв на территории Томь-Яйского междуречья (в
пределах Томской области) в течение 2001-2005 гг. Кроме этого, автором в работе использованы результаты снегомерных съёмок на дату максимального снегонакопления и наблюдения за смывом почв Н.С. Евсеевой, А.И. Петрова; использованы фондовые материалы «Томскгипрозема», Отдела сельского хозяйства Администрации Томского района Томской области, ГНУ «ТГСХОС», НИИ ББ, общегеографические и тематические карты различных масштабов на изучаемую территорию, литературные источники.
Теоретическую основу исследования по эрозионной проблематике составили идеи и концепции С.С. Соболева, М.Н. Заславского, Г.А. Ларионова, Ю.Г. Жарковой, Л.Ф. Литвина и др.
Объект исследования - почвы склоновых земель агроландшафтов Томь-Яйского междуречья, как одного из наиболее освоенных в хозяйственном отношении участков Томской области, расположенном в зоне подтайги (Лапшина, 2003). Площадь его равна более 4,5 тыс. км , относительная распаханность территории составляет 61 %.
Предмет изучения - эрозия почв на склоновых пахотных землях Томь-Яйского междуречья.
Основные методы исследования: комплексный географический, геоморфологический, картографический, геоинформационный. В качестве программного обеспечения геоинформационных технологий для построения карт использовались настольный ГИС-пакет Arc View GIS 3.2а с модулями расширения 3D Analyst и Spatial Analyst, векторизатор Easy Trace 6.0. Проводились стационарные и маршрутные наблюдения за залеганием снежного покрова, снеготаянием и интенсивностью проявления эрозии почв (метод С.С. Соболева).
Научная новизна работы. 1. Впервые в пределах Томь-Яйского междуречья (в границах Томской области) путём комплексного подхода и детального изучения основных факторов эрозии дан анализ территориального развития эрозионных процессов на пахотных землях.
2. Получены количественные значения показателей основных факторов
эрозии: эрозионного потенциала рельефа, смываемости почв при стоке талых и
дождевых вод, эрозионного индекса растительности, потенциального смыва
почв от стока талых вод и их территориальное распределение.
Интенсивность проявления современной эрозии почв на пашне подтайги юго-востока Западно-Сибирской равнины, в соответствии с классификацией М.Н. Заславского (1987), изменяется от слабой (0,5-1) до очень сильной (более 10 т/га в год), что обусловлено различным сочетанием факторов поверхностного смыва.
В целях рационального природопользования и охраны почв от эрозии предложена схема потенциального смыва пахотных земель Томь-Яйского междуречья (в пределах Томской области) от стока талых вод.
Основные положения, выносимые на защиту.
Условия развития поверхностного смыва пахотных почв на территории Томь-Яйского междуречья определяются пространственно-временными закономерностями варьирования следующих факторов: рельефа, литологии пород, климата, почвенного покрова, растительности и хозяйственного использования земель.
Интенсивность проявления современной эрозии почв на пашне подтайги юго-востока Западно-Сибирской равнины изменяется от слабой (0,5-1) до очень сильной (более 10 т/га в год).
Сочетание факторов развития поверхностного смыва почв Томь-Яйского междуречья, их пространственно-временная изменчивость обуславливают выделение четырёх основных классов пахотных земель по эрозионной опасности.
Практическая значимость работы. Данные диссертационной работы могут быть использованы в практике землепользования при проектировании противоэрозионных мероприятий на пашне Томь-Яйского междуречья. Они внедрены в Департаменте природных ресурсов и охраны окружающей среды
8 Администрации Томской области, а также в ГНУ «Томская ГСХОС (справки о внедрении).
Апробация и публикации результатов исследований. Основные положения и отдельные разделы диссертационной работы обсуждались на научно-практических конференциях в Томском государственном университете (2002-2004); были доложены и опубликованы в материалах региональных, Всероссийских и Международных конференций и совещаний: «Проблемы гляциогидроклиматологии Сибири и сопредельных территорий» (г. Томск, ноябрь 2002 г.), «Эрозионные и русловые процессы в Сибири» (г. Барнаул, апрель 2003 г.); «Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 2003 г.» (г. Томск, 2004 г.), «Проблемы устойчивого развития в современной географической науке и образовании» (г. Томск, 20-22 апреля 2004 г.); «Александр фон Гумбольдт и проблемы устойчивого развития Урало-Сибирского региона» (г. Тюмень, 20-22 сентября 2004 г.); «Рельефообразующие процессы: теория, практика, методы исследования» (г. Новосибирск, 20-24 сентября 2004 г.); «Рельеф и человек» (г. Иркутск, 27-29 сентября 2004 г.). «Современные проблемы почвоведения и оценки земель Сибири» (г. Томск, 13-15 сентября 2005 г.). По теме диссертационной работы опубликовано 14 работ.
Структура и объём работы. Диссертация представляет собой рукопись объёмом 150 страниц машинописного текста, включающую 33 таблицы, 34 рисунка, и состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложений, содержащих 2 таблицы и списка литературы из 150 наименований. Приведённые в работе фотографии, рисунки, таблицы, если это не оговорено особо, являются авторскими.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю к.г.н, доценту Н.С. Евсеевой, сотрудникам кафедры гидрологии ТГУ *А.И. Петрову и СЮ. Краснощёкову, всем сотрудникам кафедры географии ТГУ.
9 В работе с благодарностью учтены ценные замечания: д-ра геогр. наук, профессора А.В. Позднякова, д-ра геогр. наук, доцента В.В. Севастьянова, д-ра геогр. наук, профессора A.M. Малолетко, д-ра геогр. наук, профессора П.А. Окишева, оказавших автору существенную помощь.
Современные термины и представления в эрозиоведении
Термин «эрозия почв» в своей трактовке на протяжении всей истории развития эрозиоведения претерпевал изменения. На современном этапе развития под термином «эрозия почв» М.Н. Заславский (1983) и ряд других учёных понимают смыв и размыв почв, а иногда и почвообразующих пород поверхностным стоком временных водных потоков. В дальнейшем, при использовании термина «эрозия почв» мы будем пользоваться определением М.Н. Заславского.
По темпу проявления эрозию почв разделяют на нормальную и ускоренную. Нормальная эрозия выражается в сносе почвы не превышающем темпа почвообразования, а для ускоренной характерен снос почвы превышающий темп почвообразовательного процесса, в результате чего снижается почвенное плодородие (Сильвестров, 1955; Эрозии ..., 1979 и др.).
Выделяют различные виды эрозии в зависимости от того, стоком каких вод она вызывается: талых, дождевых или орошения (ирригационная эрозия) (Заславский, 1979). Г.И. Швебс (1974) при классификации видов водной эрозии выделяет три группы: 1) поверхностно-склоновые виды водной эрозии; 2) овражно-русловые виды водной эрозии; 3) подповерхностные виды водной эрозии.
В своей классификации М.Н. Заславский смыв почв предлагает называть поверхностной эрозией, вместо утвердившегося понятия «плоскостная эрозия». Так как, по его мнению, склон не представляет собой идеальной плоскости, по которой мог бы осуществляться именно плоскостной смыв почвы. Вода со склонов почти всегда стекает не сплошным слоем, а струями. Они и вызывают смыв поверхностного слоя почвы. В результате на пахотных склонах, если не применялись специальные меры против эрозии, после стока талых вод, как и после выпадения ливней можно увидеть струйчатые размывы различных размеров. Глубина их изменяется от 2-3 мм до 25-30 см (на всю глубину вспашки), а ширина от 3-4 мм до 30-40 см. Иногда глубокие струйчатые размывы (до плужной подошвы) достигают ширины 2-3 м.
После вспашки или обработки почвы струйчатые размывы заравниваются. При очередном снеготаянии или ливне они снова образуются и снова заравниваются во время обработки почвы и так далее. Многократное образование струйчатых размывов и их систематическое заравнивание постепенно приводят к тому, что мощность почвы уменьшается.
Струйчатые размывы одновременно могут способствовать и зарождению линейной эрозии. Если струйчатые размывы не заравнивать, то при очередном снеготаянии или ливне они становятся коллекторами, концентрирующими поверхностный сток вод, и перерастают в типично линейные формы эрозии -сначала в промоины, а затем в овраги. Таким образом, в результате струйчатого смыва почвы развивается как поверхностная, так и линейная эрозия.
Все формы современной линейной эрозии М.Н. Заславский (1979) отнёс к размывам (рисунок 1). Зародышевой формой линейной эрозии является струйчатый размыв. К нему следует относить размывы глубиной до 25-30 см, которые могут быть засыпаны при очередной глубокой вспашке почвы. Иногда струйчатые размывы называют водороинами.
Промоина - своеобразная заготовка оврага. Если промоину своевременно не засыпать, она, как правило, со временем перерастает в овраг.
Промоина в отличие от оврага не имеет своего продольного профиля и повторяет профиль поверхности склона, на котором расположена. В большинстве случаев к промоинам относят размывы глубиной от 0,3-0,5 до 1,0-1,5 м. Они часто имеют ширину от 0,5 до 5 м. М.Н. Заславский (1979) предложил следующую группировку промоин по глубине: мелкие - глубиной до 0,5-0,7 м (их легко засыпать плугами), и глубокие - более 0,5-0,7 м. Иногда большие площади пахотных земель на склонах приобретают вид, как бы, гофрированной поверхности из-за большого количества неглубоких отрицательных форм рельефа, которые образовались после неполного заравнивания промоин. Эти названия в литературе называют размоинами.
Крупная форма современной линейной эрозии - овраг. В отличие от промоины, овраг имеет свой продольный профиль, отличающийся от профиля поверхности, где он расположен. С.С. Соболевым (1948) были выделены четыре стадии развития оврага: 1) промоины или рытвины, 2) врезание висячего оврага вершиной, 3) выработка профиля равновесия, 4) затухание. Каждой стадии развития продольного профиля соответствует определённая форма поперечного профиля оврага. Как отмечает М.Н. Заславский (1979), правильнее выделять только три последние стадии развития оврага, так как первая относится не к оврагу, а к промоине. Следует отметить, что в одном овраге можно встретить различные стадии его развития. Каждой стадии развития продольного профиля соответствует определённая форма поперечного профиля оврага. Таким образом, существуют различные классификации эрозии почв. Но наибольшую известность и признание в научной литературе получила классификация М.Н. Заславского (1979). В дальнейшем в работе мы будем придерживаться классификации М.Н. Заславского. Для комплексной количественной оценки поверхностной эрозии почв территории Томь-Яйского междуречья нами использовались различные методы и приёмы исследования.
Факторы почвенного и растительного покрова
Почва - это тот самый объект, который подвергается разрушению стекающими осадками, поэтому свойства и состояние почв не могут не оказывать существенного влияния на развитие эрозионных процессов. Известно, что противоэрозионная устойчивость почв определяется количеством и качеством гумуса, содержанием карбонатов, составом поглощающего комплекса, гранулометрическим и агрегатным составом (Заславский, 1979; Кузнецов, 1981; Джеррард А.Дж., 1984).
Устойчивость или, напротив, податливость почвы к воздействию активных агентов эрозии (дождевым каплям, водным потокам) - сложная комплексная характеристика почвы. Это нашло отражение, как в трактовке этой почвенной характеристики, так и методах её определения. В англоязычной литературе утвердился термин «смываемость почвы», предложенный впервые Х.Е. Мидлтоном в 1930 г. В отечественной литературе более распространён термин «противоэрозионная устойчивость почвы», впервые предложенный С.С. Соболевым и СИ. Пономарёвой (1945). Несколько позже В.Б. Гуссак (1950) ввёл термин «эродируемость» почв, который по смыслу противоположен первому. В русском звучании этот термин может быть обозначен как «смываемость» почвы, который впервые использовали А.С Вознесенский и А.Б. Арцруни (1936) в сочетании «показатель смываемости». Позже этим термином широко пользовался Г.И. Швебс (1974).
М.С Кузнецов и Г.П. Глазунов (1996) понимают под противоэрозионной стойкостью почв способность почвы противостоять смывающему действию водного потока или совместному действию потока воды и капель дождя.
Начало исследований почв территории Томь-Яйского междуречья относится к 1896 г. Работы Переселенческого Управления по изучению почв бывшей Томской губернии носили рекогносцировочный характер и ограничивались сбором фактического материала. Первая почвенная карта территории Томь-Яйского междуречья была составлена в 1972 г. почвоведом М.П. Романовой под руководством начальника почвенной партии И.Я. Чистяковой путём сводки и обобщения материалов крупномасштабных почвенных исследований территории сельскохозяйственных предприятий, выполненных в период с 1949 по 1964 гг. в масштабе 1: 25000. Также использовались почвенные карты госземфондов и гослесфондов масштаба 1: 100000 обследования 1970 г. (Почвенная ..., 1994). В материалах 1972 г. содержатся почвенная карта масштаба 1: 100000, картограмма агрогрупп и бонитетов того же масштаба, и очерк о почвах района.
В дальнейшем почвы территории Томь-Яйского междуречья изучали — Е.М. Непряхин (1977), С.Н. Воробьёв (1989), Г.Е. Пашнева и др. (1992), А.Г. Дюкарев и Н.Н. Пологова (2001) и др.
Почвенный покров района изучения образует преимущественно тип серых лесных почв с различной выраженностью глубокой текстурной дифференциацией и соответственно неодинаковым гумусонакоплением. Возрастающая степень элювиально-иллювиальной дифференциации минеральной части профиля почв Томь-Яйского междуречья по мере повышения поверхности - в направлении от тёмно-серых лесных глубокооподзоленных до дерново-глубокооподзоленных - следствие различной интенсивности проявления аккумулятивных и элювиально-иллювиальных процессов почвообразования в предшествующие современной стадии голоцена. На более повышенной, хорошо дренируемой и более увлажнённой поверхности основного водораздела Томь-Яйского междуречья преобладало элювиально-лесное почвообразование, а в пределах макросклона водораздела, особенно тяготеющих к придолинной частям, развивалось преимущественно лесостепное почвообразование, сопровождаемое активизацией процесса гумусонакопления.
В настоящее время соотношение аккумулятивных и элювиально-иллювиальных процессов почвообразования в ряду почв неодинаково, что обусловливает и различия в строении, составе и свойствах группы текстурно-дифференцированных (глубокооподзоленных) почв в пределах Томь-Лйского междуречья (Хмелёв и др., 1988). В.А. Хмелёв и др. (1988), оценивая строение почвенного покрова междуречья в целом, выделили три основные группы почв: автоморфные, полугидроморфные и гидроморфные (рисунок 9). Наибольшее распространение на территории междуречья получили автоморфные почвы, тяготеющие, естественно, к положительным формам рельефа как наиболее дренируемым. Эти почвы представлены тёмно-серыми, серыми и светло-серыми лесными глубокооподзоленными и дерново-глубокооподзоленными, различающимися между собой разной степенью выраженности биоаккумулятивных и элювиально-иллювиальных процессов. Массивы тёмно-серых глубокооподзоленных почв тяготеют к наиболее пониженным и выровненным частям междуречья и по мере повышения поверхности постепенно сменяются серыми и светло-серыми глубокооподзоленными почвами. На вершинах основного водораздела преобладают дерново-глубокооподзоленные почвы.
Общей особенностью строения почвенного покрова междуречья является относительная однородность ареалов тёмно-серых глубокооподзоленных и дерново-глубокооподзоленных почв. Серые и светло-серые глубокооподзоленные почвы пространственно образуют между собой различные сочетания. Однако и здесь обнаруживается определённая закономерность - увеличение в составе сочетаний почв доли участия светлосерых глубокооподзоленных почв с повышением поверхности территории.
Схема территориального распределения эрозионного индекса растительности при стоке талых вод
Площадь пахотных угодий в наиболее крупных сельскохозяйственных предприятиях на Томь-Яйском междуречье составляет 39302 га или 393 км2. Площадь Томь-Яйского междуречья равняется 4,5 тыс. км2. Относительная распаханность территории составляет 61 %. На пашне исследуемой территории возделываются различные сельскохозяйственные культуры, которые имеют низкие почвозащитные свойства по сравнению с естественной растительностью. Вследствие этого, автором по методике Ю.Г. Жарковой (1987) для территории Томь-Яйского междуречья были рассчитаны эрозионные индексы растительности. Под эрозионным индексом растительности понимается отношение смыва с поля, занятого конкретной культурой, по отношению к смыву с пара (Ларионов, 1993). Количественный показатель - эрозионный индекс растительности (Кр) вычисляли по формуле (Жаркова, 1987): к _кп $п +K0 SQ +КМН xSMH+KcmxScm КР- 100о/о ,где (5) Кп, Кмн и т.д. - коэффициенты уменьшения смыва пара, многолетних трав; Sm SMH и т.д. - площадь соответственно под паром и группой этих культур.
В соответствии с методикой почвозащитные свойства рассчитывались как средневзвешенный коэффициент по сельскохозяйственным предприятиям, входящим в пределы Томь-Яйского междуречья. Для этого рассчитали, используя данные о структуре посевов и агротехнике, площадь (в %): а) зяби, б) озимых, в) стерни, г) многолетних трав.
Коэффициенты уменьшения смыва (Кт) для этих агрофонов приведены в таблице 25. Коэффициенты уменьшения смыва (коэффициент шероховатости поверхности) выведены на основе многолетних наблюдений на стоковых площадках по всей территории бывшего Советского Союза (Жаркова, 1987). Выводились они на основе формулы Шези. индекса обуславливается сочетанием агрофонов: если в посевах значительную долю занимают многолетние травы, то эрозионный индекс агроценозов мал. Следовательно, почвозащитные свойства агроценозов в этом хозяйстве высоки. И наоборот, в тех хозяйствах, где в посевах значительную долю занимает зябь, там эрозионный индекс имеет высокие значения. При этом почвозащитные свойства агрофонов низкие. Так, минимальные значения отмечаются в ООО «Томскагроконсалтинг» и 000 племзавод «Заварзино» - по 0,01 и 0,05, соответственно. Максимальные значения эрозионного индекса агрофонов наблюдаются в ГП «Туганская птицефабрика» - 0,98 и ООО «Мазаловская Нива» - 0,96. Средние значения эрозионного индекса агрофонов для Томь-Яйского междуречья равно 0,53.
В дополнение ко всем расчётам автором в соответствии с методикой Ю.Г.Жарковой (1987), была построена схема пространственного распределения эрозионного индекса растительности Томь-Яйского междуречья при стоке талых вод (рисунок 25).
Строилась схема на основе данных, предоставленных Отделом сельского хозяйства Томского района Томской области и по «Сельскохозяйственной карте Томского района Томской области», масштаба 1:100000, выпуска 1998 г. Границы сельскохозяйственных предприятий уточнялись по этой карте.
Следует отметить, что схема построена для всей площади Томь-Яйского междуречья, не только в границах сельскохозяйственных предприятий. Обусловлено это тем, что пашня на изучаемой территории имеет мелкие контура, по этой причине распределение эрозионного индекса растительности представлено по всей изучаемой территории.
При оценке почвозащитной способности культурной растительности было установлено, что структура посевов обуславливает пространственное распределение эрозионного индекса растительности. Эрозионный индекс культурной растительности изучаемой территории изменяется на пашне от 0,01 до 0,98, среднее его значение равно 0,53.
Сложившаяся структура посевов в пределах Томь-Яйского междуречья в ряде сельскохозяйственных предприятий не обеспечивает надёжную защиту почв от талой эрозии почв. В некоторых сельскохозяйственных предприятиях (ГП «Туганская птицефабрика», ООО «Мазаловская Нива») велика доля зяби, пропашных культур и пара с высоким эрозионным индексом растительности (0,98 и 0,96 соответственно). Особую тревогу вызывает тот факт, что неблагоприятная структура посевов свойственна тем склоновым землям, крутизна склонов которых превышает 3. Наиболее благоприятной в эрозионном отношении может быть признана структура посевов 000 «Томскагроконсалтинг» и СПК «Межениновский», где, с одной стороны, высока доля многолетних трав, с другой - снижена в севооборотах роль зяби и пара.
Для количественной оценки показателя интенсивности эрозии почв используется величина потенциального смыва (Эрозия почв..., 1999). Автором оценка потенциального смыва почв пашни от стока талых вод проведена по эмпирической зависимости вида (по Г.А. Ларионову, 1984)
Поверхностный смыв почв дождевыми водами
В результате, на парах, на пашне под пропашными культурами, а также рапсом в районе с. Лучаново наблюдалось большое количество струйчатых размывов и промоин. Так, на выпуклом склоне под паром крутизной 3-11 и длиной 50-100 м на площади 2500 м2 было насчитано 145 мелких струйчатых размывов. Объём снесённой почвы составил 6-7 м / га (6-8 т/га). На прямом склоне крутизной 3-8 и длиной 300-500 м, занятом посадками картофеля и рапса наблюдались и промоины. Размеры наиболее крупной из них следующие: длина - 200 м, ширина - от 0,3 до 1,5 м, глубина - от 0,1 до 0,7 м. Объём смытого материала со склона достигал 40-100 м3/га (44—110 т/га).
Другим примером может служить ливень 14 июня 1990, когда выпало 9,9 мм осадков за 57 минут, сила ливня - 1,3. На южном склоне Лучановского стационара, занятом посевами злаков, находящихся в стадии кущения, было насчитано 14 водороин, длина которых изменялась от 27,1 м до 36,4 м, при ширине - от 8 см до 100 см, и глубине - от 1 до 15 см. Посадка злаков проведена по бороздкам вдоль склона. На краю поля, на склоне засеянном костром, образовалась серия конусов выноса, размеры которых достигали в длину 5,7 м, в ширину - 2,1 м. Мощность делювия на поверхности полёгшего костра достигала 7-12 см. Объём снесённого материала, определённого обмером водороин составил 1-4 м3/га (Евсеева и др., 1990). На склоне северной экспозиции, вспаханном поперёк склона и засеянном льном, смыв был незначительным - менее 1 м3/га. Ливни сентября 1992 г, смыли со склонов южной экспозиции под паром от 1 до 5 м3/га.
Приведённые примеры свидетельствуют о том, что ливневая эрозия почв характерна и для юго-востока таёжной зоны. Пахотные почвы Томь-Яйского междуречья представлены в основном серыми лесными и дерново-подзолистыми почвами. Наибольший смыв почв производят ливни на пашне под парами, пропашными культурами. В случае интенсивных ливней (более 30 мм/сутки) со склонов может быть смыто до ПО т/га почв, наиболее подвержены эрозии светло-серые лесные и дерново-подзолистые почвы.
Основные результаты работ, полученные автором во время стационарных наблюдений за смывом почв, а также в ходе маршрутных исследований эрозии почв сводятся к следующему: 1. В зоне мелколиственных лесов таёжной зоны Западно-Сибирской равнины в условиях интенсивного сельскохозяйственного использования территории процесс эрозии почв протекает весьма активно как на крутых склонах пашни, так и на сравнительно пологих приводораздельных и прибалочных склонах; 2. Основная роль в смыве почв со склонов принадлежит деятельности снеговых вод, меньшее значение имеют дождевые осадки летне-осеннего периода; 3. Динамика талой эрозии почв определяется неравномерностью в распределении запасов воды в снеге по территории, интенсивностью снеготаяния и состоянием агрофона при прочих равных условиях; 4. Значительное влияние на смыв почв от стока талых вод оказывает растительность, средне многолетний смыв почв (1988-2004 гг.) по зяби составил 13-16 т/га; 5. Интенсивность талой эрозии почв на пашне Томь-Яйского междуречья в зависимости от крутизны склона, запасов влаги в снеге, интенсивности снеготаяния и состояния агрофона изменяется от очень слабой (0,5-1 м3/га) до очень сильной - 29 м3/га. Согласно интенсивности смыва М.Н. Заславского (1983), «Защита почв от эрозии в Западной Сибири. Рекомендации» (1980) и Г.П. Сурмача (1985) интенсивность эрозии почв изучаемого района относится к слабой и очень сильной, то есть от 0,5-1 до 5-Ю м /га и более. 6. Наблюдения за смывом почв от стока дождевых осадков показали, что в случае интенсивных ливней (более 30 мм/сут.) со склонов может быть смыто до ПО т/га почвенных частиц, наиболее подвержены смыву дерново-подзолистые и светло-серые лесные почвы; 7. Результаты наших исследований послужили для проведения на ГНУ «Томская ГСХОС» некоторых противоэрозионных мероприятий с целью преодоления негативного влияния эрозии почв на продуктивность земледелия. Традиционные технологические операции по обработке почвы на сильно эрозионных участках Лучановского стационара, расположенного в границах землепользования ТГСХОС, заменены на операции, устраняющие смыв почвы: - изменено направление зяблевой вспашки и прочих обработок почвы; - запланировано залужение многолетними злаковыми травами наиболее эрозионно-опасных участков; - на участках, где залужение нежелательно, применяется осеннее послеуборочное рыхление почвы без оборота пласта с оставлением стерни (приложение 3).
