Вплив інтенсивності ерозійних процесів на стан ґрунтового покриву

Мета: проаналізувати вплив інтенсивності ерозійних процесів на стан ґрунтового покриву; навчитись розраховувати інтенсивність ерозії; дослідити залежність інтенсивності ерозії від тривалості процесу та площі ґрунтового покриву, від природних і антропогенних чинників; визначити стан ґрунтового покриву; усвідомити масштаби антропогенного впливу на природу та їх наслідки; сприяти вихованню екологічного мислення.

Обладнання: інструктивна картка, таблиці, малюнки або слайди «Ерозія ґрунтів», олівець, лінійка.

Хід роботи

1. Виконайте вправу «Мозковий штурм»:

ü пригадайте що таке деградація, ерозія ґрунтів;

ü поясніть чому сотні мільйонів гектарів земель потерпають від ерозії;

ü визначте, чи відповідає еколого-економічним вимогам сучасний стан лісів України.

2. Проаналізуйте та дайте характеристику ерозії за даними теоретичних відомостей.

3. Об’єднайтеся в пари та отримайте завдання із використанням інформаційного та додаткового матеріалу.

4. Опрацюйте в парах текст про інтенсивність вітрової ерозії на території України. Визначте вплив її інтенсивності на стан ґрунтів різних регіонів.

5. Опрацюйте в парах текст про інтенсивність водної ерозії на території України. Визначте вплив її інтенсивності на стан ґрунтів різних регіонів.

6. Опишіть наслідки негативного впливу ерозії на території України.

7. Складіть схему «Причини ерозії ґрунтів».

8. Об’єднайтеся в групи та виконайте завдання 1, 2.

9. Зробіть висновки на основі виконаної роботи.

Теоретичні відомості

Грунт - хранитель родючості і життя на Землі. Щоб утворився його шар завтовшки в 1 см необхідно 100 років. Але він може бути втрачений всього за один сезон бездумної експлуатації землі людиною. За оцінками геологів, до того, як людина почала займатися сільськогосподарською діяльністю, річки щорічно зносили в океан 9 млрд. т грунту. За сприяння людини ця цифра збільшилася до 25 млрд. тонн в рік. Все більшої небезпеки набуває явище грунтовій ерозії, оскільки родючих грунтів стає на планеті все менше і життєво важливо зберегти хоч би те, що є на даний момент, не допустити зникнення цього єдиного шару земної літосфери, на якому можуть рости рослини.

У природних умовах існує декілька причин для ерозії грунтів (вивітрювання і вимивання верхнього родючого шару), які ще більш посилюються людиною. Мільйони гектарів грунту втрачаються через:

· індустріалізацію, будівництво будівель і доріг;

· неправильну експлуатацію, направлену на те, щоб максимально вичавити із землі все, що можливо, а потім кинути непридатний ні для чого пустир;

· хімічне і промислове забруднення;

· вирубку лісів, які захищають ґрунт від вивітрювання і вимивання;

· споруди дамб ГЕС, перед якими відбувається заболочування, а після яких - пересихання ґрунту;

· видобутку з надр землі тонн порід, у складі яких, - майже вся таблиця Менделєєва, у тому числі і радіоактивних речовин.

Ігнорування екологічної ємності та ерозійної стійкості ландшафтів під час їх використання, надмірна розораність території у багатьох регіонах країни, призводять до деградації земель.

До деградованих земель належать:

- земельні ділянки, поверхня яких була порушена внаслідок землетрусу, зсувів, карстоутворення, повеней, добування корисних копалин тощо;

- земельні ділянки з еродованими, перезволоженими, з підвищеною кислотністю або засоленістю, забрудненими хімічними речовинами ґрунтами.

Ерозія ґрунту – одна з причин зниження продуктивності земельних ресурсів, деградації агроландшафтів унаслідок зменшення запасів гумусу. Швидкість ерозії перевищує швидкість формування та відновлення ґрунту.

Ерозія ґрунтів буває вітрова та водна.

Вітрова ерозія ґрунтів – це видування або перенесення і відкладання найдрібніших часточок ґрунту вітром.

Водна ерозія – це руйнування ґрунту під дією води. За характером руйнування ґрунту вона поділяється на краплинну – роздроблення агрегатів ґрунту ударами дощових крапель, внаслідок чого шпари ґрунту забиваються мулистими фракціями, зменшується водопроникність і посилюється поверхневий стік і змив ґрунту; площинну, або поверхневу, коли ґрунт рівномірно змивається невеликими струмками талих і дощових вод по всій поверхні площі; лінійну, або глибинну, коли ґрунт розмивається углиб концентрованими потоками води; іригаційну, яка виникає в умовах неправильно організованого зрошення на схилових землях, коли по лінії течії поливної води є схили, здатні до розмивання.

Останнім часом багато проблем у людства виникло у зв’язку із безжалісною експлуатацією земельних угідь. У всьому світі швидкими темпами відбуваються деградація й ерозія ґрунтів. Підраховано: щорічно з оброблюваних земель виноситься понад 25 млрд. тонн корисних речовин. За оцінкою Міжнародного Ґрунтового центру (Нідерланди), внаслідок діяльності людини вже деградувало понад 15% усієї площі світового суходолу, причому близько 6% земель знищено водною ерозією, 28% - вітровою, 12% - засолено через неправильне зрошення, близько 5% виведено з обороту внаслідок перехімізації та фізичної деструкції (витоптування худобою, розробка кар’єрів, екстенсивне переорювання тощо). Щороку в Україні втрачають 24 млн. тонн гумусу (перегною), що визначає родючість ґрунтів.

Водна та вітрова ерозія є найвагомішими чинниками зниження продуктивності земельних ресурсів, деградації агроландшафтів. Загальна площа сільськогосподарських угідь, які зазнали згубного впливу водної ерозії становить 13,4 млн. га, в тому числі 10,6 млн. га орних земель (32% загальної площі цих угідь).

В Україні водної та вітрової ерозії зазнають понад 11,9 млн. га сільськогосподарських угідь у деяких областях (Вінницькій, Тернопільській, Кіровоградській) - понад 90%. Найбільш еродовані ґрунти – в Донецькій (70,6%), Луганській (61,6%) та Одеській (55,8%) областях. У цілому в Україні щорічний приріст еродованих земель становить до 80-90 тис. га.

Інтенсивність ерозії Q вимірюється втратою ґрунтом його маси m з одиниці площі – S за одиницю часу t і вимірюється в т/га або мм/год та обчислюється за формулою: Q = m/St.

Інформаційний матеріал

Вітрова ерозія (дефляція)

Вітрова ерозія виникає за умови сильних вітрів, які видувають ґрунт. Інтенсивність видування ґрунту значною мірою залежать від його гранулометричного складу і вмісту в ньому гумусу:

· на ґрунтах супіщаного гранулометричного складу вітрова ерозія починає проявлятися при швидкості вітру 3-4 м/с,

· на легкосуглинкових - 4-6 м/с,

· на важкосуглинкових - 5-7 м/с,

· на глинистих - 7-8 м/с.

Пісок (0,05 – 0,10 мм) переміщується при швидкості вітру 3−3,5 м/с на висоті 15 см. Частки ґрунту розмірами 0,25 мм переносяться вітром у повітрі. Якщо збільшується сила вітру - зростає інтенсивність вітрової ерозії.

Розрізняють зони дефляції, звідки видувається ґрунт, і зони акумуляції, де він нагромаджується. У зоні акумуляції на суглинкових ґрунтах утворюються наносні ґрунти, а під час розвіювання пісків - похований під них ґрунт.

Розрізняють два типи вітрової ерозії:

· Повсякденну дефляцію спричинюють вітри навіть малих швидкостей (5 м/с), відбувається вона повільно і непомітно, переважно на піщаних, супіщаних і карбонатних ґрунтах. За цього виду дефляції можуть спостерігатись оголення насіння, загорнутого у ґрунт, а також пошкодження молодих сходів рослин. Найсильніше повсякденна дефляція проявляється на вітроударних схилах, які не захищені лісосмугами.

· Пилові бурі (чорні бурі на Україні) найактивніший і найшкідливіший вид дефляції. Такі бурі виникають під впливом сильного вітру (зі швидкістю понад 12-15 м/с) і можуть поширюватись на великі території, знищити посіви на сотнях тисяч гектарів, знести багато родючого ґрунту. Пил, що підіймається під час бур на значну висоту, може перенестися на великі відстані. Чорні бурі катастрофічне знижують родючість ґрунту не тільки в тих місцях, де вони виникають, а й завдають шкоди сільському господарству в тих районах, де відкладаються пилові маси.

Вітрова ерозія поширена там, де немає перешкод сильним вітрам, і де відсутній природний рослинний покрив, що захищає поверхневі шари ґрунту, розораного на великих площах. Локальна вітрова ерозія спостерігається і на безструктурних піщаних ґрунтах. Особливо небезпечні піски біля озер та на узбережжях морів, де часто дмуть сильні вітри. Причиною вітрової ерозії, крім несприятливих кліматичних умов, є руйнування зернистої структури ґрунту внаслідок неправильного обробітку та відсутності надійного його захисту. Надмірне випасання худоби в посушливих степах, яке призводить до знищення дернини, теж може спричинити вітрову ерозію.

Україні найнебезпечніші щодо виникнення вітрової ерозії степові та деякі лісостепові райони. Причини цих ерозійних процесів не лише в несприятливих породних умовах, але й у знищенні в минулому ґрунто-закріплюючої рослинності, руйнуванні структури ґрунтів, зменшенні загальної лісистості.

Провінція найактивнішої дефляції розташована на південному сході України: південні частини Миколаївської, Запорізької, Донецької, Луганської і Херсонської областей.

Водна ерозія

Доведено, що ерозійні процеси найбільш виражені на коротких схилах (100 – 200 м), де середня крутизна досягає найвищих значень – 2,8 – 3º. Якщо довжина схилів становить 700 м і більше, то їх середня крутизна зменшується до 1,5 – 2,08º, відповідно знижується й еродованість ґрунтового покриву. Наприклад, у темно-сірих опідзолених ґрунтах слабко- і середньозмитих (Київська обл.), порівняно з незмитими, вміст гумусу відповідно зменшився на 0,2 і 0,3%, а запаси у метровому шарі – на 30 і 50 т/га. Ще більші втрати гумусу спостерігаються у чорноземах опідзолених (Черкаська обл.). Так, якщо у незмитих ґрунтах вміст гумусу в шарі 0-20 см становить 3,9%, то у слабко змитих - 3,3% а в середньозмитих – 3,0%. При цьому, із запасів гумусу в метровому шарі незмитих ґрунтів – 432 т/га, у слабкозмитих вони становлять 194 т/га, тобто на 238 т/га менше, ніж на незмитих. Дещо менший спад вмісту гумусу в шарі 0-20 см і менші його запаси у метровому шарі в чорноземах типових (Тернопільська обл.), південних (Запорізька обл.), а також у темно-каштанових (Запорізька обл.) ґрунтах.

Додаток 4.

Еродовані орні землі

Структура ґрунтів України

Карта родючості ґрунтів