Экологические аспекты эрозионной устойчивости пахотных земель Брянской области

УДК 631.459; 631.6.02

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭРОЗИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПАХОТНЫХ ЗЕМЕЛЬ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

© Е.В. Хорина, Г.В. Лобанов

Ключевые слова: эрозионная устойчивость почв; эколого-экономический ущерб; радиационное загрязнение почв; противоэрозионные мероприятия.

Рассматривается картографическая модель эрозионной устойчивости пахотных земель Брянской области. Обоснованы способы комплексной оценки ущерба от склоновой эрозии. Приводится прогноз интенсивности выноса элементов минерального питания и гумуса с пахотных земель Брянской области.

Поверхностная склоновая эрозия - одно из самых экологически значимых явлений, имеющее неблагоприятные экономические и социальные последствия [1]. К основным видам эколого-эрозионного ущерба относятся: эрозионная деградация почв и снижение их плодородия; эрозионно-почвенное загрязнение окружающей среды; деградация агроландшафтов и малых рек.

Количественная оценка последствий ускоренной эрозии - загрязнения окружающей среды, деградации малых рек, выполняется на основании математикокартографических моделей, определяющих факторы и результаты почвенной эрозии через коэффициенты и критерии устойчивости почв или величины смыва. Содержание картографических моделей включает территориальное распределение участков смыва, транспорта и аккумуляции склоновых наносов, скорости эрозионных процессов.

Теоретической основой модели эрозионной устойчивости почв для пахотных земель Брянской области предложен подход, разработанный Г.В. Бастраковым [2].

Содержание карты - территориальное распределение величины безразмерного критерия эрозионной устойчивости почв, определяющегося выражением (рж. 1):

Р = Я/р£Й(зша)тБуХ,

где Р - эрозионная устойчивость (безразмерная величина); Я - сопротивление почв размыву, в ньютонах; р - плотность воды (1000 кг/м3); g - ускорение силы тяжести (9,8 м/с2); к - среднегодовой слой активного по-

верхностного склонового стока, м; а - крутизна поверхности, в градусах; т - показатель степени, зависящий от сопротивления почвы размыву; Бу _ условная площадь водосбора, м2; X - коэффициент, учитывающий влияние на эрозионную устойчивость экспозиции склона.

Распределение значений критерия приводится для территорий сельскохозяйственных предприятий, границы которых во многом соответствуют природным рубежам - долинам рек, крупным балкам.

Картографическая модель в общем виде дает представление об опасности всех видов эколого-эрозион-ного ущерба для Брянской области, однако в первую очередь позволяет оценить экологическую опасность эрозии для агроландшафтов региона. Сравнительный анализ фактической эродированности пахотных земель региона и их эрозионной устойчивости позволяет обосновать прогноз динамики смытых почв [3].

Уже сегодняшнюю опасность представляет вынос питательных веществ с пахотных склонов. Сопоставление данных ФГУ «Брянскагрохимрадиология» о содержании важнейших питательных веществ в верхних эродируемых горизонтах пахотных почв [4] со значениями интенсивности смыва, рассчитанными по эрозионной устойчивости, позволяет рассчитать интенсивность их потенциального эрозионного выноса (табл. 1).

В модели Г.В. Бастракова интенсивность смыва соотносится с эрозионной устойчивостью почв следующим образом:

М = 0,15Р175,

где М - величина среднегодового смыва, т/га в год; Р - эрозионная устойчивость.

л ґ________

е?   *^-т. *

а> \Злыкка : # ^

% /Ґ I Климов«

О V

_

=^ * Условные обозначения в

Земли несельскохозяйственного использования

Эрозионная устойчивость

Щ менее 0,2

О 0,2-0,3 О 0,3-0,4

[] 0,4 и более

Рис. 1. Эрозионная устойчивость пахотных земель Брянской области

Значения средневзвешенного по территории потенциального выноса питательных веществ почвы достаточно невысоки. Однако в отдельных районах они практически сопоставимы с объемами вносимых удобрений. В Карачевском, Клетнянском, Трубчевском, Брасовском, Дубровском районах потенциальный смыв гумуса превышает 20 % (приблизительное содержание органического вещества в навозе) вносимых органических удобрений. В Навлинском районе он составляет 96 %. Это связано как с высокой интенсивностью смыва почвы, низкой эрозионной устойчивостью пахотных земель, так и с небольшим количеством вносимых удобрений в данных районах в последние годы.

Картографическая модель, построенная на основании теоретических расчетов потерь гумуса, представлена на рис. 2.

Средневзвешенный по пашне области потенциальный эрозионный вынос подвижного фосфора и обменного калия суммарно составляет около 3 % вносимых минеральных удобрений. В Карачевском, Клетнянском, Навлинском, Суражском районах он достигает или чуть превышает 10 %, в Брасовском - 16 %. Полученные цифры свидетельствуют о необходимости принятия мер по предотвращению почвенно-эрозионной деградации в ряде указанных районов.

Рис. 2 свидетельствует, что интенсивность выноса гумуса и элементов питания в наибольшей степени определяются интенсивностью смыва и в меньшей степени их содержанием в почве. То есть первостепенную роль для сохранения почвенного плодородия должен играть комплекс почвозащитных мероприятий.

Таблица 1

Содержание и потенциальный эрозионный вынос гумуса, подвижного фосфора и обменного калия с пахотных земель Брянской области

№ п/п ё I ^ дм < Среднемноголетняя годовая интенсивность смыва почвы с пашни, т/га в год

гумуса, % подвижного фосфора, мг/кг обменного калия, мг/кг ,а са £ н г подвижного фосфора, кг/га калия 2 £ § ^ ен ме б о органических, т/га £ ны ьа 5 л Ь нек

1 Брасовский 13,6 2,48 158,0 100,0 0,34 2,15 1,36 0,7 22

2 Брянский 1,1 2,91 199,5 129,3 0,03 0,23 0,15 2,5 76

3 Выгоничский 0,8 1,71 176,1 117,0 0,01 0,14 0,09 0,4 17

4 Гордеевский 1,1 2,05 164,3 94,4 0,02 0,19 0,11 1,6 33

5 Дубровский 3,2 1,96 171,0 108,2 0,06 0,55 0,35 0,1 23

6 Дятьковский 1,6 1,59 193,7 115,4 0,03 0,31 0,19 1,4 31

7 Жирятинский 2,0 2,37 173,2 103,5 0,05 0,34 0,20 0,5 7

8 Жуковский 1,5 2,15 190,6 130,6 0,03 0,29 0,20 1,6 30

9 Злынковский 0,9 1,86 207,4 135,8 0,02 0,19 0,13 0,6 24

10 Карачевский 8,4 2,91 183,4 90,8 0,25 1,55 0,77 1,1 25

11 Клетнянский 2,8 1,8 151,0 82,7 0,05 0,43 0,24 0,2 6

12 Климовский 0,5 1,84 161,4 97,4 0,01 0,07 0,04 1,2 18

13 Клинцовский 1,4 2,0 196,4 85,0 0,03 0,27 0,12 3,1 43

14 Комаричский 2,8 2,99 170,8 121,2 0,08 0,47 0,34 0,9 62

15 Красногорский 2,8 1,9 143,0 106,4 0,05 0,40 0,30 0,4 25

16 Мглинский 2,3 1,78 155,4 97,2 0,04 0,35 0,22 1,2 15

17 Навлинский 5,1 1,88 174,6 116,0 0,10 0,89 0,59 0,1 16

18 Новозыбковский 1,6 2,1 203,4 120,0 0,03 0,33 0,20 1,7 33

19 Погарский 2,0 2,05 187,9 111,9 0,04 0,38 0,23 1,6 26

20 Почепский 1,7 1,89 166,9 106,4 0,03 0,28 0,18 0,6 20

21 Рогнединский 3,0 1,65 150,3 87,5 0,05 0,45 0,26 0,6 37

22 Севский 5,5 2,45 179,0 99,0 0,13 0,99 0,55 1,8 26

23 Стародубский 1,4 2,16 173,4 124,2 0,03 0,24 0,17 3,0 58

24 Суземский 1,4 2,64 168,8 104,4 0,04 0,24 0,15 0,8 15

25 Суражский 3,6 1,72 139,0 67,0 0,06 0,50 0,24 0,7 7

26 Трубчевский 5,3 2,3 187,5 108,5 0,12 1,00 0,58 0,3 37

27 Унечский 0,8 2,01 185,0 99,0 0,02 0,15 0,08 1,6 43

Итого по области 3,1 2,1 173,1 107 0,07 0,54 0,33 1,3 32

Эрозионный вынос питательных веществ помимо деградации почв и снижения их плодородия влечет ряд других неблагоприятных экологических последствий. С утратой гумуса, в частности, снижается способность почвы к детоксикации соединений тяжелых металлов и пестицидов. Фосфор можно рассматривать как загрязняющее вещество. Его миграция с полей вызывает эв-трофикацию водоемов, ухудшающую свойства водных ресурсов. Огромна роль гумусовых и калийных веществ как антирадиационных агрохимических барьеров, препятствующих поступлению радиоактивных веществ в сельскохозяйственную продукцию [5].

Согласно данным ФГУ «Брянскагрохимрадиоло-гия» на 2006-2007 гг. [4], пахотные угодья со средневзвешенной плотностью загрязнения свыше 1 Ки/км2 (официально имеющие статус загрязненных) практически полностью сконцентрированы в юго-западных рай-

онах области. До настоящего времени данные территории считались благополучными в отношении эрозии. В силу сравнительно недавнего сельскохозяйственного освоения здесь неширокое распространение получили смытые почвы (главный диагностический признак, на котором до настоящего времени базировалось почвозащитное землеустройство в области).

Проведенное исследование эрозионной устойчивости показало наличие мелкоочагового распространения эрозионноопасных пахотных земель в юго-западных районах. Местами значения эрозионной устойчивости пашни здесь приближаются к территориям возвышенностей в центральной и юго-восточной частях области (рис. 1). В общей сложности в области выявлено около 29 тыс. га неустойчивых к эрозии пахотных земель с уровнем загрязнения свыше 1 Ки/км2, что составляет

около 2,5 % общей площади пашни и 10 % общей пло- щади эрозионно неустойчивой пашни.

л'»‘.

Потенциальный эрозионный вынос гумуса, кг/га в год

менее 50

50-100

100-150

В 1^0-200

I 200 и более

Рис. 2. Потенциальный эрозионный вынос гумуса с пахотных земель Брянской области

Хозяйства области, пахотные земли которых характеризуются эрозионной неустойчивостью в сочетании с плотностью радиоактивного загрязнения свыше 1 Ки/км2, требуют первоочередного планирования и внедрения противоэрозионных мер, в т. ч. за счет исследования эрозионной устойчивости с высоким пространственным разрешением. Величина социально-экономического ущерба от миграции радионуклидов преобладает над снижением качества почв как производственного ресурса. Фактором, осложняющим экологическую ситуацию на пахотных землях с высокой плотностью радиоактивного загрязнения (юго-западные районы Брянской области), представляется низкая устойчивость к дефляции преобладающих здесь агрофонов - дерновоподзолистых почв песчаного и супесчаного механического состава.

ЛИТЕРАТУРА

1. Литвин Л.Ф. География эрозии почв сельскохозяйственных земель России. М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. 255 с.

2. Бастраков Г.В. Эрозионная устойчивость рельефа и противоэро-зионная защита земель. Брянск: Изд-во БГПИ, 1994. 260 с.

3. Хорина Е.В. Эрозионная устойчивость и эродированность пахотных земель Брянской области // Пути решения проблем рационального использования земельных ресурсов и сохранения почвенного покрова: материалы Междунар. науч.-практ. интернет-конф. Брянск, 2010. ЦКЬ: http://nii-brgu.ru/konf/horina-e-v.pdf. Загл. с экрана.

4. Прудников П.В., Карпеченко С.В., Новиков А.А., Поликарпов Н.Г. Агрохимическое и агроэкологическое состояние почв Брянской области. Брянск: Изд-во ГУП «Клинцовская городская типография», 2007. 608 с.

5. Воробьев Г.Т. Агрохимические основы реабилитации почв центра Русской равнины, загрязненных радионуклидами: автореф. дис. ... д-ра с.-х наук. М.: ВНИИ информатизации агрономии и экологии (ВНИИ «Агроэкоинформ»), 1999. 22 с.

Поступила в редакцию 28 сентября 2012 г.

Khorina E.V., Lobanov G.V. ECOLOGICAL ASPECTS OF EROSION STABILITY OF ARABLE LANDS OF BRYANSK REGION

The cartographical model of arable lands erosive stability in the Bryansk region is considered. Ways of complex damage esti-

mation from slope erosion are proved. The forecast of mineral food elements and humus intensity carrying out from arable lands in Bryansk region is resulted.

Key words: erosive stability of soils; ecological-economic damage; radiating pollution of soils; anti-erosion actions.