Что происходит с почвой
Эрозия начинается с отделения частиц или агрегатов — комочков, в которые объединены почвенные частицы. Затем материал переносится и может отложиться там, где движение ослабевает. На участке сноса почвенный профиль становится тоньше, а в месте накопления возникает слой наносов. Поэтому эрозия — не просто «ухудшение земли», а конкретный процесс перераспределения вещества. Уплотнение, засоление и химическое загрязнение тоже относятся к деградации почв, но имеют другие механизмы.[1]
Естественная эрозия участвует в развитии рельефа. Проблемой становится ускоренное удаление почвы, особенно когда потери превышают её восстановление. Распашка, уничтожение растительного покрова, перевыпас и земляные работы способны усиливать процесс. Однако даже на соседних полях одинаковый дождь может вызвать разные потери: результат зависит от состояния поверхности и пути движения воды.[1]
Водная эрозия: от удара капли до оврага
Дождевые капли разрушают незащищённые агрегаты и разбрызгивают частицы. Если вода поступает быстрее, чем впитывается, или почва уже насыщена, появляется поверхностный сток. Он захватывает материал и переносит его вниз по склону. Сходный перенос возникает при снеготаянии и неправильно организованном поливе. Особенно опасно сосредоточение воды в колеях, бороздах и понижениях.[2]
При относительно рассеянном стоке происходит площадной смыв: верхний слой постепенно истончается, иногда без очевидных промоин. Сосредоточенные потоки формируют небольшие борозды и ручьи, а затем более глубокие размывы. Овраг отличается от мелкой промоины масштабом и устойчивостью: обычной обработкой поля его не устранить. Засыпка размыва без изменения направленного в него стока не убирает причину дальнейшего разрушения.[2]
Ветровая эрозия: переносится не только пыль
Ветер способен перемещать сухой, слабо связанный материал, если поверхность недостаточно защищена. Крупные частицы перекатываются у земли, частицы промежуточного размера движутся скачками — этот процесс называют сальтацией, — а мелкие поднимаются во взвесь. Удары скачущих частиц могут разрушать агрегаты и освобождать новую пыль. Поэтому видимое пылевое облако — лишь одна часть ветровой эрозии.[3]
Склон для неё не обязателен. Важны скорость ветра у поверхности, влажность, прочность агрегатов, шероховатость и длина открытого участка. Растительные остатки и полосы растительности меняют движение воздуха и перехватывают переносимый материал. Но накопление почвы у ограды или в лесополосе не означает, что исходное поле избежало потерь.[3]
Эрозия при обработке почвы
Орудия обработки сами перемещают почву. На холмистой пашне многократное перемещение под действием техники и силы тяжести может оголять выпуклые вершины и накапливать материал ниже по склону. Это агротехническая эрозия, которую нельзя целиком объяснить дождевым стоком. В исследованном USDA ARS поле в Миннесоте светлые вершины холмов и более тёмные понижения отражали именно перераспределение богатого органическим веществом верхнего слоя.[4]
Последствия на поле и за его пределами
С удаляемым материалом участок теряет органическое вещество, элементы питания и часть среды обитания почвенных организмов. Уменьшение мощности плодородного слоя ухудшает условия укоренения и удержания воды. Внесение удобрений может восполнить некоторые элементы, но само по себе не возвращает утраченный профиль, его структуру и водный режим.[1]
За пределами поля наносы повышают мутность воды, заиливают каналы и водоёмы, переносят связанные с частицами вещества. При этом масса смытого со склона материала не равна массе, дошедшей до реки: часть задерживается в растительности и понижениях. В оценке поэтому различают отделение почвы, перенос по склону, отложение и выход наносов за выбранную границу.[5]
Как оценивают потери
На опытных участках собирают сток и измеряют массу вынесенного материала; повторные обследования показывают развитие промоин и изменение поверхности. Потери часто выражают в тоннах на гектар за год или за отдельное событие. Модели помогают сравнивать варианты землепользования. Например, RUSLE2 описывает межручейковую и ручейковую водную эрозию на склоне и учитывает отложение наносов. Её результат нельзя автоматически считать полной оценкой овражной, ветровой и агротехнической эрозии.[5]
Как подбирают защиту
Защита должна прерывать механизм разрушения: сохранять покров от ударов капель, уменьшать скорость ветра, улучшать впитывание и не допускать опасной концентрации стока. Покровные культуры и оставленные растительные остатки защищают поверхность между основными посевами. Особенно важен период, когда урожай уже убран, а следующая культура ещё не сформировала достаточного покрова. Один приём не одинаково эффективен при всех сочетаниях почвы, климата и рельефа.[6]
В опытах USDA ARS в Джорджии за 2000–2009 годы сравнивали сток и вынос наносов при разных системах обработки, включая засушливые и дождливые годы. Результаты показали пользу полосовой обработки в сочетании с покровными культурами для изученных песчаных почв. Смысл такого примера — в проверке целой системы на конкретном участке: техника обработки, защитный покров и фактические потери рассматриваются вместе.[7]