Жан Дорст - До того как умрет природа
2. ФОРМЫ УСКОРЕННОЙ ЭРОЗИИ
Не вникая в подробности различных типов эрозии8, напомним все же, что эрозия иногда вызывается ветром, который может перемещать частицы диаметром не крупнее 0,1—0,5 мм и приводить во взвешенное состояние частицы, диаметр которых менее ОД мм. Самые легкие частицы иногда поднимаются на большую высоту, до 3000 м и выше, и переносятся на довольно большие расстояния, после чего вновь падают на землю, иногда в виде грязевого дождя. Но самым мощным агентом разрушения почв являются интенсивные ливни, которые вызывают смыв и разрушение почвы.
Поверхностная, или плоскостная, эрозия (sheet erosion) проявляется главным образом на пологих склонах правильной формы; она равномерно удаляет верхний слой почвы, богатый гумусом. Такая малозаметная на начальной стадии эрозия особенно опасна тем, что она проявляется вначале лишь в незначительном изменении цвета почвы и в появлении мелкой гальки, оставшейся на месте после сноса более легкого материала, в который она была включена. Вымывание связывающих почву компонентов и тонких частиц влечет за собой быстрое обеднение земель питательными веществами и понижение способности влагозадержания со всеми вытекающими отсюда последствиями для растительности, постепенное исчезновение которой усугубляет разрушение почвы. Этот вид эрозии, протекающей медленно и коварно, принимает в некоторых случаях довольно широкий размах; в Коннектикуте, США, на одном табачном поле дожди смыли за одну неделю слой почвы в 20 мм толщиной (потеря почвы составила 300 т на га); в Кении ливень за несколько часов «сострогал» равномерный слой в 25 мм (Наггоу, 1944).
Однако довольно часто дождевые струи действуют не столь равномерно в силу стока, особенно часто наблюдающегося на неровной поверхности земли. Вода, не проникающая в почву, растекается ручейками, стекающими по линии наибольшего уклона. Они создают сеть маленьких параллельных борозд, которые служат руслом для мелких потоков, образующих вниз по течению струйчатые размывы (неглубокие рытвины). Чем стремительнее поток, тем более крупные частицы почвы он увлекает с собой. Это явление называется бороздчатой эрозией (rill-erosion).
По мере углубления рытвин они концентрируют в себе сток, что приводит к образованию глубоких оврагов, своего рода небольших долин, по которым во время дождей мчатся потоки воды. Овражная эрозия (gully-erosion) — самая наглядная и наиболее быстро развивающаяся форма эрозии. Она наблюдается преимущественно в районах выпадения сильных периодических дождей, в особенности в средиземноморском или в тропическом климате. Небольшое углубление на местности может за несколько лет превратиться в овраг шириной до нескольких десятков метров, к которому будут устремляться воды с довольно обширного бассейна. В таких случаях смывается уже не только почва, но затрагивается и почвообразующая материнская порода.
Наконец, эрозия проявляется и в массовом перемещении материала. В этих случаях почва переносится уже не отдельными частицами, а целыми пластами, что происходит при размывах или перенасыщении почвы водой не только в поверхностных слоях, но и в слоях, находящихся над водоупорным горизонтом (в последнем случае масса земли скользит так, словно поверхность земли смазана жиром). Перемещение почвенных масс принимает разные формы: скольжение почвы (солифлюкция), грязевые потоки, оползни, карстовые явления, обвалы. Эти процессы достигают в некоторых случаях большой скорости.
Различные формы эрозии чаще всего дополняют друг друга. Так, перемещения почвенных масс не исключают возможности овражной эрозии, а овражная эрозия в свою очередь не исключает плоскостной эрозии между оврагами и т. д.
Необходимо упомянуть также об одном особенно опасном для почв процессе, так называемом процессе латеритизации, возникающем при увеличении содержания в почве железа и характерном для жарких и влажных районов тропиков.
Вследствие гидролиза некоторых минеральных соединений появляется большое количество свободных гидроокислов железа и алюминия, скапливающихся в некоторых горизонтах почвы. Их последующее окисление и цементация, связанные с различными процессами, вызываемыми главным образом деятельностью человека (обезлесение, нарушение естественного растительного покрова, неправильные методы земледелия), приводят к образованию железистых конкреций, нередко покрывающих поверхность почв железной корой или панцирем. Такие почвы совершенно бесплодны, и только геологическое время может их «демонтировать» и дать им новую жизнь. Наряду с глубокими оврагами этот процесс являет собой трагический конец — смерть земли, наступающую в результате деятельности человека.
Нарушения, вызываемые в почве вмешательством человека, сильно сказываются на плодородии почв в результате преобразования и изменения их физических, химических и биологических свойств. Хотя изменение химических свойств культурных почв пока еще мало исследовано, однако установлено, что выщелачивание почв в результате интенсивных дождей или неправильных приемов сельскохозяйственной обработки земли, не восстанавливающих минеральные, в частности азотистые, соединения, крайне вредно. Исследования, проведенные в Канзасе, США, указывают на быстрое понижение в выращиваемых на таких почвах сельскохозяйственных культурах содержания питательных веществ, прежде всего белков, что, безусловно, связано с потерей минеральных соединений, достигающей иногда огромного процента. Подсчитано, что Миссисипи уносит за один год 62 188 т фосфора, 1 626 312 т калия, 22 446 379 т кальция и 5 179 788 т магния. Это явление прослеживается не только в зонах выноса материала, но и гораздо дальше, во всех гидрографических бассейнах.
Сносимый материал, скапливаясь в огромных количествах на дне долины (колювиальные отложения) или на участках рек с медленным течением, а также в озерах и прудах, нарушает физическое и биологическое равновесие акваторий. Наконец, ускоренная эрозия изменяет водный режим почв (затруднение просачивания, понижение зеркала грунтовых вод, усиление поверхностного стока), усиливая процессы деградации земель, вызываемые разнообразными причинами, и влияя также на климат и растительный покров.
Естественные почвы более стойки к эрозии, чем почвы, преобразованные человеком, так называемые «культурные почвы», и особенно те из них, которые имеют редкий или временный растительный покров. Лес с подлеском представляет наиболее эффективную защиту почвы. Большие деревья с мощной корневой системой и травянистые растения, корни которых образуют тонкое сплетение, как бы заключают почву в прочную сеть. Задерживая дождевую воду и препятствуя таким образом образованию поверхностного стока, лес постепенно восстанавливает влажность почвы, и поэтому его иногда сравнивают с водохранилищем. По данным Фюрона (Furon, 1947), квадратный метр сухого мха весом в 1 кг после сильного дождя весит уже 5 кг. Таким образом, на 10 тыс. га леса удерживается 500 тыс. куб. м воды!
На втором месте по влагоудержанию стоят луга. Травянистые растения обладают хорошо развитой корневой системой, проникающей иногда на значительную глубину и образующей на поверхности почвы дернину, которая хорошо защищает почву от ударов водяных капель и от действия солнечных лучей.
Культивирование земель человеком обнажает почву и лишает ее, иногда полностью, на довольно длительный период — в течение года — защитного растительного покрова. Оголенную почву сечет дождь, а в тропических странах ливни ведут к образованию в почве микрократеров и к развитию сильного поверхностного стока: в землю попадает лишь незначительная часть влаги, а вся остальная вода, не задерживаясь, стекает по линии уклона, образуя небольшие потоки, уносящие с собой частицы земли. Подсчитано, что из общего процента поверхностного стока 27% падает на кукурузные поля и лишь 11% — на соседние луга. Дальнейшее увеличение поверхностного стока приводит к образованию глубоких оврагов и постепенному сносу пахотного слоя.
Кроме того, испарение воды с поверхности обнаженной почвы происходит гораздо интенсивнее, чем под пологом леса; на открытых местах оно в три раза больше, чем в лесу. Иссушающее действие испарения на незащищенной почве выражается также в сильном понижении конденсации влаги в виде росы, которая, особенно в засушливых районах, играет большую роль в снабжении почвы влагой. Не следует забывать и тот факт, что почва, непосредственно подверженная действию солнечных лучей, нагревается очень интенсивно, что вызывает изменение и даже разрушение микроорганизмов, а также животных и растительных организмов, которые играют главную роль в образовании гумуса и имеются в почве в большом количестве. В Англии, например, установлено, что на один гектар приходится 140 т гумуса, содержащего 2,2 т живых организмов (насекомых, червей, водорослей, грибов, бактерий), которые имеют первостепенное значение для преобразования химического состава почвы и участвуют в процессах превращения как органических, так и минеральных соединений различных элементов.
