Плоскостной смыв

Плоскостной смыв — это форма эрозии почв, при которой смыв поверхностного слоя почвы происходит относительно равномерно по всей площади склона под действием талых, дождевых или ирригационных вод, стекающих тонким слоем (так называемый «склоновый сток»). В отличие от линейной эрозии (овражной, промоинной), которая концентрируется в понижениях рельефа, плоскостной смыв охватывает обширные территории, не образуя резко выраженных эрозионных форм, но приводит к постепенному снижению мощности почвенного профиля, обеднению почвы гумусом и элементами питания растений. Является одним из основных факторов деградации почв в регионах с расчленённым рельефом и интенсивным сельскохозяйственным использованием земель.

История изучения

Научное описание плоскостного смыва как самостоятельного процесса сформировалось в конце XIX — начале XX века в рамках геоморфологии и почвоведения. Выдающийся русский учёный В. В. Докучаев в своих работах по эрозии почв (конец 1880-х годов) впервые указал на различие между «поверхностным смывом» (плоскостным) и «линейным размывом» (оврагообразованием). В 1930—1950-х годах советские исследователи (С. С. Соболев, А. Н. Костяков, М. Н. Заславский) разработали методики количественной оценки смыва, выделив его в отдельную категорию эрозионных процессов. В середине XX века, с развитием аэрофотосъёмки и почвенного картирования, стало возможным выявлять зоны плоскостного смыва на больших площадях. В современной науке плоскостной смыв рассматривается как часть водной эрозии, а его изучение ведётся с применением математического моделирования (уравнение USLE — Universal Soil Loss Equation) и дистанционного зондирования Земли.

Механизм процесса

Плоскостной смыв возникает при стоке воды по склону в виде тонкого (от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров) слоя, не разделённого на отдельные струи. Основные стадии процесса:

1. Отрыв частиц. Вода, обладая кинетической энергией, отрывает от поверхности почвы отдельные агрегаты и частицы (песок, пыль, ил). Наиболее интенсивно этот процесс идёт при ударе дождевых капель (так называемая «дождевая эрозия»), которые разбивают почвенные комки и взмучивают верхний слой.
2. Транспортировка. Взвешенные и перекатываемые по поверхности частицы перемещаются вниз по склону вместе с водным потоком. Скорость транспортировки зависит от уклона, шероховатости поверхности и расхода воды.
3. Отложение. При уменьшении уклона или скорости потока (например, у подножия склона, на выположенных участках) часть смытого материала (наносы) откладывается, формируя делювиальные шлейфы.

Ключевым фактором является интенсивность стока, которая определяется количеством осадков, их интенсивностью, водопроницаемостью почвы и степенью её увлажнения. Наибольшие потери почвы от плоскостного смыва происходят во время ливней и активного снеготаяния.

Факторы, влияющие на интенсивность

Интенсивность плоскостного смыва зависит от комплекса природных и антропогенных факторов:

Природные факторы

• Рельеф: длина, крутизна и форма склона. Чем длиннее и круче склон, тем больше скорость стока и выше смыв. Выпуклые склоны эродируются сильнее вогнутых.
• Климат: количество и интенсивность осадков, скорость снеготаяния. Ливни с интенсивностью более 0,5 мм/мин наиболее опасны.
• Почвенный покров: гранулометрический состав, структура, водопроницаемость, содержание гумуса. Лёгкие (песчаные, супесчаные) и пылеватые почвы смываются легче, чем глинистые или структурные чернозёмы.
• Растительность: наличие растительного покрова (травы, лес, сельскохозяйственные культуры) резко снижает смыв, так как корни скрепляют почву, а надземная часть задерживает часть осадков и уменьшает скорость стока.

Антропогенные факторы

• Сельскохозяйственное использование: распашка склонов, особенно вдоль склона (вниз по уклону), уничтожение естественной растительности, бессменное возделывание пропашных культур (кукуруза, подсолнечник, картофель).
• Несоблюдение агротехники: отсутствие почвозащитных севооборотов, неправильная обработка почвы (глубокая вспашка без сохранения стерни), перевыпас скота на пастбищах.
• Ирригация: при поливе дождеванием на склонах может возникать ирригационный плоскостной смыв, особенно при превышении норм полива.

Классификация

В зависимости от степени проявления и последствий выделяют несколько категорий плоскостного смыва:

• Слабый смыв — смыто до 30% гумусового горизонта (А). Почва ещё сохраняет пахотный слой, но его мощность уменьшается.
• Средний смыв — смыто от 30 до 50% гумусового горизонта. Пахотный слой частично состоит из нижележащего иллювиального горизонта (В), урожайность снижается на 20–50%.
• Сильный смыв — смыто более 50% гумусового горизонта, на поверхность выходит иллювиальный или материнская порода (С). Почва становится малопригодной для земледелия.
• Очень сильный смыв — полное уничтожение почвенного профиля, обнажение подстилающей породы. Формируются «смытые» земли, часто переходящие в бросовые.

Последствия

Плоскостной смыв приводит к ряду негативных экологических и экономических последствий:

• Деградация почв: потеря гумуса (до 1–2 т/га в год на пашне в лесостепной зоне), ухудшение структуры, снижение плодородия. На смытых почвах урожайность зерновых может падать на 30–60%.
• Загрязнение водоёмов: смытые частицы почвы (наносы) вместе с удобрениями, пестицидами и органическими остатками попадают в реки и озёра, вызывая их эвтрофикацию и заиливание.
• Ухудшение качества воды: повышение мутности, содержания взвешенных веществ, биогенных элементов (азот, фосфор).
• Экономический ущерб: снижение стоимости земель, дополнительные затраты на внесение удобрений для компенсации потерь, необходимость проведения противоэрозионных мероприятий.

Методы борьбы и предотвращения

Для предотвращения или снижения интенсивности плоскостного смыва применяется комплекс противоэрозионных мероприятий:

Организационно-хозяйственные

• Противоэрозионная организация территории: размещение полей севооборотов, дорог, лесополос с учётом рельефа.
• Почвозащитные севообороты с преобладанием многолетних трав (люцерна, клевер, эспарцет) и озимых зерновых, которые хорошо защищают почву.

Агротехнические

• Контурная обработка почвы (вспашка, культивация, посев) строго поперёк склона (по горизонталям).
• Безотвальная обработка (No-Till, Mini-Till) — сохранение стерни и пожнивных остатков на поверхности, что снижает скорость стока в 2–3 раза.
• Щелевание, кротование, лункование — создание микрорельефа, задерживающего сток.
• Внесение органических удобрений (навоз, компост) — улучшает структуру почвы и её водопроницаемость.

Лесомелиоративные

• Создание полезащитных лесных полос по границам полей и на склонах (особенно эффективны на склонах крутизной более 3°).
• Залужение сильноэродированных склонов (посев многолетних трав для создания дернины).

Гидротехнические

• Устройство водозадерживающих валов, канав, террас на крутых склонах (крутизной более 5–7°). Террасирование — наиболее радикальный метод, но требует больших капиталовложений.

В России, особенно в Центральном Черноземье, Поволжье и на Северном Кавказе, где распространены эрозионно опасные склоны, применение комплекса этих мер является обязательным для сохранения плодородия почв. Согласно данным Минсельхоза РФ, ежегодно от водной эрозии (включая плоскостной смыв) в стране теряется до 1,5 млрд тонн плодородного слоя почвы.

Интересные факты

• Плоскостной смыв — один из самых медленных, но наиболее масштабных процессов разрушения почв. За год слой почвы может уменьшиться на 1–5 мм, но на больших площадях это приводит к потере миллионов тонн гумуса.
• В горных районах плоскостной смыв часто сочетается с делювиальным смывом, формируя у подножий склонов мощные шлейфы наносов — делювий.
• Впервые количественная оценка плоскостного смыва в СССР была проведена в 1930-х годах на опытных станциях в Курской и Воронежской областях. Полученные данные легли в основу первых карт эрозионной опасности.

Источники

1. Докучаев В. В. «Наши степи прежде и теперь» (1892).
2. Соболев С. С. «Развитие эрозионных процессов на территории европейской части СССР и борьба с ними» (1948).
3. Заславский М. Н. «Эрозия почв» (1983).
4. Кузнецов М. С., Глазунов Г. П. «Эрозия и охрана почв» (2004).
5. Доклад «О состоянии и использовании земель сельскохозяйственного назначения в Российской Федерации» (Минсельхоз РФ, 2020).