stringtranslate.com

Эрозия почвы

Активно разрушающийся ручей на интенсивно возделываемом поле в восточной Германии.
Эрозия почвы

Эрозия почвы — это оголение или стирание верхнего слоя почвы . Это форма деградации почвы . Этот естественный процесс вызван динамической деятельностью эрозионных агентов, то есть воды , льда (ледников), снега , воздуха (ветра), растений и животных (в том числе человека ). В соответствии с этими агентами эрозию иногда разделяют на водную эрозию, ледниковую эрозию , снежную эрозию, ветровую (эоловую) эрозию , зоогенную эрозию и антропогенную эрозию типа пахотной эрозии . [1] Эрозия почвы может быть медленным процессом, который продолжается относительно незаметно, или может происходить с угрожающей скоростью, вызывая серьезную потерю верхнего слоя почвы . Потеря почвы на сельскохозяйственных угодьях может отразиться на снижении потенциала растениеводства , ухудшении качества поверхностных вод и повреждении дренажных сетей. Эрозия почвы также может привести к образованию провалов .

Деятельность человека увеличила в 10–50 раз скорость, с которой эрозия происходит во всем мире. Чрезмерная (или ускоренная) эрозия вызывает проблемы как на площадке, так и за ее пределами. Воздействие на местах включает снижение продуктивности сельского хозяйства и (на природных ландшафтах ) экологический коллапс , как из-за потери богатых питательными веществами верхних слоев почвы . В некоторых случаях конечным результатом является опустынивание . К последствиям за пределами площадки относятся заиление водных путей и эвтрофикация водоемов, а также ущерб, вызванный отложениями, дорогам и домам. Водная и ветровая эрозия являются двумя основными причинами деградации земель ; В совокупности на них приходится около 84% площади деградированных земель в мире, что делает чрезмерную эрозию одной из наиболее серьезных экологических проблем во всем мире. [2] [3] [4]

Интенсивное сельское хозяйство , вырубка лесов , дороги , кислотные дожди , антропогенное изменение климата и разрастание городов относятся к наиболее значительным видам деятельности человека с точки зрения их влияния на стимулирование эрозии. [5] Однако существует множество методов предотвращения и восстановления , которые могут сократить или ограничить эрозию уязвимых почв.

Физические процессы

Осадки и поверхностный сток

Почва и вода разбрызгиваются от удара одной капли дождя

Осадки и поверхностный сток , который может возникнуть в результате осадков, вызывают четыре основных типа эрозии почвы: брызговую эрозию , листовую эрозию , речную эрозию и овражную эрозию . Расплесковая эрозия обычно рассматривается как первая и наименее серьезная стадия процесса эрозии почвы, за которой следует листовая эрозия, затем речная эрозия и, наконец, овражная эрозия (наиболее серьезная из четырех). [6] [7]

При брызговой эрозии удар падающей капли дождя создает в почве небольшой кратер, [8] выбрасывающий частицы почвы. [9] Расстояние, на которое перемещаются частицы почвы, может достигать 0,6 м (два фута) по вертикали и 1,5 м (пять футов) по горизонтали на ровной поверхности.

Если почва насыщена водой или если количество осадков превышает скорость проникновения воды в почву, происходит поверхностный сток. Если сток обладает достаточной энергией потока , он будет переносить разрыхленные частицы почвы ( осадки ) вниз по склону. [10] Пластовая эрозия – это перенос разрыхленных частиц почвы поверхностным потоком. [10]

Отвал , покрытый ручьями и оврагами из-за процессов эрозии, вызванной дождями: Румму , Эстония.

Под ручейковой эрозией понимается развитие небольших, эфемерных концентрированных путей потока, которые функционируют как в качестве источника наносов, так и в качестве систем доставки наносов для эрозии на склонах холмов. Обычно там, где скорость водной эрозии на нарушенных горных территориях наиболее высока, ручьи активны. Глубина потока в ручьях обычно составляет порядка нескольких сантиметров (около дюйма) или меньше, а уклоны русла могут быть довольно крутыми. Это означает, что гидравлическая физика ручьевсильно отличается от воды, текущей по более глубоким и широким руслам ручьев и рек. [11]

Овражная эрозия возникает, когда сточные воды накапливаются и быстро стекают по узким каналам во время или сразу после сильных дождей или таяния снега, снося почву на значительную глубину. [12] [13] [14] Другой причиной овражной эрозии является выпас скота, который часто приводит к уплотнению почвы. Поскольку почва обнажена, она теряет способность поглощать избыток воды, и на уязвимых участках может развиться эрозия. [15]

Реки и ручьи

Доббингстон-Бёрн, Шотландия. На этой фотографии показаны два разных типа эрозии, поражающие одно и то же место. Эрозия долины происходит из-за течения ручья, а валуны и камни (и большая часть почвы), лежащие по краям, являются ледниковыми до тех пор, пока они не остались позади, когда ледники ледникового периода текли по местности.

Эрозия долины или ручья происходит при продолжающемся потоке воды вдоль линейного объекта. Эрозия идет как вниз , углубляя долину, так и вперед , расширяя долину до склона холма, создавая впадины и крутые берега. На самой ранней стадии речной эрозии эрозионная деятельность преимущественно вертикальная, долины имеют типичное V -образное поперечное сечение, а уклон реки относительно крутой. При достижении некоторого нижнего уровня эрозионная деятельность переключается на боковую эрозию, которая расширяет дно долины и создает узкую пойму. Градиент потока становится почти плоским, и боковое отложение наносов становится важным, поскольку поток извивается по дну долины. На всех стадиях речной эрозии, безусловно, наибольшая эрозия происходит во время паводков, когда имеется больше и более быстро движущейся воды, способной нести большую нагрузку наносов. В таких процессах эрозии подвергается не только вода: взвешенные абразивные частицы, галька и валуны также могут действовать эрозионно, когда они пересекают поверхность , в процессе, известном как тяга . [16]

Береговая эрозия – это разрушение берегов ручья или реки . Это отличается от изменений на русле водотока, которые называются размывами . Эрозию и изменение формы берегов рек можно измерить, вставляя в берег металлические стержни и отмечая положение береговой поверхности вдоль стержней в разное время. [17]

Термическая эрозия – это результат таяния и ослабления вечной мерзлоты из-за движения воды. [18] Встречается как вдоль рек, так и на побережье. Быстрая миграция русла реки Лена в Сибири связана с термической эрозией , поскольку эти части берегов состоят из несвязных материалов, сцементированных вечной мерзлотой. [19] Большая часть этой эрозии происходит, когда ослабленные банки терпят крах в результате крупных спадов. Термальная эрозия также затрагивает арктическое побережье, где воздействие волн и прибрежная температура в совокупности подрывают обрывы вечной мерзлоты вдоль береговой линии и приводят к их разрушению. Годовые темпы эрозии на 100-километровом (62-мильном) участке береговой линии моря Бофорта составляли в среднем 5,6 метра (18 футов) в год с 1955 по 2002 год. [20]

Наводнения

При чрезвычайно высоких расходах из-за больших объемов быстро несущейся воды образуются колки или вихри . Колки вызывают сильную локальную эрозию, вырывая коренную породу и создавая географические объекты типа выбоин, называемые каменными бассейнами . Примеры можно увидеть в регионах наводнений, вызванных ледниковым озером Миссула , которое создало русловые скалы в районе бассейна Колумбии на востоке Вашингтона . [21]

Ветровая эрозия

Арбол де Пьедра , скальное образование в Альтиплано , Боливия , образовавшееся в результате ветровой эрозии.

Ветровая эрозия является основной геоморфологической силой, особенно в засушливых и полузасушливых регионах. Он также является основным источником деградации земель, испарения, опустынивания, вредной пыли, переносимой по воздуху, и ущерба урожаям, особенно после того, как его уровень намного превышает естественный уровень в результате человеческой деятельности, такой как вырубка лесов , урбанизация и сельское хозяйство . [22] [23]

Ветровая эрозия бывает двух основных разновидностей: дефляция , когда ветер подхватывает и уносит рыхлые частицы; и истирание , при котором поверхности изнашиваются под воздействием частиц, переносимых ветром. Дефляция делится на три категории: (1) ползучесть поверхности , когда более крупные и тяжелые частицы скользят или катятся по земле; (2) сальтация , когда частицы поднимаются на небольшую высоту в воздух, отскакивают и сальтируют по поверхности почвы; и (3) суспензия , при которой очень мелкие и легкие частицы поднимаются в воздух ветром и часто переносятся на большие расстояния. Сальтация является причиной большей части (50–70%) ветровой эрозии, за ней следует взвесь (30–40%), а затем ползучесть поверхности (5–25%). [24] [25] Илистые почвы, как правило, больше всего страдают от ветровой эрозии; Частицы ила относительно легко отделяются и уносятся. [26]

Ветровая эрозия гораздо более серьезна в засушливых районах и во время засухи. Например, по оценкам, на Великих равнинах потеря почвы из-за ветровой эрозии может быть в 6100 раз больше в засушливые годы, чем в влажные годы. [27]

Массовое движение

Вади в Махтеш-Рамоне, Израиль, демонстрирует гравитационную эрозию на его берегах.

Массовое движение — это перемещение горных пород и отложений вниз и наружу по наклонной поверхности, главным образом под действием силы тяжести . [28] [29]

Массовое движение является важной частью эрозионного процесса и часто является первой стадией разрушения и переноса выветрившихся материалов в горных районах. [30] Он перемещает материал с более высоких отметок на более низкие, где другие эрозионные агенты, такие как ручьи и ледники , могут затем подхватить материал и переместить его на еще более низкие высоты. Процессы движения масс всегда происходят непрерывно на всех склонах; некоторые процессы движения масс протекают очень медленно; другие возникают очень внезапно, часто с катастрофическими результатами. Любое заметное движение горных пород или отложений вниз по склону часто называют оползнем . Однако оползни можно классифицировать гораздо более подробно, отражая механизмы, ответственные за движение, и скорость, с которой оно происходит. Одним из видимых топографических проявлений очень медленной формы такой деятельности является осыпной склон. [31]

Оползень происходит на крутых склонах холмов, вдоль четко выраженных зон разломов, часто в таких материалах, как глина , которые после высвобождения могут довольно быстро перемещаться вниз по склону. Они часто демонстрируют изостатическую депрессию в форме ложки , в которой материал начал скатываться вниз. В некоторых случаях обвал вызван водой под склоном, ослабляющей его. Во многих случаях это просто результат плохой инженерной работы на автомагистралях , где это обычное явление. [32]

Ползучесть поверхности — это медленное движение грунта и каменных обломков под действием силы тяжести, которое обычно невозможно заметить, кроме как при длительном наблюдении. Однако этот термин может также описывать катание смещенных частиц почвы диаметром от 0,5 до 1,0 мм (от 0,02 до 0,04 дюйма) ветром по поверхности почвы. [33]

Эрозия обработки почвы

Эродированные вершины холмов из-за эрозии почвы

Эрозия почвы — это форма эрозии почвы, возникающая на возделываемых полях из-за перемещения почвы при обработке почвы . [34] [35] Появляется все больше свидетельств того, что эрозия при обработке почвы является основным процессом эрозии почвы на сельскохозяйственных землях, превосходя водную и ветровую эрозию на многих полях по всему миру, особенно на наклонных и холмистых землях [36] [37] [38 ] ] Характерная пространственная картина эрозии почвы, показанная во многих справочниках и брошюрах по водной эрозии, — эрозия вершин холмов, на самом деле вызвана эрозией обработки почвы, поскольку водная эрозия в основном вызывает потери почвы в средних и нижних сегментах склона, а не на вершинах холмов. [39] [34] [36] Эрозия обработки почвы приводит к деградации почвы, что может привести к значительному снижению урожайности сельскохозяйственных культур и, следовательно, к экономическим потерям для хозяйства. [40] [41]

Эрозия обработки почвы на поле с отводными террасами

Факторы, влияющие на эрозию почвы

Климат

Количество и интенсивность осадков является основным климатическим фактором , определяющим водную эрозию почв . Связь особенно сильна, если сильные дожди выпадают в то время или в местах, где поверхность почвы плохо защищена растительностью . Это может происходить в периоды, когда сельскохозяйственная деятельность оставляет почву голой, или в полузасушливых регионах, где растительность естественным образом скудна. Ветровая эрозия требует сильных ветров, особенно во время засухи, когда растительность скудна, а почва сухая (и поэтому более подвержена эрозии). Другие климатические факторы, такие как средняя температура и температурный диапазон, также могут влиять на эрозию, оказывая влияние на растительность и свойства почвы. В целом, учитывая схожую растительность и экосистемы, ожидается, что районы с большим количеством осадков (особенно с сильными дождями), большим количеством ветров или штормов будут иметь более сильную эрозию.

В некоторых регионах мира (например, на среднем западе США и в тропических лесах Амазонки ) интенсивность осадков является основным фактором, определяющим эрозионную активность, при этом более высокая интенсивность осадков обычно приводит к усилению водной эрозии почвы. Размер и скорость капель дождя также являются важным фактором. Капли дождя большего размера и с более высокой скоростью обладают большей кинетической энергией , и поэтому их удар будет смещать частицы почвы на большие расстояния, чем капли дождя меньшего размера и с меньшей скоростью. [42]

В других регионах мира (например, в Западной Европе ) сток и эрозия являются результатом относительно низкой интенсивности стратообразных осадков , выпадающих на ранее насыщенную почву. В таких ситуациях основным фактором, определяющим степень водной эрозии почвы, является количество осадков, а не их интенсивность. [43]

Структура и состав почвы

Эрозионный овраг в рыхлых отложениях Мертвого моря (Израиль) вдоль юго-западного берега. Этот овраг был вырыт наводнением в Иудейских горах менее чем за год.

Состав, влажность и уплотнение почвы являются основными факторами, определяющими эрозионную способность осадков. Отложения, содержащие больше глины, как правило, более устойчивы к эрозии, чем отложения с песком или илом, поскольку глина помогает связывать частицы почвы вместе. [44] Почва, содержащая высокий уровень органических материалов, часто более устойчива к эрозии, поскольку органические материалы коагулируют почвенные коллоиды и создают более прочную и стабильную структуру почвы. [45] Количество воды, присутствующей в почве до выпадения осадков, также играет важную роль, поскольку оно устанавливает ограничения на количество воды, которая может быть поглощена почвой (и, следовательно, предотвращена от стекания по поверхности в виде эрозионного стока). Влажные, насыщенные почвы не смогут поглощать столько дождевой воды, что приведет к более высокому уровню поверхностного стока и, следовательно, к более высокой эрозионной способности при данном объеме осадков. [45] [46] Уплотнение почвы также влияет на проницаемость почвы для воды и, следовательно, на количество воды, которая стекает в виде стоков. Более уплотненные почвы будут иметь больший поверхностный сток, чем менее уплотненные. [45]

Растительный покров

Растительность действует как интерфейс между атмосферой и почвой . Это увеличивает проницаемость почвы для дождевой воды , тем самым уменьшая сток. Он защищает почву от ветров , что приводит к уменьшению ветровой эрозии , а также благоприятным изменениям микроклимата . Корни растений связывают почву вместе и переплетаются с другими корнями , образуя более твердую массу , менее подверженную как водной , так и ветровой эрозии . Удаление растительности увеличивает скорость поверхностной эрозии . [47]

Топография

Топография суши определяет скорость , с которой будет течь поверхностный сток , что, в свою очередь , определяет эрозионную способность стока. Более длинные и крутые склоны (особенно без достаточного растительного покрова) более подвержены очень высокой скорости эрозии во время сильных дождей, чем более короткие и менее крутые склоны. Более крутая местность также более подвержена оползням, оползням и другим формам процессов гравитационной эрозии. [48] ​​[49] [50]

Деятельность человека, способствующая эрозии почвы

Сельскохозяйственная практика

Такие обрабатываемые сельскохозяйственные угодья очень подвержены эрозии от осадков из-за разрушения растительного покрова и разрыхления почвы во время вспашки.

Неустойчивые методы ведения сельского хозяйства увеличивают темпы эрозии на один-два порядка по сравнению с естественными темпами и намного превышают темпы замещения почвенным производством. [51] [52] Обработка сельскохозяйственных земель, при которой почва разбивается на более мелкие частицы, является одним из основных факторов . Проблема усугубилась в наше время из-за механизированного сельскохозяйственного оборудования, позволяющего осуществлять глубокую вспашку , что значительно увеличивает количество почвы, доступной для транспортировки, в результате водной эрозии. Другие включают монокультурное земледелие , земледелие на крутых склонах, использование пестицидов и химических удобрений (которые убивают организмы, связывающие почву), пропашные культуры и использование поверхностного орошения . [53] [54] Сложная общая ситуация с определением потерь питательных веществ из почв может возникнуть в результате избирательного характера явлений эрозии почвы. Потеря общего фосфора , например, в более мелкой эродированной фракции больше по сравнению со всей почвой. [55] Экстраполируя эти данные для прогнозирования последующего поведения в принимающих водных системах, причина заключается в том, что этот более легко транспортируемый материал может поддерживать более низкую концентрацию Р в растворе по сравнению с более крупными фракциями. [56] Обработка почвы также увеличивает скорость ветровой эрозии, обезвоживая почву и разбивая ее на более мелкие частицы, которые могут быть подняты ветром. Ситуация усугубляется тем фактом, что большинство деревьев, как правило, удаляются с сельскохозяйственных полей, что позволяет ветрам иметь длинные открытые пути и перемещаться с более высокими скоростями. [57] Интенсивный выпас сокращает растительный покров и вызывает сильное уплотнение почвы, что увеличивает скорость эрозии. [58]

Вырубка леса

На этой вырубке почти вся растительность была удалена с поверхности крутых склонов в районе, где идут очень сильные дожди. В таких случаях происходит сильная эрозия, вызывающая заиление ручьев и потерю богатого питательными веществами верхнего слоя почвы .

В ненарушенном лесу минеральная почва защищена слоем листовой подстилки и перегноя , покрывающего лесную подстилку. Эти два слоя образуют защитный коврик над почвой, который поглощает воздействие капель дождя. Они пористые и очень проницаемы для осадков и позволяют дождевой воде медленно просачиваться в почву внизу, а не стекать по поверхности в виде стока . [59] Корни деревьев и растений [60] удерживают вместе частицы почвы, предотвращая их вымывание. [59] Растительный покров снижает скорость капель дождя, которые ударяются о листву и стебли перед тем, как упасть на землю, уменьшая их кинетическую энергию . [61] Однако именно лесная подстилка, а не полог, предотвращает поверхностную эрозию. Конечная скорость капель дождя достигается примерно на высоте 8 метров (26 футов). Поскольку полог леса обычно выше этого значения, капли дождя часто могут восстановить конечную скорость даже после удара о полог. Однако нетронутая лесная подстилка со слоями опавших листьев и органических веществ все еще способна поглощать воздействие осадков. [61] [62]

Вырубка лесов вызывает повышенную скорость эрозии из-за обнажения минеральной почвы за счет удаления слоев гумуса и подстилки с поверхности почвы, удаления растительного покрова, связывающего почву, и вызывая сильное уплотнение почвы лесозаготовительной техникой. После того как деревья уничтожены пожаром или вырубкой, скорость инфильтрации становится высокой, а эрозия низкой, если лесная подстилка остается неповрежденной. Сильные пожары могут привести к значительной дальнейшей эрозии, если за ними последуют сильные дожди. [63]

Во всем мире одним из крупнейших факторов эрозионной потери почвы в 2006 году стала подсечно-огневая обработка тропических лесов . В ряде регионов мира целые отрасли страны оказались непроизводительными. Например, на высоком центральном плато Мадагаскара , занимающем примерно десять процентов территории страны, практически весь ландшафт лишен растительности , с овражными эрозионными бороздами, обычно глубиной более 50 метров (160 футов) и длиной 1 километр (0,6 мили). ) широкий. Вахтовое земледелие — это система земледелия, которая в некоторых регионах мира иногда включает подсечно-огневой метод. Это ухудшает почву и приводит к тому, что почва становится все менее и менее плодородной. [64]

Дороги и воздействие человека

Эрозия загрязнила шоссе Касоа после ливня в Гане

Воздействие человека оказывает серьезное воздействие на процессы эрозии — во-первых, за счет оголения растительного покрова земель, изменения схемы дренажа и уплотнения почвы во время строительства; а затем покрытие земли непроницаемым слоем асфальта или бетона, что увеличивает количество поверхностного стока и увеличивает скорость приземного ветра. [65] Большая часть осадков, переносимых со стоками городских территорий (особенно дорог), сильно загрязнена топливом, маслом и другими химическими веществами. [66] Этот увеличенный сток, помимо эрозии и деградации земель, по которым он течет, также вызывает серьезные нарушения в окружающих водоразделах, изменяя объем и скорость воды, протекающей через них, и заполняя их химически загрязненными отложениями. Увеличение потока воды через местные водные пути также приводит к значительному увеличению скорости береговой эрозии. [67]

Изменение климата

Ожидается, что более высокие температуры атмосферы, наблюдаемые в последние десятилетия, приведут к более энергичному гидрологическому циклу, включая более экстремальные дожди. [68] Повышение уровня моря , произошедшее в результате изменения климата, также значительно увеличило темпы береговой эрозии. [69] [70]

Большая часть Аккры была затоплена в сезон дождей, что привело к экологическому кризису в Гане.

Исследования эрозии почвы показывают, что увеличение количества и интенсивности осадков приведет к увеличению скорости эрозии почвы. Таким образом, если количество и интенсивность осадков увеличится во многих частях мира, как и ожидалось, эрозия также увеличится, если не будут приняты меры по улучшению климата. Ожидается, что скорость эрозии почвы изменится в ответ на изменения климата по ряду причин. Наиболее прямым является изменение эрозионной силы осадков. Другие причины включают: а) изменения растительного покрова, вызванные изменениями в производстве растительной биомассы, связанными с режимом влажности; б) изменения подстилочного покрова на земле, вызванные изменением как скорости разложения растительных остатков, обусловленной температурно- и влагозависимой микробной активностью почвы, так и скорости продукции растительной биомассы; в) изменение влажности почвы вследствие изменения режима выпадения осадков и скорости эвапотранспирации, что приводит к изменению коэффициентов инфильтрации и стока; г) изменения эродированности почв вследствие снижения концентрации органического вещества в почвах, что приводит к тому, что структура почвы становится более подверженной эрозии и увеличению стока из-за увеличения уплотнения поверхности почвы и образования корки; д) сдвиг зимних осадков от неэрозионного снега к эрозионным осадкам вследствие повышения зимних температур; е) таяние вечной мерзлоты, приводящее к образованию эродируемого состояния почвы из ранее не подвергавшегося эрозии; и g) изменения в землепользовании, необходимые для приспособления к новым климатическим режимам. [71]

Исследования Пруски и Ниринга показали, что, если не принимать во внимание другие факторы, такие как землепользование, разумно ожидать изменения эрозии почвы примерно на 1,7% на каждый 1% изменения общего количества осадков при изменении климата. [72] В недавних исследованиях прогнозируется увеличение эрозионной активности осадков на 17% в США, [73] на 18% в Европе, [74] и во всем мире на 30–66% [75]

Глобальные экологические последствия

сток и фильтр soxx
Карта мира с указанием территорий, уязвимых к высоким темпам водной эрозии
В 17 и 18 веках остров Пасхи подвергся серьезной эрозии из-за вырубки лесов и неустойчивых методов ведения сельского хозяйства. В результате потеря верхнего слоя почвы в конечном итоге привела к экологическому коллапсу, вызвав массовый голод и полный распад цивилизации острова Пасхи. [76] [77]

Из-за серьезности экологических последствий и масштабов, в которых она происходит, эрозия представляет собой одну из наиболее серьезных глобальных экологических проблем, с которыми мы сталкиваемся сегодня. [3]

Деградация земель

Водная и ветровая эрозия в настоящее время являются двумя основными причинами деградации земель ; В совокупности на них приходится 84% деградированных площадей. [2]

Ежегодно около 75 миллиардов тонн почвы подвергается эрозии — скорость, которая примерно в 13–40 раз превышает естественную скорость эрозии. [78] Примерно 40% сельскохозяйственных земель в мире серьезно деградированы. [79] По данным ООН , площадь плодородной почвы размером с Украину ежегодно теряется из-за засухи , вырубки лесов и изменения климата . [80] В Африке , если текущие тенденции деградации почв сохранятся, к 2025 году континент сможет прокормить только 25% своего населения, по данным Института природных ресурсов Африки УООН, базирующегося в Гане . [81]

Недавние разработки в области моделирования позволили количественно оценить эрозию осадков в глобальном масштабе с использованием высокого временного разрешения (<30 минут) и записей осадков с высокой точностью. Результатом стала обширная глобальная работа по сбору данных, в результате которой была создана Глобальная база данных об эрозии дождевых осадков (GloREDa), которая включает в себя дождевую эрозию для 3625 станций и охватывает 63 страны. Эта первая в истории глобальная база данных об эрозии осадков использовалась для разработки глобальной карты эрозии [82] с точностью до 30 угловых секунд (~ 1 км) на основе сложного геостатистического процесса. Согласно новому исследованию [83] , опубликованному в журнале Nature Communications, почти 36 миллиардов тонн почвы теряется каждый год из-за воды, а вырубка лесов и другие изменения в землепользовании усугубляют проблему. В исследовании изучается глобальная динамика эрозии почвы посредством пространственно-распределенного моделирования высокого разрешения (размер ячейки около 250 × 250 м). Геостатистический подход впервые позволяет тщательно включить в глобальную модель землепользования эрозии почвы и изменения в землепользовании, масштабы, типы, пространственное распределение глобальных пахотных земель и влияние различных региональных систем земледелия.

Потеря плодородия почвы из-за эрозии является еще более проблематичной, поскольку ответом часто является применение химических удобрений, что приводит к дальнейшему загрязнению воды и почвы , вместо того, чтобы позволить земле восстановиться. [84]

Седиментация водных экосистем

Эрозия почвы (особенно в результате сельскохозяйственной деятельности) считается основной глобальной причиной диффузного загрязнения воды из-за воздействия избыточных отложений, попадающих в водные пути мира. Сами отложения действуют как загрязнители, а также являются переносчиками других загрязнителей, таких как присоединенные молекулы пестицидов или тяжелые металлы. [85]

Воздействие увеличения нагрузки отложений на водные экосистемы может быть катастрофическим. Ил может заглушить нерестилища рыбы, заполняя пространство между гравием на русле ручья. Это также сокращает запасы пищи и вызывает у них серьезные проблемы с дыханием, поскольку осадок попадает в их жабры . Биоразнообразие водных растений и водорослей сокращается, а беспозвоночные также не могут выжить и размножаться . Хотя само явление седиментации может быть относительно недолгим, экологические нарушения, вызванные массовым вымиранием, часто сохраняются в течение длительного времени. [86]

Одна из самых серьезных и долговременных проблем водной эрозии во всем мире наблюдается в Китайской Народной Республике , в среднем течении Желтой реки и в верховьях реки Янцзы . Ежегодно из Желтой реки в океан стекает более 1,6 миллиарда тонн наносов. Отложения образуются в основном в результате водной эрозии в районе Лёссового плато на северо-западе. [87]

Загрязнение воздуха пылью

Частицы почвы, улавливаемые во время ветровой эрозии почвы, являются основным источником загрязнения воздуха в виде переносимых по воздуху частиц — «пыли». Эти переносимые по воздуху частицы почвы часто загрязнены токсичными химическими веществами, такими как пестициды или нефтяное топливо, создавая угрозу экологии и здоровью населения, когда они позже приземляются или вдыхаются/проглатываются. [88] [89] [90] [91]

Пыль от эрозии подавляет количество осадков и меняет цвет неба с голубого на белый, что приводит к увеличению количества красных закатов . Пылевые явления были связаны с ухудшением состояния коралловых рифов в Карибском бассейне и Флориде, в основном с 1970-х годов. [92] Подобные шлейфы пыли возникают в пустыне Гоби , которая в сочетании с загрязняющими веществами распространяется на большие расстояния с подветренной стороны или на восток, в Северную Америку. [93]

Мониторинг, измерение и моделирование эрозии почвы

Террасирование — это древняя техника, которая может значительно замедлить скорость водной эрозии на возделываемых склонах.

Мониторинг и моделирование процессов эрозии могут помочь людям лучше понять причины эрозии почвы, прогнозировать эрозию в различных возможных условиях и планировать реализацию стратегий предотвращения и восстановления эрозии. Однако сложность эрозионных процессов и количество научных дисциплин, которые необходимо учитывать для их понимания и моделирования (например, климатология, гидрология, геология, почвоведение, сельское хозяйство, химия, физика и т. д.), затрудняют точное моделирование. [94] [95] [96] Модели эрозии также нелинейны, что затрудняет их численную работу, а также затрудняет или делает невозможным масштабирование для прогнозирования больших территорий на основе данных, собранных путем выборки небольших участков. [97]

Наиболее часто используемой моделью для прогнозирования потери почвы в результате водной эрозии является Универсальное уравнение потери почвы (USLE) . Он был разработан в 1960-х и 1970-х годах. Он оценивает среднегодовую потерю почвы A на площади размером с участок как: [98]

А = РКЛСКП

где R — коэффициент эрозии дождевой воды , [99] [100] K — коэффициент эрозии почвы , [101] L и S — топографические факторы , [102] представляющие длину и уклон, [103] C — фактор покрова и управления [104 ] и P — коэффициент практики поддержки. [105]

Несмотря на пространственную основу USLE в масштабе участка , модель часто использовалась для оценки эрозии почвы на гораздо более крупных территориях, таких как водоразделы , континенты и глобально. Одна из основных проблем заключается в том, что USLE не может моделировать овражную эрозию, поэтому эрозия из оврагов игнорируется при любой оценке эрозии на основе USLE. Тем не менее, эрозия из оврагов может составлять значительную долю (10–80%) от общей эрозии возделываемых и пастбищных земель. [106]

За 50 лет, прошедших с момента введения USLE, было разработано множество других моделей эрозии почвы. [107] Однако из-за сложности эрозии почвы и составляющих ее процессов все модели эрозии могут лишь приблизительно приблизить фактические скорости эрозии при проверке , т.е. когда прогнозы модели сравниваются с реальными измерениями эрозии. [108] [109] Таким образом, продолжают разрабатываться новые модели эрозии почвы. Некоторые из них по-прежнему основаны на USLE, например, модель G2. [110] [111] Другие модели эрозии почвы в значительной степени (например, модель проекта прогнозирования водной эрозии ) или полностью (например, RHEM, модель гидрологии и эрозии пастбищ [112] ) отказались от использования элементов USLE. Глобальные исследования продолжают основываться на USLE [113].

Профилактика и исправление

Ветрозащитная полоса (ряд деревьев), посаженная рядом с сельскохозяйственным полем, служит защитой от сильного ветра. Это уменьшает воздействие ветровой эрозии и дает множество других преимуществ.

Наиболее эффективным известным методом предотвращения эрозии является увеличение растительного покрова на земле, что позволяет предотвратить как ветровую, так и водную эрозию. [114] Террасирование является чрезвычайно эффективным средством борьбы с эрозией, которое практикуется на протяжении тысячелетий людьми во всем мире. [115] Ветрозащитные полосы (также называемые защитными полосами) представляют собой ряды деревьев и кустарников, которые высаживают по краям сельскохозяйственных полей, чтобы защитить поля от ветров. [116] Помимо значительного уменьшения ветровой эрозии, ветрозащитные полосы обеспечивают множество других преимуществ, таких как улучшение микроклимата для сельскохозяйственных культур (которые защищены от обезвоживания и других разрушительных последствий ветра), среда обитания для полезных видов птиц, [117] связывание углерода , [ 117] 118] и эстетическое улучшение сельскохозяйственного ландшафта. [119] [120] Традиционные методы посадки, такие как смешанное земледелие (вместо монокультуры ) и севооборот, также показали, что они значительно снижают скорость эрозии. [121] [122] Пожнивные остатки играют роль в смягчении эрозии, поскольку они уменьшают воздействие капель дождя, разбивающих частицы почвы. [123] При выращивании картофеля существует более высокий потенциал эрозии, чем при выращивании зерновых или масличных культур. [124] Корма имеют волокнистую корневую систему, которая помогает бороться с эрозией, прикрепляя растения к верхнему слою почвы и покрывая все поле, поскольку это непропашная культура. [125] В тропических прибрежных системах свойства мангровых зарослей изучались как потенциальное средство уменьшения эрозии почвы. Известно, что их сложная корневая структура помогает уменьшить ущерб, причиняемый волнами от штормов и наводнений, одновременно связывая и укрепляя почву. Эти корни могут замедлять поток воды, что приводит к отложению отложений и снижению скорости эрозии. Однако для поддержания баланса осадков необходима достаточная ширина мангровых лесов. [126]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Аполлон, М., Андрейчук, В., Бхаттараи, СС (24 марта 2018 г.). «Краткосрочное воздействие выпаса скота на растительность и образование троп в высокогорных условиях». Пример из гималайской долины Мияр (Индия). Устойчивость . 10 (4): 951. дои : 10.3390/su10040951 . ISSN  2071-1050.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ аб Бланко, Умберто и Лал, Ротанг (2010). «Охрана почвы и воды». Принципы сохранения и управления почвами . Спрингер. п. 2. ISBN 978-90-481-8529-0.
  3. ^ ab Той, Терренс Дж.; и другие. (2002). Эрозия почвы: процессы, прогнозирование, измерение и контроль. Джон Уайли и сыновья. п. 1. ISBN 978-0-471-38369-7.
  4. ^ Пиментел, Дэвид (1 февраля 2006 г.). «Эрозия почвы: продовольственная и экологическая угроза». Окружающая среда, развитие и устойчивое развитие . 8 (1): 119–137. дои : 10.1007/s10668-005-1262-8. ISSN  1573-2975. S2CID  6152411.
  5. ^ Жюльен, Пьер Ю. (2010). Эрозия и седиментация. Кембриджский университет. (Пресс. стр. 1. ISBN 978-0-521-53737-7.
  6. ^ Той, Терренс Дж.; и другие. (2002). Эрозия почвы: процессы, прогнозирование, измерение и контроль. Джон Уайли и сыновья. стр. 60–61. ISBN 978-0-471-38369-7.
  7. ^ Захар, Душан (1982). «Классификация эрозии почв». Эрозия почвы . Том. 10. Эльзевир. п. 48. ИСБН 978-0-444-99725-8.
  8. ^ См. рисунок 4 в Обрешкове (2011). «Ограниченные толчки внутри изолированных объемов жидкости – новый путь эрозии?». Физика жидкостей . 23 (10): 101702. arXiv : 1109.3175 . Бибкод : 2011PhFl...23j1702O. дои : 10.1063/1.3647583. S2CID  59437729.
  9. ^ Чераги М., Джомаа С., Сандер Г.К., Барри Д.А. (2016). «Гистерезисные потоки отложений при эрозии почвы, вызванной дождями: влияние размера частиц». Водный ресурс. Рез . 52 (11): 8613–8629. Бибкод : 2016WRR....52.8613C. дои : 10.1002/2016WR019314. S2CID  13077807.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ ab Продовольственная и сельскохозяйственная организация (1965). «Виды эрозионных повреждений». Водная эрозия почвы: некоторые меры борьбы с ней на обрабатываемых землях . Объединенные Нации. стр. 23–25. ISBN 978-92-5-100474-6.
  11. ^ Ближе, Массачусетс; Нортон, Л.Д.; Булгаков Д.А.; Ларионов Г.А.; Запад, Литва; Донцова, К.М. (1997). «Гидравлика и эрозия в эрозионных ручьях». Исследования водных ресурсов . 33 (4): 865–876. Бибкод : 1997WRR....33..865N. дои : 10.1029/97wr00013 .
  12. ^ Поэзен, Жан; и другие. (2007). «Овражная эрозия в Европе». В Бордмане, Джон; Поэзен, Жан (ред.). Эрозия почвы в Европе . Джон Уайли и сыновья. стр. 516–519. ISBN 978-0-470-85911-7.
  13. ^ Поэзен, Жан; и другие. (2002). «Овражная эрозия в засушливых районах». В Bull, Луиза Дж.; Кирби, MJ (ред.). Реки засушливых земель: гидрология и геоморфология полузасушливых русел . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-49123-1.
  14. ^ Бора, Дева К.; и другие. (2008). «Выход наносов водораздела». В Гарсии, Марсело Х. (ред.). Седиментационная инженерия: процессы, измерения, моделирование и практика . Издательство ASCE. п. 828. ИСБН 978-0-7844-0814-8.
  15. ^ «Овражная эрозия - Сельское хозяйство». 4 июня 2020 г.
  16. ^ Риттер, Майкл Э. (2006) «Геологическая работа потоков». Архивировано 6 мая 2012 г. в Wayback Machine. Физическая среда: введение в физическую географию. Университет Висконсина, OCLC  79006225.
  17. ^ Нэнси Д. Гордон (1 июня 2004 г.). «Эрозия и размыв». Гидрология ручьев: введение для экологов . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-84357-4.
  18. ^ «Термическая эрозия». Глоссарий NSIDC . Национальный центр данных по снегу и льду . Архивировано из оригинала 18 декабря 2010 г. Проверено 21 декабря 2009 г.
  19. ^ Костард, Ф.; Дюпейра, Л.; Готье, Э.; Кэри-Гайлхардис, Э. (2003). «Исследования речной термической эрозии вдоль быстро разрушающегося берега реки: применение к реке Лена (Центральная Сибирь)». Процессы на поверхности Земли и формы рельефа . 28 (12): 1349–1359. Бибкод : 2003ESPL...28.1349C. дои : 10.1002/особенно.592. S2CID  131318239.
  20. ^ Джонс, Б.М.; Хинкель, К.М.; Арп, CD; Эйснер, WR (2008). «Современные темпы эрозии и потеря прибрежных объектов и участков, береговая линия моря Бофорта, Аляска». Арктический . 61 (4): 361–372. дои : 10.14430/arctic44. hdl : 10535/5534 . Архивировано из оригинала 17 мая 2013 г.
  21. ^ См., например: Альт, Дэвид (2001). Ледниковое озеро Миссула и его огромные наводнения. Горная пресса. ISBN 978-0-87842-415-3.
  22. ^ Чжэн, Сяоцзин и Хуан, Нин (2009). Механика движения ветрового песка. Спрингер. стр. 7–8. ISBN 978-3-540-88253-4.
  23. ^ Корнелис, Вим С. (2006). «Гидроклиматология ветровой эрозии в засушливых и полузасушливых условиях». В Д'Одорико, Паоло; Порпорато, Амилкаре (ред.). Экогидрология засушливых земель . Спрингер. п. 141. ИСБН 978-1-4020-4261-4.
  24. ^ Бланко, Умберто и Лал, Ротанг (2010). «Ветровая эрозия». Принципы сохранения и управления почвами . Спрингер. стр. 56–57. ISBN 978-90-481-8529-0.
  25. ^ Бальба, А. Монем (1995). «Опустынивание: ветровая эрозия». Управление проблемными почвами в аридных экосистемах . ЦРК Пресс. п. 214. ИСБН 978-0-87371-811-0.
  26. ^ Джефферсон, И.Ф., Смолли>IJ 1999. Соленый песок размывает метастабильный лессовый грунт: события в зоне воздействия. https://infosys.ars.usda.gov/WindErosion/Symposium/proceedings/jefferso.pdf. Архивировано 11 февраля 2017 г. в Wayback Machine.
  27. ^ Виггс, Джайлз Ф.С. (2011). «Геоморфологические опасности в засушливых районах». В Томасе, Дэвид С.Г. (ред.). Геоморфология засушливой зоны: процесс, форма и изменения в засушливых районах . Джон Уайли и сыновья. п. 588. ИСБН 978-0-470-71076-0.
  28. ^ Ван Бик, Ренс (2008). «Процессы на склонах холмов: истощение массы, устойчивость склонов и эрозия». В Норрисе, Джоан Э.; и другие. (ред.). Устойчивость склонов и борьба с эрозией: экотехнологические решения . Спрингер. ISBN 978-1-4020-6675-7.
  29. ^ Грей, Дональд Х. и Сотир, Роббин Б. (1996). «Поверхностная эрозия и массовое движение». Биотехническая и почвенная биоинженерия. Стабилизация склонов: Практическое руководство по борьбе с эрозией . Джон Уайли и сыновья. п. 20. ISBN 978-0-471-04978-4.
  30. ^ Николс, Гэри (2009). Седиментология и стратиграфия. Джон Уайли и сыновья. п. 93. ИСБН 978-1-4051-9379-5.
  31. ^ Сунь, Вэньи; Шао, Цюаньцинь; Лю, Цзиюань; Чжай, Цзюнь (01 октября 2014 г.). «Оценка влияния землепользования и топографии на эрозию почвы на Лёссовом плато в Китае». КАТЕНА . 121 : 151–163. Бибкод : 2014Caten.121..151S. дои : 10.1016/j.catena.2014.05.009. ISSN  0341-8162.
  32. ^ ван ден Берг, Дж.; ван де Валь, RSW; Милн, Джорджия; Орлеманс, Дж. (31 мая 2008 г.). «Влияние изостазии на динамическое моделирование ледникового покрова: пример Евразии». Журнал геофизических исследований . 113 (Б5): B05412. Бибкод : 2008JGRB..113.5412V. дои : 10.1029/2007JB004994 . ISSN  0148-0227.
  33. ^ Хассетт, Джон (1992). Почвы и их окружающая среда. Прентис Холл. п. 377. ИСБН 9780134840499.
  34. ^ Аб Ли, Шэн; Лобб, Дэвид А.; Тиссен, Кевин Х.Д. (15 января 2013 г.), «Эрозия почвы и охрана почвы, частично основанная на статье У.С. Файфа «Эрозия почвы и охрана окружающей среды», опубликованной в Энциклопедии окружающей среды», в Эль-Шарави, Абдель Х. .; Пигорш, Уолтер В. (ред.), Энциклопедия экологической метрики , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd, стр. vas031.pub2, doi : 10.1002/9780470057339.vas031.pub2, ISBN 978-0-471-89997-6, получено 30 марта 2021 г.
  35. ^ Вейл, Рэй Р. (2016). Природа и свойства почв. Найл К. Брэди (Пятнадцатое изд.). Колумбус, Огайо. стр. 867–871. ISBN 978-0-13-325448-8. ОСЛК  936004363.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  36. ^ аб Говерс, Г.; и другие. (1999). «Эрозия и перемещение почвы: появление новой парадигмы в исследованиях эрозии почвы». Исследования почвы и обработки почвы 51:167–174.
  37. ^ Линдстрем, М.; и другие. (2001). «Эрозия обработки почвы: обзор». Анналы засушливой зоны 40 (3): 337–349.
  38. ^ Ван Ост, К.; Говерс, Г.; Де Альба, С.; Куайн, штат Калифорния (август 2006 г.). «Эрозия обработки почвы: обзор контролирующих факторов и последствий для качества почвы». Прогресс в физической географии: Земля и окружающая среда . 30 (4): 443–466. дои : 10.1191/0309133306pp487ra. ISSN  0309-1333. S2CID  55929299.
  39. ^ Ван Ост, К.; и другие. (2000). «Оценка влияния изменений в ландшафтной структуре на эрозию почвы водой и обработкой». Ландшафтная экология 15 (6): 579-591.
  40. ^ Лобб, Д.А.; РЛ Клируотер; и другие. (2016). Эрозия почвы. Экологическая устойчивость канадского сельского хозяйства . Оттава. стр. 77–89. ISBN 978-0-660-04855-0. ОКЛК  954271641.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  41. ^ Талер, Э.А.; и другие. (2021). «Талер и др. Степень потери почвы в кукурузном поясе США». ПНАС 118 (8) e1922375118
  42. ^ Бланко, Умберто и Лал, Ротанг (2010). «Водная эрозия». Принципы сохранения и управления почвами . Спрингер. стр. 29–31. ISBN 978-90-481-8529-0.
  43. ^ Бордман, Джон и Позен, Джин. Эрозия почвы в Европе. Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-85911-7 
  44. ^ Мирсал, Ибрагим А. (2008). «Деградация почвы». Загрязнение почвы: происхождение, мониторинг и устранение . Спрингер. п. 100. ИСБН 978-3-540-70775-2.
  45. ^ abc Blanco, Умберто и Лал, Ротанг (2010). «Водная эрозия». Принципы сохранения и управления почвами . Спрингер. п. 29. ISBN 978-90-481-8529-0.
  46. ^ Торри, Д. (1996). «Наклон, аспект и хранение поверхности». В Агасси, Менахем (ред.). Эрозия почвы, охрана и восстановление . ЦРК Пресс. п. 95. ИСБН 978-0-8247-8984-8.
  47. ^ Стикзен, МЭ и Морган, RPC (1995). «Инженерные свойства растительности». В Моргане, RPC и Риксоне, Р. Джейн (ред.). Стабилизация склонов и борьба с эрозией: биоинженерный подход . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-0-419-15630-7.
  48. ^ Уисенант, Стив Г. (2008). «Земные системы». В Перроу Майкла Р.; Дэви, Энтони Дж. (ред.). Справочник по экологическому восстановлению: Принципы восстановления . Издательство Кембриджского университета. п. 89. ИСБН 978-0-521-04983-2.
  49. ^ Бланко, Умберто и Лал, Ротанг (2010). «Водная эрозия». Принципы сохранения и управления почвами . Спрингер. стр. 28–30. ISBN 978-90-481-8529-0.
  50. ^ Уэйнрайт, Джон и Бразье, Ричард Э. (2011). «Склонные системы». В Томасе, Дэвид С.Г. (ред.). Геоморфология засушливой зоны: процесс, форма и изменения в засушливых районах . Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-470-71076-0.
  51. ↑ Монтгомери, ДР (8 августа 2007 г.). «Эрозия почвы и устойчивость сельского хозяйства». Труды Национальной академии наук . 104 (33): 13268–13272. Бибкод : 2007PNAS..10413268M. дои : 10.1073/pnas.0611508104 . ЧВК 1948917 . ПМИД  17686990. 
  52. ^ Вуппер, Дэвид; Боррелли, Паскуале; Фингер, Роберт (январь 2020 г.). «Страны и глобальные темпы эрозии почвы». Устойчивость природы . 3 (1): 51–55. дои : 10.1038/s41893-019-0438-4. ISSN  2398-9629. S2CID  208539010.
  53. ^ Бланко, Умберто и Лал, Ротанг (2010). «Эрозия почвы». Принципы сохранения и управления почвами . Спрингер. ISBN 978-90-481-8529-0.
  54. ^ Лобб, Д.А. (2009). «Перемещение почвы при обработке почвы и других сельскохозяйственных работах». В Йоргенсоне, Свен Э. (ред.). Приложения в экологической инженерии . Академическая пресса. ISBN 978-0-444-53448-4.
  55. ^ Пуарье, Южная Каролина; Уэлен, Дж. К.; Мишо, Арканзас (2012). «Биодоступный фосфор в мелких отложениях, выносимых с сельскохозяйственных полей». Журнал Американского общества почвоведения . 76 (1): 258–267. Бибкод : 2012SSASJ..76..258P. дои : 10.2136/sssaj2010.0441.
  56. ^ Скаленге, Р.; Эдвардс, А.С. и Барберис, Э. (2007). «Потеря фосфора в переудобренных почвах: избирательное разделение P и перераспределение частиц по размерам». Европейский журнал агрономии . 27 (11): 72–80. дои : 10.1016/j.eja.2007.02.002.
  57. ^ Уитфорд, Уолтер Г. (2002). «Ветер и водные процессы». Экология пустынных систем . Академическая пресса. п. 65. ИСБН 978-0-12-747261-4.
  58. ^ Имесон, Антон (2012). «Влияние человека на процессы деградации». Опустынивание, деградация земель и устойчивость . Джон Уайли и сыновья. п. 165. ИСБН 978-1-119-97776-6.
  59. ^ Аб Сэндс, Роджер (2005). «Экологическая ценность лесов». Лесное хозяйство в глобальном контексте . КАБИ. стр. 74–75. ISBN 978-0-85199-089-7.
  60. ^ Мицелий лесных грибов также играет важную роль в связывании частиц почвы вместе .
  61. ^ Аб Гуди, Эндрю (2000). «Воздействие человека на почву». Воздействие человека на природную среду. МТИ Пресс. п. 188. ИСБН 978-0-262-57138-8.
  62. ^ Стюарт, Гордон В. и Эдвардс, Памела Дж. (2006). «Представления о лесе и воде». Северный журнал прикладного лесного хозяйства . 23 (1): 11–19. дои : 10.1093/няф/23.1.11 . Архивировано из оригинала 1 июля 2017 г. Проверено 5 октября 2015 г.
  63. ^ Гуди, Эндрю (2000). «Воздействие человека на почву». Воздействие человека на природную среду. МТИ Пресс. стр. 196–197. ISBN 978-0-262-57138-8.
  64. ^ Мукул, Шариф Ахмед (2016). Сменное земледелие в горных вторичных лесах Филиппин: оценка биоразнообразия и запасов углерода, а также компромиссы между экосистемными услугами при принятии решений о землепользовании (Диссертация). Библиотека Университета Квинсленда. дои : 10.14264/uql.2016.222.
  65. ^ Нир, Дов (1983). Человек, геоморфологический агент: введение в антропную геоморфологию. Спрингер. стр. 121–122. ISBN 978-90-277-1401-5.
  66. ^ Рандхир, Тимоти О. (2007). Управление водосборами: проблемы и подходы. Издательство ИВА. п. 56. ИСБН 978-1-84339-109-8.
  67. ^ Джеймс, Уильям (1995). «Ранвал и среда обитания меняются по мере урбанизации». В Херриксе, Эдвин Э.; Дженкинс, Джеки Р. (ред.). Системы ливневого стока и приема: воздействие, мониторинг и оценка . ЦРК Пресс. п. 105. ИСБН 978-1-56670-159-4.
  68. ^ Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) (1995). «Второй оценочный синтез научно-технической информации, имеющей отношение к толкованию статьи 2 Рамочной конвенции ООН об изменении климата» (PDF) . п. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2013 г. Проверено 5 октября 2015 г.
  69. ^ Бикнелл, Джейн; и др., ред. (2009). Адаптация городов к изменению климата: понимание и решение проблем развития. Скан Земли. п. 114. ИСБН 978-1-84407-745-8.
  70. ^ Обзор других видов деятельности человека, которые привели к увеличению скорости береговой эрозии, см.: Goudie, Эндрю (2000). «Ускоренная береговая эрозия». Воздействие человека на природную среду. МТИ Пресс. п. 311. ИСБН 978-0-262-57138-8.
  71. ^ Клик, А.; Эйцингер, Дж. (октябрь 2010 г.). «Влияние изменения климата на эрозию почвы и эффективность методов сохранения почв в Австрии». Журнал сельскохозяйственной науки . 148 (5): 529–541. Бибкод : 2010EGUGA..12.5412K. дои : 10.1017/S0021859610000158. ISSN  0021-8596. S2CID  86550618.
  72. ^ Пруски, Ф.Ф.; Ближе, Массачусетс (2002). «Реакция стока и потери почвы на изменения количества осадков: исследование с помощью компьютерного моделирования». Журнал охраны почвы и воды . 57 (1): 7–16.
  73. ^ Ближе, Массачусетс; Пруски, ФФ; О'Нил, MR (1 января 2004 г.). «Ожидаемое влияние изменения климата на скорость эрозии почвы: обзор». Журнал охраны почвы и воды . 59 (1): 43–50. ISSN  0022-4561.
  74. ^ Панагос, Панос; Баллабио, Криштиану; Мейсбургер, Катрин; Спинони, Джонатан; Алвелелл, Кристина; Боррелли, Паскуале (2017). «К оценкам будущей эрозии дождевых осадков в Европе на основе наборов данных REDES и WorldClim». Журнал гидрологии . 548 : 251–262. Бибкод : 2017JHyd..548..251P. doi :10.1016/j.jгидрол.2017.03.006. ПМЦ 5473165 . ПМИД  28649140. 
  75. ^ Боррелли, Паскуале; Робинсон, Дэвид А.; Панагос, Панос; Лугато, Эмануэле; Ян, Джэ Э.; Алвелелл, Кристина; Вуппер, Дэвид; Монтанарелла, Лука; Баллабио, Криштиану (08 сентября 2020 г.). «Влияние землепользования и изменения климата на глобальную эрозию почвы водой (2015–2070 годы)». Труды Национальной академии наук . 117 (36): 21994–22001. Бибкод : 2020PNAS..11721994B. дои : 10.1073/pnas.2001403117 . ISSN  0027-8424. ПМЦ 7486701 . ПМИД  32839306. 
  76. ↑ Дэнджерфилд, Уитни (1 апреля 2007 г.). «Тайна острова Пасхи». Смитсоновский журнал .
  77. ↑ Монтгомери, Дэвид (2 октября 2008 г.). «Острова во времени». Грязь: эрозия цивилизаций (1-е изд.). Издательство Калифорнийского университета. ISBN 978-0-520-25806-8.
  78. ^ Суазо, Виктор HD и Плегесуэло, Кармен Р.Р. (2009). «Предотвращение эрозии почвы и стока с помощью растительных покровов: обзор». В Лихтфаусе, Эрик; и другие. (ред.). Устойчивое сельское хозяйство . Спрингер. п. 785. ИСБН 978-90-481-2665-1.
  79. ^ Образец, Ян (30 августа 2007 г.). «Глобальный продовольственный кризис вырисовывается, поскольку изменение климата и рост населения лишают плодородные земли». Хранитель .
  80. ↑ Смит, Кейт и Эдвардс, Роб (8 марта 2008 г.). «2008: Год глобального продовольственного кризиса». «Геральд» (Шотландия) .
  81. ^ «К 2025 году Африка сможет прокормить только 25% своего населения» . news.mongabay.com . 14 декабря 2006 г. Архивировано из оригинала 16 декабря 2006 г.
  82. ^ Панагос, Панос; Боррелли, Паскуале; Мейсбургер, Катрин; Ю, Бофу; Клик, Андреас; Лим, Кён Джэ; Ян, Джэ Э.; Ни, Джинрен; Мяо, Чиюань (23 июня 2017 г.). «Глобальная оценка эрозионной активности осадков, основанная на записях осадков с высоким временным разрешением». Научные отчеты . 7 (1): 4175. Бибкод : 2017НатСР...7.4175П. дои : 10.1038/s41598-017-04282-8. ISSN  2045-2322. ПМЦ 5482877 . ПМИД  28646132. 
  83. ^ Боррелли, Паскуале; Робинсон, Дэвид А.; Флейшер, Лариса Р.; Лугато, Эмануэле; Баллабио, Криштиану; Алвелелл, Кристина; Мейсбургер, Катрин; Модуньо, Сирио; Шютт, Бригитта (08 декабря 2017 г.). «Оценка глобального воздействия изменений в землепользовании в 21 веке на эрозию почвы». Природные коммуникации . 8 (1): 2013. Бибкод : 2017NatCo...8.2013B. дои : 10.1038/s41467-017-02142-7. ISSN  2041-1723. ПМЦ 5722879 . ПМИД  29222506. 
  84. ^ Поттер, Кеннет В.; и другие. (2004). «Воздействие сельского хозяйства на водные экосистемы во влажных Соединенных Штатах». В ДеФрисе, Рут С.; и другие. (ред.). Экосистемы и изменения в землепользовании . Американский геофизический союз. п. 34. ISBN 978-0-87590-418-4.[ постоянная мертвая ссылка ]
  85. ^ Да Кунья, LV (1991). «Устойчивое развитие водных ресурсов». В Бау, Жоао (ред.). Комплексные подходы к проблемам загрязнения воды: материалы Международного симпозиума (SISIPPA) (Лиссабон, Португалия, 19–23 июня 1989 г.) . Тейлор и Фрэнсис. стр. 12–13. ISBN 978-1-85166-659-1.
  86. ^ Меррингтон, Грэм (2002). "Эрозия почвы". Сельскохозяйственное загрязнение: экологические проблемы и практические решения . Тейлор и Фрэнсис. стр. 77–78. ISBN 978-0-419-21390-1.
  87. ^ Молла, Тегегне; Сишебер, Биниам (8 сентября 2016 г.). «Оценка риска эрозии почвы и оценка мер по борьбе с эрозией для планирования сохранения почвы в водоразделе Кога, Эфиопское нагорье». дои : 10.5194/se-2016-120 . {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  88. ^ Маевски, Майкл С. и Кэпел, Пол Д. (1996). Пестициды в атмосфере: распространение, тенденции и определяющие факторы. ЦРК Пресс. п. 121. ИСБН 978-1-57504-004-2.
  89. ^ Science Daily (14 июля 1999 г.). «Африканская пыль названа основным фактором, влияющим на качество воздуха на юго-востоке США» . Проверено 10 июня 2007 г.
  90. ^ Ноуэлл, Лиза Х.; и другие. (1999). Пестициды в речных отложениях и водной биоте: распространение, тенденции и управляющие факторы. ЦРК Пресс. п. 199. ИСБН 978-1-56670-469-4.
  91. ^ Шао, Япин (2008). «Ветровая эрозия и ветроэрозионные исследования». Физика и моделирование ветровой эрозии . Спрингер. п. 3. ISBN 978-1-4020-8894-0.
  92. ^ Геологическая служба США (2006). «Смерть кораллов и африканская пыль» . Проверено 10 июня 2007 г.
  93. ^ Джеймс КБ Бишоп; Расс Э. Дэвис и Джеффри Т. Шерман (2002). «Роботизированные наблюдения за увеличением углеродной биомассы пылевыми бурями в северной части Тихого океана». Наука 298 . стр. 817–821. Архивировано из оригинала 9 октября 2011 г. Проверено 20 июня 2009 г.
  94. ^ Эванс, Р. (2012). «Оценка и мониторинг ускоренной водной эрозии обрабатываемых земель – когда реальность будет признана?». Использование и управление почвами . 29 (1): 105–118. дои : 10.1111/сумма.12010. S2CID  98809136.
  95. ^ Бланко, Умберто и Лал, Ротанг (2010). «Моделирование водной и ветровой эрозии». Принципы сохранения и управления почвами . Спрингер. ISBN 978-90-481-8529-0.
  96. ^ См. также: Шай, Япин (2008). Физика и моделирование ветровой эрозии. Спрингер. ISBN 978-1-4020-8894-0.и Хармон, Рассел С. и Доу, Уильям В. (2001). Моделирование эрозии и эволюции ландшафта. Спрингер. ISBN 978-0-306-46718-9.
  97. ^ Мангал, RE; и другие. (2011). «Масштабирование моделей эрозии почвы в пространстве и времени». В Моргане, Ройстон ПК; Ближе, Марк (ред.). Справочник по моделированию эрозии . Джон Уайли и сыновья. п. 100. ИСБН 978-1-4051-9010-7.
  98. ^ Уорд, Эндрю Д. и Тримбл, Стэнли В. (2004). «Сохранение почвы и балансы наносов». Экологическая гидрология . ЦРК Пресс. п. 259. ИСБН 978-1-56670-616-2.
  99. ^ коэффициент эрозии дождевых осадков
  100. ^ Панагос, П.; и другие. (2015). «Эрозионная активность дождевых осадков в Европе». Научная Тотальная Окружающая среда . 511 : 801–814. Бибкод : 2015ScTEn.511..801P. doi : 10.1016/j.scitotenv.2015.01.008 . hdl : 10261/110151 . ПМИД  25622150.
  101. ^ Панагос, Панос; Мейсбургер, Катрин; Баллабио, Криштиану; Боррелли, Паскуалле; Алевелл, Кристина (2014). «Эрозия почвы в Европе: набор данных высокого разрешения на основе LUCAS». Наука об общей окружающей среде . 479–480: 189–200. Бибкод : 2014ScTEn.479..189P. doi : 10.1016/j.scitotenv.2014.02.010 . ПМИД  24561925.
  102. ^ топографические факторы
  103. ^ Панагос, П.; Боррелли, П.; Мейсбургер (2015). «Новый европейский коэффициент длины и крутизны склона (LS-фактор) для моделирования водной эрозии почвы». Геонауки . Геонауки, MDPI. 5 (2): 117–126. Бибкод : 2015Geosc...5..117P. doi : 10.3390/geosciences5020117 .
  104. ^ Панагос, Панос; Боррелли, Паскуале; Мейсбургер, Катрин; Алвелелл, Кристина; Лугато, Эмануэле; Монтанарелла, Лука (2015). «Оценка коэффициента управления эрозионным покровом почвы в европейском масштабе». Политика землепользования . 48 : 38–50. doi : 10.1016/j.landusepol.2015.05.021 .
  105. ^ Панагос, Панос; Боррелли, Паскуале; Мейсбургер, Катрин; Занден, Эмма Х. ван дер; Поэзен, Жан; Альюэлл, Кристина (2015). «Моделирование влияния практик поддержки (P-фактор) на снижение водной эрозии почвы в европейском масштабе». Экологическая наука и политика . 51 : 23–34. дои : 10.1016/j.envsci.2015.03.012 .
  106. ^ Бордман, Дж.; Поэзен, Дж. (2006). «Эрозия почвы в Европе: основные процессы, причины и последствия». Эрозия почвы в Европе . Уайли, Чичестер. стр. 479–487. дои : 10.1002/0470859202. ISBN 9780470859209.
  107. ^ Джеттен, В.; Фавис-Мортлок, Д. (2006). «Моделирование эрозии почв в Европе». Эрозия почвы в Европе . Уайли, Чичестер. стр. 695–716. дои : 10.1002/0470859202. ISBN 9780470859209.
  108. ^ Фавис-Мортлок, Д. (1998). «Валидация моделей эрозии почвы в полевом масштабе с использованием общих наборов данных». Моделирование водной эрозии почвы . Подсерия Nato ASI I. Springer-Verlag NATO-ARS Series 1–55, Берлин. стр. 89–128. ISBN 9783642637872.
  109. ^ Джеттен, В.; Де Роо, APJ; Фавис-Мортлок, DT (1999). «Оценка моделей эрозии почвы в масштабе поля и водосбора». Катена . 37 (3–4): 521–541. Бибкод : 1999Caten..37..521J. дои : 10.1016/s0341-8162(99)00037-5.
  110. ^ Каридас, Христос Г.; Панагос, Панос (2018). «Модель эрозии G2: алгоритм оценки ежемесячного шага». Экологические исследования . 161 : 256–267. Бибкод : 2018ER....161..256K. doi :10.1016/j.envres.2017.11.010. ПМЦ 5773245 . ПМИД  29169100. 
  111. ^ Модель G2
  112. ^ Модель гидрологии и эрозии пастбищных угодий
  113. ^ Боррелли, Паскуале; Робинсон, Дэвид А.; Панагос, Панос; Лугато, Эмануэле; Ян, Джэ Э.; Алвелелл, Кристина; Вуппер, Дэвид; Монтанарелла, Лука; Баллабио, Криштиану (08 сентября 2020 г.). «Влияние землепользования и изменения климата на глобальную эрозию почвы водой (2015–2070 годы)». Труды Национальной академии наук . 117 (36): 21994–22001. Бибкод : 2020PNAS..11721994B. дои : 10.1073/pnas.2001403117 . ISSN  0027-8424. ПМЦ 7486701 . ПМИД  32839306. 
  114. ^ Коннор, Дэвид Дж.; и другие. (2011). Экология сельскохозяйственных культур: продуктивность и управление в сельскохозяйственных системах. Издательство Кембриджского университета. п. 351. ИСБН 978-0-521-74403-4.
  115. ^ Интересный археологический/исторический обзор террасных систем см. в Treacy, John M. & Denevan, William M. (1998). «Создание пахотных земель посредством террасирования». В Миллере, Наоми А. (ред.). Археология сада и поля . Издательство Пенсильванского университета. ISBN 978-0-8122-1641-7.
  116. ^ Форман, Ричард Т.Т. (1995). «Ветрозащитные полосы, живые изгороди и лесные коридоры». Мозаика суши: экология ландшафтов и регионов . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-47980-6.
  117. ^ Джонсон, Р.Дж.; и другие. (2011). «Глобальные перспективы птиц в сельскохозяйственных ландшафтах». В Кэмпбелле, В. Брюс; Ортис, Сильвия Лопес (ред.). Интеграция сельского хозяйства, охраны природы и экотуризма: примеры из практики . Спрингер. п. 76. ИСБН 978-94-007-1308-6.
  118. ^ Удаватта, Ранджит П. и Сибу, Хосе (2011). «Потенциал связывания углерода с помощью агролесомелиорации в умеренном климате Северной Америки». В Кумаре, Б. Мохане и Наире, ПКР (ред.). Потенциал секвестрации углерода агролесомелиоративными системами: возможности и проблемы . Спрингер. стр. 35–36. ISBN 978-94-007-1629-2.
  119. ^ Бланко, Умберто и Лал, Ротанг (2010). «Ветровая эрозия». Принципы сохранения и управления почвами . Спрингер. п. 69. ИСБН 978-90-481-8529-0.
  120. ^ Наир, ПКР (1993). Введение в агролесоводство. Спрингер. стр. 333–338. ISBN 978-0-7923-2135-4.
  121. ^ Лал, Ротанг (1995). Системы обработки почвы в тропиках: варианты управления и последствия для устойчивости, выпуск 71. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. стр. 157–160. ISBN 978-92-5-103776-8.
  122. ^ См. также: Гаджри, PR; и другие. (2002). Обработка почвы для устойчивого выращивания сельскохозяйственных культур. Психология Пресс. ISBN 978-1-56022-903-2.[ постоянная мертвая ссылка ] и Ури, Ноэль Д. (1999). Бережливая обработка почвы в сельском хозяйстве США. Психология Пресс. ISBN 978-1-56022-884-4.
  123. ^ Карран, В. (2016). «Покровные культуры для защитных методов обработки почвы». Пенсильванский государственный университет. Архивировано из оригинала 28 августа 2017 года . Проверено 1 декабря 2016 г.
  124. ^ «Управление почвой на картофельных землях». Правительство Манитобы. 2016. Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 года . Проверено 1 декабря 2016 г.
  125. ^ «Преимущества волокнистых корневых и стержневых систем» . Проверено 1 декабря 2016 г.
  126. ^ Спалдинг М., МакИвор А., Тоннейк Ф.Х., Тол С. и ван Эйк П. (2014) Мангровые заросли для береговой обороны. Руководство для прибрежных менеджеров и политиков. Опубликовано Wetlands International и The Nature Conservancy. 42 р.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки