stringtranslate.com

Эрозия почвы

Активно разрушающийся ручей на интенсивно обрабатываемом 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 (включая людей ). В соответствии с этими агентами эрозию иногда делят на водную эрозию, ледниковую эрозию , снежную эрозию, ветровую (эоловую) эрозию , зоогенную эрозию и антропогенную эрозию, такую ​​как эрозия от обработки почвы . [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 с сельскохозяйственных угодий может отражаться в снижении потенциала производства сельскохозяйственных культур , снижении качества поверхностных вод и повреждении дренажных сетей. Эрозия почвы также может вызывать образование карстовых воронок .

Человеческая деятельность увеличилась в 10–50 раз по сравнению со скоростью, с которой эрозия происходит во всем мире. Чрезмерная (или ускоренная) эрозия вызывает как «локальные», так и «внелокальные» проблемы. Локальные воздействия включают снижение производительности сельского хозяйства и (на природных ландшафтах ) экологический коллапс , оба из-за потери богатых питательными веществами верхних слоев почвы . В некоторых случаях конечным результатом является опустынивание . Внелокальные воздействия включают заиление водотоков и эвтрофикацию водоемов, а также ущерб, связанный с осадками, дорогам и домам. Водная и ветровая эрозия являются двумя основными причинами деградации земель ; вместе они ответственны за около 84% глобальной площади деградированных земель, что делает чрезмерную эрозию одной из самых значительных экологических проблем во всем мире. [2] [3] [4]

Интенсивное сельское хозяйство , вырубка лесов , дороги , кислотные дожди , антропогенное изменение климата и разрастание городов являются одними из наиболее значимых видов деятельности человека с точки зрения их влияния на стимулирование эрозии. [5] Однако существует множество методов профилактики и восстановления , которые могут сократить или ограничить эрозию уязвимых почв.

Физические процессы

Осадки и поверхностный сток

Почва и вода разбрызгиваются под воздействием одной капли дождя

Дождевые осадки и поверхностный сток , который может быть результатом дождевых осадков, производят четыре основных типа эрозии почвы: эрозия брызг , эрозия пластов , ручейковая эрозия и овражная эрозия . Эрозия брызг обычно рассматривается как первая и наименее серьезная стадия в процессе эрозии почвы, за которой следует эрозия пластов, затем ручейковая эрозия и, наконец, овражная эрозия (самая серьезная из четырех). [6] [7]

При брызговой эрозии удар падающей капли дождя создает небольшой кратер в почве, [8] выбрасывая частицы почвы. [9] Расстояние, на которое перемещаются эти 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 больше, чем скорость, с которой вода может просачиваться в почву, происходит поверхностный сток. Если сток имеет достаточную энергию потока , он будет переносить разрыхленные частицы почвы ( осадочные отложения ) вниз по склону. [10] Плоскостная эрозия — это перенос разрыхленных частиц почвы поверхностным потоком. [10]

Отвал , покрытый ручьями и оврагами из-за эрозионных процессов, вызванных дождями: Румму , Эстония

Эрозия ручьев относится к развитию небольших, эфемерных концентрированных путей потока, которые функционируют как источник осадка и как система доставки осадка для эрозии на склонах холмов. Как правило, там, где скорость водной эрозии на нарушенных возвышенных участках самая большая, ручьи активны. Глубина потока в ручьях обычно составляет порядка нескольких сантиметров (около дюйма) или меньше, а склоны вдоль русла могут быть довольно крутыми. Это означает, что ручьи демонстрируют гидравлическую физику, сильно отличающуюся от воды, текущей по более глубоким и широким руслам ручьев и рек. [11]

Овражная эрозия происходит, когда сток воды накапливается и быстро течет в узких каналах во время или сразу после сильных дождей или таяния снега, удаляя 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 впитывать избыток воды, и эрозия может развиться в восприимчивых областях. [15]

Реки и ручьи

Доббингстоун-Берн, Шотландия — Эта фотография иллюстрирует два разных типа эрозии, поражающих 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, пока не остались после того, как ледники ледникового периода текли по местности.

Эрозия долин или ручьев происходит при непрерывном потоке воды вдоль линейного объекта. Эрозия происходит как вниз , углубляя долину, так и вверх , расширяя долину в склон холма, создавая верхние разрезы и крутые берега. На самой ранней стадии эрозии ручья эрозионная активность преимущественно вертикальная, долины имеют типичное V- образное поперечное сечение, а градиент потока относительно крутой. Когда достигается некоторый базовый уровень , эрозионная активность переключается на боковую эрозию, которая расширяет дно долины и создает узкую пойму. Градиент потока становится почти плоским, и боковое отложение осадков становится важным, поскольку поток извивается по дну долины. На всех стадиях эрозии ручья, безусловно, большая часть эрозии происходит во время паводка, когда доступно больше и быстрее движущейся воды, чтобы нести большую нагрузку осадка. В таких процессах эрозию вызывает не только вода: взвешенные абразивные частицы, галька и валуны также могут действовать эрозионно, пересекая поверхность , в процессе, известном как тяга . [16]

Эрозия берегов — это стирание берегов ручья или реки . Это отличается от изменений на дне водотока, которые называются размывом . Эрозию и изменения формы берегов реки можно измерить, вставив в берег металлические стержни и отметив положение поверхности берега вдоль стержней в разное время. [17]

Термическая эрозия является результатом таяния и ослабления вечной мерзлоты из-за движущейся воды. [18] Она может происходить как вдоль рек, так и на побережье. Быстрая миграция речного русла, наблюдаемая в реке Лена в Сибири, вызвана термической эрозией , поскольку эти части берегов состоят из сцементированных вечной мерзлотой несвязных материалов. [19] Большая часть этой эрозии происходит, когда ослабленные берега обрушиваются в больших оползнях. Термическая эрозия также затрагивает арктическое побережье, где волновое воздействие и прибрежные температуры объединяются, чтобы подточить утесы вечной мерзлоты вдоль береговой линии и вызвать их обрушение. Ежегодные темпы эрозии вдоль 100-километрового (62-мильного) сегмента береговой линии моря Бофорта составляли в среднем 5,6 метра (18 футов) в год с 1955 по 2002 год. [20]

Наводнения

При чрезвычайно высоких потоках образуются колки , или водовороты , из-за больших объемов быстро несущейся воды. Колки вызывают экстремальную локальную эрозию, вырывая коренную породу и создавая географические особенности типа выбоин, называемые скалистыми бассейнами . Примеры можно увидеть в районах наводнений, вызванных ледниковым озером Миссула , которое создало канализированные скальные земли в районе бассейна Колумбии на востоке Вашингтона . [21]

Ветровая эрозия

Арболь-де-Пьедра , скальное образование в Альтиплано , Боливия , сформированное ветровой эрозией

Ветровая эрозия является основной геоморфологической силой, особенно в засушливых и полузасушливых регионах. Она также является основным источником деградации земель, испарения, опустынивания, вредной воздушной пыли и повреждения урожая, особенно после того, как она значительно превысила естественные показатели из-за деятельности человека, такой как вырубка лесов , урбанизация и сельское хозяйство . [22] [23]

Ветровая эрозия бывает двух основных видов: дефляция , когда ветер подхватывает и уносит свободные частицы; и абразия , когда поверхности изнашиваются, когда они ударяются о воздушные частицы, переносимые ветром. Дефляция делится на три категории: (1) поверхностное сползание , когда более крупные, тяжелые частицы скользят или катятся по земле; (2) сальтация , когда частицы поднимаются на небольшую высоту в воздух и отскакивают и сальтируются по поверхности почвы; и (3) суспензия , когда очень мелкие и легкие частицы поднимаются в воздух ветром и часто переносятся на большие расстояния. Сальтация ответственна за большую часть (50–70%) ветровой эрозии, за ней следует суспензия (30–40%), а затем поверхностная сползание (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, на Великих равнинах , по оценкам, потеря почвы из-за ветровой эрозии может быть в 6100 раз больше в засушливые годы, чем во влажные. [27]

Массовое движение

Вади в Махтеш-Рамоне, Израиль, на берегах которого наблюдается гравитационная эрозия

Движение масс – это перемещение горных пород и осадков вниз и наружу по наклонной поверхности, в основном под действием силы тяжести . [28] [29]

Массовое перемещение является важной частью эрозионного процесса и часто является первым этапом в разрушении и транспортировке выветренных материалов в горных районах. [30] Оно перемещает материал с более высоких высот на более низкие высоты, где другие эрозионные агенты, такие как ручьи и ледники, могут затем подобрать материал и переместить его на еще более низкие высоты. Процессы массового перемещения всегда происходят непрерывно на всех склонах; некоторые процессы массового перемещения действуют очень медленно; другие происходят очень внезапно, часто с катастрофическими результатами. Любое ощутимое движение вниз по склону породы или осадка часто называют в общих чертах оползнем . Однако оползни можно классифицировать гораздо более детально, отражающим механизмы, ответственные за перемещение, и скорость, с которой происходит перемещение. Одним из видимых топографических проявлений очень медленной формы такой активности является склон осыпи . [31]

Оползень происходит на крутых склонах холмов, вдоль отдельных зон разломов, часто в таких материалах, как глина , которые после освобождения могут довольно быстро двигаться вниз по склону. Они часто показывают ложкообразную изостатическую депрессию , в которой материал начал скользить вниз по склону. В некоторых случаях оползень вызван водой под склоном, ослабляющей его. Во многих случаях это просто результат плохого проектирования вдоль автомагистралей , где это обычное явление. [32]

Поверхностное сползание — это медленное перемещение почвы и обломков горных пород под действием силы тяжести, которое обычно не заметно, за исключением длительного наблюдения. Однако этот термин может также описывать прокатывание смещенных частиц почвы диаметром от 0,5 до 1,0 мм (от 0,02 до 0,04 дюйма) ветром по поверхности почвы. [33]

Эрозия почвы

Размытые вершины холмов из-за эрозии в результате обработки почвы

Эрозия почвы вследствие обработки почвы является формой эрозии почвы, происходящей на возделываемых полях из-за перемещения почвы при обработке почвы . [34] [35] Растет количество доказательств того, что эрозия почвы вследствие обработки почвы является основным процессом эрозии почвы на сельскохозяйственных землях, превосходящим водную и ветровую эрозию на многих полях по всему миру, особенно на склоновых и холмистых землях. [36] [37] [38] Характерная пространственная картина эрозии почвы, показанная во многих справочниках и брошюрах по водной эрозии, размытые вершины холмов, на самом деле вызвана эрозией почвы вследствие обработки почвы, поскольку водная эрозия в основном вызывает потери почвы в средней и нижней части склона, а не на вершинах холмов. [39] [34] [36] Эрозия почвы приводит к деградации почвы, что может привести к значительному снижению урожайности и, следовательно, экономическим потерям для фермы. [40] [41]

Эрозия почвы на поле с отводными террасами

Факторы, влияющие на эрозию почвы

Климат

Количество и интенсивность осадков являются основными климатическими факторами, определяющими эрозию почвы водой. Эта связь особенно сильна, если сильные дожди выпадают в то время, когда или в местах, где поверхность почвы не очень хорошо защищена растительностью . Это может быть в периоды, когда сельскохозяйственная деятельность оставляет почву голой, или в полузасушливых регионах, где растительность от природы редка. Ветровая эрозия требует сильных ветров, особенно во время засухи, когда растительность редка, а почва сухая (и поэтому более подвержена эрозии). Другие климатические факторы, такие как средняя температура и температурный диапазон, также могут влиять на эрозию через их воздействие на растительность и свойства почвы. В целом, учитывая схожую растительность и экосистемы, ожидается, что районы с большим количеством осадков (особенно с высокой интенсивностью осадков), большим количеством ветров или большим количеством штормов будут иметь большую эрозию.

В некоторых регионах мира (например, на Среднем Западе США и в лесах Амазонки ) интенсивность осадков является основным фактором, определяющим эрозионную активность, причем более интенсивные осадки обычно приводят к большей эрозии почвы водой. Размер и скорость капель дождя также являются важным фактором. Более крупные и более скоростные капли дождя обладают большей кинетической энергией , и, таким образом, их воздействие будет смещать частицы почвы на большие расстояния, чем более мелкие и более медленно движущиеся капли дождя. [42]

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

Структура и состав почвы

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

Состав, влажность и уплотнение почвы являются основными факторами, определяющими эрозионную активность 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, более стабильную структуру почвы. [45] Количество воды, присутствующей в почве до выпадения осадков, также играет важную роль, поскольку оно устанавливает пределы количества воды, которая может быть поглощена почвой (и, следовательно, не может течь по поверхности в виде эрозионного стока). Влажные, насыщенные почвы не смогут впитать столько дождевой воды, что приведет к более высокому уровню поверхностного стока и, следовательно, более высокой эрозионной активности для данного объема осадков. [45] [46] Уплотнение почвы также влияет на проницаемость почвы для воды и, следовательно, на количество воды, которая стекает в виде стока. Более уплотненные почвы будут иметь больший объем поверхностного стока, чем менее уплотненные почвы. [45]

Растительный покров

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

Топография

Топография земли определяет скорость, с которой будет течь поверхностный сток , что в свою очередь определяет эрозионность стока. Более длинные, крутые склоны (особенно те, которые не имеют достаточного растительного покрова) более подвержены очень высоким темпам эрозии во время сильных дождей, чем более короткие, менее крутые склоны. Более крутая местность также более подвержена оползням, обвалам и другим формам гравитационных эрозионных процессов. [48] [49] [50]

Деятельность человека, способствующая эрозии почвы

Сельскохозяйственные методы

Такие возделываемые земли очень подвержены эрозии под воздействием 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 замещение за счет почвенного производства. [ 51] [52] Обработка сельскохозяйственных земель, которая разбивает почву на более мелкие частицы, является одним из основных факторов. Проблема усугубилась в наше время из-за механизированного сельскохозяйственного оборудования, которое позволяет проводить глубокую вспашку , что значительно увеличивает количество почвы, доступной для транспортировки водной эрозией. Другие включают монокультуру , земледелие на крутых склонах, использование пестицидов и химических удобрений (которые убивают организмы, связывающие почву), пропашное земледелие и использование поверхностного орошения . [53] [54] Сложная общая ситуация в отношении определения потерь питательных веществ из почв может возникнуть в результате избирательного характера эрозии почвы по размеру. 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 в том, что этот более легко транспортируемый материал может поддерживать более низкую концентрацию P в растворе по сравнению с более грубыми фракциями. [56] Обработка почвы также увеличивает скорость ветровой эрозии, обезвоживая почву и разбивая ее на более мелкие частицы, которые может подхватить ветер. Усугубляет это тот факт, что большинство деревьев, как правило, удаляются с сельскохозяйственных полей, что позволяет ветрам иметь длинные открытые пути для перемещения с более высокой скоростью. [57] Интенсивный выпас уменьшает растительный покров и вызывает сильное уплотнение почвы, оба из которых увеличивают скорость эрозии. [58]

Вырубка лесов

В этой вырубке почти вся растительность была удалена с поверхности крутых склонов, в районе с очень сильными дождями. В таких случаях происходит сильная эрозия, вызывающая заиливание рек и потерю богатого питательными веществами верхнего слоя почвы .

В нетронутом лесу минеральная почва защищена слоем листовой подстилки и гумуса , которые покрывают лесную подстилку. Эти два слоя образуют защитный мат над почвой, который поглощает воздействие капель дождя. Они пористые и высокопроницаемые для осадков и позволяют дождевой воде медленно просачиваться в почву под ними, вместо того чтобы течь по поверхности в виде стока . [59] Корни деревьев и растений [60] удерживают вместе частицы почвы, предотвращая их вымывание. [59] Растительный покров действует, чтобы уменьшить скорость капель дождя, которые ударяются о листву и стебли перед тем, как удариться о землю, уменьшая их кинетическую энергию . [61] Однако именно лесная подстилка, а не полог, предотвращает поверхностную эрозию. Конечная скорость капель дождя достигается примерно через 8 метров (26 футов). Поскольку полог леса обычно выше этого значения, капли дождя часто могут восстанавливать конечную скорость даже после удара о полог. Однако нетронутая лесная подстилка с ее слоями опавших листьев и органического вещества все еще способна поглощать воздействие осадков. [61] [62]

Вырубка лесов приводит к увеличению скорости эрозии из-за обнажения минеральной почвы путем удаления гумуса и подстилки с поверхности почвы, удаления растительного покрова, который связывает почву вместе, и вызывая сильное уплотнение почвы от лесозаготовительного оборудования. После того, как деревья были удалены огнем или вырубкой, скорость инфильтрации становится высокой, а эрозия низкой в ​​той степени, в которой лесная подстилка остается нетронутой. Сильные пожары могут привести к значительной дальнейшей эрозии, если за ними следуют сильные дожди. [63]

В глобальном масштабе одним из крупнейших факторов эрозионной потери почвы в 2006 году является подсечно-огневое лечение тропических лесов . В ряде регионов Земли целые секторы страны стали непродуктивными. Например, на высоком центральном плато Мадагаскара , составляющем приблизительно десять процентов площади страны, практически весь ландшафт бесплоден в отношении растительности , с оврагами эрозионных борозд, как правило, более 50 метров (160 футов) в глубину и 1 километр (0,6 мили) в ширину. Подсечно-огневое земледелие — это система земледелия, которая иногда включает подсечно-огневой метод в некоторых регионах мира. Это деградирует почву и делает ее все менее и менее плодородной. [64]

Дороги и воздействие человека

Эрозия привела к загрязнению шоссе Касоа после ливня в Гане.

Влияние человека оказывает существенное влияние на процессы эрозии — во-первых, путем лишения земли растительного покрова, изменения дренажных схем и уплотнения почвы во время строительства; а затем путем покрытия земли непроницаемым слоем асфальта или бетона, что увеличивает объем поверхностного стока и скорость поверхностного ветра. [65] Большая часть осадков, переносимых стоком с городских территорий (особенно дорог), сильно загрязнена топливом, нефтью и другими химикатами. [66] Этот увеличенный сток, в дополнение к эрозии и деградации земли, по которой он протекает, также вызывает серьезные нарушения в окружающих водоразделах, изменяя объем и скорость воды, которая протекает через них, и заполняя их химически загрязненными осадками. Увеличенный поток воды через местные водные пути также вызывает значительное увеличение скорости береговой эрозии. [67]

Изменение климата

Ожидается, что более высокие температуры воздуха, наблюдаемые в течение последних десятилетий, приведут к более интенсивному гидрологическому циклу, включая более экстремальные ливневые явления. [68] Повышение уровня моря , произошедшее в результате изменения климата, также значительно увеличило темпы прибрежной эрозии. [69] [70]

Большая часть Аккры оказалась затопленной в сезон дождей, что привело к экологическому кризису в Гане

Исследования эрозии почвы показывают, что увеличение количества и интенсивности осадков приведет к более высоким темпам эрозии почвы. Таким образом, если количество и интенсивность осадков возрастут во многих частях мира, как и ожидалось, эрозия также увеличится, если не будут приняты меры по мелиорации. Ожидается, что темпы эрозии почвы изменятся в ответ на изменения климата по ряду причин. Наиболее прямой из них является изменение эрозионной силы осадков. Другие причины включают: a) изменения растительного покрова, вызванные сдвигами в производстве растительной биомассы, связанными с режимом влажности; b) изменения в подстилочном покрове на земле, вызванные изменениями как в скорости разложения растительных остатков, обусловленными температурой и зависящей от влажности микробной активностью почвы, так и в скорости производства растительной биомассы; c) изменения влажности почвы из-за смещения режимов осадков и скорости эвапотранспирации, что изменяет коэффициенты инфильтрации и стока; d) изменение эродируемости почвы из-за снижения концентрации органического вещества в почве, что приводит к тому, что структура почвы становится более восприимчивой к эрозии и увеличению стока из-за увеличения уплотнения поверхности почвы и образования корки; e) смещение зимних осадков от неразмывающего снега к размывающему дождю из-за повышения зимних температур; f) таяние вечной мерзлоты, которое приводит к тому, что почва, которая ранее не подвергалась размыванию, переходит в подверженное размыванию состояние; и g) изменения в землепользовании, необходимые для адаптации к новым климатическим режимам. [71]

Исследования Пруски и Ниаринга показали, что, если не принимать во внимание другие факторы, такие как землепользование, то можно ожидать приблизительно 1,7% изменения эрозии почвы на каждый 1% изменения общего количества осадков в условиях изменения климата. [72] В недавних исследованиях прогнозируется увеличение эрозионной силы осадков на 17% в Соединенных Штатах, [73] на 18% в Европе, [74] и в глобальном масштабе на 30–66% [75].

Глобальные экологические последствия

Карта мира, на которой обозначены районы, подверженные высоким темпам водной эрозии.
В XVII и XVIII веках остров Пасхи подвергся сильной эрозии из-за вырубки лесов и неустойчивых методов ведения сельского хозяйства. Последовавшая за этим 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 значительных 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 они ответственны за 84% деградированных площадей. [2]

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

Недавние разработки в области моделирования количественно оценили эрозионную активность осадков в глобальном масштабе с использованием высокого временного разрешения (<30 мин) и высокоточных записей осадков. Результатом обширных глобальных усилий по сбору данных стала Глобальная база данных эрозионной активности осадков (GloREDa), которая включает эрозионную активность осадков для 3625 станций и охватывает 63 страны. Эта первая в истории Глобальная база данных эрозионной активности осадков была использована для разработки глобальной карты эрозионной активности [82] на 30 угловых секундах (~1 км) на основе сложного геостатистического процесса. Согласно новому исследованию [83], опубликованному в Nature Communications, почти 36 миллиардов тонн почвы ежегодно теряется из-за воды, а вырубка лесов и другие изменения в землепользовании усугубляют проблему. Исследование изучает глобальную динамику эрозии почвы с помощью пространственно распределенного моделирования с высоким разрешением (размер ячейки около 250 × 250 м). Геостатистический подход впервые позволяет полностью включить в глобальную модель эрозии почвы землепользование и изменения в землепользовании, масштабы, типы, пространственное распределение мировых пахотных земель и влияние различных региональных систем земледелия.

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

Осадконакопление водных экосистем

Эрозия почвы (особенно в результате сельскохозяйственной деятельности) считается ведущей глобальной причиной диффузного загрязнения воды из-за воздействия избыточных осадков, поступающих в мировые водные пути. Осадки сами по себе выступают в качестве загрязнителей, а также являются носителями других загрязнителей, таких как прикрепленные молекулы пестицидов или тяжелые металлы. [85]

Влияние повышенных нагрузок отложений на водные экосистемы может быть катастрофическим. Ил может засорить нерестилища рыб, заполняя пространство между гравием на дне ручья. Он также сокращает их кормовую базу и вызывает у них серьезные проблемы с дыханием, поскольку отложения попадают в их жабры . Биоразнообразие водных растений и водорослей сокращается, а беспозвоночные также не могут выживать и размножаться. Хотя само событие отложения осадков может быть относительно кратковременным, экологические нарушения, вызванные массовым вымиранием, часто сохраняются в течение длительного времени. [86]

Одна из самых серьезных и долгосрочных проблем водной эрозии в мире существует в Китайской Народной Республике , в среднем течении реки Хуанхэ и верхнем течении реки Янцзы . Из реки Хуанхэ в океан ежегодно поступает более 1,6 млрд тонн осадка. Осадок образуется в основном в результате водной эрозии в районе Лессового плато на северо-западе. [87]

Загрязнение воздуха пылью

Частицы почвы, собранные во время ветровой эрозии почвы, являются основным источником загрязнения воздуха в виде взвешенных в воздухе частиц — «пыли». Эти взвешенные в воздухе частицы почвы часто загрязнены токсичными химикатами, такими как пестициды или нефтяное топливо, что представляет опасность для экологии и здоровья населения, когда они впоследствии приземляются или вдыхаются/проглатываются. [88] [89] [90] [91]

Пыль от эрозии подавляет осадки и изменяет цвет неба с голубого на белый, что приводит к увеличению количества красных закатов [ требуется ссылка ] . Пылевые явления были связаны с ухудшением состояния коралловых рифов в Карибском море и во Флориде, в основном с 1970-х годов. [92] Похожие пылевые шлейфы возникают в пустыне Гоби , которая в сочетании с загрязняющими веществами распространяется на большие расстояния по ветру или на восток в Северную Америку. [93]

Мониторинг, измерение и моделирование эрозии почвы

Террасирование — это древняя технология, которая позволяет значительно замедлить скорость водной эрозии на возделываемых склонах.

Мониторинг и моделирование процессов эрозии могут помочь людям лучше понять причины эрозии почвы, сделать прогнозы эрозии при различных возможных условиях и спланировать реализацию превентивных и восстановительных стратегий для эрозии. Однако сложность процессов эрозии и количество научных дисциплин, которые необходимо учитывать для их понимания и моделирования (например, климатология, гидрология, геология, почвоведение, сельское хозяйство, химия, физика и т. д.), делает точное моделирование сложным. [94] [95] [96] Модели эрозии также нелинейны, что затрудняет их численную работу и затрудняет или делает невозможным масштабирование для прогнозирования больших площадей на основе данных, собранных путем отбора проб на меньших участках. [97]

Наиболее часто используемая модель для прогнозирования потери почвы от водной эрозии — это универсальное уравнение потери почвы (USLE). Оно было разработано в 1960-х и 1970-х годах. Оно оценивает среднюю годовую потерю почвы A на площади размером с участок как: [98]

А = РКЛСКП

где R — коэффициент эрозионной силы осадков , [99] [100] K — коэффициент эрозии почвы , [101] L и S — топографические факторы, [102] представляющие длину и уклон, [103] C — коэффициент покрытия и управления [104] и P — коэффициент поддерживающих методов. [105]

Несмотря на пространственную основу USLE в масштабе участка , модель часто использовалась для оценки эрозии почвы на гораздо больших территориях, таких как водоразделы , континенты и в глобальном масштабе. Одной из основных проблем является то, что USLE не может моделировать овражную эрозию, и поэтому эрозия из оврагов игнорируется в любой оценке эрозии на основе USLE. Тем не менее, эрозия из оврагов может составлять существенную долю (10–80%) от общей эрозии на возделываемых и пастбищных землях. [106]

За 50 лет с момента введения USLE было разработано много других моделей эрозии почвы. [107] Но из-за сложности эрозии почвы и ее составляющих процессов все модели эрозии могут лишь приблизительно приближать 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 остаются основанными 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. [75]

В меньших масштабах (например, для отдельных каналов , плотин или водосбросов ) существуют модели скорости эрозии, основанные на критическом сдвиговом напряжении эрозии , а также на эродируемости почвы. Их можно измерить с помощью геотехнических инженерных методов, таких как тест на эрозию отверстия или тест на эрозию струи . [113]

Профилактика и устранение

Ветрозащитная полоса ( ряд деревьев), высаженная рядом с сельскохозяйственным полем, которая служит защитой от сильных ветров. Это уменьшает последствия ветровой эрозии и обеспечивает множество других преимуществ.

Наиболее эффективным из известных методов предотвращения эрозии является увеличение растительного покрова на земле, что помогает предотвратить как ветровую, так и водную эрозию. [114] Террасирование является чрезвычайно эффективным средством борьбы с эрозией, которое практикуется на протяжении тысяч лет людьми по всему миру. [115] Ветрозащитные полосы (также называемые защитными полосами) представляют собой ряды деревьев и кустарников, которые высаживаются по краям сельскохозяйственных полей для защиты полей от ветров. [116] Помимо значительного снижения ветровой эрозии, ветрозащитные полосы обеспечивают множество других преимуществ, таких как улучшенный микроклимат для сельскохозяйственных культур (которые защищены от обезвоживающего и иного разрушительного воздействия ветра), среда обитания для полезных видов птиц, [117] связывание углерода , [118] и эстетические улучшения сельскохозяйственного ландшафта. [119] [120] Традиционные методы посадки, такие как смешанное возделывание культур (вместо монокультуры ) и севооборот , также, как было показано, значительно снижают скорость эрозии. [121] [122] Пожнивные остатки играют роль в смягчении эрозии, поскольку они уменьшают воздействие капель дождя, разрушающих частицы почвы. [123] При выращивании картофеля существует более высокий потенциал эрозии, чем при выращивании зерновых или масличных культур. [124] Кормовые культуры имеют мочковатую корневую систему, которая помогает бороться с эрозией, закрепляя растения в верхнем слое почвы и покрывая все поле, поскольку это непропашная культура. [125] В тропических прибрежных системах свойства мангровых зарослей были изучены как потенциальное средство уменьшения эрозии почвы. Известно, что их сложная корневая структура помогает уменьшить ущерб от волн от штормов и наводнений, одновременно связывая и создавая почвы. Эти корни могут замедлять поток воды, что приводит к отложению осадков и снижению скорости эрозии. Однако для поддержания баланса осадков необходимо наличие достаточной ширины мангрового леса. [126]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Apollo, M., Андрейчук, V., Бхаттараи, SS (2018-03-24). «Краткосрочное воздействие выпаса скота на растительность и формирование следов в высокогорной среде». Исследование случая из гималайской долины Мияр (Индия). Устойчивость . 10 (4): 951. doi : 10.3390/su10040951 . ISSN  2071-1050.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  2. ^ ab Blanco, Humberto & Lal, Rattan (2010). "Сохранение почвы и воды". Принципы сохранения и управления почвой . Springer. стр. 2. ISBN 978-90-481-8529-0.
  3. ^ ab Toy, Terrence J.; et al. (2002). Эрозия почвы: процессы, прогнозирование, измерение и контроль. John Wiley & Sons. стр. 1. ISBN 978-0-471-38369-7.
  4. ^ Пиментель, Дэвид (2006-02-01). «Эрозия почвы: продовольственная и экологическая угроза». Окружающая среда, развитие и устойчивость . 8 (1): 119–137. doi :10.1007/s10668-005-1262-8. ISSN  1573-2975. S2CID  6152411.
  5. ^ Жюльен, Пьер И. (2010). Эрозия и седиментация. Кембриджский университет. (Пресс. стр. 1. ISBN 978-0-521-53737-7.
  6. ^ Toy, Terrence J.; et al. (2002). Эрозия почвы: процессы, прогнозирование, измерение и контроль. John Wiley & Sons. 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 Obreschkow (2011). "Ограниченные ударные волны внутри изолированных жидких объемов – новый путь эрозии?". Physics of Fluids . 23 (10): 101702. arXiv : 1109.3175 . Bibcode : 2011PhFl...23j1702O. doi : 10.1063/1.3647583. S2CID  59437729.
  9. ^ Cheraghi M., Jomaa S., Sander GC, Barry DA (2016). «Гистеретические потоки осадков при эрозии почвы, вызванной осадками: эффекты размера частиц». Water Resour. Res . 52 (11): 8613–8629. Bibcode : 2016WRR....52.8613C. doi : 10.1002/2016WR019314. S2CID  13077807.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  10. ^ ab Продовольственная и сельскохозяйственная организация (1965). "Типы эрозионного ущерба". Эрозия почвы водой: некоторые меры по ее контролю на возделываемых землях . Организация Объединенных Наций. стр. 23–25. ISBN 978-92-5-100474-6.
  11. ^ Nearing, MA; Norton, LD; Bulgakov, DA; Larionov, GA; West, LT; Dontsova, KM (1997). "Гидравлика и эрозия в размывающих ручьях". Water Resources Research . 33 (4): 865–876. Bibcode : 1997WRR....33..865N. doi : 10.1029/97wr00013 .
  12. ^ Poesen, Jean; et al. (2007). "Эрозия оврагов в Европе". В Boardman, John; Poesen, Jean (ред.). Эрозия почв в Европе . John Wiley & Sons. стр. 516–519. ISBN 978-0-470-85911-7.
  13. ^ Poesen, Jean; et al. (2002). "Эрозия оврагов в засушливых районах". В Bull, Louise J.; Kirby, MJ (ред.). Реки засушливых районов: гидрология и геоморфология полузасушливых русел . John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-49123-1.
  14. ^ Борах, Дева К.; и др. (2008). "Выход осадка водораздела". В Гарсия, Марсело Х. (ред.). Седиментационная инженерия: процессы, измерения, моделирование и практика . ASCE Publishing. стр. 828. ISBN 978-0-7844-0814-8.
  15. ^ "Овражья эрозия - Сельское хозяйство". 4 июня 2020 г.
  16. ^ Риттер, Майкл Э. (2006) «Геологическая работа потоков» Архивировано 2012-05-06 в Wayback Machine Физическая среда: введение в физическую географию Университет Висконсина, OCLC  79006225
  17. ^ Нэнси Д. Гордон (2004-06-01). "Эрозия и размыв". Гидрология рек: введение для экологов . John Wiley and Sons. ISBN 978-0-470-84357-4.
  18. ^ "Thermal Erosion". Глоссарий NSIDC . Национальный центр данных по снегу и льду . Архивировано из оригинала 2010-12-18 . Получено 21 декабря 2009 .
  19. ^ Костар, Ф.; Дюпейра, Л.; Готье, Э.; Кэри-Гейлхардис, Э. (2003). «Исследования речной термической эрозии вдоль быстро размываемого речного берега: применение к реке Лена (Центральная Сибирь)». Процессы на поверхности Земли и формы рельефа . 28 (12): 1349–1359. Bibcode : 2003ESPL...28.1349C. doi : 10.1002/esp.592. S2CID  131318239.
  20. ^ Джонс, Б. М.; Хинкель, К. М.; Арп, К. Д.; Эйснер, В. Р. (2008). «Современные скорости эрозии и потеря прибрежных объектов и участков, побережье моря Бофорта, Аляска». Arctic . 61 (4): 361–372. doi :10.14430/arctic44. hdl : 10535/5534 . Архивировано из оригинала 2013-05-17.
  21. ^ См., например: Alt, David (2001). Ледниковое озеро Миссула и его огромные наводнения. Mountain Press. ISBN 978-0-87842-415-3.
  22. ^ Чжэн, Сяоцзин и Хуан, Нин (2009). Механика перемещения ветром песка. Springer. С. 7–8. ISBN 978-3-540-88253-4.
  23. ^ Корнелис, Вим С. (2006). «Гидроклиматология ветровой эрозии в засушливых и полузасушливых средах». В D'Odorico, Paolo; Porporato, Amilcare (ред.). Dryland Ecohydrology . Springer. стр. 141. ISBN 978-1-4020-4261-4.
  24. ^ Бланко, Умберто и Лал, Раттан (2010). «Ветровая эрозия». Принципы сохранения и управления почвой . Springer. стр. 56–57. ISBN 978-90-481-8529-0.
  25. ^ Балба, А. Монем (1995). "Опустынивание: Ветровая эрозия". Управление проблемными почвами в засушливых экосистемах . CRC Press. стр. 214. ISBN 978-0-87371-811-0.
  26. ^ Джефферсон, IF, Smalley>IJ 1999. Соль песка размывает метастабильный лессовый грунт: события в зоне воздействия. https://infosys.ars.usda.gov/WindErosion/Symposium/proceedings/jefferso.pdf Архивировано 11.02.2017 на Wayback Machine
  27. ^ Wiggs, Giles FS (2011). "Геоморфологические опасности в засушливых районах". В Thomas, David SG (ред.). Геоморфология засушливых зон: процессы, формы и изменения в засушливых районах . John Wiley & Sons. стр. 588. ISBN 978-0-470-71076-0.
  28. ^ Ван Бик, Ренс (2008). «Процессы на склонах: истощение массы, устойчивость склонов и эрозия». В Норрис, Джоанн Э.; и др. (ред.). Устойчивость склонов и борьба с эрозией: экотехнологические решения . Springer. ISBN 978-1-4020-6675-7.
  29. ^ Грей, Дональд Х. и Сотир, Роббин Б. (1996). "Поверхностная эрозия и движение масс". Биотехническая и почвенная биоинженерия Стабилизация склонов: практическое руководство по борьбе с эрозией . John Wiley & Sons. стр. 20. ISBN 978-0-471-04978-4.
  30. ^ Николс, Гэри (2009). Седиментология и стратиграфия. John Wiley & Sons. стр. 93. ISBN 978-1-4051-9379-5.
  31. ^ Сан, Вэньи; Шао, Цюаньцинь; Лю, Цзиюань; Чжай, Цзюнь (2014-10-01). «Оценка влияния землепользования и топографии на эрозию почвы на Лессовом плато в Китае». CATENA . 121 : 151–163. Bibcode : 2014Caten.121..151S. doi : 10.1016/j.catena.2014.05.009. ISSN  0341-8162.
  32. ^ van den Berg, J.; van de Wal, RSW; Milne, GA; Oerlemans, J. (2008-05-31). "Влияние изостазии на динамическое моделирование ледяного щита: пример Евразии". Journal of Geophysical Research . 113 (B5): B05412. Bibcode : 2008JGRB..113.5412V. doi : 10.1029/2007JB004994 . ISSN  0148-0227.
  33. ^ Хассетт, Джон (1992). Почвы и их окружающая среда. Prentice Hall. стр. 377. ISBN 9780134840499.
  34. ^ ab Li, Sheng; Lobb, David A.; Tiessen, Kevin HD (2013-01-15), "Эрозия почв и сохранение Частично основано на статье "Эрозия почв и сохранение" WS Fyfe, которая появилась в Encyclopedia of Environmetrics .", в El-Shaarawi, Abdel H.; Piegorsch, Walter W. (ред.), Encyclopedia of Environmetrics , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons, Ltd, стр. vas031.pub2, doi :10.1002/9780470057339.vas031.pub2, ISBN 978-0-471-89997-6, получено 2021-03-30
  35. ^ Вейл, Рэй Р. (2016). Природа и свойства почв. Найл К. Брэди (Пятнадцатое изд.). Колумбус, Огайо. С. 867–871. ISBN 978-0-13-325448-8. OCLC  936004363.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  36. ^ ab Говерс, Г.; и др. (1999). «Эрозия и транслокация при обработке почвы: возникновение новой парадигмы в исследовании эрозии почвы». Soil & Tillage Research 51:167–174.
  37. ^ Линдстром, М.; и др. (2001). «Эрозия пахотных земель: обзор». Annals of Arid Zone 40(3): 337-349.
  38. ^ Ван Оост, К.; Говерс, Г.; Де Альба, С.; Куайн, ТА (август 2006 г.). «Эрозия при обработке почвы: обзор факторов контроля и последствий для качества почвы». Прогресс в физической географии: Земля и окружающая среда . 30 (4): 443–466. Bibcode :2006PrPG...30..443V. doi :10.1191/0309133306pp487ra. ISSN  0309-1333. S2CID  55929299.
  39. ^ Ван Оост, К. и др. (2000). «Оценка влияния изменений в структуре ландшафта на эрозию почвы водой и обработкой почвы». Landscape Ecology 15 (6):579-591.
  40. ^ Лобб, ДА; РЛ Клируотер; и др. (2016). Эрозия почвы. В Экологическая устойчивость канадского сельского хозяйства . Оттава. С. 77–89. ISBN 978-0-660-04855-0. OCLC  954271641.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  41. ^ Талер, Э.А. и др. (2021). «Талер и др._Степень потери почвы в кукурузном поясе США». PNAS 118 (8) e1922375118
  42. ^ Бланко, Умберто и Лал, Раттан (2010). «Водная эрозия». Принципы сохранения и управления почвой . Springer. С. 29–31. ISBN 978-90-481-8529-0.
  43. ^ Бордман, Джон и Поесен, Джин. Эрозия почвы в Европе. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-85911-7 
  44. ^ Мирсал, Ибрагим А. (2008). «Деградация почвы». Загрязнение почвы: происхождение, мониторинг и ликвидация последствий . Springer. стр. 100. ISBN 978-3-540-70775-2.
  45. ^ abc Blanco, Humberto & Lal, Rattan (2010). "Водная эрозия". Принципы сохранения и управления почвой . Springer. стр. 29. ISBN 978-90-481-8529-0.
  46. ^ Торри, Д. (1996). «Склон, аспект и поверхностное хранение». В Агасси, Менахем (ред.). Эрозия почвы, сохранение и восстановление . CRC Press. стр. 95. ISBN 978-0-8247-8984-8.
  47. ^ Styczen, ME & Morgan, RPC (1995). "Инженерные свойства растительности". В Morgan, RPC & Rickson, R. Jane (ред.). Стабилизация склонов и борьба с эрозией: биоинженерный подход . Taylor & Francis. ISBN 978-0-419-15630-7.
  48. ^ Whisenant, Steve G. (2008). "Terrestrial systems". В Perrow Michael R.; Davy, Anthony J. (ред.). Handbook of Ecological Restoration: Principles of Restoration . Cambridge University Press. стр. 89. ISBN 978-0-521-04983-2.
  49. ^ Бланко, Умберто и Лал, Раттан (2010). «Водная эрозия». Принципы сохранения и управления почвой . Springer. С. 28–30. ISBN 978-90-481-8529-0.
  50. ^ Уэйнрайт, Джон и Брейзиер, Ричард Э. (2011). «Системы склонов». В Томасе, Дэвиде С.Г. (ред.). Геоморфология засушливых зон: процессы, формы и изменения в засушливых землях . John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-71076-0.
  51. ^ Монтгомери, DR (8 августа 2007 г.). «Эрозия почвы и устойчивость сельского хозяйства». Труды Национальной академии наук . 104 (33): 13268–13272. Bibcode : 2007PNAS..10413268M. doi : 10.1073/pnas.0611508104 . PMC 1948917. PMID  17686990 . 
  52. ^ Вуппер, Дэвид; Боррелли, Паскуале; Фингер, Роберт (январь 2020 г.). «Страны и глобальная скорость эрозии почвы». Nature Sustainability . 3 (1): 51–55. doi :10.1038/s41893-019-0438-4. ISSN  2398-9629. S2CID  208539010.
  53. ^ Бланко, Умберто и Лал, Раттан (2010). "Эрозия при обработке почвы". Принципы сохранения и управления почвой . Springer. ISBN 978-90-481-8529-0.
  54. ^ Лобб, ДА (2009). «Перемещение почвы при обработке почвы и других видах сельскохозяйственной деятельности». В Йоргенсон, Свен Э. (ред.). Приложения в экологической инженерии . Academic Press. ISBN 978-0-444-53448-4.
  55. ^ Пуарье, С.-К.; Уэйлен, Дж. К.; Мишо, А. Р. (2012). «Биодоступный фосфор в мелкодисперсных отложениях, переносимых с сельскохозяйственных полей». Журнал Американского общества почвоведов . 76 (1): 258–267. Bibcode : 2012SSASJ..76..258P. doi : 10.2136/sssaj2010.0441.
  56. ^ Scalenghe, R.; Edwards, AC & Barberis, E. (2007). «Потери фосфора в переудобренных почвах: селективное разделение и перераспределение фосфора между частицами разного размера». European Journal of Agronomy . 27 (11): 72–80. doi :10.1016/j.eja.2007.02.002.
  57. ^ Уитфорд, Уолтер Г. (2002). "Ветер и водные процессы". Экология пустынных систем . Academic Press. стр. 65. ISBN 978-0-12-747261-4.
  58. ^ Имесон, Антон (2012). «Влияние человека на процессы деградации». Опустынивание, деградация земель и устойчивость . John Wiley & Sons. стр. 165. ISBN 978-1-119-97776-6.
  59. ^ ab Sands, Roger (2005). «Экологическая ценность лесов». Лесное хозяйство в глобальном контексте . CABI. стр. 74–75. ISBN 978-0-85199-089-7.
  60. ^ Мицелий лесных грибов также играет важную роль в связывании частиц почвы .
  61. ^ ab Goudie, Andrew (2000). "Влияние человека на почву". Воздействие человека на природную среду. MIT Press. стр. 188. ISBN 978-0-262-57138-8.
  62. ^ Стюарт, Гордон В. и Эдвардс, Памела Дж. (2006). «Концепции о лесах и воде». Northern Journal of Applied Forestry . 23 (1): 11–19. doi : 10.1093/njaf/23.1.11 . Архивировано из оригинала 01.07.2017 . Получено 05.10.2015 .
  63. ^ Goudie, Andrew (2000). «Влияние человека на почву». Влияние человека на природную среду. MIT Press. С. 196–197. ISBN 978-0-262-57138-8.
  64. ^ Мукул, Шариф Ахмед (2016). Подсечно-огневое земледелие в горных вторичных лесах Филиппин: оценка биоразнообразия и запасов углерода, а также компромиссы экосистемных услуг при принятии решений о землепользовании (диссертация). Библиотека Университета Квинсленда. doi :10.14264/uql.2016.222.
  65. ^ Нир, Дов (1983). Человек, геоморфологический агент: Введение в антропную геоморфологию. Springer. С. 121–122. ISBN 978-90-277-1401-5.
  66. ^ Рандхир, Тимоти О. (2007). Управление водоразделом: проблемы и подходы. IWA Publishing. стр. 56. ISBN 978-1-84339-109-8.
  67. ^ Джеймс, Уильям (1995). «Изменение русла и среды обитания ниже по течению от урбанизации». В Herricks, Edwin E.; Jenkins, Jackie R. (ред.). Системы стока и приема ливневых вод: воздействие, мониторинг и оценка . CRC Press. стр. 105. ISBN 978-1-56670-159-4.
  68. ^ Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) (1995). "Второй оценочный синтез научно-технической информации, относящейся к толкованию статьи 2 Рамочной конвенции ООН об изменении климата" (PDF) . стр. 5. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-03-09 . Получено 2015-10-05 .
  69. ^ Бикнелл, Джейн; и др., ред. (2009). Адаптация городов к изменению климата: понимание и решение проблем развития. Earthscan. стр. 114. ISBN 978-1-84407-745-8.
  70. ^ Обзор других видов деятельности человека, которые увеличили скорость прибрежной эрозии, см.: Goudie, Andrew (2000). "Accelerated coastal evolution". The Human Impact on the Natural Environment. MIT Press. стр. 311. ISBN 978-0-262-57138-8.
  71. ^ Клик, А.; Эйцингер, Дж. (октябрь 2010 г.). «Влияние изменения климата на эрозию почвы и эффективность методов сохранения почвы в Австрии». Журнал сельскохозяйственной науки . 148 (5): 529–541. Bibcode : 2010EGUGA..12.5412K. doi : 10.1017/S0021859610000158. ISSN  0021-8596. S2CID  86550618.
  72. ^ Pruski, FF; Nearing, MA (2002). «Реакция стока и потери почвы на изменения осадков: исследование с помощью компьютерного моделирования». Журнал охраны почв и водных ресурсов . 57 (1): 7–16.
  73. ^ Nearing, MA; Pruski, FF; O'Neal, MR (2004-01-01). «Ожидаемое влияние изменения климата на скорость эрозии почвы: обзор». Журнал Soil and Water Conservation . 59 (1): 43–50. ISSN  0022-4561.
  74. ^ Панагос, Панос; Баллабио, Кристиано; Мойсбургер, Катрин; Спинони, Джонатан; Алевелл, Кристин; Боррелли, Паскуале (2017). «К оценкам будущей эрозионной силы осадков в Европе на основе наборов данных REDES и WorldClim». Журнал гидрологии . 548 : 251–262. Bibcode : 2017JHyd..548..251P. doi : 10.1016/j.jhydrol.2017.03.006. PMC 5473165. PMID  28649140 . 
  75. ^ ab Боррелли, Паскуале; Робинсон, Дэвид А.; Панагос, Панос; Лугато, Эмануэле; Янг, Джей Э.; Алевелл, Кристин; Вуппер, Дэвид; Монтанарелла, Лука; Баллабио, Кристиано (2020-09-08). «Влияние землепользования и изменения климата на глобальную эрозию почв водой (2015-2070)». Труды Национальной академии наук . 117 (36): 21994–22001. Bibcode : 2020PNAS..11721994B. doi : 10.1073/pnas.2001403117 . ISSN  0027-8424. PMC 7486701. PMID 32839306  . 
  76. ↑ Дэнджерфилд, Уитни (1 апреля 2007 г.). «Тайна острова Пасхи». Smithsonian Magazine .
  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. ^ Zuazo, Victor HD & Pleguezuelo, Carmen RR (2009). "Предотвращение эрозии почвы и стока с помощью растительного покрова: обзор". В Lichtfouse, Eric; et al. (ред.). Устойчивое сельское хозяйство . Springer. стр. 785. ISBN 978-90-481-2665-1.
  79. ↑ Сэмпл, Иэн (30 августа 2007 г.). «Глобальный продовольственный кризис нависает над землей, поскольку изменение климата и рост населения лишают ее плодородных земель». The Guardian .
  80. ↑ Смит, Кейт и Эдвардс, Роб (8 марта 2008 г.). «2008: год глобального продовольственного кризиса». The Herald (Шотландия) .
  81. ^ "К 2025 году Африка сможет прокормить только 25% своего населения". news.mongabay.com . 2006-12-14. Архивировано из оригинала 2006-12-16.
  82. ^ Панагос, Панос; Боррелли, Паскуале; Мейсбургер, Катрин; Ю, Бофу; Клик, Андреас; Лим, Кёнг Джэ; Янг, Джэ Э.; Ни, Джинрен; Мяо, Чиюань (2017-06-23). ​​"Глобальная оценка эрозионной силы осадков на основе записей об осадках с высоким временным разрешением". Scientific Reports . 7 (1): 4175. Bibcode :2017NatSR...7.4175P. doi :10.1038/s41598-017-04282-8. ISSN  2045-2322. PMC 5482877 . PMID  28646132. 
  83. ^ Боррелли, Паскуале; Робинсон, Дэвид А.; Фляйшер, Ларисса Р.; Лугато, Эмануэле; Баллабио, Кристиано; Алевелл, Кристин; Мойсбургер, Катрин; Модуньо, Сирио; Шютт, Бригитта (2017-12-08). "Оценка глобального воздействия изменения землепользования в 21 веке на эрозию почвы". Nature Communications . 8 (1): 2013. Bibcode :2017NatCo...8.2013B. doi :10.1038/s41467-017-02142-7. ISSN  2041-1723. PMC 5722879 . PMID  29222506. 
  84. ^ Поттер, Кеннет В.; и др. (2004). «Влияние сельского хозяйства на водные экосистемы влажных Соединенных Штатов». В DeFries, Рут С.; и др. (ред.). Экосистемы и изменение землепользования . Американский геофизический союз. стр. 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: проблемы окружающей среды и практические решения . Тейлор и Фрэнсис. стр. 77–78. ISBN 978-0-419-21390-1.
  87. ^ Молла, Тегегне; Сишебер, Биниам (08.09.2016). «Оценка риска эрозии почвы и оценка мер по борьбе с эрозией для планирования сохранения почвы в водоразделе Кога, Эфиопское нагорье». doi : 10.5194/se-2016-120 . {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  88. ^ Маевски, Майкл С. и Кейпел, Пол Д. (1996). Пестициды в атмосфере: распределение, тенденции и управляющие факторы. CRC Press. стр. 121. ISBN 978-1-57504-004-2.
  89. ^ Science Daily (1999-07-14). "Африканская пыль названа основным фактором, влияющим на качество воздуха на юго-востоке США" . Получено 2007-06-10 .
  90. ^ Ноуэлл, Лиза Х. и др. (1999). Пестициды в речных отложениях и водной биоте: распределение, тенденции и управляющие факторы. CRC Press. стр. 199. ISBN 978-1-56670-469-4.
  91. ^ Шао, Япин (2008). "Ветровая эрозия и исследования ветровой эрозии". Физика и моделирование ветровой эрозии . Springer. стр. 3. ISBN 978-1-4020-8894-0.
  92. ^ Геологическая служба США (2006). "Смертность кораллов и африканская пыль" . Получено 10 июня 2007 г.
  93. ^ Джеймс КБ Бишоп; Расс Э. Дэвис и Джеффри Т. Шерман (2002). «Роботизированные наблюдения за усилением пылевых бурь углеродной биомассы в северной части Тихого океана». Science 298. С. 817–821. Архивировано из оригинала 2011-10-09 . Получено 2009-06-20 .
  94. ^ Эванс, Р. (2012). «Оценка и мониторинг ускоренной водной эрозии обрабатываемых земель – когда реальность будет признана?». Soil Use and Management . 29 (1): 105–118. doi :10.1111/sum.12010. S2CID  98809136.
  95. ^ Бланко, Умберто и Лал, Раттан (2010). "Моделирование водной и ветровой эрозии". Принципы сохранения и управления почвой . Springer. ISBN 978-90-481-8529-0.
  96. ^ См. также: Шай, Япинг (2008). Физика и моделирование ветровой эрозии. Springer. ISBN 978-1-4020-8894-0.и Хармон, Рассел С. и Доу, Уильям У. (2001). Моделирование эрозии и эволюции ландшафта. Springer. ISBN 978-0-306-46718-9.
  97. ^ Brazier, RE; et al. (2011). "Масштабирование моделей эрозии почвы в пространстве и времени". В Morgan, Royston PC; Nearing, Mark (ред.). Handbook of Erosion Modelling . John Wiley & Sons. стр. 100. ISBN 978-1-4051-9010-7.
  98. ^ Уорд, Эндрю Д. и Тримбл, Стэнли В. (2004). «Сохранение почвы и бюджеты осадков». Экологическая гидрология . CRC Press. стр. 259. ISBN 978-1-56670-616-2.
  99. ^ фактор эрозионной силы осадков
  100. ^ Панагос, П.; и др. (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, Кристиано; Боррелли, Паскуалле; Алевелл, Кристин (2014). «Эродируемость почв в Европе: набор данных с высоким разрешением на основе LUCAS». Science of the Total Environment . 479–480: 189–200. Bibcode : 2014ScTEn.479..189P. doi : 10.1016/j.scitotenv.2014.02.010 . PMID  24561925.
  102. ^ топографические факторы
  103. ^ Панагос, П.; Боррелли, П.; Мейсбургер (2015). «Новый европейский фактор длины и крутизны склона (LS-фактор) для моделирования эрозии почвы водой». Науки о Земле . 5 (2). Науки о Земле, MDPI: 117–126. Bibcode : 2015Geosc...5..117P. doi : 10.3390/geosciences5020117 .
  104. ^ Панагос, Панос; Боррелли, Паскуале; Мойсбургер, Катрин; Алевелл, Кристин; Лугато, Эмануэле; Монтанарелла, Лука (2015). «Оценка фактора управления эрозией почвы в европейском масштабе». Land Use Policy . 48 : 38–50. doi : 10.1016/j.landusepol.2015.05.021 .
  105. ^ Панагос, Панос; Боррелли, Паскуале; Мойсбургер, Катрин; Занден, Эмма Х. ван дер; Поесен, Жан; Алевелл, Кристин (2015). «Моделирование влияния методов поддержки (P-фактор) на снижение эрозии почвы водой в европейском масштабе». Environmental Science & Policy . 51 : 23–34. doi : 10.1016/j.envsci.2015.03.012 .
  106. ^ Бордман, Дж.; Поесен, Дж. (2006). «Эрозия почвы в Европе: основные процессы, причины и последствия». Эрозия почвы в Европе . Wiley, Чичестер. стр. 479–487. doi :10.1002/0470859202. ISBN 9780470859209.
  107. ^ Джеттен, В.; Фэвис-Мортлок, Д. (2006). "Моделирование эрозии почв в Европе". Эрозия почв в Европе . Wiley, Чичестер. стр. 695–716. doi :10.1002/0470859202. ISBN 9780470859209.
  108. ^ Favis-Mortlock, D. (1998). "Проверка моделей эрозии почвы в масштабе поля с использованием общих наборов данных". Моделирование эрозии почвы водой . Подсерия I ASI НАТО. Springer-Verlag Серия НАТО-ARS 1–55, Берлин. С. 89–128. ISBN 9783642637872.
  109. ^ Jetten, V.; De Roo, APJ; Favis-Mortlock, DT (1999). «Оценка моделей эрозии почвы в масштабе поля и водосбора». Catena . 37 (3–4): 521–541. Bibcode : 1999Caten..37..521J. doi : 10.1016/s0341-8162(99)00037-5.
  110. ^ Каридас, Христос Г.; Панагос, Панос (2018). «Модель эрозии G2: алгоритм для оценки месячного шага». Environmental Research . 161 : 256–267. Bibcode : 2018ER....161..256K. doi : 10.1016/j.envres.2017.11.010. PMC 5773245. PMID 29169100  . 
  111. ^ Модель G2
  112. ^ Модель гидрологии и эрозии пастбищ
  113. ^ Хансон, Г. Дж.; Кук, К. (2004). «Аппарат, процедуры испытаний и аналитические методы для измерения эродируемости почвы на месте». Прикладная инженерия в сельском хозяйстве . 20 (4): 455–462 – через Elsevier Science Direct.
  114. ^ Коннор, Дэвид Дж. и др. (2011). Экология сельскохозяйственных культур: производительность и управление в сельскохозяйственных системах. Cambridge University Press. стр. 351. ISBN 978-0-521-74403-4.
  115. ^ Для интересного археологического/исторического обзора систем террасирования см. Treacy, John M. & Denevan, William M. (1998). "Создание пригодной для обработки земли посредством террасирования". В Miller, Naomi A. (ред.). Археология сада и поля . University of Pennsylvania Press. ISBN 978-0-8122-1641-7.
  116. ^ Форман, Ричард ТТ (1995). "Ветроломы, живые изгороди и лесные коридоры". Land Mosaics: The Ecology of Landscapes and Regions . Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-47980-6.
  117. ^ Джонсон, Р. Дж.; и др. (2011). «Глобальные перспективы птиц в сельскохозяйственных ландшафтах». В Кэмпбелл, В. Брюс; Ортис, Сильвия Лопес (ред.). Интеграция сельского хозяйства, охраны природы и экотуризма: примеры из области . Springer. стр. 76. ISBN 978-94-007-1308-6.
  118. ^ Udawatta, Ranjith P. & Shibu, Jose (2011). "Потенциал секвестрации углерода в агролесоводческих практиках в умеренном климате Северной Америки". В Kumar, B. Mohan & Nair, PKR (ред.). Потенциал секвестрации углерода в системах агролесоводства: возможности и проблемы . Springer. стр. 35–36. ISBN 978-94-007-1629-2.
  119. ^ Бланко, Умберто и Лал, Раттан (2010). "Ветровая эрозия". Принципы сохранения и управления почвой . Springer. стр. 69. ISBN 978-90-481-8529-0.
  120. ^ Наир, ПКР (1993). Введение в агролесоводство. Springer. С. 333–338. ISBN 978-0-7923-2135-4.
  121. ^ Лал, Раттан (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: Gajri, PR; et al. (2002). Обработка почвы для устойчивого выращивания урожая. Psychology Press. ISBN 978-1-56022-903-2.[ постоянная мертвая ссылка ] и Ури, Ноэль Д. (1999). Защитная обработка почвы в сельском хозяйстве США. Psychology Press. ISBN 978-1-56022-884-4.
  123. ^ Curran, W. (2016). «Покровные культуры для методов консервационной обработки почвы». Университет штата Пенсильвания. Архивировано из оригинала 28 августа 2017 г. Получено 1 декабря 2016 г.
  124. ^ "Управление почвой на картофельных землях". Правительство Манитобы. 2016. Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 года . Получено 1 декабря 2016 года .
  125. ^ "Преимущества систем мочковатых и стержневых корней" . Получено 01.12.2016 .
  126. ^ Spalding M, McIvor A, Tonneijck FH, Tol S и van Eijk P (2014) Мангровые заросли для защиты побережья. Руководство для прибрежных менеджеров и политиков. Опубликовано Wetlands International и The Nature Conservancy. 42 стр.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки