КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЭРОЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Эрозия почвы – интенсивный геоморфологический процесс, который наиболее часто встречается в природе, именно эрозия почвы является причиной ухудшения земельных ресурсов и наносит вред народному хозяйству, эрозия также способствует ухудшению плодородности почв и уменьшению количества обрабатываемых земель. Изменение склонового и речного стока в лучшую сторону влияет на активизацию эрозионных и русловых процессов. В процессе решения проблем охраны, природопользования и воспроизводства природных ресурсов, защита земель от эрозии имеет особое значение, а конкретно в лесостепной и степной зонах, отражающих высокую степень распаханности и включающих в себя покровные отложения плохой противоэрозионной стойкости.
Земля всегда имела высокую важность в списке национальных достояний каждого государства. Но, увы, она имеет способность к уменьшению. Сельскохозяйственные угодья, а именно их площадь, ежегодно подвержены значительному сокращению, даже несмотря на частое вовлечение новых объемов земель.
Главными причинами сокращения площади сельхозугодий можно считать проявления эрозии почв, непродуманный отвод земель для несельскохозяйственных нужд, затопление, подтопление и заболачивание, зарастание лесом и кустарником.
Полагаясь на показатели земельного баланса, около 37 млн га земель в нашей стране склонны к разрушению и водной эрозии, 25 млн га из них – пашни и поля. Важнейшей причиной этого явления можно назвать ливневые и талые воды, крайне часто это можно заметить в лесостепных зонах. Основными зонами, которым свойственна водная эрозии обоснованно считаются Северный Кавказ, Поволжье, Центральная и Центрально-чернозёмная зоны. Величина объема талых вод на описанных территориях составляет от 75 до 110 мм.
Около 60% сельскохозяйственных земель в Нечерноземной зоне находятся на склонах, как раз по этой причине земли в данного района подвержены постоянной опасности распространения водной эрозии.
Канада, Индия, Китай, Австралия, часть европейских, азиатских государств тоже крайне зависимы и подвержены данному явлению.
К примеру, в США в первой половине 20-го в. от эрозии пострадало почти 45 млн га пахотных земель. На сегодняшний день в США полностью исчезло или сильно повреждено почти 100 млн га земель, а 300 млн га с разной степенью тяжести испорчены эрозией. В России же интенсивным началом распространения эрозии можно считать вторую половину 19 в., обусловлено это стремительным освоением новых земель с использованием методов отвальной вспашки и вырубкой травянистой и лесной растительности. Так же причиной послужил достаточно низкий уровень агротехнологий, что так же непосредственно повлияло на распространение водной эрозии. В самой большой степени пострадала Центрально-Черноземная зона. Так, например, в 1946 г. данной площади 42% земель были пашней, 20% занимали леса, а 23,2% целина.
Уже к 1947 г. уровень пашни увеличился до 70%. Исходя из данных за 1955 г. уровень составил уже 80%, а в это же самое время объемы лесных покровов уменьшились до 5–8 %. По данным, имеющимся к данному моменту размер пашни этого участка превышает 87%.
Согласно данным Государственного комитета Российской Федерации по земельной политике России из 210 млн га земель сельхоз назначения более 117 млн га подвержены водной и ветровой эрозии.
Актуальность картографирования данной проблемы обусловлена интенсивностью развития комплекса флювиальных изменений Отрадненского района и интенсивностью земледельческой активности на плодородных почвах этого района.
Целью картографирования водной эрозии почв является рассмотрение различных методов выделения водной эрозии и отображение на картографическом материале ареалов почв с разной степенью эродированности. Данные карты позволяют делать прогнозы и разрабатывать мероприятия по защите от водной эрозии и по восстановлению плодородия эродированных, почв в границах конкретных землевладений и землепользований.
К основным задачам работы относятся:
- загрузка и анализ цифровых снимков рельефа Отрадненского района для дальнейшего исследования;
- выделение эрозионной сети на изучаемой территории;
- построение карты углов наклона земной поверхности, выделение водоразделов;
- на основе полученных данных определение индекса мощности линейной эрозии (Stream Power Index) и построение карты распространения водной эрозии;
- расчет методики RUSLE, построение карты почвенных потерь в т/га в год.
Объект исследования – рельеф Отрадненского района, предмет исследования – спутниковые снимки и ЦМР данной территории.
Введение 3
1 Теоретическое изучение эрозионного процесса 6
1.1 Понятие эрозии и ее видов 6
1.2 Методики картографирования эрозионных процессов 10
1.3 Защита почв от водной эрозии 11
1.4 Физико-географическая характеристика Отрадненского района 14
1.4.1 Физико-географическое положение 14
1.4.2 Природно-климатические условия 15
2 Выявление очагов водной эрозии с помощью методов аэрокосмического
зондирования 21
2.1 Подготовка исходных данных 21
2.2 Картографирование эрозионных процессов 25
3 Создание модели эрозионной сети 29
3.1 Подготовка исходных данных 29
3.2 Процесс создания векторной модели эрозионной сети 30
4 Индекс мощности линейной эрозии (Stream power index) 33
4.1 Создание карты углов наклона рельефа 33
4.2 Выделение водосборов 35
4.3 Расчёт индекса мощности линейной эрозии 37
4.4 Создание карты распространения водной эрозии 38
5 Оценка потенциала водной эрозии с помощью модели RUSLE 40
5.1 Становление модели RUSLE 40
5.2 Расчет R-фактора и K-фактора 42
5.3 Расчет LS-фактора и C-фактора 44
5.4 Расчет RUSLE 46
Заключение 50
Список использованных источников 52
1 Берлянт, А. М. Картография: Учебное пособие для вузов / А. М. Берлянт. – Москва : Аспект Пресс, 2001. – 464 с.
2 Билич, Ю. С. Проектирование и составление карт: учебное пособие для вузов / Ю. С. Билич, А. С. Васмут. – Москва : Недра, 1984. – 364 с.
3 Ермолаев, Н. Р. Оценка потенциала водной эрозии почв Ставропольского края на основе факторной модели RUSLE / Н. Р. Ермолаев, С. А. Юдин, В. П. Белобров // Сельскохозяйственный журнал. – 2019. – №3 (12). – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-potentsiala-vodnoy-erozii-pochv-stavropolskogo-kraya-na-osnove (дата обращения: 05.06.2022).
4 Заруцкая, И. П. Проектирование и составление карт. Карты природы / И. П. Заруцкая, Н. В. Красильникова. – Москва.: Изд МГУ, 1989. – 299 с.
5 Заяц, А. М. Изучение эрозионных процессов с применением почвенно-эрозионного картографирования. / А. М. Заяц, О. М. Яхненко // Научно-исследовательская работа, 2017. – 2 с.
6 Киселева, Е. А. К оценке эрозионной опасности почв (по данным Крымского района Краснодарского края) / Е. А. Киселева, А. В. Погорелов // Известия высших учебных заведений. – 12 с.
7 Кобякова, Н. Г. Некоторые особенности составления и оформления почвенно-эрозионных карт среднего масштаба // Тр. ВАСХНИЛ: Водная эрозия почв и меры борьбы с ней в районах лесостепи. – М., 1996. – 132–140 с.
8 Кузнецов, М. С. Эрозия и охрана почв / М. С. Кузнецов, Г. П. Глазунов. – Москва : МГУ, КолосС, 2004. – 154 с.
9 Максимов, М. М. Автоматизация процесса картографирования морфологии и морфометрии рельефа / М. М. Максимов // 75-я научная конференция студентов и аспирантов Белорусского государственного университета: материалы конф. в 3 ч. Ч. 1, Минск, 14–23 мая 2018 г. / Белорус. гос. ун-т, Гл. упр. науки ; редкол.: В. Г. Сафонов (пред.) [и др.]. – Минск : БГУ, 2018. –
С. 102–105.
10 Нагалевский, Ю. Я. Региональная мелиоративная география. Краснодарский край: монография / Ю. Я. Нагалевский, Э. Ю. Нагалевский,
И. Н. Папенко. – Краснодар, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», 2013 г. – 280 с.
11 Окунев, Р. В. Дневник учебной практики по эрозии и охране почв / Р. В. Окунев, И. А. Сахабиев, К. Г. Гинятуллин. – Казань : Казан.ун-т, 2017. –
24 с.
12 Савин, И. Ю. Об обновлении среднемасштабных почвенных карт / И. Ю. Савин, С. В. Овечкин // Почвоведение. – 2014. – № 10. – С. 1184–1192.
13 Савин, И. Ю. О тоне изображения открытой поверхности почв как прямом дешифровочном признаке / И. Ю. Савин // Бюл. Почв. ин-та им. В. В. Докучаева. 2013. Вып. 71. – С. 52–64.
14 Симакова, М. С. Значение ключевых участков при картографировании почв / М. С. Симакова // Почвоведение. – 1986. – № 8. – С. 135–142.
15 Симонов, Ю. Г. Морфометрический анализ рельефа / Ю. Г. Симонов. – Москва – Смоленск: Издательство СГУ, 1998. – 272 с.
16 Табунщик, В. А. Оценка индекса мощности линейной эрозии в бассейнах рек северо-западных склонов Крымских гор (на примере бассейнов рек Западный Булганак, Альма, Кача, Бельбек, Черная) / В. А. Табунщик // Геополитика и экогеодинамика регионов. – 2021. – №2. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-indeksa-moschnosti-lineynoy-erozii-v-basseynah-rek-severo-zapadnyh-sklonov-krymskih-gor-na-primere-basseynov-rek-zapadnyy (дата обращения: 10.04.2022).
17 Шикула, Н. К. К вопросу картировании территории по интенсивности эрозионных процессов / Н. К. Шикула, А. Г. Рожков, П. С. Трегубов // Оценка и картирование эрозионноопасных и дефляционноопасных земель. – Москва : [б. и.], 1973. – 30–38 с.
18 Щеглов, Д. И. Эрозия и охрана почв / Д. И Щеглов., Н. С. Горбунова. – Воронеж.: издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2011. – 34 с.
19 Desktop.arcgis.com: Электронное руководство ArcMap: ModelBuilder: [сайт] – 2022. – URL: https://desktop.arcgis.com/ru/arcmap/10.7/analyze/modelbuilder/what-is-modelbuilder.htm (дата обращения 13.05.2022).
20 Innoter.com: Спутник ALOS (PALSAR). Daichi : [сайт] – 2022. – URL: https://innoter.com/sputniki/alos-palsar/ (дата обращения 15.03.2022).
21 Stuwood.ru: Природно-климатическая характеристика Отрадненского района : [сайт] – 2022. – URL: https://studwood.ru/1217749/geografiya/klimat (дата обращения: 16.01.2022).
