Geum.ru
   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по сельскому хозяйству  

На правах рукописи

АСОЕВ НУРАЛИ МАХМАДУЛЛОЕВИЧ

ЭРОЗИЯ И ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ В ЗОНЕ ОРОШАЕМОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ ТАДЖИКИСТАНА

специальность 06.01.01. - общее земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание

ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Душанбе Ц 2012

Работа выполнена в Институте почвоведения

Таджикской академии сельскохозяйственных наук (ИП ТАСХН)

Научный консультант:  академик ТАСХН,

доктор сельскохозяйственных наук

Ахмадов Хукматулло Махмудович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

  Акназаров Худодод

  доктор биологических наук

  Алиев Иршат Саидович

  член-корр. ТАСХН,

  доктор сельскохозяйственных наук

  профессор Сардоров Махмадёр Наимович

Ведущая организация:  Государственное учреждение Таджикский научно-

  исследовательский институт гидротехники и

  мелиорации (ГУ ТаджикНИИГиМ)

Защита состоится л27 марта 2012 г. в 10.00 на заседании Диссертационного совета ДМ 050.006.01 при Институте земледелия ТАСХН

Адрес: 735022, г. Душанбе, Гиссарский район, пос. Шарора, ул. Дусти.

тел/факс: (992-372)221-37-57, e-mail: ziroatkor@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института земледелия ТАСХН Гиссарский район, пос. Шарора, ул. Дусти.

Автореферат разослан и размешен на сайте www.zemledelie-tj.ucoz.ru

___________________ 2012 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник  З. Муминшоева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Орошаемые земли в Таджикистане, где 93% территории составляют горные массивы и лишь 7% равнина, являются золотым фондом, и рациональное использование земельных ресурсов играет важную роль в осуществлении продовольственной программы. Эрозионные процессы, имеющие широкое распространение на орошаемых, особенно новоорошаемых землях Таджикистана, наносят огромный экономический ущерб и ежегодно сокращают площадь сельскохозяйственных угодий. Поэтому для приостановления эрозионных процессов требуется незамедлительное применение научно-обоснованных практических мер, направленных на пресечение дальнейшего их развития. Для планирования, проектирования и проведения противоэрозионных мероприятий и рационального использования земель необходимо изучение закономерностей проявления эрозии почв, факторов ее развития, установление количества cмывaeмыx почв, определение тенденции роста оврагов, уточнение вопросов классификации оврагов и заовраженности территории.

Картографические и эрозионные материалы, относящиеся к Таджикистану, вследствие давности проведения почвенно-съемочных работ и изменения почвенного покрова под воздействие человеческой деятельности устарели и в настоящее время не отвечают на многие актуальные вопросы. Они требуют уточнения на основе космических снимков, имеющих принципиальное значение при проектировании и решении социально-экономических задач по мелиорации эродированных земель и вовлечения их в сельхозоборот.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось изучение закономерностей распространения эрозионных процессов, определение взаимосвязи факторов проявления эрозии и темпов её развития, обоснование принципов классификации оврагов и заовраженных земель для разработки противоэрозионных мероприятий на орошаемых территориях. Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

  • выявление общих закономерностей распространения эрозионных процессов на орошаемых землях в зависимости от давности их освоения;
  • изучение природных факторов, влияющих на проявление процессов эрозии;
  • определение причинной связи эрозии почв с антропогенными факторами;
  • исследование темпов развития овражной эрозии;
  • количественная оценка смыва почвы на разных почвообразующих породах и сельскохозяйственных угодьях;
  • обследование зарастания оврагов растительностью;
  • обоснование принципов классификации оврагов и заовраженных земель по различным морфометрическим и морфологическим показателям;
  • определение места оврагов в классификации системного объекта;
  • разработка и обоснование дифференцированного и интегрированного подхода к применению противоэрозионных мероприятий в различных природно-хозяйственных зонах в зависимости от комплекса природно-антропогенных факторов.

Объекты и методика исследований: Исследования проводились на всей орошаемой территории Таджикистана в полевых, экспериментально-стационарных и камеральных условиях в 1990-2011 гг. лично автором и в составе экспедиции института почвоведения Таджикской академии сельскохозяйственных наук. Экспедиционный метод позволил учесть интенсивность развития овражной эрозии по всем морфометрическим показателям. В полевых условиях определялась степень эродированности почвы, были заложены и описаны более пятисот почвенных разрезов, отбирались почвенные образцы для лабораторных анализов, проводились морфометрические измерения и морфологические описания оврагов.

Динамика развития оврагов изучалась стационарным методом в течение 20 лет на 150 оврагах. Измерения морфометрических показателей на орошаемых территориях производились два раза в год, до начала орошения и после. Кроме того интенсивность роста оврагов изучалась путем сопоставления разновременных картографических материалов.

В Яванской долине были заложены полевые опыты по коренной мелиорации заовраженных земель.

Картографической основой служили топографические, почвенные карты и космические снимки (КС) масштаба от 1:1000 до 1:1000000. На крупномасштабных топографических картах и КС было выбрано 20 участков общей площадью 15 тыс. км2 для изучения морфометрии овpaгoв. Эти характеристики были получены при обследовании около пятисот оврагов. Для составления эрозионных карт по методике лаборатории эрозии почв и русловых процессов МГУ с корректировкой применительно к орошаемым условиям использовались картографические материалы и КС.

Научная новизна работы. Научная новизна работы заключается в том, что впервые дана комплексная характеристика эродированных почв новоорошаемых земель, и с использованием картографических материалов и КС составлена серия карт заовраженности территории и карта эрозии почв Республики Таджикистан 1:500000. Выявлена закономерность распространения эрозионных процессов для территории республики и дана характеристика густоты, плотности и площади оврагов, среднегодовой их прирост; овраги охарактеризованы по всем морфометрическим параметрам. Проведена классификация оврагов по морфологическим и морфометрическим показателям; типам расчлененности территории. Приведены новые данные, отражающие интенсивность роста оврагов на новоорошаемых землях. Впервые для условий орошаемых территории установлены особенности самозарастания оврагов. Рассмотрено место овражной эрозии в классификации системного объекта и построена общая схема организации оврага. Предложены методы борьбы с эрозионными процессами и усовершенствования противоэрозионных мероприятий на орошаемых землях.

Защищаемые положения. Основными положениями, выдвинутыми диссертантом на защиту, являются:

  1. Основные характеристики почв новоорошаемых земель.
  2. Основные закономерности проявления и распространения эрозионных процессов и интенсивность их развития с учётом характера хозяйственных условий.
  3. Классификация оврагов по морфометрическим показателям, интенсивность их проявлений; классификация заовраженных земель по типам овражной расчлененности.
  4. Определение места овражной эрозии в классификации системного объекта.
  5. Система методов противоэрозионных мероприятий и основные направления почвозащитных и почвовосстановительных мероприятий на орошаемых землях.

Практическая ценность работы. Полученные результаты служат основой для обоснования почвозащитных мероприятий на орошаемых землях. Внедрение разработанных мер борьбы с эрозией почв предотвратит или доведет до минимума развитие эрозионных процессов. Составленные карты густоты, плотности, интенсивности роста оврагов и предлагаемые методы борьбы с овражной эрозией могут быть применены для обеспечения рационального использования земельных ресурсов, а также при составлении гeнepaльной схемы мероприятий по борьбе с эрозией в условиях орошаемых земель, особенно новоорошаемых.

Разработанная зональная схема по методам борьбы с эрозией почв позволяет установить направленность, состав противоэрозионных работ и очередность их выполнения. Результаты прогнозирования возможного проявления эрозионных процессов в различных геоморфологических зонах могут быть использованы при освоении новых земель Дангаринской и Бешкентской долин, Большого Аштского массива и др. районов.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований использовались проектно-изыскательским институтом "Таджикгипрозем" при проектировании противоэрозионных мероприятий в ряде районов; при составлении республиканской генеральной схемы противоэрозионных мероприятий и при разработке и составлении карт почвенно-эрозионных и потенциальноопасных земель республики, служащих частью вышеуказанных карт СНГ масштаба 1:2500000. Научные разработки по вопросам борьбы с овражной эрозией на новоорошаемых землях были использованы при составлении Генеральной схемы противоэрозионных мероприятий Яванской, Дангаринской, Обикиикской, Уртабузской и др. долин. Кроме того, рекомендации по методам борьбы с овражной эрозии были приняты и внедрены Центральной гидромелиоративной экспедицией Республики Таджикистан.

Апробация работы. Основные материалы и положения диссертации докладывались на Республиканской научной конференции Почва - проблемы и решения (Душанбе, 1991); Республиканском семинаре Проблемы селевых и оползневых явлений, освоение и использование новых земель в горных районах (Душанбе, 1993); Межгосударственной конференции Почвенно-эрозионные процессы и меры борьбы с ними (Душанбе, 1996); Международном симпозиуме Рациональное использование и охрана природных ресурсов горных территорий (Душанбе, 1997); Международной научно-практической конференции Вопросы животноводческой отрасли в Республике Таджикистан на примере Хатлонской области: история и общение (Дангара, 2010); Республиканской конференции Вклад молодых учёных в развитие сельскохозяйственной науки (Душанбе, 2010); Международной конференции Актуальные проблемы развития сельскохозяйственной науки (Душанбе, 2011).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 37 научных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 10 глав, выводов, содержит 67 таблиц, 36 рисунков и список использованной литературы, который включает 260 наименований, 22 из них зарубежных авторов. Общий объем диссертации 332 страницы компьютерного текста.

Глава 1. ПОЧВЫ И ИХ ПРОТИВОЭРО3ИОННАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ

Почвенный покров орошаемых долин Таджикистана впервые был изучен А.П. Сундуковым (1947). Впоследствии он изучался П.А. Керзумом (1953, 1954), П.А. Керзумом и С.М. Васильчиковой (1971), Л.Н. Пачаджановой (1974), М.Р. Якутиловым (1987), Ю.А. Акрамовым (1991) и др. Общую характеристику почв орошаемых долин приведем на примере двух наиболее характерных новоорошаемых земель, которые сильно подвержены эрозионным процессам (Яванская и Дангаринская долины).

Сероземы типичные на орошаемых территориях занимают более высокие уровни, чем светлые сероземы, и профиль этих почв довольно отчетливо разделяется на горизонты. Гумусовый горизонт выделяется ясно. Неорошаемые типичные сероземы формируются в условиях большего дефицита влажности, что создает определенный ход и направление почвообразовательного процесса в этих почвах. Содержание гумуса в слое 0-3 см достигает 4%. С глубиной его содержание постепенно уменьшается до 0,2%. По гранулометрическому составу типичные сероземы в основном среднесуглинистые. Содержание углекислого кальция в верхнем горизонте около 11%. В нижележащих горизонтах оно увеличивается и достигает максимума (24%). Выделения карбонатов выражены в основном в виде неясной белоглазки. Типичные сероземы являются незасоленными - общее количество солей по всему профилю менее 0,1%. Сумма поглощенных оснований 10-13 мг-экв/100 г почвы. Объемная масса типичных сероземов низкая, так как обусловлена рыхлым сложением. Удельная масса однородна и довольно высока (2,71-2,72). Типичный серозем обладает очень высокой общей порозностью (55-60%) по всему разрезу, что свидетельствует о просадочности почвогрунтов.

Сероземы типичные орошаемые формируются на аллювиальных отложениях, перекрытых пролювиальными мелкоземистыми отложениями. Грунтовые воды залегают здесь на глубине 2-3 м, минерализация их колеблется в пределах 2-11 г/л. Искусственное орошение коренным образом меняет водный режим сероземов, приводит к существенным изменениям их физико-химических свойств. При этом одни свойства меняются сравнительно быстро, другие - в течение длительного времени.

Причиной уменьшения количества органического вещества является то, что под влиянием усиливающейся деятельности микроорганизмов в условиях орошения оно начинает интенсивно минерализоваться, а достаточного поступления новых растительных остатков для восполнения его запасов не происходит. Однако при хлопково-люцерновых севооборотах может наблюдаться заметное накопление гумуса.

При орошении почва обогащается карбонатом кальция, концентрирующимся в верхнем горизонте. Характер влияния орошения на почвы зависит от того, какой водой орошается почва: пресной или минерализованной, чистой или содержащей взвешенные частицы.

Небольшие участки орошаемых типичных сероземов относятся к среднезасоленным почвам хлоридно-сульфатного типа засоления. Засолены, как правило, периферийные части конусов выноса. Сухой остаток колеблется в пределах 0,5-0,8 г/л, источником солей являются оросительные воды и поднятые грунтовые воды, поток которых направлен со стороны гор в долину.

Темные сероземы занимают склоны низких предгорий, высоких адыров, речных террас. По гранулометрическому составу темные сероземы на лёсcах средне-тяжелосуглинистые. Данные гранулометрического анализа показывают на некоторое обогащение средней части профиля илистой фракцией.

Содержание гумуса и мощность гумусового горизонта в темном сероземе выше, чем в типичном. Важным генетическим признаком для разделения сероземов на подтипы является также их карбонатность, но при рассмотрении обширного цифрового материала по содержанию карбонатов обнаруживается большая пестрота. Поэтому следует обращать внимание, как указывает Б.Р. Розанов (1950), не столько на количественное содержание карбонатов, сколько на характер их распределения по почвенному профилю. При этом выявляется повышенная выщелоченность карбонатов кальция и магния из гумусово-аккумулятивного горизонта темных сероземов. Определение объемной массы темных сероземов показало, что профиль этих почв значительно уплотнен (1,50-1,65 г/см3), лишь в отдельных слоях плотность снижена до 1,4-1,5 г/см3. Соответственно общая порозность почвы составляет 41-44% и 45-49%.

Сероземно-луговые почвы занимают центральную часть Дангаринской долины, вдоль ручья Корез, и на юге долины в районе кишлака Кушбулок. Формируются они в пониженной части под воздействием минерализованных грунтовых вод (от 1,8 до 10,7 г/л), залегающих на глубине 1,5-3 м. Почвы засолены сульфатами магния и натрия от слабой до сильной степени. В профиле содержится много карбонатов и гипс (с максимумом в нижних горизонтах). В сероземно-луговых почвах наблюдаются значительные колебания в содержании гумуса (2,02-4,02%), и они отличаются более темной окраской по сравнению с сероземами. В профиле наблюдаются следы оглеения в виде ржавых и сизо-зеленых пятен. Для сероземно-луговых почв свойственна неоднородность гранулометрического состава по профилю, хотя во всех горизонтах преобладает фракция крупной пыли.

угово-болотные почвы, так же как и сероземно-луговые, формируются на пониженных элементах рельефа, но при более близком залегании уровня грунтовых вод (в пределах 50 см). Для лугово-болотных почв характерно оглеение всего профиля, начиная с поверхности.

В зоне распространения лугово-болотных почв, несмотря на близкое залегание зеркала грунтовых вод, процесс засоления отсутствует или проявляется очень слабо, так как накопившиеся за лето при большом испарении соли зимой снова поступают в грунтовую воду и ее потоком выносятся за пределы участка. Обычно засоление лугово-болотных почв начинается в первый этап их освоения, то есть после раскорчевки болота и снижения уровня гpyнтовых вод. За 2-3 года исходно незасоленные почвы превращаются в засоленные или в солончак. В настоящее время большая часть этих почв не используется в сельскохозяйственном обороте.

Аллювиальные луговые почвы обычно занимают территорию первых надпойменных террас и развиваются на молодых, в основном супесчаных, аллювиальных отложениях. Профиль почв не развит, почти нет гумусового горизонта, а если он и присутствует, то характеризуется очень малым содержанием гумуса. В связи с близким залеганием уровня грунтовых вод в профиле этих почв преобладает процесс оглеения. Почвы незасоленные; используются под пашни (некаменистые участки), а каменистые - под пастбище.

Коричневые карбонатные почвы распространены выше пояса темных сероземов на высоте от 700 до 2200 м над уровнем моря. Морфологический профиль коричневых карбонатных почв характеризуется хорошо выраженным гумусово-аккумулятивным горизонтом темно-серого цвета и ясно выраженным карбонатно-иллювиальным горизонтом очень плотного сложения. Содержание карбонатов повышается, начиная с глубины 30 см, и в слое 185-240 см достигает 30-40%.

По гранулометрическому составу коричневые карбонатные почвы представляют крупно-пылеватые тяжелые суглинки. Коричневые карбонатные почвы, находящиеся в сельскохозяйственном использовании характеризуются малым содержанием водопрочных агрегатов величиной более 0,25 мм (31,4% в пахотном и 34,9% в подпахотном горизонте). Необходимо подчеркнуть, что смена богарного земледелия на орошаемое, привела к появлению карбоната кальция в верхнем горизонте. Во-первых, это связано с подъемом уровня грунтовых вод; во-вторых, в пахотный горизонт при глубокой пахоте частично включается карбонатно-иллювиальный горизонт, обогащая его карбонатом кальция. Материнская порода горных коричневых карбонатных почв характеризуется еще меньшим содержанием водопрочных агрегатов крупнее 0,25 мм (23,3%).

В отличие от типичных сероземов, гумусовый горизонт коричневых карбонатных почв более растянут. Содержание гумуса в верхнем горизонте 2,3%, к низу количество его постепенно уменьшается до 0,54%. Соотношение С:N здесь немного шире, чем в типичном сероземе.

Почвы незасоленные, грунтовые воды в начале освоения находились на глубине 6-8 м, а в настоящее время на 2,5-3,0 м. Вода слабо минерализованная, по химическому составу хлоридно-сульфатная, магниево-натриево-кальциевая.

угово-коричневые карбонатные магниевые почвы развиваются на пролювиально-аллювиальных отложениях в условиях повышенного грунтового и поверхностного увлажнения. По гранулометрическому составу тяжело-суглинистые; характеризуются значительным оглинением средней части профиля. Общая порозность очень низкая (39,0-44,5%). Только в верхнем 40 см слое величина общей порозности достигает 48%. Гумусовый горизонт имеет темную окраску, распространяющуюся до глубины 0,5 м. Количество гумуса в верхнем слое достигает 9%, с глубиной количество его уменьшается сначала резко, потом постепенно.

Грунтовые воды в конце июня находятся на глубине 130-250 см, а осенью их уровень опускается до 300-400 см. Минерализация грунтовых вод в это время невысокая (2-4 г/л), по составу солей вода сульфатно-натриево-магниевая.

Специфический натриево-магниевый характер засоления этих почв приводит к накоплению поглощенного магния, количество которого составляет 53-75% от суммы поглощенных оснований. Большое содержание поглощенного магния придает почвам солонцеватость, что находит свое выражение в морфологии и физико-механических свойствах (глыбистость, слитость, вязкость, липкость), свойственных луговым солонцеватым почвам или глинистым солонцам. Лугово-коричневые почвы при смачивании сильно набухают, становятся клейкими, плохо водопроницаемыми. Вследствие этого, в период орошения создается поверхностная переувлажненность, т.е. верховодка. В сухом состоянии эти почвы отличаются высокой механической прочностью глыб и вертикальной трещиноватостью.

уговые глубинно-солончаковые экранированные почвы развиваются на сравнительно молодых суглинистых карбонатных аллювиально-пролювиальных наносах. Характерной особенностью этих почв является то, что, несмотря на близкое (1,5-2 м) залегание очень сильно минерализованных (100-105 г/л) грунтовых вод при испаряемости около 1100 мм в год верхний полуметровый (иногда метровый) слой почвы остается незасоленным. Значительное засоление легкорастворимыми солями, преимущественно сульфатами натрия и магния, начинается с глубины 50-100 см. Максимум солей находится более или менее постоянно на глубине около 150-200 см, т.е. в зоне колебания уровня грунтовых вод. Почвы тяжелосуглинистые пылеватые. В составе физической глины преобладает фракция мелкой пыли. Емкость поглощения невысокая (10-15 мг-экв/100 г почвы). Глубина залегания грунтовых вод изменяется по сезонам: от 1,0-1,5 м весной, до 2,5 м осенью. Общая порозность составляет 49-54%. Ниже 0,90 м объемная масса уменьшается до 1,43-1,67 в связи с тем, что поры частично заполнены гипсом.

На основании комплексного анализа основных почвенных характеристик, определяющих противоэрозионную устойчивость почв (водопроницаемость, влагоемкость, структура, гранулометрический состав, содержание гумуса), исследованные почвы располагаются в следующий ряд противоэрозионной устойчивости: лугово-коричневые карбонатные > коричневые карбонатные > орошаемые коричневые карбонатные > сероземы темные > орошаемые сероземы темные > сероземы типичные > орошаемые сероземы типичные.

С противоэрозионной устойчивостью почвы напрямую связано развитие струйчатых размывов и промоин. Однако проявление и интенсивность роста овражной эрозии на разных почвах имеет более сложную зависимость, которая определяется также особенностями геоморфологии территории и режимов полива.

Глава 2. ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ТАДЖИКИСТАНА И ИХ РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Площадь территории Республики Таджикистан в административных границах на 1 января 2011 года составляет 14255397 гектаров. Сельскохозяйственные угодья занимают 7160,3 тыс. га, в том числе орошаемые - 678,4 тыс. га; земли населенных пунктов - 147,8 тыс. га, из них 50,2 тыс. га орошаемые; земли промышленности, транспорта, связи, оборонные и другого назначения - 185,8 тыс. га, из которых 4,6 тыс. га орошаемые; земли для охраны природы, а также оздоровительные, рекреационные и культурно-исторические - 2685,5 тыс. га, в т.ч. 0,30 тыс. га орошаемые; земли, занимаемые гидротехническими и другими сооружениями водного хозяйства - 39,5 тыс. га, в т.ч. 0,9 тыс. га орошаемые; земли лесохозяйственных организации - 1117,1 тыс. га, из которых 4,3 тыс. га орошаемые. Всего используемых земель в республике 14350,1 тыс. га, в т.ч. 95,8 тыс. га за пределами административных границ, из них 6,6 тыс. га в Республике Узбекистан и 89,2 тыс. га в Кыргызской республике. Из 1,2 тыс. гектаров таджикской земли 1,1 тыс. га используется Узбекистаном, 0,1 тыс. га. - Кыргызстаном.

Мелиоративное состояние орошаемых земель в республике заметно ухудшается. Если в 2006 году 4835 га посевных земель, из них 4613 га орошаемых, по различным причинам (засоление и заболачивание, отсутствие воды, выход из строя водоканалов, гидротехнических сооружений) не были использованы в сельском хозяйстве, то в 2009 г. эти площади составили уже 18103 и 14967 га, а в 2010 г. они достигли 19290 и 15297 га. В Хатлонской области 12300 га посевных земель, в том числе 10123 га орошаемых, в Согдийской области 5223 га, в том числе 4876 га орошаемых и в районах Республиканского подчинения 1767 га, в том числе 298 га орошаемых земель, не были использованы в сельском хозяйстве.

Более тщательное изучение потенциальных биоклиматических ресурсов орошаемой пашни долинной хлопковой зоны показывает наличие существенных различий в продуктивности этих, на первый взгляд, однородных земель. Эти различия определяются многочисленными комбинациями таких климатических факторов, контролирующих влагообеспеченность во время созревания урожая, как сумма эффективных температур, сумма весенних осадков, среднесуточный дефицит влажности в осенний период. Определенная совокупность этих факторов создает ту или иную степень благоприятствования для возделывания хлопчатника с различным типом волокна и, следовательно, оказывает влияние на урожай, качество сырца и уровень доходности поливного гектара.

На основе проведенных исследований и разработанной шкалы экономических оценок орошаемых земель хлопковой зоны выделено 8 кадастровых ареалов, дифференцирующих продуктивность земель по валовому продукту (с точки зрения агроклиматических ресурсов) от 0,86 до 2,39 балла.

Система в основном учитывает различия в условиях производства хлопководческих хозяйств с обоснованием сорторазмещения и возможных ареалов возделывания наиболее ценных сортов хлопчатника.

Хозяйства, входящие в первый кадастровый ареал, имеют самые худшие условия производства и поэтому там размещают посевы хлопчатника с низким качеством волокна (V тип). Это крайняя граница возможности возделывания культуры в Гиссарской долине, отдельные хозяйства Кулябской зоны и Согдийской области, расположенные выше отметки 900 м над уровнем моря, т.е. районы с самой низкой теплообеспеченностью. Экономически такие хозяйства не возмещают даже издержек по производству основного продукта. Качественный анализ ресурсов поливной пашни хлопковой зоны, позволяющий выделить менее ценные для хлопководства земли, служит важным методическим ориентиром к обоснованию размещения на них отраслей продовольственного комплекса. Исходя из этого, необходимую трансформацию производства и связанное с ней углубление зональной специализации следует осуществлять, прежде всего, на базе земель I и частично II агроклиматических ареалов. Эти ареалы расположены преимущественно в непосредственной близости к крупным городам и промышленным центрам республики. Процесс модернизации на этих землях уже протекает, что и нашло отражение в разрабатываемой системе.

Восьмой кадастровый ареал представлен наилучшими климатическими условиями, позволяющими выращивать хлопок наиболее высокого качества (I тип волокна). Такие условия имеются в Шаартузском, Кабадиёнском, Кумсангирском, Джиликульском, Пянджском и, частично, в Колхозабадском районах (ареал самой высокой степени теплообеспеченности). В складывающейся экономической и демографической ситуации в перспективном хлопководстве страны значительный интерес будут иметь только земли, пригодные для выращивания тонковолокнистого хлопчатника.

Необходимость укрепления продовольственного комплекса требует также принципиального иного, по сравнению со сложившейся практикой, подхода к использованию горно-поливной пашни. Главным направлением рационального использования этого ресурса в среднесрочной перспективе является развитие картофелеводства с сопутствующим ему производством мяса. Основным же резервом увеличения мясной продукции должны стать земли хлопковой зоны, севооборотный кормовой клин, которой в настоящее время превышает 100 тыс. га. Высокий биоклиматический потенциал этих земель, особенно в южных районах республики, позволяет организовать круглогодичную систему кормопроизводства при съеме 3Цх урожаев в год (озимая пшеница, хлопчатник и зимневегетирующие культуры (рапс, перко и др.) с большей части площадей.

Глава 3. АГРОКЛИМАТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТАДЖИКИСТАНА

Таджикистан одна из самых высокогорных стран в Центральной Азии. Большая часть её территории занята горами, относящимися к Тянь-Шаньской и Памиро-Алайской горным системам, и лишь 7% площади составляют долины.

Особенности климата Таджикистана обусловливаются горным рельефом и положением вдали от океанов, создающих большое разнообразие природных условий. Общей чертой климатических особенностей территории республики являются высокие летние температуры и сухость воздуха.

Высокие горные хребты защищают от холодных вторжений воздушных масс с севера, поэтому зима в южных районах, находящихся под прикрытием Гиссарского, Зеравшанского и Туркестанского хребтов, значительно мягче, чем в северных.

Орографический фактор обусловливает также большой контраст в распределении осадков. Значительным увлажнением отличаются лишь наветренные склоны северной и западной экспозиций, обращенные, как правило, к несущим влагу ветрам.

Формы рельефа вносят своеобразие и в термический режим территории: выпуклые формы уменьшают, а вогнутые увеличивают годовую и суточную амплитуды температуры воздуха и почвы.

Однако решающая роль в формировании климата принадлежит солнечной радиации. Сумма солнечной радиации и продолжительность солнечного сияния за год в Таджикистане очень велики.

Годовой приход прямой солнечной радиации на равнинах республики при безоблачном небе составляет 145-150 ккал/см2, а в высокогорьях, благодаря большой прозрачности атмосферы, достигает 195-200 ккал/см2; количество рассеянной радиации составляет соответственно 22 и 38 ккал/см2.

В теплое полугодие количество поступающего тепла определяется, в основном, прямой солнечной радиацией. Доля рассеянной радиации в это время очень мала, вследствие большой сухости воздуха и отсутствия облачности. Радиационный баланс на территории Таджикистана в среднем положителен. Адвективная мгла и пыльные бури, особенно часто наблюдаемые в южных районах, значительно уменьшают приход прямой  радиации и увеличивают долю рассеянной.

В южных и юго-западных районах республики зимой преобладает циклоническая деятельность. Прохождение циклонов обычно заканчивается холодными вторжениями, после чего на несколько дней устанавливается ясная, морозная погода. Относительно большая влажность воздуха и частые вторжения холодного воздуха обусловливают частую повторяемость зимних туманов.

Весна в Таджикистане наступает резко. Для неё характерна неустойчивая погода с частой сменой температуры воздуха, вызванная интенсивной циклонической деятельностью и частыми вторжениями холода.

ето характеризуется ясной, сухой и жаркой погодой. Повторяемость холодных вторжений летом, сопровождаемых пыльными бурями, тоже велика. Однако они не приводят к заметному понижению температуры воздуха в приземном слое и не приносят осадков.

В сентябре-октябре в горах и долинах в характере атмосферных явлений происходит перелом. Холодные вторжения завершаются образованием обширных антициклонов, которые обусловливают характерные для осени длительные периоды теплой, солнечной и сухой погоды.

В октябре-ноябре развивается циклоническая деятельность, наступает период дождей, а в декабре (в горах раньше) отмечается переход к зиме.

По характеру формирования температурного режима, проявлению сезонности, условиям увлажнения, вертикальной поясности и другим  признакам в республике выделено 11 агроклиматических районов. В качестве их границ были приняты естественные орографические рубежи, в той или иной степени влияющие на весь комплекс формирования погодных условий.

Глава 4. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИИ

Для территории Таджикистана опубликованы серии карт эрозии почв, засоления, растительности и сельскохозяйственных угодий мелких масштабов (Якутилов, Джаббаров, 1968; Ахмадов, и др. 1980). Некоторая часть этих картографических материалов, в том числе эрозионных, вследствие давности проведения почвенно-съемочных работ и изменения объектов под воздействием человеческой деятельности, уже устарела и не отвечает на многие актуальные вопросы, имеющие принципиальное значение при проектировании и решении социально-экономических задач по мелиорации эродированных, дефлированных, эрозионно-опасных и дефляционно-опасных земель и вовлечения их в сельхозоборот.

В последние годы для составления карт эрозии почв и в целях использования их для мониторинга применяются КС. Их применение при изучении и картографировании эродированных почв и сопоставление результатов дешифрирования КС с традиционными эрозионными материалами дает возможность разработать способ показа водной, ирригационной, овражной эрозии и дефляции с разделением их по градациям смыва и дефляции на почвенно-эрозионной карте Таджикистана и на этой основе дать прогноз развития деградации почвы. Кроме того, КС являются хорошим материалом для составления карт плотности, густоты и площади оврагов.

Для более точного дешифрирования КС был выбран эталонный участок и на его основе разработан каталог эталонов основных типов и подтипов эрозионных процессов. В качестве такого эталонного участка орошаемой территории с развитием всех видов ирригационной эрозии была выбрана Яванская долина, расположенная в юго-западной части Таджикистана.

На основании комплекса дешифровочных признаков КС была составлена карта эрозии почв Яванской долины, где выделены все виды эрозии (рис. 1). В центральной и южной частях долины интенсивно развивается овражная и ирригационная эрозия. В северной части долины встречаются ареалы слабо эродированных почв, и здесь развита слабая ирригационная эрозия. Для восточной части долины характерна высокая интенсивность развития ирригационной эрозии. В предгорной части встречаются все категории эродированных почв.

Рис. 1. Фрагмент карты эрозии почв Таджикистана (почвы Яванской долины, подверженные разной степени ирригационной эрозии)

Условные обозначения: 1 - сероземы светлые, слабоэродированные; 2 - сероземы и сероземы светлые слабоэродированные; 3 - сероземы типичные среднеэродированные; 4 - типичные сероземы, подверженные средней степени эрозии; 5 - комплекс орошаемых сероземов, подверженных слабой и средней ирригационной эрозии; 6 - комплекс орошаемых сероземов типичных, подверженных сильной ирригационной эрозии; 7 - сероземы темные, сильноэродированные; 8 - орошаемые сероземы темные, подверженные слабой ирригационной эрозии; 9 - орошаемые сероземы темные, подверженные средней ирригационной эрозии; 10 - комплекс орошаемых сероземов темных, подверженных средней и сильной ирригационной эрозии; 11 - коричневые карбонатные сильноэродированные; 12 - орошаемые сероземно-луговые, слабоэродированные; 13 - комплекс коричневых карбонатных и коричневых карбонатных освоенных почв, сильноэродированные; 14 - территория, расчлененная оврагами и с сильной смытостью почв; 15 - скалы.

В зависимости от давности орошения и степени проявления эрозионных процессов все почвы Таджикистана можно разделить на шесть агрогрупп: 1. Староорошаемые территории со слабо выраженной эрозией, куда входят Вахшская и Зеравшанская долины, междуречье Кызыл-Су - Пяндж и другие. 2. Орошаемые территории со слабо выраженной эрозией и с единичными оврагами. К этой группе относятся земли, прилегающие к реке Вахш, таджикская часть Ферганской долины, предгорная часть Сугдской области и др. 3. Новоорошаемые земли с четко выраженной эрозией и с многочисленными оврагами. Сюда относятся Яванская и Обикиикская долины, массивы Ташрабадский, Эскигузарский, Мортеппа, Уртабоз (Пархарский) и др., где наблюдается сильное развитие эрозионных процессов. Плотность оврагов на этих землях достигает 60 ед./км2. 4. Условно периодически орошаемые земли, находящиеся в основном в Северном Таджикистане, мелиорация которых сводится к обильному одноразовому поливу, что приводит к развитию сильной эрозии почв. 5. Локально-орошаемые земли, которые сильно подвержены эрозионным процессам и расположены в горных областях республики. 6. Перспективно-орошаемые земли с большим потенциалом эродированности. В настоящее время на этих землях эрозионные процессы развиты слабо и овражная эрозия почти отсутствует. Сюда относятся Дангаринская долина, массивы Чордагал, Кынызды, Карасырт, Кызыли и вторая очередь Бешкентской долины (Асоев, 1993).

Полное представление о заовраженности территории можно получить при наличии всех карт овражности (плотности, густоты и площади оврагов), которые характеризуют современную расчлененность местности.

Составленная серия карт овражности орошаемых территорий показывает, что наибольшее количество оврагов приурочено к новоорошаемым землям, таким как Яванская, Обикиикская долины, массивы Мортеппа, Эскигузар, Гараути. Плотность оврагов здесь достигает 60 ед./км2. Это наиболее заовраженные и эродированные земли. Другие орошаемые долины и массивы (западная часть Ферганской, Вахшская, Гиссарская, Кызылсу-Яхсуская, Бишкентская долины, массивы Уртабозы, Ташрабад и др.) слабо- или среднезаовраженные. Необходимо подчеркнуть, что в пределах всех орошаемых земель встречаются все категории заовраженности, что показано на примере карты плотности оврагов Яванской долины (рис. 2).

Большой практический интерес представляет карта густоты овражной сети. Она дает полное представление о современной расчлененности территории и должна быть использована при составлении схемы комплексов противоэрозионных мероприятий по борьбе с овражной эрозией на рассматриваемой территории.

В орошаемых долинах наблюдается неравномерное распределение густоты овражной сети. В Яванской и Обикиикской долинах наибольшая густота оврагов составляет 3,0-3,6 км/км2. Все сильнозаовраженные участки расположены вдоль рек Явансу и Обикиик. Остальная часть этого региона, занятая под орошение, практически не расчленена оврагами. Ташрабадский, Уртабозский, Эскигузарский и другие массивы по сравнению с вышерассмотренной территорией слабо расчленены овражной сетью. Участки с наибольшим коэффициентом густоты (2,4-3,1 км/км2) расположены по окраинам массивов. Старооршаемые земли, такие как западная часть Ферганской, Вахшская, Гиссарская, Кызылсу-Яхсуская долины очень слабо или вообще незаовражены. Показатель густоты оврагов здесь составляет до 0,1 км/км2. Неравномерность густоты оврагов показана на примере Яванской долины (рис. 3).

Рис. 2. Карта-схема плотности оврагов Яванской долины

За последние десятилетия в различных отраслях науки широко развивается концепция мониторинга, как альтернатива традиционным методам наблюдений за состоянием природной среды в условиях возрастающего антропогенного воздействия. При исследовании оврагообразования мониторинг включает в себя наблюдение за развитием овражной эрозии с выявлением регионов с сильно развитой линейной эрозией, оценкой среднегодовых потерь почв в результате эрозии и среднегодового прироста оврагов по таким показателям как плотность, густота, площадь, длина, ширина, глубина, а также прогнозирование овражно-эрозионных и оползневых процессов.

Рис. 3. Карта-схема густоты оврагов Яванской долины

Исходя из вышеизложенного, мы проанализировали развитие овражной эрозии до начала освоения, в разные сроки после начала орошения и в настоящее время, а также дали прогноз на ближайшее будущее, т.е. рассмотрели развитие овражной эрозии в системе мониторинга.

Анализ картографических материалов показывает, что плотность оврагов до начала освоения на всех орошаемых землях составляла до 1 ед./км2. Только в пределах крупных балок и саев этот показатель достигал 1-5 ед./км2.

Карта плотности оврагов на 1978 г. свидетельствует, что на некоторых участках новоорошаемых территорий, например, в переделах Яванской, Обикиикской долин, на массивах Уртабоз, Гарауты и др. наблюдалось катастрофическое развитие овражной эрозии, и количество оврагов здесь достигало более 30 ед./км2.

Карта плотности оврагов, составленная на основе картографических и полевых материалов за 1989-1991 гг. и уточненная в полевых наблюдениях 2005-2009 гг., показывает, что количество оврагов за период с 1978 по 1990 гг. продолжало увеличиваться. При этом овраги, образовавшиеся в первые годы освоения, в настоящее время прекратили свой рост, и их развитие происходит только за счет обваливания и осыпания откосов.

Составленная серия карт плотности оврагов дает основание прогнозировать развитие овражной эрозии до 2025 г. Анализ показывает, что если интенсивность роста оврагов с 2010 по 2025 гг. будет такой же, как за период 1978-1990 гг., то в результате линейной эрозии уничтожатся земли, расположенные вдоль береговых зон рек и крупных отрицательных форм рельефа.

Наблюдения, проведенные на площади 1694 га, ограниченной реками Явансу, Кайнарсай и Чортасай показывают, что в результате линейной эрозии уничтожатся земли, расположенные вдоль этих рек. Изменение площади оврагов по различным градациям их плотности за разные периоды исследования приведены в табл. 1. Контуры с различными показателями плотности оврагов на рассматриваемых территориях увеличиваются на одну или две градации. Особенно заовраженные земли расположены в береговой зоне реки Явансу. Максимальный показатель плотности оврагов здесь может достигать 50-70 ед./км2 .

Таблица 1

Динамика изменения площади оврагов (га) междуречья Явансу,

Кайнарсай и Чортасай по отдельным градациям их плотности

(по картографическим материалам)

№

Эрозия и плотность оврагов

Год наблюдения

1973

1981

1993

2009

1

Поверхностная

1326

1282

1288

1290

2

1-10 ед./км2

137

110

40

35

3

10-20

108

45

45

47

4

20-30

34

71

126

220

5

30-40

38

50

70

60

6

40-50

44

48

-

48

7

50-60

7

88

125

120

При разработке мер борьбы с овражной эрозией, планировании и проектировании различных хозяйственных мероприятий необходимо определить степень заовраженности территорий. Данные, характеризующие заовраженность, можно получить из карты плотности, густоты и площади оврагов. Сравнивая карту густоты с картой плотности и площади оврагов северной части Таджикистана заметим, что эти показатели варьируют в широких пределах. Большая часть орошаемой территории слабо и очень слабо заовражена.

Наибольший интерес, в плане показателей заовраженности, представляют небольшие орошаемые участки, расположенные между Туркестанским и Зеравшанским хребтами в пределах устьевой зоны реки Зеравшан. Территория охватывает долинные, низкогорные и среднегорные зоны южного склона первого хребта и северного склона - второго. Густота овражной сети на большей части рассматриваемой территории составляет 0,8-1,2 км/км2. Только на отдельных небольших участках показатель густоты достигает 2 км/км2 и более. На южном склоне Зеравшанского хребта находятся участки с густотой 0,8-0,4 км/ км2. Плотность в верхнем течении Зеравшана в среднем составляет 1-3 оврага на км2, а в устьевой части увеличивается до 5.

В центральной и западной частях Таджикистана, где широко развиты антропогенные овраги, между тремя показателями существует четкая взаимосвязь. Участки, где густота овражной сети не превышает 0,1 км/км2 относятся к незаовраженной территории. Плотность здесь составляет до одного оврага на км2, площадь - 1%. К слабозаовраженной территории относятся участки, где густота овражной сети 0,1-0,4 км/км2 плотность - 1-3, площадь оврагов - 1-4%. К среднезаовраженной - соответственно 0,4-0,8 км/км2, 3-5 оврагов на км2 и 4-7%. К сильнозаовраженной - 0,8-1,6; 5-7; 7-10. К очень сильнозаовраженной - более 1,6; более 7; более 10.

В южной и юго-восточной частях Таджикистана, слабо- или среднерасчлененных овражной сетью, плотность и площадь оврагов тоже незначительные. На всех сильно расчлененных участках показатели плотности и площади оврагов достигают максимальных значений. Такая же зависимость существует и в юго-западной части республики, где каждой категории густоты овражной сети соответствуют определенные показатели плотности и площади.

Вопросы классификации заовраженных земель для орошаемой зоны Таджикистана до сих пор никем не исследовались. Нами впервые была сделана попытка классифицировать орошаемые земли по пораженности оврагами.

В результате анализа показателей плотности, густоты и площади оврагов были выделены семь типов земель разной категории расчлененности, каждой из которых соответствует определенная степень пораженности оврагами:

  • нерасчлененные земли;
  • очень слаборасчлененные земли с единичными эрозионными формами;
  • слаборасчлененные земли с ложбинно-лощинно-ложбиновидными формами и единичными оврагами;
  • среднерасчлененные земли с овражно-ложбинно-лощинными формами;
  • сильнорасчлененные земли с оврагами, оббуридами, ложбинами, саями и балками;
  • очень сильнорасчлененные земли с оврагами, оббуридами и другими отрицательными формами рельефа;
  • чрезмерно сильнорасчлененные земли.

Некоторые характеристики овражно-балочных систем и их водосборов в зависимости от степени пораженности оврагами приведены в таблице 2, из которой видно, что количество оврагов и их площадь с увеличением показателей расчлененности возрастают соответственно с 16 до 19475 шт. и с 0,6 до 8752,9 га. Эта закономерность имеет большое значение при организации и планировании противоэрозионных мероприятий.

Глава 5. МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОВРАГОВ

Для проведения мероприятий по борьбе с овражной эрозией необходимо иметь данные по морфометрии оврагов, т.е. по длине, ширине, глубине, площади, продольному профилю, превышению вершины оврага над устьем, удаленности вершины от водораздела, расстоянию между оврагами и др., которые дают возможность получить количественную характеристику, как отдельных элементов оврагов, так и всей линейной формы эрозии.

Длина оврагов - один из основных морфометрических показателей. Ее можно широко использовать при разработке мелиоративных приемов (протяженности приовражной лесополосы, донных запруд, расчете земляных работ при засыпке и выполаживании оврагов и т.д.), определении расчлененности территории и для расчета среднегодового прироста оврагов.

Данные о длине оврагов в Яванской долине показывают, что на орошаемых территориях преобладают овраги длиной до 300 м (74,2%). Овраги протяженностью от 301 до 600 м составляют 15,2%, более 601 м - 10,6% от общего их количества. Близкие данные были получены и на других орошаемых землях Таджикистана (табл. 3).

Таблица 3

Распределение оврагов по длине на некоторых орошаемых землях Таджикистана

Длина оврагов, м

Яванская долина

Обикиикская долина

Эскигузарский массив

Количество оврагов, шт.

% от общего

количества

Количество оврагов, шт.

% от общего

количества

Количество оврагов, шт.

% от общего

количества

До 100

128

32,9

167

45,8

142

53,3

100-200

98

23,6

72

19,8

54

20,3

200-300

69

17,7

46

12,5

33

12,4

300-400

23

5,9

27

7,4

12

4,5

400-500

20

5,2

18

4,9

14

5,3

500-600

16

4,1

22 ,

6,0

6

2,3

Более 600

41

10,6

13

3,6

5

1,9

Из кривых распределения видно (рис. 4), что на орошаемых землях распространены короткие овраги. Это может указывать на преобладание процесса оврагообразования над затуханием, и в будущем эти овраги при неправильном сбросе поливных вод могут активно развиваться по всем морфометрическим показателям.

Данные, полученные в результате обработки полевых и топографических материалов, показывают, что длина большинства оврагов составляет менее 45% от длины склонов или отрицательных форм рельефа, на которых они развиваются. Редко длина отдельных оврагов приближается к 75%.

Рис. 4. Кривые распределения длины оврагов на орошаемых землях Таджикистана

Другая важная морфометрическая характеристика оврагов - площадь. Данный показатель используется при подсчете разрушенных земель, определении объема лесомелиоративных работ, расчете пораженности территории оврагами и других практических целей. Полученные данные показывают, что на орошаемых землях преобладают овраги площадью менее 0,5 га. Доля крупных оврагов (от 0,5 до 2,0 га) незначительна - около 3% от общего их количества.

Расстояние между оврагами на орошаемых территориях варьирует в широких пределах и доходит до нескольких сотен метров. Расстояния менее 100 м составляют 37,5%; от 100 до 500 - 36,9%; от 500 до 1000 м - 15,6% и более 1000 м - 10,0%. Преобладание расстояний между оврагами до 500 м связано с тем, что хозяйства сбрасывают оросительную воду по бровкам, днищам отрицательных форм рельефа и террасам, которые с момента поступления сбросных вод начинают интенсивно разрушаться. После того, как овраг начинает уничтожать поля, оросительные воды перебрасываются на новое место и процесс разрушения земель начинается заново. В тех хозяйствах, где с первого года освоения соблюдались противоэрозионные мероприятия, и поливные воды сбрасывались по менее эрозионноопасным местам, овраги встречаются редко и расстояние между ними составляет более 500 метров.

В межовражных пространствах преобладают площади небольших размеров - менее 2 га. Незначительные площади оврагов и межовражных пространств осложняют их освоение и рациональное использование в сельском и лесном хозяйствах.

Следующая характеристика оврагов - глубина. Количество поперечников, на которых определялись глубины, зависело от длины оврагов. На коротких оврагах (до 100 м) измерения производились через 25 м, а когда длина превышала 500 м - через 100 м. Кроме того, количество поперечников зависело от степени извилистости и глубины оврагов. При сильно изменяющихся ширине и глубине оврага, количество поперечников на нем значительно увеличивалось. В Яванской долине средняя глубина оврагов составляет 9,3 м, при максимальном значении 63,5 м и минимальном - 1,0 м. В Обикиикской долине эти показатели достигают соответственно 8,8; 41,4 и 2,2 м; в Уртабозском массиве - 6,1; 23,0 и 0,5 м; в Эскигузарском массиве - 4,5; 19,2 и 0,4 м. Подсчеты показали, что большинство оврагов (от 49 до 67% от общего их количества) на орошаемых территориях имеют глубину до 10 м (табл. 4).

Таблица 4

Распределение оврагов по глубине на некоторых орошаемых территориях

Группа оврагов по глубине, м

Обикиикская долина

Яванская долина

Эскигузарский массив

Количество оврагов

шт.

%

шт.

%

шт.

%

До 5

35

28,2

91

25,4

32

31,7

5-10

26

21,0

151

42,3

30

29,7

10-15

28

22,6

69

19,4

12

11,9

15-20

12

9,7

23

6,4

9

8,9

20-25

6

4,8

12

3,4

7

6,9

25-30

7

5,6

4

1,1

5

5,0

Более 30

10

8,1

7

2,0

6

5,9

Ширина оврагов также является одним из основных морфометрических показателей. Наблюдения в различных частях исследуемой территории показали, что ширина оврагов, как и глубина, варьирует в широких пределах. Среднее значение ее в Яванской долине составляет 18,3 м, при максимуме 110,0 и минимуме 1,3 м. Эти показатели в Обикиикской долине равняются соответственно 17,2; 97,4 и 1,6 м; в ур. Эскигузар - 13,7; 24,6 и 1,1 м; в ур. Уртабоз - 12,6; 29,7 и 1,2 м. Максимальные глубины оврагов в Яванской и Обикиикской долинах связаны с оползневыми процессами, которые происходят в результате выклинивания почвенно-грунтовых вод. Подсчеты показали, что овраги шириной до 10 м составляют от 23,8 до 51,5%; от 10 до 20 м - от 28,1 до 40,2%; от 20 до 40 м - от 11,4 до 29,2% и более 40 м - от 6,7 до 16,6% от общего их количества (табл. 5).

Объем вынесенного грунта из оврагов по сравнению с другими морфометрическими данными колеблется в очень широких пределах. Абсолютное большинство оврагов 60-79% имеют объем менее 100 тыс. м3. Овраги объемом от 100 до 200 тыс. м3 составляют 17-24%; более 200 тыс. м3 - 4-15% от общего их количества (табл. 6). Редко, но встречаются овраги объемом в миллион м3. Максимальные объёмы вынесенного почвогрунта из оврагов составляют 3 472а200, 2 145 825 и 1 176 864 м3.

Таблица 5

Распределение оврагов по ширине на некоторых орошаемых территориях Таджикистана

Группа оврагов по ширине, м

Обикиикская долина

Яванская долина

Эскигузарский массив

Количество оврагов

шт.

%

шт.

%

шт.

%

До 10

84

23,8

43

23,9

86

51,5

10-20

142

40,2

57

31,7

47

28,1

20-30

74

21,0

32

7,8

12

7,2

30-40

29

8,2

18

10,0

7

4,2

40-50

13

3,7

13

7,2

5

3,0

Более 50

11

3,1

17

9,4

10

6,0

Таблица 6

Распределение оврагов по объему вынесенного почвогрунта на некоторых орошаемых территориях Таджикистана.

Группа оврагов по объему,

тыс. м3

Яванская долина

Обикиикская долина

Количество оврагов

шт

%

шт

%

До 10

42

19,5

69

43,7

10-50

51

23,2

32

20,2

50-100

38

17,3

23

14,6

100-150

26

11,8

16

10,1

150-200

28

12,7

11

7,0

Более 200

35

15,5

7

4,4

Исследования, проведенные нами на орошаемых территориях, показали, что откосы антропогенных оврагов зависят от количества сбросных вод, поступающих на дно оврагов. При значительном их количестве откосы оврагов на всем протяжении вертикальные. В нижней части откосов иногда образуется неустойчивая осыпь. В дальнейшем осыпь выносится оросительными водами и на ее месте образуется новая. Этот процесс продолжается до тех пор, пока угол наклона продольного профиля оврага не примет значение близкое к установившемуся. После этого поток, образующийся на дне оврага, начинает меандрировать и расширять его. В большинстве случаев угол наклона поверхности откосов оврагов в устьевой части составляет 80-90. В средней и вершинной частях, где на дне оврагов образуется небольшая осыпь, угол поверхности откосов составляет 30-40. Выше осыпной части угол наклона поверхности откосов достигает 90.

Характерной особенностью оврагов на орошаемых территориях является то, что в неглубоких оврагах (до 5 м) на всем протяжении осыпная часть отсутствует и стенки откосов вертикальные. В более глубоких оврагах в нижней части всегда образуется осыпной откос.

В результате выклинивания грунтовых вод на откосах оврагов проявляются оползневые явления, иногда в большом количестве, что способствует интенсивному развитию эрозионных процессов. Если выклинивание почвенно-грунтовых вод наблюдается в верхней части, то откосы становятся пологими и сильно перенасыщаются влагой, в результате чего наблюдается медленное движение массы грунта, т.е. псевдо-солифлюкционный процесс. В таком случае откосы оврага имеют угол наклона 15-30.

Наблюдениями установлено, что на большей части любого оврага преобладают откосы с уклонами 70-90 и лишь на меньшей части (от общей длины оврага) встречаются откосы с уклонами от 35 до 70. Средневзвешенный уклон откосов в целом составляет 60-85.

Изучение продольных профилей оврагов и их сопоставление с другими морфометрическими показателями позволяет выявить интенсивность развития оврагов и предел их роста в длину и глубину, определить превышение вершины над устьем и т.д. Продольный профиль, как и многие другие морфометрические данные, является величиной переменной. На исследуемой территории в устьевой и средней частях оврагов уклон продольного профиля минимальный (1-4) и только у коротких оврагов длиной до 50 м он бывает несколько выше. По направлению к вершине уклон возрастает и в верхней части достигает 5-7. Встречаются овраги, которые на всем своем протяжении имеют одинаковый угол продольного профиля. Однако есть овраги, уклон дна которых в устьевой части превышает 10, а в средней - 4. Такое строение продольного профиля на однородной породе связано с рельефом местности. Анализ данных по интенсивности развития оврагов показал, что именно такие овраги наиболее интенсивно развиваются как в ширину, так и в длину.

Между длиной оврагов и уклоном продольного профиля существует четкая зависимость. Чем овраг длиннее, тем незначительнее угол наклона продольного профиля, и наоборот.

Глава 6. ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИИ

Одним из важных показателей овражной эрозии является интенсивность роста оврагов. Ее изучение имеет большое научно-практическое значение для обоснованного планирования и проведения противоэрозионных мероприятий, для проектирования дорог, мостов, прудов и водоемов, а также для решения ряда научных проблем почвоведения, геологии, геоморфологии и других наук. Определив интенсивность роста оврагов, можно объективно оценить ущерб, причиняемый народному хозяйству, скорость разрушения земель, прогнозировать развитие овражной эрозии.

Интенсивность развития овражной эрозии на орошаемых землях Таджикистана значительно больше, в сравнении с неорошаемыми условиями. Наблюдения за темпами роста оврагов на орошаемых территориях проводились в Обикиикской и Яванской долинах, урочищах Уртабоз Пархарского района, Ляур и Султанабад Рудакинского, Эскигузар Вахдатского районов. Кроме того, для выявления динамики роста оврагов были использованы литературные данные.

Для изучения линейного прироста оврагов использовали специальные полустационарные наблюдения, сопоставление разновременных картографических материалов, опрос местных жителей и другие методы. Данные, полученные различными методами, позволили проследить тенденцию развития оврагов за последние 40 лет.

В полевых условиях нами в 1990-2010 гг., на орошаемых территориях Яванской и Обикиикской долин проводились наблюдения за динамикой развития овражной эрозии. Прирост изучался на 37 оврагах, на которых было установлено 72 репера. Наблюдения показали, что среднегодовой прирост всех типов оврагов в пересчете на одну овражную вершину составил 14,5 м, при максимальном значении 72,4 м. Для склоновых оврагов эти показатели составили 4,5 и 12,6 м, для донных 20,1 и 72,4 м, а для береговых и 13,4 и 53,6 м.

На орошаемых землях иногда наблюдается катастрофический прирост оврагов, когда за 1-2 дня может образоваться овраг длиной до сотни и более метров. Так, весной 2008 г. в Обикиикской долине, в Хуросонском районе, джамоате Уяли в результате выпадения осадков в предгорной зоне сформировался мощный поток, который размыл вершинную часть затухшего оврага, образовавшегося в первые годы освоения долины. Разрушая орошаемые территории, где уровень почвенно-грунтовых вод находился на глубине 0,6-1,0 м, поток образовал гигантский овраг длиной свыше 150 м, шириной 100 м и глубиной до 10 м. Образовавшаяся сжиженная масса, наподобие холодной лавы, двигалась по дну оврага, углубила его и при выходе уничтожила часть населенного пункта. В общей сложности было уничтожено и разрушено около 300 домов.

В результате анализа картографических материалов выявлено, что в течение первых пяти лет после начала орошения (1968-1973 гг.) среднегодовой прирост оврагов составлял от 4 до 84 м, причем 90% всех обследованных оврагов имели прирост более 15 м/год. В следующее пятилетие (1973-1978 гг.) эти показатели уменьшились, и в большинстве случаев не превышали 10 м/год. Объединение данных картографического анализа и полевых наблюдений показало, что среднегодовой прирост по 120 оврагам в Яванской долине за период 1968-2010 гг. составил 20,1 м. Полученные нами цифры несколько больше, чем данные, встречающиеся в литературе. По-видимому, это связано с тем, что в последние годы оросительные воды сбрасываются в основном по висячим отрицательным формам рельефа. Необходимо отметить, что прирост оврагов в разные периоды освоения составлял различные величины. Например, если в первые десять лет после начала освоения среднегодовой прирост оврагов составлял 25,9-30,0 м, то в последние пятнадцать лет этот показатель снизился до 8,0-16,7 м/год.

Изучению интенсивности развития оврагов в ширину и глубину в Яванской долине посвящены единичные работы (Ахмадов, 1982,1987; Аxмадов, Якутилов, 1987). За период с 1990 по 2010 гг. нами различными методами был изучен прирост оврагов по этим морфометрическим параметрам. Так как прирост оврагов в ширину может происходить в различных их частях, то установка одного, двух или трех реперов не может показать реальную картину интенсивности роста линейной эрозии. Исходя из этого, на каждом исследуемом овраге было установлено до 20 реперов на всех характерных участках. Для определения динамики развития оврагов в ширину также широко использовались КС.

На орошаемых территориях скорость развития оврагов в ширину и глубину по сравнению с естественными оврагами несколько больше. Полевые наблюдения показали, что рост оврагов в ширину сильно варьирует. Так, в Яванской долине, среднегодовое врезание оврагов в глубину составило 0,6 м, при максимальном значении 1,7 м и минимальном 0,1 м, а в ширину - 5,1 и 16,7 и 0,2 м соответственно. Среднегодовой прирост в глубину составил в устьевой части 0,4, а в средней 11,4 м, при максимальном значении, 2,1 и 32,1 м соответственно.

Глава 7. КЛАССИФИКАЦИЯ ОВРАГОВ

В научной литературе существует множество классификаций антропогенных оврагов, которые предназначены, как для теоретических, так и для практических целей. Классифицировать овраги можно по разным признакам: по расположению в рельефе; типу процессов, происходящих на откосах оврагов; по горным породам, прорезанных ими; по морфометрическим показателям и др.

Исходя из генетических, морфометрических и других признаков, все овраги можно объединить в отдельные типы и подтипы. Проблема их типизации имеет большое теоретическое и практическое значение и привлекает к себе внимание исследователей. Отметим, что только за последние 40 лет было предложено несколько десятков различных классификаций оврагов. Существующие классификации по различным параметрам для условий орошаемых долин и орошаемой горной территории Таджикистана не приемлемы, что объясняется особенностью их природно-климатических и антропогенных условий.

В результате многочисленных полевых исследований нами установлено, что разнообразие овражных форм связано с литологией, климатом, рельефом местности, хозяйственной деятельностью человека и др., т.е. с комплексом взаимодействующих природных и антропогенных факторов.

В зависимости от расположения в рельефе овраги делятся на склоновые, донные и переходные. Овраги склонового типа нами подразделены на следующие подтипы: а) развивающиеся на склонах балок, саев, лощин, ложбин, не выходящие за пределы их бровок; б) развивающиеся на склонах речных долин, не имеющих террас или со слабо выраженными террасами; в) развивающиеся на склонах горных хребтов.

Антропогенные донные овраги образуются в результате резкого изменения условий стока с вышерасположенной водосборной площади, вызываемого сплошной распашкой, не контролируемым выпасом скота, приводящим к уничтожению травянистой растительности и чрезмерному уплотнению почвы. Это приводит к формированию большого количества оросительных вод, движущихся по дну ложбин, лощин, ложбиновидных понижений, балок и других отрицательных форм рельефа. Иногда причиной образования донных оврагов служит неправильное проектирование и эксплуатация прудов. В условиях горного рельефа очень часто непосредственным фактором возникновения донных оврагов является распашка дна гидрографической сети.

В зависимости от расположения в рельефе антропогенные донные размывы подразделяются на следующие подтипы: а) овраги, развивающиеся на дне отрицательных форм рельефа, устья которых высоко расположены выше уровня местного базиса эрозии; б) овраги, развивающиеся на дне ложбин, лощин, саев, балок и ложбиновидных понижений; в) овраги, развивающиеся на дне коллекторов, кюветов, оросителей каналов в результате размыва их дна.

Для оврагов этого типа характерны значительная длина, огромная территория водосборной площади, незначительные показатели продольного профиля. Характерная особенность донных оврагов заключается в том, что у них хорошо выражены боковые и вершинные водосборы. Если естественные донные овраги средне и сильно разветвлены, то антропогенные в основном не разветвлены или слабо разветвлены. Донные овраги характеризуются выработанным профилем равновесия и пологим падением дна (0,0001-0,040).

Антропогенные переходные овраги развиваются: а) за пределами бровки отрицательных форм рельефа и на поверхности речных террас, при незарегулированном сбросе оросительных вод с прилегающих полей; б) на днище отрицательных форм рельефа, выходящих своим верховьем за их пределы; в) в концевой части дренажных и оросительных сетей при большой разнице в отметках их дна и основного водоприемника.

Глава 8. ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ОВРАГОВ

Процесс формирования откосов оврагов - это одновременно и процесс затухания оврагообразования. Для орошаемой территории вопросы образования откосов в процессе формирования выработанного продольного профиля оврагов до настоящего времени не исследовались.

Формирование откосов оврагов на орошаемой территории проходит в четыре стадии. Первая стадия - юность. Для нее характерны вертикальные (до 90) откосы, лишенные растительности и отсутствие осыпи в нижней части. Вследствие сброса огромного количества оросительных вод с полей у оврага с уклоном продольного профиля 5-10 происходит энергичный размыв дна и откосов. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока угол наклона не снизится до 1-3.

Первая стадия развития откосов оврагов заканчивается с появлением осыпи в нижней их части. С этого начинается вторая стадия, которая возникает обычно на некотором расстоянии от растущей вершины. Откосы оврагов имеют ступенчатый характер. Угол наклона осыпной части откосов составляет 20-40, а выше нее расположен вертикальный откос. Продольный профиль оврагов невыработанный. Если в первой стадии развития откосов глубинная эрозия преобладает над боковой, или они равны, и вследствие этого происходит углубление оврагов, то во второй стадии боковая эрозия преобладает над глубинной, в результате чего в нижней части откосов образуется осыпь и наблюдается расширение дна оврагов.

Размыв дна оврагов наблюдается на очень узкой полосе. Однако на орошаемой территории, где откосы длительное время находятся в вертикальном состоянии, и глубинная эрозия почти отсутствует, образование осыпной части происходит вследствие того, что дождевые и талые воды, образующиеся выше бровки оврага, размывают верхнюю часть его откосов, а размытый материал аккумулируется на их поверхности. Этому процессу способствует то, что, попадая на поверхность вертикальных откосов, дождевые капли увлажняют его, а при первом же солнечном дне происходит иссушение. В результате неоднократного повторения этого цикла грунт теряет свою прочность, происходит его осыпание и накопление в нижней части откосов овражных наносов. Кроме того, в образовании осыпи на откосах оврагов значительную роль играет накопление на их дне снега, сдуваемого ветром с прилегающих территорий. Вследствие таяния снега происходит сильное увлажнение откосов оврагов и набухание грунта, а при солнечной погоде его иссушение. Грунт теряет свою прочность и происходит его осыпание. В результате вышеописанных процессов вдоль обрывистых откосов оврага начинает формироваться осыпь. По своей стабильности она неустойчива и частично подмывается снизу глубинной и боковой эрозией, а с поверхности откосов - плоскостной. Осыпь пополняется сверху вследствие обвалов, выветривания и осыпания откосов оврагов.

Третья стадия развития откосов оврагов начинается с того момента, когда у подножья обрывистых откосов образуется устойчивая осыпь, которая не подмывается потоками талых, дождевых и орошаемых вод. Осыпная часть откосов покрывает около 90% вертикальной части осыпи и подходит непосредственно к почвенным горизонтам, а вертикальный откос резко уменьшается. В связи с этим сильно сокращается возможность для осыпания и обваливания, что способствует развитию растительной формации. Характерной чертой откосов этой стадии является то, что они полностью покрыты растительностью. Проективное покрытие на дне оврагов, где полностью отсутствует глубинная и боковая эрозия, составляет 100%. Угол наклона откосов оврагов составляет 20-50.

Четвертая стадия - последняя; она начинается с того момента, когда вогнутая форма откосов оврагов трансформируется в прямую, вследствие разрушения обрывистого участка за счет его размыва поверхностным стоком. Обваливание, осыпание и выветривание грунтов здесь играет незначительную роль. Продольный профиль еще может быть невыработанным, в русле оврага можно встретить невысокие, до 50 см перепады. Поперечный профиль оврагов на этой стадии в основном V-образный, переход откосов на дне еще более плавен и незаметен, чем в третьей стадии. Угол наклона откосов в зависимости от морфометрических показателей оврагов различен. В широких, неглубоких (до 10 м) и недлинных (до 100 м) оврагах с большой водосборной площадью угол наклона откосов составляет 15-35, а в глубоких (более 10 м) и нешироких (до 15 м) с незначительной водосборной площадью (до одного га), угол наклона откосов превышает 35. Проективное покрытие травянистой растительностью обычно составляет от 60 до 90%, а на дне - 100%. В конце этой стадии на некоторых участках откосов оврагов наблюдается слабый размыв грунта - наибольший у бровки оврага. Максимальное количество материала темного цвета отлагается на дне оврагов. Мощность таких отложений на некоторых участках достигает 2,5 м. Уплотненность почвы в различных частях откосов оврага также неоднородна. Максимальные показатели объемной массы почвы отмечаются на дне оврагов, а минимальные - у бровки.

Отличительной чертой оврагов, находящихся в четвертой стадии, является четкая выраженность бровки. С исчезновением бровки оврага и постепенного слияния его с прилегающей территорией, овраг переходит в другие виды отрицательных форм рельефа. Образование откосов оврага, формирующихся в результате обваливания, осыпания и выветривания грунтов, в четвертой стадии заканчивается.

В научной литературе существуют многочисленные классификации оврагов по стадиям развития для равнинной территории. Большинство авторов выделяют четыре стадии развития оврагов. Первой стадией считается формирование промоины - формы линейной эрозии, образующейся в пределах почвенной толщи и имеющей глубину 30-50 см, при максимальном значении 1,5 м.

В то же время указывается, что к оврагам следует относить линейные образования глубиной более 1,0-1,5 м. Поэтому промоина обладает некоторой самостоятельностью, являясь не начальной стадией развития оврагов, а одной из стадий развития современной линейной формы эрозии. Промоина может переходить в овраг, в то же время может закончить свое развитие, как самостоятельная эрозионная форма. На этом основании для орошаемых горных условий мы выделяем три основные стадии в развитии оврагов.

Первая стадия развития овражной эрозии - стадия интенсивного развития оврагов. Для этой стадии характерны: выработанный продольный профиль, отсутствие осыпей в нижней части откосов, многочисленные водобойные колодцы, интенсивный рост по всем морфометрическим показателям и мощные оползневые процессы на откосах.

Вторая стадия развития оврагов - стадия медленного развития. Характерные черты оврагов во второй стадии развития заключаются в том, что в нижней части откосов появляется осыпь, на поверхности которой со временем поселяется растительность, способствующая ослаблению эрозионных процессов. На этой стадии наблюдается незначительный прирост оврагов по всем морфометрическим показателям.

Третья стадия - стадия постепенного затухания и перехода в другие отрицательные формы рельефа. Характерные черты оврагов, находящихся в третьей стадии, в отличие от других эрозионных отрицательных форм рельефа (балки, лощины, ложбины и ложбинновидные понижения), заключается в четкой выраженности бровки, задернованности откосов, на поверхности которых происходит смыв материала, отсутствие размыва дна и аккумуляция наносов. В зависимости от длины оврагов, угол наклона откосов и продольного профиля различные. У коротких оврагов угол наклона поверхности откосов составляет 36-60, у длинных - 7-25. Показатели угла наклона продольного профиля коротких оврагов также значительны и составляют 12-30 и более, а у длинных - до 12. Поперечное сечение у коротких оврагов V-образное, а у длинных - корытообразное с широким дном.

Глава 9. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД ПРИ ИЗУЧЕНИИ ОВРАЖНОЙ ЭРОЗИИ

В течение последнего десятилетия в научной литературе стали все чаще употреблять понятия система, системность, системный анализ, системный подход и т.п. Основой системного анализа считают общую теорию систем и системный подход. Основателем системного анализа явлений и предметов природы и общества считается Л. Берталанфи (1969, 1969а). Системный подход - направление методологии специально научного познания и социальной практики, в основе которого лежит исследование объектов как систем.

Методологическая специфика системного подхода определяется тем, что она ориентирует исследования на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих ее механизмов, на выявление многообразных типов связей сложного объекта и сведения их в единую теоретическую картину. Важнейшая особенность принципов и методов системного подхода заключается в том, что они не должны замыкаться в рамках строго связанных систем. В этом отношении принципы и методы системного подхода обладают более широким и более гибким содержанием, они не подвергаются слишком жесткой концентрации и абсолютизации.

Процессы развития овражной эрозии в различных почвенно-климатических зонах проявляются по-разному и в основном зависят от комплекса природных и антропогенных факторов: количества атмосферных осадков, степени покрытия растительностью, литологии, способа, техники и нормы полива и др. В зависимости от сочетания причин развития эрозионных процессов выделяются естественная, естественно-антропогенная и антропогенная овражная эрозии, для которых характерны свои особенности. Однако, во всех случаях овражной эрозии свойственно разрушение, перемещение и транспортировка почвогрунтов под влиянием воды. В этом отношении овражную эрозию можно рассматривать как разрушителя системы. Разрушая почву, перемещая ее посредством транспортировки с одного места в другое и оставляя после себя деформированные (разрушенные), непригодные для сельскохозяйственного использования земли, эрозия выступает как новообразование в системе или образование новой системы, более сложной по своему характеру, свойствам и поведению. В связи с этим следует отметить, что системный подход позволяет рассматривать овражную эрозию и другие виды естественно-антропогенных оврагов как отдельную систему и, одновременно, как объект, входящий в системный комплекс, представляющий собой некоторую целостность. Развитие овражной системы, как и других природных систем, идет от простого к сложному, от струйчатого размыва, промоин до зрелого оврага. При этом развитие может идти по разным вариантам. Это может быть однонаправленное прогрессирующее развитие до состояния зрелого оврага, имеющее пульсационный рост, скрытые формы образования пустот, которые в дальнейшем могут превращаться в овраг; или же это полигенетическое, полифункциональное развитие, когда овраг проходит несколько стадий качественных изменений.

На новоорошаемых землях связь между структурными элементами или компонентами почвы осуществляется, главным образом, в процессе передвижения поливной воды на поверхности (борозда) почвы. Со временем, когда почва насыщается до предельной полевой влагоемкости (ППВ), наступает момент критического максимума влагоемкости, наблюдается разрыв структурных связей почвы, т.е. проявляется процесс ускоренной эрозии. В процессе разрыва структурных связей, в зависимости от скорости передвижения поливной воды, а также в зависимости от допустимой не размывающей скорости горных пород, передвигаются и перемещаются разные фракции почвенных частиц. Но при интенсивном развитии ускоренной эрозии, почвенные компоненты превращаются из связывающего механизма в механизм разрушения и погребения, т.е. начинается процесс разрушения структурных элементов почвенной системы.

Процесс разрушения структурных элементов является причиной оврагообразования, первую стадию которого мы называем интерстадия, или начальная стадия развития овражно-ирригационной эрозии. Вторая стадия - стадия формирования, развитие которой зависит от степени взаимовлияния структурных элементов (компонентов) почвы и характера влияния факторов их формирования. Следует отметить, что в оврагообразовании степень взаимовлияния компонентов более высока по сравнению с другими процессами, протекающими в почве, и это способствует развитию линейной эрозии. Вследствие интенсивного развития овражно-ирригационной эрозии под влиянием внутренней силы тяжести и внешних факторов, во второй стадии наблюдается постепенное отсечение определенной части почвенной системы. Здесь можно наблюдать за ходом развития морфологических и морфометрических элементов, а также элементов системообразующей связи, которые придают оврагу устойчивость функционирования. Далее, в результате горизонтального и вертикального размыва, происходит транспортировка размывающихся материалов и сбрасывание их в каналы и реки. Вышеуказанные процессы могут влиять на состав и свойства предыдущей системы и приобретают характерные для себя свойства и сущность, т.е. формируется молодой овраг, где четко выражены вершина, бровка, откосы и устья. Формирующемуся молодому оврагу свойственны все элементы системы (морфологические, морфометрические, системообразующие и др.), занимающие определенное место в пространстве и во времени и имеющие характерную историю развития, т.е. он является системным объектом для исследования. На этом дальнейшая динамика развития овражно-ирригационной эрозии не ограничивается.

Молодой овраг в ходе своего развития переходит в стадию зрелости, где сильно переплетены элементы и связи, и отчетливо выделяется отрыв структурных элементов почвенной системы. Происходит ускоренный процесс дифференциации, в силу которого зрелый овраг образует вокруг себя массу небольших по масштабу оврагов, которые можно назвать овражной системой или сетью. Все они генетически связаны и подчиняются основным стволам оврага.

С реализацией принципов и методов системного подхода и по существующей ныне классификации системных объектов, овражно-ирригационную эрозию можно отнести в разряд класса ограниченных систем, характеризующихся наличием связей между структурными элементами и их атрибутами (свойствами) и появлением в целостной системе новых свойств. В построенной нами трехступенчатой системе, первым как система, выделяется овраг. Система - это множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами. Структура - это расположение и соотношение компонентов целой части и природы (способа) их взаимодействия. Структурные элементы нами подразделены на более мелкие единицы - субструктурные. В овражных системах выделяются шесть категорий структурных элементов (рис. 5), каждый из которых подразделяется на многочисленные субструктурные элементы.

Глава 10. ПРОТИВОЭРОЗИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ В ОРОШАЕМОЙ ЗОНЕ

Все почворазрушающие процессы, имеющие место на орошаемых землях (оврагообразование, оползнеобразование, подмыв берегов рек) тесно взаимосвязаны (рис. 6), а основной их причиной являются ошибки, допущенные в процессе сельскохозяйственного использования при орошении. Поэтому почвозащитные мероприятия должны представлять собой единый комплекс, основу которого должно составлять регулирование расхода и сброса оросительной воды. Главное внимание в орошаемых долинах следует уделять предупреждению дальнейшего развития почворазрушающих процессов, так как ликвидация имеющихся оврагов, оползней и подмывов берегов рек в большинстве случаев очень дорогостояща. Однако в условиях орошаемых долин, где почворазрушающие процессы вывели из строя очень большие площади, рекультивация нарушенных земель, является жизненно необходимой.

Реконструкция эродированных и разрушенных оврагами земель является одним из прогрессивных мелиоративных приемов, направленных на улучшение почвенно-экологических условий орошаемых территорий, уменьшение интенсивности развития эрозионных процессов, радикальное изменение технологических условий территории в соответствии с требованиями не только современной, но и перспективной сельскохозяйственной техники.

Мелиоративное преобразование рельефа местности на новоорошаемых территориях с целью эффективного использования его в сельскохозяйственном производстве в условиях Таджикистана проводилось с момента освоения. Это строительство гидроинженерных сооружений, оросительных каналов, установление гидронасосных станций, планировка полей, а также прокладка дренажных систем.

Рис. 6. Взаимосвязь почворазрушающих процессов при ирригации

Однако в проектах новоосваиваемых земель не предусматривались проведение дифференцированных (региональных) противоэрозионных мероприятий. Механический перенос некоторых противоэрозионных мероприятий из других мест, на новоорошаемые земли Таджикистана привел к интенсивному развитию эрозионных процессов. Примером этого могут служить Яванская и Обикиикская долины.

В настоящее время все равнинные земли интенсивно используются в сельском хозяйстве, а наиболее пересеченные, эрозионноопасные овражно-балочные крутые склоны с активным развитием эрозионных процессов и предгорно-низкогорные наклонные шлейфы заняты малопродуктивными выгонами и пастбищами или переданы в Гослесфонд под облесение. Сейчас, в связи с расширением богарного садоводства и виноградарства и интенсивным использованием склоновых земель под различные сельскохозяйственные культуры, возникла необходимость разработки приемов по возврату малопродуктивных разрушенных склоновых земель в интенсивное сельскохозяйственное использование с одновременной защитой их от повторных эрозионных процессов. Современный уровень развития науки и техники позволяет принять действенные меры для сохранения экологического равновесия в природе, предотвращения влияния неблагоприятных природных явлений на естественные ландшафты. Эти вопросы являются неотъемлемой частью борьбы за повышение продуктивности земледелия и дальнейшего подъема сельского хозяйства.

Одним из эффективных агромелиоративных приемов борьбы с эрозией почв на орошаемых территориях при бороздковом поливе является тщательная планировка поверхности полей, правильный подбор элементов техники и норм полива. В условиях Таджикистана под орошение используются долины и массивы, где угол наклона превышает 10. На таких землях основными эффективными противоэрозионными мероприятиями должны являться: прекращение распашки земель для посева однолетних сельскохозяйственных культур на склонах круче 12; использование эродированных земель под многолетние травы, насаждения и сады.

При возделывании этих земель обязательно необходимо применять следующий противоэрозионный комплекс:

  • глубокая вспашка поперек склона, почвоуглубление до 30-40 см;
  • узкорядные посевы поперек склона; обвалование зяби и паров под зиму временными земляными валиками в 15-20 см;
  • бороздование, мульчирование.

Кроме того, необходимы мероприятия, способствующие задержанию влаги и увеличению ее запасов в почве, лучшему сохранению почвы от эрозии:

  • проведение вспашки, посевов и всех обработок сельскохозяйственных культур на выровненных и односторонних склонах только поперек склона;
  • внедрение в производство прогрессивных поверхностных способов полива: полив напуском по узким полосам культур сплошного посева и полив по бороздам пропашных культур;
  • снижение до минимума количества сбросных вод по отрицательным эрозионным формам рельефа, имеющим невыработанный продольный профиль.

С целью предупреждения и дальнейшего предотвращения развития линейной эрозии на новоорошаемых территориях необходимо в первую очередь упорядочить водопользование, довести до минимума сбросные воды и резко сократить сброс по висячим эрозионным отрицательным формам рельефа. Часто на новоорошаемых территориях сбросные трубы расположены так высоко, что брызги низвергающихся потоков смачивают откосы оврагов и способствуют интенсивному развитию овражной эрозии. На таких участках водосбросные трубы должны доходить до уровня местного базиса эрозии.

Существуют многочисленные противоэрозионные приемы для ликвидации овражной (линейной) эрозии: засыпка оврагов, частичная засыпка с лесомелиоративными приемами и др.

Основными причинами, вызывающими ирригационную эрозию, как указывалось, являются сложный рельеф, податливость почв смыву и размыву и, практикуемая в хозяйствах техника бороздкового полива, не отвечающая указанным природным условиям. В практике полива площадей с большими уклонами накоплен определенный опыт предупреждения смыва почв. Могут использоваться следующие приёмы: бороздковый полив строго дозированными безопасными струями; полив по контурным бороздам и бороздам-щелям; закрепление почвы в поливных бороздах структурообразователями; оструктурирование поверхности почвы при дождевании и т.д. Большая длина борозд требует увеличения струи воды, а это приводит к смыву почвы, поэтому необходимо применять переносные поливные трубопроводы и при этом подбирать диаметр трубок в соответствии с уклоном местности. Согласно опытным данным, на легко- и среднесуглинистых почвах с уклоном от 0 до 2 следует применять трубки диаметром 20-25 мм, а от 2 до 5 - 10-15 мм. Однако при таком сочетании длина борозды не должна превышать 70-150 м.

есомелиоративные мероприятия включают облесение крутых склонов, оврагов, конусов выноса, селевых бассейнов. Лесопосадки на склонах крутизной до 40 проводятся на террасах, сооруженных выемочно-насыпным способом. При крутизне более 40 в почвогрунтах делаются шпуты буровзрывным способом. Облесение оврагов включает посадку деревьев на склонах, прилегающих к боковым частям, вершине, на откосах оврагов и по тальвегу. Облесение русел горных саев с временными водотоками осуществляется в сочетании с их предварительной гидротехнической мелиорацией.

Посадочным материалом в зависимости от природных условий может быть арча, боярышник, багрянник, шиповник, экзохорда и др. Лесопосадки необходимо защищать от рубок и пожаров.

К гидротехническим и агротехническим мероприятиям относятся: строительство склоновых и русловых сооружений, террас, запруд, берегоукрепительных работ, глубокое рыхление, бороздование и т.п.

На основании картографических материалов и полевых исследований, нами выявлены несколько типов склоновых малопродуктивных земель, где сильно развита овражная эрозия и которые очень сильно расчленены эрозионными линейными отрицательными формами рельефа, для которых рекомендуются типовые схемы закрепления оврагов и освоения разрушенных ими земель. Обобщенная система противоэрозионных мероприятий и их эффективность на орошаемых землях приведена на рисунке 7.

ВЫВОДЫ

  1. Впервые выделены и охарактеризованы орошаемые сероземы и орошаемые коричневые почвы на территории Яванской и Дангаринской долины. Описаны изменения в свойствах этих почв, происходящие в результате орошения. Содержание органического вещества в гумусовых горизонтах уменьшается, количество карбонатов возрастает. Повышается плотность почв, а их порозность снижается.
  2. На основании комплексного анализа основных почвенных характеристик, определяющих противоэрозионную устойчивость почв (водопроницаемость, влагоемкость, структура, гранулометрический состав, содержание гумуса) составлен ряд почв орошаемых территорий Таджикистана по противоэрозионной устойчивости: лугово-коричневые карбонатные > коричневые карбонатные > орошаемые коричневые карбонатные > сероземы темные > орошаемые сероземы темные > сероземы типичные > орошаемые сероземы типичные.
  3. Мелиоративное состояние орошаемых земель из года в год ухудшается. Если в 2006 году 4835 га посевных земель, из них 4613 га орошаемых, по различным причинам (засоление и заболачивание, отсутствие воды, выход из строя водоканалов, гидротехнических сооружений) не были использованы в сельском хозяйстве, то в 2010 году этот показатель увеличился до 19290 га, в том числе 15297 га орошаемых земель.
  4. На основе космических снимков впервые для юга Таджикистана составлена карта эрозии почв в масштабе 1:500 000. На карте четко определены границы развития водной, ирригационной, овражной эрозии и дефляции почв в различных частях орошаемой территории. Впервые выделены комплексы проявления эродированности почв. Установлено, что на орошаемых территориях все заовраженные участки приурочены к береговым зонам рек. Изучение и дешифрование КС показало, что на их основе можно достоверно и с большой точностью установить перспективные земли под освоение. Экономический эффект от применения КС при составлении тематических карт в 3-6 раз выше по сравнению с традиционными методами картирования почв.
  5. Составлены карты густоты и плотности овражной сети для Яванской долины. Максимальная густота и плотность отмечены в центральной и юго-восточной частях долины, где они составляют более 4,2 км/км2 и более 5 ед./км2 соответственно. Северная, южная и юго-западная части расчленены овражной сетью умерено или слабо (0,4-1,2 км/км2). Другие орошаемые территории по сравнению Яванской долиной менее расчленены линейной эрозией. Усовершенствована методика составления таких карт с применением переходных коэффициентов для карт разного масштаба.
  6. На основании существующих картографических материалов исследована динамика развития овражной эрозии за период с 1967 по 2010 г. Составлена карта интенсивности проявления линейной эрозии. Выделено семь массивов с максимальным линейным приростом оврагов. Среди них есть массивы, где максимальный прирост происходит только за счет естественных факторов и массивы, где главные факторы естественно-антропогенные и антропогенные. Установлено, что максимальный показатель линейного прироста оврагов приурочен к новоорошаемым территориям. Без орошения наибольший показатель прироста оврагов наблюдается в зоне выклинивания грунтовых вод и максимального выпадения атмосферных осадков. На большей части исследуемой территории наблюдается слабая (до 1 м в год) линейная эрозия. Прирост оврагов на орошаемых землях - 16,7 м/год с максимальным значением - 674,8 м/год. За период 1990-2010 гг. зафиксированы овраги, интенсивность роста которых превышала 800 метров в течение одного или двух дней.
  7. Составлена прогнозная карта плотности оврагов до 2025 года. Установлено, что максимальное развитие оврагов в перспективе будет наблюдаться в береговых зонах рек и крупных саев, при этом развитие оврагов в этих местах будет усиливаться за счет оползневых процессов. Число гигантских оврагов за этот период будет увеличиватся.
  8. Впервые для орошаемых земель Таджикистана разработана классификация земель по типам расчлененности овражно-балочной системой. Выделено семь категорий степени расчлененности, которые отличаются как по морфологическим, так и по морфометрическим характеристикам. На основе полевых и картографических данных разработана классификация оврагов на орошаемой территории по различным морфометрическим показателям.
  9. Описана стадийность развития оврагов, включая стадии формирования откосов. Охарактеризованы процессы их зарастания в зависимости от стадии развития. Выявлено, что зарастание оврагов в зоне орошения происходит очень быстро. Растительность на откосах оврагов появляется с момента их образования. Установлен перечень пионерных, растений, которые появляются в осыпной части оврагов. Для различных стадии развития оврагов определены растения индикаторы.
  10. Предложена схема организации оврага, как сложной системы с множеством структурных элементов и связей. Выделено шесть категорий структурных элементов (морфологические, морфометрические, геолого-геоморфологические, системооброзующие, природно-климатические и антропогенные), которые подразделены на многочисленные субструктурные элементы.
  11. Разработаны дифференцированные и интегрированные методы борьбы с эрозионными процессами в зависимости от комплекса природных и антропогенных факторов, влияющих на эрозию почв. Для орошаемых территорий рекомендованы различные сочетания агротехнических, фитомелиоративных, гидромелиоративных мер борьбы с деградацией почвенного покрова.
  12. Разработана и предложена обобщенная система противоэрозионных мероприятий, включающая организационные, предупредительные, приостанавливающие, восстанавливающие меры, и дана оценка их эффективности.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

  1. Коренную мелиорацию (частичная или полная засыпка оврагов) необходимо применять в зоне орошения для следующих типов оврагов: а) склоновых, расположенных на уклонах менее 10, максимальная глубина которых не должна превышать 15 м (при средней глубине до 10), а длина 600-800 м; б) донных, расположенных на дне отрицательных форм рельефа, глубина которых не должна превышать 10 м (при средней глубине до 8), а длина 500 м. Частичная или полная засыпка оврагов обязательно должна сопровождаться постепенной замочкой тел заравниваемых оврагов с тем, чтобы достичь естественного объемного веса почво-грунтов (1,2-1,3 г/см3).
  2. Спланированные заовраженные участки первые 2-3 года должны использоваться под возделывание однолетних сельскохозяйственных культур (кукуруза, сорго многоукосное, многоукосная суданская трава и др.) с тем, чтобы в конце вегетации культур была возможность провести текущую планировку просевших участков. Затем их занимают многолетними травами (люцерна в течение 2-3 лет). После этого участки можно использовать под любые сельскохозяйственные культуры, в том числе под хлопчатник.
  3. Орошение спланированных заовраженных участков должно осуществляется стационарными дождевальными установками с импульсным характером работы. Применение искусственного дождевания способствует экономному расходованию оросительной воды и предотвращению вторичного оврагообразования.
  4. Для предупреждения оврагообразования в орошаемой зоне необходимо упорядочить водоиспользование: резко сократить непроизводительный сброс оросительной воды, для чего создавать в нижних частях поливных карт сбросоулавливающие каналы и повторно использовать собранные воды для орошения.
  5. На орошаемых землях предгорий и среднегорной части следует широко использовать лесомелиоративные мероприятия: создание вокруг оврагов трехрядных приовражных лесных полос из засухоустойчивых древесно-кустарниковых пород. Рекомендуется создавать приовражные лесные полосы из богрянника, карагача, дрока испанского, лоха восточного и вишни обыкновенной.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ АВТОРА:

Монографии, книги и брошюры

1. Асоев Н.М. Основные болезни зерновых культур в Таджикистане и рекомендации по их предотвращению. Душанбе: Министерство сельского хозяйства Республики Таджикистан, 1998. 10 с (в соавторстве, на Таджикском языке).

2. Асоев Н.М. Ключ урожая. Душанбе: Кишоварз, 2010. 72 с. (в соавторстве, на таджикском языке).

3. Асоев Н.М. Эрозионные процессы на орошаемых землях Таджикистана. Душанбе: Эр-граф, 2011. 311 с. (в соавторстве).

4. Асоев Н.М. Развитие эрозионных процессов на орошаемых землях Таджикистана и методы борьбы с ними. Душанбе: Эр-граф, 2011. 431 с.

Статьи в периодических изданиях из перечня ВАК РФ

5. Асоев Н.М. О состоянии посевов зерновых культур в республике // Известия Академии наук Республики Таджикистан. 2005. № 3-4 (153). С. 69-74 (в соавторстве).

6. Асоев Н.М. Системный подход при изучении овражной эрозии // Доклады Таджикской академии сельскохозяйственных наук. 2007 № 2 (12). С. 40-46 (в соавторстве).

7. Асоев Н.М. Эрозионные процессы на новоорошаемых территориях и их морфометрические характеристики // Доклады ТАСХН. 2009. № 4 (22). С. 10-16 (в соавторстве).

8. Асоев Н.М. Устойчивость новоорошаемых почв против эрозии //Доклады ТАСХН. 2010. № 1 (23). С. 27-30 (в соавторстве).

9. Асоев Н.М. Основные направления почвозащитных и почвовосстановительных мероприятий на орошаемых землях // Доклады ТАСХН. 2010. № 2 (24). С. 27-31 (в соавторстве).

10. Асоев Н.М. Агропочвенное районирование Дангаринского района // Доклады ТАСХН. 2010. № 2 (24). С. 32-35.

11. Асоев Н.М. Характеристика орошаемых почв Дангаринской долины // Доклады ТАСХН. 2010. № 4 (26). С. 32-37 (в соавторстве).

12. Асоев Н.М. Типы склоновых малопродуктивных заовраженных земель и пути их освоения // Кишоварз. 2010. № 3 (47). С. 12-14.

13. Асоев Н.М. Дифференцированные и интегрированные подходы к применению противоэрозионных мероприятий орошаемых территорий // Кишоварз. 2010. № 4 (48). С. 3-4.

14. Асоев Н.М. Структура почвенного покрова и эрозионное состояние земель Дангаринской долины Таджикистана // Вестник Таджикского национального Университета. 2011. № 1 (65). С. 119-121.

15. Асоев Н.М. Влияние минеральных удобрений на урожайность озимой пшеницы при различной влагообеспеченности посевов в условиях типичных сероземов Северного Таджикистана // Вестник Таджикского национального Университета. 2011. №8. (72). С. 46-57 (в соавторстве).

16. Асоев Н.М. Тенденция развития оврагов в зоне новоорошаемых земель // Доклады ТАСХН. 2011. № 1. С. 16-21 (в соавторстве).

17. Асоев Н.М. Овражная эрозия в классификации системного объекта и общая схема организации оврага // Доклады ТАСХН. 2011. № 1. С. 22-26 (в соавторстве).

18. Асоев Н.М. Роль геолого-геоморфологических и гидрогеологических факторов в развитии эрозионных процессов и засоления на орошаемых землях Дангаринской долины Таджикистана // Естественные и технические науки. 2011. № 5. С. 177-180 (в соавторстве).

Статьи в сборниках тезисы докладов

19. Асоев Н.М. К вопросу изучения эрозионных процессов на ново и перспективно орошаемых землях Таджикистана // Тез. докл. Республ. Научной конференции Почва - проблемы и решения. Душанбе, 1991. С. 61.

20. Асоев Н.М. Группировка орошаемых земель в зависимости от давности орошения и степени проявления эрозионных процессов. // Тез. докл. Республ. семинара Проблемы селевых и оползневых явлений, освоения и использования новых земель в горных районах. Душанбе, 1993. С. 41.

21. Асоев Н.М. Дифференцированный прием борьбы с эрозионными процессами на орошаемых территориях Таджикистана // Тез. докл. Республ. семинара Проблемы селевых и оползневых явлений, освоения и использования новых земель в горных районах. Душанбе, 1993. С. 100 (в соавторстве).

22. Асоев Н.М. Классификация оврагов по местоположению в рельефе на ново- и перспективно орошаемых землях Таджикистана // Тез. докл. Республ. семинара Проблемы селевых и оползневых явлений, освоения и использования новых земель в горных районах. 1993. С. 101 (в соавторстве).

23. Асоев Н.М. Стадийность развития ирригационно-овражной эрозии // Сб. материалов Межгосударственной научной конференции Почвенно-эрозионные процессы и меры борьбы с ними. Душанбе, 1996. С. 13-14.

24. Асоев Н.М. Изучение овражной эрозии на новоорошаемых землях в Яванской долины по картографическим материалам // Сб. материалов Межгосударственной конференции Почвенно-эрозионные процессы и меры борьбы с ними. Душанбе, 1996. С. 14-17.

25. Асоев Н.М. Прогноз развития овражной эрозии на новоорошаемых землях Явано-Обикиикской долины // Сб. материалов Межгосударственной конференции Почвенно-эрозионные процессы и меры борьбы с ними. Душанбе, 1996. С. 18-19 (в соавторстве).

26. Асоев Н.М. Влияние орошения на биохимические показатели и противоэрозионную стойкость лугово-коричневых карбонатных магниевых почв Яванской долины // Тр. 2-ой научной конференции биохимического общества Республики Таджикистан Проблемы биохимии. Душанбе, 1996. С. 6-7 (в соавторстве).

27. Асоев Н.М. Мониторинг эрозионных процессов в различных зонах горных экосистем // Тр. Международного симпозиума по проблеме Рациональное использование и охрана природных ресурсов горной территории. Душанбе, 1997. С. 34-36 (в соавторстве).

28. Асоев Н.М. Сельское хозяйство // Доклад об инвентаризации источников антропогенных эмиссий и стоков парниковых газов в Таджикистане. Душанбе, 2001. С. 9-11.

29. Асоев Н.М. Инвентаризация антропогенных выбросов из источников парниковых газов и абсорбции поглотителями углерода // Национальный план действий по смягчению последствий изменения климата. Душанбе, 2002. С. 53-70.

30. Асоев Н.М. Стратегия сокращения выбросов парниковых газов и прогноз макроэкономики // Национальный план действий по смягчению последствий изменения климата. Душанбе, 2002. С. 111-124.

31. Асоев Н.М. Оценка урожайности зерновых культур Таджикистана // Сб. Республ. конференции Проблемы продовольствия и пути решения. Душанбе, 2003. С. 42-44 (в соавторстве).

32. Асоев Н.М. Из истории ботанического исследования Таджикистана // Международная научно-практическая конференция Вопросы животноводческой отрасли в Республике Таджикистан на примере Хатлонской области: история и общение. Дангара, 2010. С. 40-42 (в соавторстве, на таджикском языке).

33. Асоев Н.М. Краткая история почвенных исследований в восточной Бухаре до Октябрьской революции // Международная научно-практическая конференция Вопросы животноводческой отрасли в Республике Таджикистан на примере Хатлонской области: история и общение. Дангара, 2010. С. 42-44, на таджикском языке.

34. Асоев Н.М. Сельское хозяйство и орошение в средневековые Мовароуннахр и Хуросоне // Международная научно-практическая конференция Вопросы животноводческой отрасли в Республике Таджикистан на примере Хатлонской области: история и общение. Дангара, 2010. С. 29-33 (в соавторстве, на таджикском языке).

35. Асоев Н.М. Структура растительного покрова и вероятность проявления эрозионных процессов в условиях чрезмерной пастьбы скота Дангаринского района // Международная научно-практическая конференция Вопросы животноводческой отрасли в Республике Таджикистан на примере Хатлонской области: история и общение Дангара, 2010. С. 89-93, на таджикском языке.

36. Асоев Н.М. Некоторые особенности развития эрозионных процессов в зоне орошаемого земледелия Таджикистана // Вклад молодых ученых в развитие сельскохозяйственной науки. Душанбе, 2010. С. 190-197 (в соавторстве).

37. Асоев Н.М. Предотвращение эрозионных процессов в ландшафтной системе земледелия Таджикистана // Материалы Международной научной конференции Актуальные проблемы развития сельскохозяйственной науки. Душанбе, 2011.

   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по сельскому хозяйству