Факторы склонового весеннего стока на серых лесных почвах в центральной лесостепи

Обобщены и проанализированы результаты многолетних исследований нескольких поколений ученых на Новосильской зональной агролесомелиоративной опытной станции имени А.С. Козменко, филиале ФНЦ агроэкологии РАН, инициатором которых был профессор Г.П. Сурмач. Ставилась задача: дать оценку характера формирования весеннего склонового стока и показать роль природных факторов и сельскохозяйственной деятельности. Методической основой исследований был метод стоковых площадок. В результате длительного (64 года) изучения выявлен ряд важных зависимостей и особенностей формирования стока в разные по природно-климатическим условиям годы, оценено влияние на него природных факторов и сельскохозяйственной деятельности (структура посевных площадей, агрофоны, обработка почвы и др.). Научные материалы по элементам весеннего водного баланса дают представление об их закономерностях. Установлено, что из большого количества природных факторов существенное влияние на склоновый весенний сток оказывают только три: глубина промерзания почвы, снегозапасы и влажность верхнего (до 30 см) слоя почвы. Остальные факторы почти не влияют на величину стока и их можно не учитывать при его расчете. Установлены лимитирующие уровни этих трех факторов, при которых сток не образуется. За 64 исследуемых года сток отсутствовал 33 года, в другие годы он колебался от 1 до 146 мм. Из антропогенных факторов сильное влияние оказывает обработка почвы и состояние агрофонов. Показано стокорегулирующее значение зяблевой обработки почвы и стокообразующая роль многолетних трав и озимых культур. В среднем сток с уплотненной пашни по сравнению с рыхлой зябью был больше на 10 мм, в отдельные годы эта разница была значительно больше. Полученные результаты исследования необходимы для проектирования противоэрозионной адаптивно-ландшафтной системы земледелия.

1. Алексеевский Н.И., Фролова Н.П., Антонова М.М., Игонина М.И. Оценка влияния изменений климата на водный режим и сток рек бассейна Волги // Вода: химия и экология. 2013. № 4. С. 3–12.

2. Барабанов А.Т., Петелько А.И., Кочкарь М.М., Богачева О.В. Оценка стока талых вод на серых лесных почвах юга Нечерноземья // Актуальные инновационные разработки по оптимизации агроландшафтов в условиях рыночных отношений: сб. науч. тр. НВ НИИСХ. 2004. С. 44–47.

3. Барабанов А.Т., Петелько А.И., Левшин А.О., Богачева О.В. Влияние стокорегулирующих лесополос разной конструкции на снегоотложение и промерзание серых лесных почв Орловской области // Роль и место агролесомелиорации в современном обществе: материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию Всероссийского научно-исследовательского института агролесомелиорации. Волгоград, 2006. С. 41–46.

4. Барабанов А.Т. Эрозионно-гидрологическая оценка взаимодействия природных и антропогенных факторов формирования поверхностного стока талых вод и адаптивно-ландшафтное земледелие. Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2017. 188 с.

5. Барабанов А.Т., Долгов С.В., Коронкевич Н.И., Панов В.И., Петелько А.И. Поверхностный сток и инфильтрация в почву талых вод в лесостепной и степной зонах Восточно-Европейской равнины // Почвоведение. 2018. № 1. С. 62–69.

6. Варенцова Н.А., Киреева М.Б., Фролова Н.Л., Харламов М.А., Илич В.П., Сазонов А.А. Прогноз притока воды к Цимлянскому водохранилищу в период половодья в современных климатических условиях: проблемы и воспроизводимость // Водные ресурсы. 2020. Т. 47. № 6. С. 694–709. DOI: 10.31857/50321059620060152.

7. Гаршинев Е.А. Эрозионно-гидрологический процесс и мелиорация. Теория и модели. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2002. 220 с.

8. Грин А.М. Динамика водного баланса на примере Центрально-черноземного района // Водный баланс СССР и его преобразование. М., 1969. С. 179–192.

9. Калюжный И.Л., Лавров С.А. Механизм влияния глубины промерзания почв речных бассейнов на зимний сток // Водные ресурсы. 2017. № 4. С. 442–451.

10. Комиссаров М.А., Габбасова И.М. Эрозия почв при снеготаянии на пологих склонах в южном Предуралье // Почвоведение. 2014. № 6. С. 734–743.

11. Кочетов И.С. Агроландшафтное земледелие и эрозия почв в Центральном Нечерноземье. М.: Колос, 1999. 224 с.

12. Кузнецов М.С., Демидов В.В., Окулик Е.В. Глобальные изменения климата и их влияние на процессы водной эрозии почв // Интенсификация, ресурсосбережение и охрана почв в адаптивно-ландшафтных системах земледелия: сб. докладов Всероссийской научно-практической конференции. Курск, 2008. С. 539–544.

13. Кулик К.Н., Панов В.И., Барабанов А.Т. Лесомелиорация во влагосберегающем кластерно-синергетическом агроприродопользовании в степном субрегионе // Теоретические и прикладные проблемы агропромышленного комплекса. 2014. № 2(19). С. 18–20.

14. Кулик К.Н., Рулев А.С., Барабанов А.Т., Петелько А.И., Новиков Н.Е., Кулик А.В., Выпова А.В. Агролесомелиоративный эталон защиты почв от эрозии. Волгоград: ФНЦ агроэкологии РАН, 2018. 52 с.

15. Кумани М.В., Шульгина Д.В., Киселев В.В. Многолетняя динамика основных элементов стока рек в пределах Центрального Черноземья // Региональные геосистемы. 2021. № 4. С. 617–631.

16. Мухин В.М. Методы прогнозирования притока воды в водохранилища за период весеннего половодья // Труды Гидрометцентра России. Вып. 351: Гидрометеорологические прогнозы. 2014. С. 108–140.

17. Петелько А.И. Агролесомелиорация в адаптивно-ландшафтном земледелии в лесостепи Центрального Нечерноземья: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук. Волгоград, 2012. 39 с.

18. Сурмач Г.П. Методика изучения водорегулирующей и противоэрозионной эффективности лесных полос и агротехнических приемов. Волгоград: ВНИАЛМИ, 1967. 39 с.

19. Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 254 с.

20. Танасиенко А.А., Чумбаев А.С., Якутина О.П. Оценка глубины промерзания черноземов на юге Западной Сибири // Метеорология и гидрология. 2018. № 2. С. 90–96.

21. Шеппель П.А. Специальный весенний попуск паводковых вод Волги. Волгоград: Нижневолжское кн. изд-во, 1990. 191 с.

22. Pimentel D., Burgess M. Soil erosion threats food production, Agriculture, 2013, no. 3(3), p. 443–463.

23. Starkloff T. Winter Hydrology and Soil Erosion Processes in an Agricultural Catchment in Norway, Wageningen University, Wageningen, The Netherlands, 2017, DOI: 10.18174/425126.

24. Sharratt B.S., Lindstrom M.J., Benoit G.R., Young R.A., Wilts A. Runoff and soil erosion during spring thaw in the northern US Corn Belt, J. Soil Water Conserv., 2000, no. 55, p. 487–494.