Patterns of runoff formation and erosion under the influence of lands and forest strips on southern chernozem to justify anti-erosion techniques

Abstract

Цель исследования – установление закономерностей формирования расходов стока и эрозии под влиянием леса, лесных полос и сельскохозяйственных угодий в степи Приволжской возвышенности. Методика исследования базировалась на рекомендациях профильных НИИ и ученых России. Водные запасы снега, сток, модуль стока, эрозия претерпевают значительные изменения под влиянием сельскохозяйственный угодий, лесных полос и леса. Лесные полосы и лес снижают коэффициенты весеннего и ливневого стока по сравнению с сельскохозяйственными угодьями в 10,5–13,5 раза, соответственно показатели модуля стока в 5,1–31,0. Параметры модуля стока необходимы для создания сбросных противоэрозионных сооружений. Эрозия под воздействием лесных полос на полях с безотвальной технологией возделывания культур севооборота и с лесных угодий принимает допустимые размеры менее 0,3 т/га для почв А+В<0,5м. Отвальная технология, кроме лесных полос, требует применения дополнительных агротехнических приемов, например, мульчированного щелевания. Из сложного многообразия воздействия природно-антропогенных> факторов на эрозию преобладающими выделены коэффициент и модуль поверхностного стока, степень защищенности почвы угодьями. Регрессионно-корреляционный анализ отмечает тесную взаимосвязь между эрозией, параметрами поверхностного стока и применяемыми лесными полосами с коэффициентами детерминации 0,82–0,96. Многолетние исследования на склонах 3–5° позволили рекомендовать: расстояния между контурными лесными полосами 300–250 м; безотвальную технологию возделывания культур севооборота; модуль стока воды на агроландшафтах для сбросных противоэрозионных сооружений 10% вероятности превышения 1,7 м3/с×км2. The purpose of the study is to establish the regularities of the formation of maximum flow rates and erosion under the influence of forests, forest strips and agricultural lands in the steppe of the Volga upland. The research methodology was based on the recommendations of specialized research institutes and scientists of Russia. Water supply, runoff, maximum runoff modulus, erosion undergo significant changes under the influence of agricultural land, forest strips and forests. Forest strips and forests reduce the coefficients of spring and stormwater runoff in comparison with agricultural land by 10.5– 13.5 times, accordingly, the indicators of the maximum flow modulus are 5.1–31.0 times. The parameters of the drain module are necessary for the creation of discharge antierosion structures. Erosion under the influence of forest strips in fields with non-fallow technology of cultivation of crops of crop rotation of forest lands applies permissible sizes of less than 0.3 t / ha for soils A + B < 0.5 m. Dump technology, in addition to forest strips, requires the use of additional agrotechnical techniques, for example, mulched slitting. From the complex variety of the impact of natural and anthropogenic factors on erosion, the coefficient and modulus of surface runoff, the degree of protection of the soil by land are the predominant ones. Regression-correlation analysis notes a close relationship between erosion, surface runoff parameters and the forest strips used with the coefficient of determination of the relationship of features. Long-term studies on the slopes of 3–5° allowed us to recommend: the distances between the forest strips of 300 m, 250 m – a fall-free technology for cultivating crop rotation crops, the water flow module on agricultural landscapes for discharge erosion control structures has a 10% probability of exceeding 1.7m3/s×km2.