Найчастіше пилові бурі виникають тоді, коли на схід від Російської рівнини розміщується потужний антициклон, а циклон знаходиться на заході або південному заході Європи. У цьому випадку на периферії антициклону значно посилюються повітряні потоки. Збільшення швидкості вітру також спостерігається, якщо на півночі та північному сході Європи формуються циклони, а на півдні України розміщена область пониженого тиску [4].

На Україні збільшення баричних градієнтів та вітру спостерігається переважно в холодний період року. Влітку сильний вітер, як правило, шквалистий, виникає під час проходження грозових фронтів. Тривалість сильного вітру звичайно від 2 до 10 — 12, на півдні та південному сході — до 143 рік.

У районах Херсона — Нової Каховки — Мелітополя — Запоріжжя — Нікополя за рік кількість днів з пиловими бурями досягає 40. У північних та північно-східних районах України пилові бурі спостерігаються один раз за 10 років.

Максимум пилових бур у південних районах буває звичайно навесні, що зумовлено більш раннім таненням снігового покриву, інтенсивним підвищенням температури і відсутністю зімкнутого травостою. Видування ґрунтів взимку (чорні бурі) відбувається у роки з низькою температурою повітря при слабкому зволоженні ґрунту з осені і відсутності снігового покриву. їх тривалість коливається від чверті години до кількох діб. Найбільш тривалі бурі бувають у степовій зоні, особливо у східній її частині. Середня тривалість пилових бур у Донбасі перевищує 10 год., у Лісостепу — 3, на Поліссі — 1 год.

Великої шкоди ґрунтовому покриву завдає місцева вітрова ерозія, що виникає в основному на вітроударних схилах і підвищених елементах рельєфу посилюються вітри невеликої швидкості (менше 6 м/с). Тому локальна (місцева) вітрова ерозія найчастіше виникає при загальній відсутності пилових бур. Прояв її на одній і тій же ділянці протягом ряду років призводить до значної втрати ґрунту.

Властивості ґрунтів та вітроерозійні процеси. Фізична суть вітрової ерозії ґрунтів полягає в тому, що в результаті дії повітряного потоку в приземному шарі починають рухатися ґрунтові частинки та агрегати. Встановлено три форми переміщення частинок ґрунту: перекочування по поверхні, перенесення в повітряному потоці, а також стрибкоподібний рух.

Перекочуванням переміщуються в основному ґрунтові частинки розміром 0,5—1,2 мм, крупніші структурні агрегати — ураганним та штормовим вітром, а стрибками — частинки розміром 0,1 — 0,5 мм, які для того, щоб відірватися від поверхні ґрунту, повинні пройти шлях у стадії перекочування. Структурні агрегати розміром менше 0,1 мм по поверхні ґрунту повітряним шляхом не переміщуються. їх відрив можливий лише з гребенів або за допомогою частинок розміром — 0,1—0,5 мм, які вибивають дрібніші агрегати у повітряний потік [5].

Якщо у шарі ґрунту 0—5 см міститься понад 60 % агрегатів більше 1 мм, то така поверхня вітростійка. При вмісті 50 % агрегатів понад 1 мм поверхня ґрунту помірно стійка, тому що при сильних вітрах (більш як 17—20 м/с) з неї відчужується до 4—6 т/га ґрунту.

У весняно-осінній період поверхня більшості ґрунтів перебуває у вітростійкому стані (грудочкуватість 60—80 %). Взимку і ранньою весною під впливом погодних умов (промерзання, відталі агрегати швидко руйнуються до ерозійно небезпечних розмірів і до періоду сильних вітрів зорані фони стають нестійкими проти вітру (грудочкуватість 30 — 40 %).

Під впливом погодних умов, а також обробітків поступово змінюється грудочкуватість верхнього шару ґрунту. Показник схильності вітростійких агрегатів до руйнування є відносною інтегральною характеристикою впливу властивостей ґрунтового покриву на утворення і збереження грудочкуватості.

У результаті аналізу частоти та інтенсивності прояву вітроерозійних процесів на ґрунтах з різними показниками руйнування виявлено тісну пряму взаємозалежність між ними. Така сполученість дає змогу використовувати її для діагностики ґрунтів щодо їх схильності до вітрової ерозії [5].

За впливом погодних умов (зволоження, промерзання, швидкість висушування) на зміну показника руйнування вітростійких агрегатів, а також зіставленням цих змін із характером прояву вітрової ерозії плакорні ґрунти степової зони України віднесені за потенційною небезпечністю до таких, яким властиві ерозійні процеси.

РОЗДІЛ 2

ЗАХОДИ БОРОТЬБИ З ЕРОЗІЄЮ

2.1 Боротьба з водною ерозією

2.1.1 Водорегулюючі лісові насадження

У комплексі агролісомеліоративних заходів, спрямованих на боротьбу з розвитком ерозії і поверхневого змиву в регіоні, важливе місце відводиться захисним лісовим смугам — водорегулюючим, прибрівковим, приярковим, а також куртинному залісенню схилів і днищ ярів, видолинків та вододілів, долин рік, уражених лінійною ерозією. Роль і призначення цих насаджень різні. Одні з них безпосередньо впливають на скорочення і розподіл стоку дощових і талих снігових вод, інтенсивність змиву і розмиву ґрунтів; другі сприяють закріпленню схилів ярів, зменшенню їх зростання в довжину і в ширину, перешкоджають розвиткові гравітаційних зміщень порід на схилах ярів, видолинків, річкових долин; треті очищають стокові води від змитого матеріалу, затримуючи його і відкладаючи, чим попереджають замулення і обміління річок і озер, оберігають від нього ґрунти на днищах балок і річкових заплав [8].

Лісосмуги самі по собі, а тим більше в поєднанні з гідротехнічними спорудами дають високий водорегулюючий ефект, який визначається величиною затримання ними поверхневого стоку води, яка надходить з площі водозбору. Згідно з інструкцією, ширина водорегулюючих смуг має бути 10—15 метрів, а відстань між ними —200—600 метрів (у залежності від природної зони, типу ґрунту і крутизни схилів). Якщо для сірих лісових ґрунтів у смузі завширшки 12 метрів середня величина інфільтрації води становить 520 міліметрів, а відстань між лісосмугами 500 метрів, то 1 гектар такої смуги простягнеться майже на 900 метрів, і, отже, в лісосмугу надходитиме стік води з поля загальною площею 45 гектарів (500X900 метрів). Таким чином, у лісосмугу довжиною 900 метрів (площею 1 гектар) надходитиме від 31 тис. до 49 тис. кубічних метрів води, яка стікає з кожного гектара міжсмугового простору. Якщо з цієї суми виключити запас води із снігу, безпосередньо нагромадженого лісосмугою, то фактичний вміст стоку в зоні сірих опідзолених ґрунтів становитиме близько 9—10 міліметрів. У роки з максимальною інфільтрацією води в грунт у зв'язку із збільшенням кількості опадів лісосмуги можуть затримувати води в 1,5—2 рази більше наведених значень [8].

Лісосмуги в поєднанні з земляними гідротехнічними спорудами (валами і валами-канавами) в середньому можуть затримувати на сірих опідзолених ґрунтах близько 15 міліметрів, а на чорноземах — до 30 — 35 см снігових вод.

Однак водовбирна здатність лісосмуг на схилах значної крутизни буде меншою. Ці схили частіше розчленовуються початковими формами ерозії. Ґрунтовий покрив тут характеризується різним ступенем еродованості і пониженою водопроникністю. До того ж через складність рельєфу лісосмуги не завжди вдається розмістити строго по горизонталях, і тому окремі їх частини бувають спрямовані вздовж схилу (що особливо характерно для прияркових і привидолинкових смуг). Отже, чим більші відхилення у розташуванні лісосмуг від горизонталей, тим нижча їх водорегулююча ефективність. Тому доцільно споруджувати переривчасті вали-канави з бічними перемичками-валами впоперек лісосмуг із незначним виходом на ріллю. Довжину відрізків розраховують виходячи з поздовжнього ухилу лісосмуг.

Ширина лісових смуг на крутих еродованих схилах видолинків і річкових долин не має перевищувати 35—45 метрів. При довжині поля 500 метрів, яке прилягає до залісеного схилу видолинку, в лісонасадження надходитиме стік води з площі 10 гектарів. Це означає, що лісосмуги затримають 330—470 кубічних метрів води, яка стікає з кожного гектара, а при довжині схилу 400 метрів об'єм затриманого стоку становитиме 420—580 кубічних метрів води на гектарі [20].

Така висока водорегулююча ефективність суцільних лісонасаджень, як відмічає А. Г. Рожков, може спостерігатися тільки на ідеальних схилах при рівномірному надходженні води, яка стікає з полів на всю площу, тобто коли схили зовсім не розчленовані промоїнами, ярами та іншими формами ерозії. Однак в умовах регіону ідеальні умови відсутні. Тут на круті схили видолинків і річкових долин (8—15°) вода надходить бурхливими концентрованими потоками, які зумовлюють розвиток інтенсивного глибинного розмиву схилів.

Незважаючи на високу захисну функцію лісових насаджень, на заліснених схилах може спостерігатись утворення початкових ерозійних форм. Це пояснюється недостатнім затриманням стоку на розораних схилах, які розташовані вище лісонасаджень.

Водорегулюючі лісосмуги не тільки зменшують змив ґрунту зі схилів, які лежать нижче, але якоюсь мірою затримують змитий матеріал з полів, що знаходяться поруч. При цьому частина його відкладається безпосередньо в лісосмузі, а частина — перед нею на полі. Намивання й відкладання змитого ґрунту перед лісосмугою під час злив відбувається завдяки дії утворених на ріллі валків або великій потужності шару снігу, що фактично виконує захисну функцію.

У тих випадках, коли не відрегульовано стік води, яка концентрується вздовж верхніх границь лісосмуг, лісонасадження можуть зумовлювати розвиток процесів ерозії.

2.1.2 Ґрунтозахисні насадження

Привидолинкові і прияркові лісосмуги за своїми функціями істотно відрізняються від водорегулюючих. Розміщені вздовж брівки ярів і видолинків, вони відмежовують, з одного боку, ріллю від інших угідь, а з другого — пологу частину схилу від крутої і таким чином відіграють ґрунтозахисну роль на землях, які лежать на крутих схилах видолинків і ярів. Ці лісосмуги слід споруджувати по горизонталях, уникаючи розміщення під кутом. У місцях перетину лісосмугою різних понижень місцевості її ширину збільшують, виходячи з крутизни і довжини схилів цих понижень.

Привидолинкові і прияркові лісосмуги сприяють закріпленню й припиненню зростання ярів з малою водозбірною площею на крутих схилах видолинків та річкових терас, затриманню стоку вод атмосферних опадів і, звідси, — змиву ґрунту.

Ярково-видолинкові насадження позитивно впливають на гідрологічні й мікрокліматичні умови на орних землях, які розташовані поруч, відіграють значну роль у захисті рік, озер і водойм від замулення.

Привидолинкові і прияркові насадження зумовлюють рівномірність процесу накопичення і танення снігу на ріллі, а також на схилах. Талі снігові води, які стікають з сусідніх привидолинкових площ, потрапляючи в товщу снігу на схилах, втрачають свою ерозійну енергію. Внаслідок поліпшення умов сніговідкладання і сніготанення зменшується ерозійна діяльність талих вод на схилах і створюються сприятливі мікрокліматичні умови для розташованих поруч полів, підвищується їх родючість [21].

Виходячи з довжини і крутизни схилів вододілів і ерозійних форм рельєфу, на Волинській і Подільській височинах і північному сході Буковини, ширину прибрівкових лісових і лісоплодових смуг на їх території встановлено від 10 до 15 метрів.

Для територій, де є схили з інтенсивним розвитком ерозії, а водозбори мають значну довжину, ширина прибрівкових лісових і лісоплодових смуг може становити 15—20 метрів.

На схилах приподільських улоговин, річкових долин, видолинків, ярів, де процес природного осипання закінчився і вони набули стабільності (покрилися дерном), протиерозійні насадження доцільно розміщувати за 2—3 метри від їх брівки. Крім того, треба залишати вузьку прибрівкову смужку під природне залуження.

На ділянках видолинків з опуклими, крутими схилами, на яких відмічається інтенсивний розмив, на прибрівковій частині створюють деревно-чагарниковий тип насаджень як найбільш ефективний проти розвитку ерозії.

На схилах південних відрізків приток Прип'яті, подільських притоках Дністра, лівих притоках Пруту створюються додаткові чагарникові насадження з посухостійких культур, що швидко розмножуються паростками, відводами (ірга, обліпиха, акація біла та ін.). За ними на відстані 4 метри одне від одного садять плодові дерева, які тут добре розвиваються [27].

У районах, де розвиток ярів і початкових форм ерозії загрожує ріллі, а також на крутих еродованих схилах річкових долин, видолинків (особливо на зсувних ділянках), споруджуються тераси, на яких висаджують лісоплодові і плодоягідні культури, включаючи виноград, які дають значний економічний ефект.

Відкоси і днища ярів та видолинків теж підлягають залісенню. Ширину прибрівкових смуг доцільно доводити від 10 — 15 до 20 — 25 метрів.

На територіях, де поширені початкові форми ерозії і сильнозмиті ґрунти, яри на схилах і днищах балок свідчать про велику руйнівну силу талих і зливових вод, які стікають у видолинки (через прибережні ділянки). Ширина прибрівкових лісосмуг має становити 20 — 30 метрів.

2.1.3 Лісоутворюючі породи у протиерозійних насадженнях

В основу рекомендацій по добору лісокультур у протиерозійні насадження покладено географічне поширення деревної рослинності, що склалося на території регіону внаслідок її природно-історичного розвитку під впливом змін зовнішнього середовища.

Однією з домінуючих лісових культур у лісосмугах є бук, другорядною — граб. У піввічно-західній частині країни до бука як другорядну культуру слід вводити сосну кримську або звичайну.