В настоящее время для прогноза смыва почвы разработано достаточно большое количество эмпирических моделей. Однако наиболее теоретически и экспериментально проработанными являются следующие хорошо известные модели: ВНИИЗ и ЗПЭ, USLE и ГГИ.
Оценка эффективности вышеуказанных моделей была проведена путем сравнения данных, полученных сотрудниками РУП «Почвоведения и агрохимии» НАН Беларуси на стационарных стоковых площадках в течение 17 лет. Общий объем наблюдений составил для талого — 31, а дождевого — 26 площадко-лет.
Сопоставление величины среднемноголетнего талого смыва, полученного расчетными методами по моделям показало следующее. Расчетные данные, полученные с использованием модели ГГИ дают занижение величины смыва по всем агрофонам на несколько математических порядков. Основные причины этого заключаются в том, что она разработана для больших водосборных площадей. Средний многолетний смыв, рассчитанный по модели USLE, оказался меньше экспериментального примерно в 7 раз. Причина столь существенной разницы заключается в том, что данная модель была разработана для оценки смыва почвы в природно-хозяйственных условиях США, которые существенно отличаются от таковых в республике Беларусь. Наибольшие расхождения при расчетах по этой модели отмечены для стока по зяби и озимым — в 7-10 раз. По многолетним травам, расчетный сток, напротив завышен примерно в 1,5 раза, но поскольку доля стока по многолетним травам невелика, то это превышение не оказывает влияние на величину среднемноголетнего расчетного смыва почвы. Близкая к оптимальной сходимость смыва была получена при использовании модели ВНИИЗ и ЗПЭ. Сравнение фактических потерь почвы на зяби при снеготаянии с рассчитанными показало, что модель предсказала превышение смыв почва в 11 случаях из 17 лет, в 5 случаях — смыв был меньше фактического и в 1 случае — одинаковый (сток отсутствовал). В то же время средний за 17 лет расчетный смыв почвы был меньше фактического всего на 0,4 т/га. На озимых культурах модель давала занижение величин смыва в 3 случаях из 5, в 1 — завышение и в 1 — совпадение (сток отсутствовал). Различие в среднем смыве за 5 лет были на 1 т/га меньше фактического. Такие большие различия можно объяснить коротким рядом наблюдений (5 лет). На многолетних травах 1-го, 2-го и последующих лет использования фактических смыв почвы талыми водами по сравнению с расчетным был больше в 3 случаях, в 3 меньше, в 1 — совпал и в 2 случаях — сток отсутствовал. Средние величины смыва за девять лет отличались всего на 0,01 т/га. Расхождения для среднемноголетних значений смыва составляли чуть меньше 10 %. Наилучшая сходимость расчетных величин с экспериментальными отмечается для талого стока, проходящего по зяби и многолетним травам (расхождения не более 5 %).
Расчеты среднемноголетнего смыва при выпадении дождей показали следующие результаты. Использование модели ГГИ занижает величину среднемноголетней величины смыва почвы примерно в 2.5 раза. Наибольшее расхождение с фактическим смывом отмечается при дождевом стоке по яровым зерновым и зернобобовым культурам (примерно в 100 раз) и пропашным — занижение более, чем в 4 раза. Однако оценка среднегодового смыва по этой модели для агрофона — пар дала практически 100 % сходимость. Расчет смыва по модели USLE, напротив дает завышенные значения для величины среднемноголетнего смыва примерно в 1,5 раза. Наилучшая сходимость с экспериментальными результатами (100 %) отмечена при расчете стока на пропашных культурах. Рассчитанная величина смыва по парующей почве оказалась завышена в 4 раза, а по яровым — в 2 раза. Использование модели ВНИИЗ и ЗПЭ для дождевого смыва дала относительно лучшие результаты. Анализ потерь почвы при ливнях показал, что рассчитанные величины смытой почвы на пропашных культурах в 3 случаях превышали фактические, а в 2 — были ниже экспериментально определенных. Средние за 5 лет величины дали различия в 5,6 т/га в сторону занижения величины смыва почвы, рассчитанной по уравнению. На полях, засеянных яровыми зерновыми и зернобобовыми культурами, модель дала занижение смыва в 8 случаях из 11, а в 3 случаях отмечается завышение его величины. Средний за 11-ти летний период фактический смыв почвы был на 0,8 т/га больше по сравнению с расчетным. На полях, находящихся под паром расчетный смыв почвы был в 4 случаях из 5 лет наблюдений выше, а в 1 случае — ниже фактического. В среднем за 5 лет фактический смыв был ниже на 1,6 т/га меньше расчетного. На озимых зерновых культурах в 4 случаях из 6 наблюдается превышение расчетного смыва над фактическим, в 1 случае — занижение и в 1 — совпадение величин. Рассчитанный смыв по сравнению с экспериментальным среднемноголетним выше в 1,2 раза. Обнаружено превышение фактического смыва над расчетными величины потерь почвы от стока дождевых вод по пропашным культурам в 1.5 раза, а для парующих площадок — в 1,3 раза. Суммарный (талый и дождевой) среднемноголетний смыв, рассчитанный по схеме ВНИИЗ и ЗПЭ, отличается от определенного экспериментально примерно в 1,1 раза в меньшую сторону. Общий смыв, определенный по модели USLE оказался ближе к фактическому, но это всего лишь совпадение, связанное, с существенным завышением дождевого смыва и занижением талого стока.
Таким образом, наилучшая сходимость расчетных среднемноголетних величин смыва почвы с фактическими величинами, полученными на стоковых водно-балансовых площадках как при талом, так и при дождевом стоке получена при использовании модели ВНИИЗ и ЗПЭ.
Авторы: М.С. Кузнецов, А.Ф. Черныш, В.В. Демидов, А.Д. Флесс, А.И. Жукова
Источник: Теоретические и прикладные вопросы изучения и использования почвенно-земельных ресурсов: Тезисы Международной науч.-практической конф., посвященной 70-летию кафедры почведения БГУ 16-20 сент. 2003 г. Отв. ред. В.С.Аношко. – Мн.: БГУ, 2003 — С. 155-158.
