土壤侵蚀对坡耕地生产力影响的微区模拟试验
坡耕地土壤侵蚀对环境的影响
引言坡耕地一般是指坡度大于6°的耕地。
这类耕地通常是地面平整度差、跑水跑肥跑土突出、作物产量低的旱地。
土壤侵蚀是指土壤或及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被剥蚀、破坏、分离、搬运和沉积的过程。
按照外营力类型不同，土壤侵蚀主要分为水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀及冻融侵蚀等。
（备注：PPT中关于土壤侵蚀的定义是“土壤或其它地面组成物质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被剥蚀、破坏、分离、搬运和沉积的过程”，土壤的枯枝落叶层应该了涵盖了“其他地面组成物质”的意思，百度的定义更为妥当。
）我国的坡耕地土壤侵蚀主要以黄土高原的黄土、长江上游丘陵地带的红壤土[1]、川中丘陵的紫色土[2]和东北平原的黑土地[3]最为突出。
其中黄土高原是我国坡耕地土壤侵蚀最严重、最集中的地区[4]。
严重的水土流失，造成黄土高原千丘万壑、光山秃岭和灾害频繁发生，严重制约着整个黄土高原社会、经济和文化的发展。
由于精力与能力所限，本文只以黄土高原为例从宏观和微观两个层次来阐述我国坡耕地土壤侵蚀对环境的影响。
宏观上“视其所以、察其所由”，从整个环境演变的角度和气候因素来分析黄土高原坡耕地土壤侵蚀的主导因素是自然侵蚀还是人为侵蚀；微观上主要阐述黄土高原坡耕地土壤侵蚀可能对环境造成的危害。
一、宏观层面人类要预知未来的环境状况，就必须首先了解环境演变的历史，从历史上认识环境演变的规律，是人类适应未来环境变化、以保证人类社会得以可持续发展的主要途径。
要想了解黄土高原坡耕地土壤侵蚀对环境的影响，首先需要弄清楚，黄土高原的土壤侵蚀主要是自然侵蚀还是人为侵蚀。
自然侵蚀，是指不受人为影响的自然环境中发生的土壤侵蚀，它的发生取决于自然环境因素的变化，如地质构造运动、地震、冰川、生物和气候变化等；而人为侵蚀，是由人类活动引起的土壤侵蚀，如工程建设以及滥垦滥伐、不合理耕作等。
从地质构造看，黄土高原地面破碎，沟谷纵横，谷坡陡峭，对流水侵蚀非常有利，历史上多次地震和地壳的升降运动更是加剧了坡面破碎程度和起伏程度；从气候条件看，黄土高原地处半干旱半湿润气候带，降水季节分配不均，主要集中在夏季、多暴雨；从土壤特性来看，黄土土质疏松，无层理，以粉粒为主，碳酸钙含量高，遇水易崩解。
专题07 自然灾害与地理信息技术(测试卷)(解析版)
专题07 自然灾害与地理信息技术测试卷时间：75分钟分值：100分一、选择题（每小题只有一个正确选项，共16*3分）（2023·重庆·校联考模拟预测）极端降雨诱发的浅层滑坡在黄土高原植被恢复的沟坡上频繁发生，影响流域的产流产沙过程。
下图为研究团队在黄土高原某小区域模拟两次降水（a、b）后测得的产沙率随时间变化的折线图，其中一次降水引发了浅层滑坡。
据此完成下面小题。
1．该小区域发生浅层滑坡的时间为（）A．第10分钟B．第40分钟C．第70分钟D．第90分钟2．该小区域两次模拟降水（）A．a为第一次降水，滑坡前植被减沙效果明显B．a为第二次降水，滑坡后植被减沙效果降低C．b为第一次降水，滑坡后植被减沙效果降低D．b为第二次降水，滑坡前植被减沙效果明显【答案】1．C 2．A【解析】1．从图中可以看出，第70分钟，a曲线产沙率迅速上升，具有突变特征，最有可能是滑坡后引起的产沙率上升，C正确；第10分钟、第40分钟应为滑坡前，产沙率较低，AB错误；第90分钟应为滑坡后，D错误。
故选C。
2．从图中可以看出，a曲线在第70分钟滑坡前，产沙率较低，说明a为第一次降水，滑坡前植被减沙效果明显，滑坡后产沙率迅速上升，A正确，B错误；b曲线总体产沙率较高，说明b曲线为滑坡后的降水（第二次降水），植被被滑坡体破坏，减沙效果降低，C、D错误。
故选A。
【点睛】降雨诱发滑坡灾害，滑坡发生时会破坏当地植被，从而使保持水土、涵养水源的功能下降，河流含沙量上升。
（2023·湖南常德·校考一模）2019年2月底，北美寒潮爆发，伊利湖中的冰块滚滚而来，冲上岸边的马路，形成高达12米的冰墙。
这种大量的冰块从湖或海中涌上陆地的现象被称为冰啸或冰海啸。
下图示意北美2月海平面气压分布图（单位：hPa）及伊利湖轮廓图。
据此完成下面小题。
3．图中四地最可能发生强冰啸的地点是（）A．甲B．乙C．丙D．丁4．应对冰海啸的合理措施是（）①加强对天气的预报①设置湖岸警戒区①加高加固湖岸大堤①使用炸药破冰A．①①①B．①①①C．①①①D．①①①5．湖面完全冻结后，该地（）A．水汽含量变低B．水气温差减小C．湖陆风增强D．冰海啸增强【答案】3．B 4．A 5．A【解析】3．结合材料和所学知识可知，形成冰海啸需要有：①结冰期较长的湖泊或海域，以便形成的冰层厚度较厚，这些厚厚的冰层就是冰海啸的物质来源；①推动冰块运动的强劲水流，所以发生冰海啸的区域往往有十分强劲的盛行风。
土壤侵蚀模型研究综述.
土壤侵蚀模型研究综述周正朝上官周平(中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 ,712100, 陕西杨凌摘要近年来 , 人们对土壤水蚀形成过程及其模拟进行了广泛研究 , 并针对不同研究对象与目的 , 建立了土壤水蚀的经验预报模型、物理过程模型和分布式模型。
在对国内外一些主要的土壤水蚀模型进行评述的基础上 , 讨论土壤侵蚀模型研究与 GIS 技术和 BP 神经网络理论结合的发展趋势 , 同时结合土壤水蚀模型的开发和应用情况 , 提出了土壤侵蚀预报模型研究亟待解决的一些问题和我国土壤侵蚀预报模型研究的设想。
关键词土壤侵蚀 ; 模型 ; 预报 ; 参数收稿日期 :200309修回日期 :1016项目名称 :国家 973项目 (2002C B111502 ; 教育部博士点专项科研基金(20030712001作者简介 :周正朝 (1980—, 男 , 研究生。
主要从事植物生态与水土保持方向研究。
E 2mail :eco @ms. iswc. ac. cn 3刘宝元等 . 中国土壤侵蚀预报模型研究 . 第 12届国际水土保持大会 , 北京 ,2002土壤侵蚀预报模型的研发 , 是土壤和地理学科的前沿领域 , 也是引导和集成土壤侵蚀试验研究、促进土壤侵蚀和水土保持科研定量化的重要手段。
近 30年来 , 各国都投入了大量的人力和物力 , 研发土壤侵蚀预报模型 , 并取得了长足的进展。
根据模型建立的途径和模拟过程 , 模型通常可以分为经验模型、物理过程模型和分布式模型。
我们结合自己在黄土高原土壤侵蚀过程与预报方面的研究工作 , 对土壤水蚀过程模拟模型研究动态进行评述 ,提出了水蚀预报模型亟待解决的关键问题 , 以促进我国土壤侵蚀预报模型的建立 , 为生态环境改善提供科学依据。
1经验模型 (Empirical Model111国外土壤侵蚀经验模型研究动态国外土壤侵蚀经验模型 , 主要以通用土壤流失方程 (Universal S oil Loss Equation ,US LE 和修正的通用土壤流失方程 (Reversed Universal S oil Loss Equa2tion ,RUS LE 为代表。
我国坡地土壤侵蚀影响因子C的研究进展
第13卷 第6期2015年12月中国水土保持科学Science of Soil and Water ConservationVol.13 No.6Dec.2015我国坡地土壤侵蚀影响因子C 的研究进展吴发启1,林青涛2,路陪2,王钰2(1.西北农林科技大学资源环境学院,712100,陕西杨凌;2.西北农林科技大学水土保持研究所,712100,陕西杨凌)摘要:为完善及促进我国土壤侵蚀预测预报工作的完善与进展,在阅读大量文献资料和试验研究的基础上,对照美国的研究成果,回顾与展望了C 因子的研究㊂从研究现状来看,我国的研究大致可划分为资料累积㊁研究和深化研究3个阶段,已取得了可喜的成绩㊂今后还需强化对C 因子的系统定位观测和模拟实验,构建适用于不同水土流失类型区的计算模型㊂关键词:C 因子;坡耕地研究现状;中国;展望中图分类号:S157文献标志码:A文章编号:1672⁃3007(2015)06⁃0001⁃11收稿日期:20151109 修回日期:20151120第一作者简介:吴发启(1957 ),男,博士,教授㊂主要研究方向:土壤侵蚀与水土保持㊂E⁃mail:wufaqi@Research progress of soil erosion influencefactors C in sloping field in ChinaWu Faqi 1,Lin Qingtao 2,Lu Pei 2,Wang Yu 2(1.School of Resources and Environments,Northwest A&F University,712100,Yangling,Shaanxi,China;2.Institute of Soil and Water Conservation,Northwest A&F University,712100,Yangling,Shaanxi,China)Abstract :In order to promote the perfection and progress of soil erosion prediction work in China,we make a review of the study of C factors and give prospect to it by contrasting with the results of United States on the basis of literature review and experimental study.From the point of research status,the research of C factor in China has obtained huge achievements which can be divided into three stages for data accumulation stage,research stage and further research stage.We still have to strengthen the systematic stationary observation and simulation experiments of C factor and build calculation models suitable for different types of soil and water loss regions.Keywords :C factor;research status of slope cropland;China;prospect 中国位于欧亚大洲东部,太平洋西岸,土地幅员辽阔,跨越了不同的生物气候带㊂复杂的地质地貌结构使她成为了一个多丘陵与山地的国家(山地丘陵面积约占国土总面积的70%)㊂中国是世界农业发展最早的国家之一,长期的人类活动与自然因素相互的作用使土壤侵蚀愈演愈烈,已成为头号环境问题[13]㊂中国有耕地1.2亿hm 2,其中坡耕地占到20%左右,坡耕地侵蚀量占流域产沙总量的60%~70%[4];因此,坡耕地是水土保持研究与治理的重点区域㊂在水力侵蚀区,坡耕地的水土流失主要受降雨(R )㊁土壤(K )㊁地形(LS )㊁作物覆盖及管理(C )和人为治理措施(P )等的影响㊂纵观研究态势可知,C 因子在我国研究起步较晚,系统性较差,难以满足土壤侵蚀预测预报及水土保持规划的需求[5];另一方面,研究者普遍认为C 因子在土壤侵蚀预报中是最为敏感的因子,对预报精度影响很大[67],故本文就我国坡耕地作物植被对水土流失影响的研究状况作以回顾,以促进该领域的研究㊂1 C 因子的内涵与发展作物植被覆盖及管理的防蚀作用可用植被作用中国水土保持科学2015年系数来表述,是有植被覆盖地的土壤流失量与相同条件下无植被覆盖地的土壤流失量之比,其值介于0~1之间㊂当无植被作用时,C=0;当植被作用达最大时,C=1㊂此概念最早是由美国学者G.W. Musgrave提出的,并在马氏土壤流失预报方程中得到了应用,也为后续通用流失方程(USLE)㊁修正通用土壤流失方程(RUSLE)和WEPP模型的研制起到了很大的促进作用[8]㊂坡地C因子的发展与完善是与分析其作物的生长特征和影响因素密切相关的㊂在通用流失方程中,C因子的计算主要考虑了作物的生长阶段和降雨侵蚀力2个因素,即作物每个生长阶段的值与该作物同一生长阶段所具有的R值占全年R值的百分数乘积的总和[912];然而,作物的生长不仅与气候条件有关,还受制于前期土地利用㊁土壤水分㊁播种时的整地与播种方式㊁生长过程中的定苗㊁锄草㊁追肥,以及土壤结皮等因素的综合作用,因此,在修正土壤流失方程中,对C值的计算采用了次因子法,即在土壤流失率计算中考虑前期土地利用次因子(PLU)㊁冠层覆盖次因子(CC)㊁地面覆盖次因子(SC)㊁地表糙度次因子(SR)和土壤水分次因子(SM)等,使C值的计算更加科学合理[1324]㊂在美国最新一代水蚀预报模型(WEPP)中,C因子考虑得更为详细,并分散在土壤模块㊁植物生长模块和残留物分解模块等子模块中[2528]㊂上述C因子的发展情况见表1,可见C因子受多个环境因素的影响,是一个非常复杂的因子㊂表1 美国C因子计算方法Tab.1 Calculation method of C factor in America模型Model版本Version计算步长Calculation stepC因子的演变Evolution of the C factor说明DefinitionUSLE1965[11]㊁1978[12] 1965年版5个农作期,1978年版6个农作期 1965:5crop sta⁃ges;1978:6crop sta⁃ges 手册查询法/标准小区法/USLE方程反算法 Handbook query method/Standardplot method/Anti⁃inference method ofUSLE C=∑n i=1SLR i EI i 式中:SLR i为第i个时段内研究地块与对照裸露地的土壤流失比率;EI i为第i时段内的降雨侵蚀力比例,%;n为时段数㊂SLR i is thesoil erosion ratio of research plots to the controlwithin i⁃th time period;EI i is the percentage ofrainfall erosivity with i⁃th time period;n is num⁃ber of time periodRUSLE1997[18] 15d 次因子法(5个次因子) Subfac⁃tor method(Five subfactors) SLR=PLU㊃CC㊃SC㊃SR㊃SM 式中:PLU为前期土地利用次因子;CC为冠层覆盖次因子;SC为地面覆盖次因子;SR为地面糙度次因子;SM为土壤水分次因子㊂PLU is subfactor of the early stage of land use;CC is subfactor of canopy cover;SC is subfactorof ground coverage;SR is subfactor of surfaceroughness;SM is subfactor of soil moistureRUSLE22008[19] 1d 次因子法(7个次因子) Subfactor method(Seven subfac⁃tors) c=c c㊃g c㊃s r㊃r h㊃s b㊃s c㊃s m 式中:c为日覆盖管理因子;c c为日冠层覆盖次因;g c为日地表覆盖次因子,s r为地表糙度次因子;r h为日垄高次因;s b为日土壤生物量次因子;s c为日土壤固结次因子;s m为日前期土壤湿度次因子㊂c is daily cover⁃management factor;c c is daily canopy coversubfactor;g c is daily ground coverage subfac⁃tor;s r is the ground surface roughness subfac⁃tor;r h is daily ridge height subfactor;s b is dailysoil biomass subfactor;s c is daily soil consolida⁃tion sub⁃factor;s m is daily antecedent soil mois⁃ture subfactor2 第6期吴发启等:我国坡地土壤侵蚀影响因子C的研究进展表1(续) 模型Model版本Version计算步长Calculation stepC因子的演变Evolution of the C factor说明DefinitionWEPP 1995年第一版[28],最新版为2012年版 first version pub⁃lished in1995,thelatest version pub⁃lished in2012 1天day 9个功能模:天气随机生成模块㊁冬季过程模块㊁灌溉模块㊁水文过程模块㊁土壤模块㊁植物生长模块㊁残留物分解模块㊁地表径流模块㊁侵蚀模块㊂事实上,C因子的内容分散在了众多的模块之中,与C因子计算内容最为相关的模块是植物生长模块和残留物分解模块 9function module:weather randomly mod⁃ule,winter process module,irrigation module,hydrological process module,soil module,plantgrowth module,Residue decomposition module,surface runoff module,erosion module.In fact,the C factor scattered in a wide range of themodule,the content of plant growth and residuedecomposition modules are the most related to Cfactor calculation2 我国C因子的研究现状及进展我国C因子的研究大致可划分为资料积累㊁研发和深化研究3个阶段㊂2.1 资料积累阶段该阶段主要经历了2个时期:一是1941 1942年在黄土高原的陇南㊁关中的荆峪关㊁四川北碚和福建河田等地设立了水土保持试验观测站,采取径流小区法研究侵蚀问题;二是1950 1953年在黄土高原不同侵蚀类型区相继建立了西峰㊁绥德和天水水土保持科学试验站,这些站除了采用径流小区法观测水土流失外,还采用把口站法监测小流域的侵蚀状况[2,29]㊂就小区观测资料来看,3个站大约积累了近2000余组的数据(表2),为后续研究奠定了一定的基础㊂如表2所示,当时的观测主要是服务于农业生长,难免观测内容变化快且系统性㊁长期性的观测数据较少㊂2.2 研发阶段20世纪70年代末以来,随着通用流失方程的引进与传入,我国学者对C因子开展了较为广泛的研究[9,3032]㊂该阶段的研究成果主要体现在以下3方面:1)成果覆盖面较广㊂研究成果的覆盖面主要体现在2方面:一是在美国通用土壤流失方程(USLE)㊁修正通用流失方程(RUSLE)和水蚀预报模型(WEPP)的推广应用中,C因子均有研表2 黄土高原地区野外径流小区观测资料统计Tab.2 Statistics of observation data for field runoff plots in the loess plateau区域Region观测年限Observationduration径流场数Number ofrunoff plot径流场规格Size ofrunoff plot数据量Data Size/组Group研究内容Research contents天水Tianshui1945 195729 坡度slope degree:4°~18° 坡长slope length:20m828 作物种类㊁坡度㊁轮作㊁间作㊁雨量㊁平均降雨强度㊁I max㊁植被覆盖度㊁耕作深度㊁耕作方式㊂Type ofcrops,slope degree,intercropping,rainfall,averagerainfall intensity,I max,vegetation coverage,cultiva⁃tion depth,cultivation way绥德Suide1954 195826 坡度slope degree:12°~29° 坡长slope length:15m,20m322 作物种类㊁坡度㊁坡长㊁雨量㊁平均降雨强度㊁I max㊁植被覆盖度㊁耕作深度㊁耕作方式㊂Type of crops,slope degree,intercropping,rainfall,average rainfallintensity,I max,vegetation coverage,cultivationdepth,cultivation way西峰Xifeng1955 198043 坡度slope degree:0.17°~28.15° 坡长slope length:15~40m,100m758 作物种类㊁留茬㊁坡度㊁坡长㊁雨量㊁平均降雨强度㊁I30㊁I60㊁I max㊁植被覆盖度㊁耕作深度㊁耕作方式㊂Type of crops,slope degree,slope length,rainfall,average rainfall intensity,I30,I60,I max,vegetationcoverage,cultivation depth,cultivation way3中国水土保持科学2015年究[25,3342];二是研究区域几乎包括了全国(除台湾省外)所有的水蚀区,见表3㊂2)形成了C因子的基本计算式㊂30余年来,我国学者对C因子的研究主要是本着服务于土壤侵蚀的预测预报;因此,C因子的估算就显得非常重要㊂起初,人们主要是在C因子的概念指导下,应用㊁模仿和直接采用通用土壤流失方程㊁修正土壤流失方程中的基本算法㊂随着试验研究工作的开展与资料积累,许多学者建立了适用于特定研究区域的经验计算公式㊂总体来看,主要有手册查询法㊁标准小区法㊁次因子法㊁反算法和盖度法等,见表4㊂表3 中国大陆C因子研究区域分布Tab. Study area distribution of C⁃factors in China mainland水蚀区名称water⁃erosion region文献数量Literature quantity文献编号References No.西北黄土高原区Northwest loess plateau11[31][34][39][4348][59][62]东北低山丘陵与漫岗丘陵区Northeast low mountain and hilly area3[35][49][63]北方山地丘陵区Northern hilly area4[36][50][61][64]南方山地丘陵区Southern hilly area14[38][40][41][5155][60][6569]四川盆地及周围山地丘陵区Sichuan basin and the surrounding hilly area5[42][5658][70]云贵高原区Yungui Plateau1[37]表4 C因子计算方法一览表Tab.4 A list of calculation method of C factor方法名称MethodC因子计算公式Calculation formula of C factor文献Reference 手册查询法Handbook query method C=∑n i=1SLR i EI i[11][12][34][35][51][59][60][66] 标准小区法Standard plot method C=A A′ 式中:A为一定条件下有植被覆盖坡地土壤流失量;A′为同等条件下适时翻耕㊁连续休闲对照地上的土壤流失量㊂A is soil loss amount of sloping land with vegetation coverage on certain condition;A′is soilloss amount of contrast land with timely ploughing,continuous leisure on the same condition[11][12][31][34][35][36][37][44][45][49][51] 反算法Anti⁃inference method C=AR㊃K㊃LS㊃P 式中:A为土壤流失量,t/(km2㊃a);R为降雨侵蚀力因子;K为土壤可蚀性因子;LS为坡长㊁坡度因子;C为植被覆盖与管理因子;P为水土保持措施因子㊂A is soil loss amount,t/(km2㊃a);R is rainfall⁃runoff erosivity factor;K is soil erodibility factor;LS is slope length and steepness factors;C is cover and management factor;P is support practice factor[11][12][52][61] 次因子法Subfactor method SLR=PLU㊃CC㊃SC㊃SR㊃SM; c=c c㊃g c㊃s r㊃r h㊃s b㊃s c㊃s m; A=R㊃R C㊃K㊃K C㊃L㊃S㊃C1㊃C2㊃C3㊃C4㊃C5㊃C6㊃C7㊃C8㊃C9㊃P㊂ 式中:R C为缓坡地降雨动能修正系数,K C为年内不同时间土壤可蚀性因子修正系数,C1为裸露地面积次因子,C2为作物残茬次因子,C3为耕作强度次因子,C4为土壤残余结合作用次因子,C5为植物细根次因子,C6为地面粗糙度次因子,C7为土壤有机质含量次因子,C8为地表台阶次因子,C9为等高耕种次因子㊂R C is correction coefficient of Rainfall kinetic energy;K C is correction coefficient of soil erodibili⁃ty factor of different time within the year;C1is area of bare land subfactor;C2is crop residue subfactor;C3is tillage intensity subfactor;C4is soil residual binding effect subfactor;C5is fine roots of plant subfactor;C6is soil roughness subfactor;C7is soil organic matter content subfactor;C8is surface steps subfactor;C9is contour tillage subfactor[18][19][20][38][42]4 第6期吴发启等:我国坡地土壤侵蚀影响因子C的研究进展表4(续) 方法名称MethodC因子计算公式Calculation formula of C factor文献Reference 盖度法Cover⁃age method 对于牧草地For pastureland:C=1-0.5169V0.12 式中:V为植被覆盖度,%㊂V isvegetation coverage,%[54] 对于牧草地For pastureland:C=0.992e-0.0344V[48] 对于低矮灌丛草甸For Low shrub meadow:7月July C=0.4149-0.00520V;8月August C=0.4399-0.00578V;全年Full year C=0.450-0.00786V[61] 对于草地For grass land:V>5,C=e-0.0418(V-5);V≤5,C=1[39][55] 对于林地For forest land:V>5,C=e-0.0085(V-5)1.5;V≤5,C=1 对于作物地For crop land:C=0.221-0.595lg0.01V[43][46] 对于作物地㊁林地和荒草地 For crop land,forest land and grass land:V=0 C=1;0<V<78.3 C=0.6508-0.3436lg V;V>78.3 C=0[40][41][56][57][67][69] C=C C㊃C S㊂ 作物地和草地Crop land and grassland:C C=1-(0.01V C+0.0859)e-0.0033h C S=1.029e-0.0235V R 人工林地Artificial forest:C C=0.998e-0.11V c;C S=1.029e-0.0235V R㊂ 式中:C C为冠层覆盖子因子;C S为地表覆盖子因子;V C为冠层盖度,%;V R为地表盖度,%;h为冠层高度,cm㊂C C is sub⁃factor of canopy cover;C S is sub⁃factor of ground coverage;V C is canopy coverage,%;V R is surface coverage,%;h is canopy height,cm[50] 3)研究尺度扩展,新技术得到了应用㊂C因子的研究与应用现已从小区㊁坡面㊁小流域扩展到中大流域和区域,遥感技术也得到了普及[41,4647,53,55,59,6270]㊂冯强等[15]研究分析后认为土地利用/覆盖类型直接赋值法㊁遥感影像波段组合或植被指数估计法㊁光谱混合分析法和地统计学与遥感影像结合分析法等均可用于C因子的研究㊂2.3 深化研究阶段大量研究证实森林植被的防蚀能力主要体现在冠层对降雨的再分配㊁凋落物的持水和根系固土等3方面[10]㊂与林地相比,作物坡地缺乏凋落层,且人为干扰程度频率高,是造成水土流失强烈的主要原因之一[71];但人为适时的耕作管理等也会增加地表的粗糙程度,并与作物冠层㊁根系共同作用后达到防蚀的效果㊂为此,10余年来不少学者在这些方面做了较为系统的研究,使C因子的研究不断深化㊂1)作物冠层对降雨的再分配㊂作物冠层对降雨的再分配主要包括了冠层截留㊁茎秆流和穿透雨3部分㊂不少学者针对当地的主要作物均有研究[7279];但从某一地区作物的种类及系统性研究来看,马波等[80,8288]及马璠等[81,89]的研究更为完整[8089],见表5㊂表5 不同作物冠下穿透雨㊁茎秆流和冠层截留Tab.5 Throughfall,stemflow,and canopy interception under different crop canopy作物作物冠下穿透雨Throughfall under the crop canopy茎秆流Stemflow冠层截留量Caopy interception storage 叶下穿透雨强度Throughfallintensity closethe stem/(mm㊃h-1)行中穿透雨强度Throughfallintensity in theinterrow/(mm㊃h-1)最小Min最大Max平均Average最小Min最大Max平均Average平均冠下穿透雨强度Averagethroughfallintensity underthe canopy/(mm㊃h-1)作物冠下穿透雨量占冠上降雨量比例Ratio of throughfallamount/rainfallamount/%茎秆流量Stemflowamount/(mm㊃h-1)茎秆流量占冠上降雨量比例Ratio of stemflowamount to rainfallamount/%截留量Interceptionstorageamount/mm冠层截留量占冠上降雨量比例Ratio of interceptionstorage to rainfallamount/%最小Min最大Max平均Average最小Min最大Max平均Average最小Min最大Max平均Average最小Min最大Max平均Average最小Min最大Max平均Average玉米Corn17.8138.3226.6116.2242.5331.022841.4993.165.842.227.1213.525.6868.9934.720.030.330.160.070.830.4大豆Soybean20.2238.3929.1118.5425.622.143474.7696.2884.761.629.295.773.8823.2814.020.10.890.480.252.231.19谷子Millet24.2137.4530.6532.2439.7235.763265.8793.2379.792.8218.069.876.333.818.570.110.460.280.281.140.69小麦Wheat 30.0833.1331.523275.6784.4179.9611.0617.0614.1326.232.6128.870.61.080.881.492.712.19 注:以10°坡面,40mm/h降雨强度为例㊂Note:take10°slope,40mm/h rainfall intensity as an example.5中国水土保持科学2015年 2)作物根系的固土作用㊂在自然界中,作物根系与土壤共同构成了一个复合体,根系可以通过分泌物等将周围的细小颗粒凝聚在一起,从而对复合体起到一种 加筋”作用,使其大大增强了抗雨滴打击和径流冲刷的能力[90]㊂表6反映的是玉米等4种作物抗剪强度的研究结果[9194],从表中可知,随着作物的生长,根系固土能力增强㊂表6 作物不同生长期土壤抗剪强度变化Tab.6 Soil shear strength changes in different growth period of crops作物Crop生育期Growth stage抗剪切力Shear strength/(kg㊃cm-2)作物地Crop filed裸地Bare land0~5cm5~10cm0~5cm5~10cm小麦Triticum aestivum L.返青期Green stage0.52040.56210.26120.2761拔节期Jointing stage0.69270.70120.26750.2754抽穗期Heading stage0.92160.88240.26410.2776灌浆期Filling stage0.94820.91940.25360.2648成熟期Mature stage0.90490.89350.25730.2594谷子Setaria italica L.苗期Seeding stage0.32290.32690.26480.2753拔节前期Early jointing stage0.45010.46970.25960.2635拔节中期Middle jointing stage0.58630.63570.26210.2674拔节后期Late jointing stage0.62380.73010.26030.2676抽穗期Heading stage0.63140.60640.25840.2651大豆Glycine max L.幼苗期Seeding stage0.29180.28890.26780.2714分枝期Branching stage0.37920.39140.26170.2689开花期Flowering stage0.59630.60960.25860.2632结荚期Pod bearing stage0.67860.79740.26030.2645成熟期Mature stage0.59760.55610.25790.2611玉米Zea mays L.苗期Seeding stage0.29540.31450.26020.2641拔节前期Early jointing stage0.39520.42370.25470.2607拔节中期Middle jointing stage0.53260.62070.26230.2678拔节后期Late jointing stage0.61210.71240.26210.2684抽雄期Tasseling stage0.61960.72960.25740.2613 注:以10°坡面为例㊂Note:take10°slope as an example. 3)地表糙度的作用㊂在作物栽培管理中,人们通过整床㊁定苗㊁锄草㊁追肥等措施往往使地表形成凹凸不平的微地形㊂这种微地形对降雨进行再分配后影响到径流和泥沙的变化㊂黄土高原当地群众在作物管理中常采用的等高耕作㊁等高点种和锄耕(锄草)的试验研究结果说明,在降雨强度为2和1mm/h时,它们的平均填洼量分别是平整坡面的27.7㊁3.15和2.99倍,产流时间平均推迟8.93㊁3.45和1.49min,从而使产流量㊁产沙量大大减小,但粗糙度的减流减沙作用也会随着坡度的增大出现增减变化[95102]㊂4)土壤结皮的作用㊂在降雨打击和径流压力作用下,往往会在农地表面形成土壤结皮㊂结皮的存在限制了土壤水与环境的交换,削弱了雨水入渗,对作物正常生长发育也造成了一定影响㊂研究表明,非结皮土壤的平均入渗率是结皮土壤的1.25倍,平均产沙量为1.28倍,而结皮土壤的平均产流量是非结皮土壤的1.15倍[103111]㊂5)作物坡地的入渗与产流产沙㊂在上述因素的综合作用下,作物坡地的平均入渗速率随叶面积指数的增大而增加,而产流产沙则减少,见图1㊁图2[8789,112116]㊂6 第6期吴发启等:我国坡地土壤侵蚀影响因子C的研究进展图1 不同生育期作物坡面平均入渗速率变化特征(降雨强度80mm /h)Fig.1 Characteristics of average infiltration rate changing on crop slope in different growthstages under the condition of 80mm /h rainfall intensity3 结论与展望综上所述,我国作物坡地C 因子的研究大致可划分为资料累积㊁研发和深化研究3个阶段㊂经几十年的努力,取得了一定的成就,但从观测㊁研究内容的整体性和系统性来看,该项工作还需强化,仍然是我国水土保持工作者一项义不容辞的艰巨工作[60]㊂为此,提出以下建议:1)在我国不同水土流失类型区,特别是水力侵蚀类型区强化和建立主要作物坡地的径流观测小区,对水土流失影响因子及作物生物学特征进行系统观测;2)强化室内综合模拟试验研究,弥补野外试验的缺陷;3)对国内已有的研究㊁观测结果进行系统的总结,为建立不同水土流失类型区(二级区即可,强烈水土流失类型区可下延到3级区)和全国范围内C 因子的计算模型奠定基础㊂4 参考文献[1] 上海师范大学,吉林师范大学,北京师范大学,等.中国自然地理:上册[M].北京:人民教育出版社,1980:15[2] 景可,王万忠,郑粉莉.中国土壤侵蚀与环境[M].北京:科学出版社,2005:27[3] 曲格平.保护水土资源,改善生态环境,造福子孙后代[J].中国水土保持,1996(8):45[4] 唐克丽.中国水土保持[M].北京:科学出版社,2004:100120[5] 唐政洪,蔡强国.侵蚀产沙模型研究进展和GIS 应用[J].泥沙研究,2002(5):5966[6] Biesemans J,Meirvenne M V,Gabriels D.Extending theRUSLE with the Monte Carlo error propagation technique to predict long term average off⁃site sediment accumula⁃tion[J].Journal of Soil &Water Conservation,2000,55(1):3542[7] Risse L M,Nearing M A,Nicks A D,et al.Error assess⁃ment in the universal soil loss equation [J].Soil ScienceSociety of America,1993,57(3):825833[8] 柯克比,摩根.土壤侵蚀[M].王礼先,等译.北京:水利电力出版社,1987:4754[9] 高博文.介绍土壤流失方程中R 值和C 值的计算方法[J].中国水土保持,1982,(4):4244[10]吴发启,张洪江.土壤侵蚀学[M].北京:科学出版社,2012:7591[11]Wischmeier W H,Smith D D.Predicting Rainfall Erosion7中国水土保持科学2015年图2 作物不同生育期作物坡面产流产沙过程变化(10°坡面,降雨强度80mm/h) Fig.2 Runoff and Sediment yield process changes of different crops in different growth stages under thecondition of10°slop and80mm/h rainfall intensity Losses from Cropland East of the Rocky Mountains:Guidefor Selection of Practices for Soil and Water Conservation.U.S.Department of Agriculture,Agriculture HandbookNo.282[M].Washington,D.C.:ernmentPrinting Office,1965:1036[12]Wischmeier W H,Smith D D.Predicting Rainfall Erosion Losses.A Guide for Conservation Planning.U.S.De⁃partment of Agriculture,Agriculture Handbook No.537 [M].Washington,D.C.:ernment Printing Of⁃fice,1978:1733[13]陈云明,刘国彬,郑粉莉,等.RUSLE侵蚀模型的应用及进展[J].水土保持研究,2004,11(4):80838 第6期吴发启等:我国坡地土壤侵蚀影响因子C的研究进展[14]李凤,吴长文.RUSLE侵蚀模型及其应用(综述)[J].水土保持研究,1997,4(1):109112[15]冯强,赵文武.USLE/RUSLE中植被覆盖与管理因子研究进展[J].生态学报,2014,34(16):44614472 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土壤侵蚀研究进展
影响机理研究尚不充分ꎬ 而且研究方法的不一致导致了研究结论存在一定差异ꎮ 本文通过分析各学者研究结果ꎬ
归纳总结目前土壤理化性质中重要因子对土壤侵蚀、 抗蚀性产生的影响以及在侵蚀过程中水动力学特征ꎬ 旨在为
收稿日期: ２０２１－０２－０１
作者简介: 刘争光 (１９８６－) ꎬ 男ꎬ 硕士ꎮ 研究方向: 含沙水流动机理ꎮ
实验得出在不同降雨强度情况下ꎬ 土壤侵蚀与土壤含
※资源环境
农业与技术 ２０２１ꎬ Ｖｏｌ ４１ꎬ Ｎｏ ０４ ９ ３
土壤抗侵蚀能力ꎮ 谢贤健等 [２９] 采用静水崩解法对内
土流失程度和强度则取决于土壤化学性质ꎮ 土壤中的
江市丘陵区测验得出ꎬ 土壤有机质分解后可以提高土
ｐＨ、 有机质和速效养分是土壤中重要组成元素ꎬ 三者
壤中速效养分的含量ꎬ 而速效养分对土壤结构起直接
含量的高低也是反应土壤养分的重要指标ꎮ
影响作用ꎬ 能有效提高土壤抗蚀性ꎮ 李渊等 [３０] 通过
渐降低并且耕地和草地最容易受土壤侵蚀ꎬ 导致土壤
土壤大多数为<０ ２５ｍｍ 的土壤颗粒ꎬ 而这样的颗粒极
肥力下降ꎮ 王文正等 [２７] 通过实地调查得出ꎬ 土壤有
易堵塞土壤孔隙ꎬ 造成水分难以下渗ꎬ 从而增加土壤
机质含量高ꎬ 水稳性指数越大ꎬ 土壤结构愈加稳定ꎬ
通过 Ｌｅ Ｂｉｓｓｏｎａｉｓ 方法得出ꎬ 黄
侵蚀力重要参数之一ꎮ 径流冲刷引起的土壤分离过程
研究成果不仅可以深化对土壤侵蚀过程的认识ꎬ 促进
主要通过土壤侵蚀阻力来定量表征 [４２] ꎬ 受土壤理化
立侵蚀预报模型
土壤侵蚀分类分级标准_sl190-2018版_概述说明
土壤侵蚀分类分级标准sl190-2018版概述说明1. 引言1.1 概述土壤侵蚀是指在自然或人为作用下，土壤表层被风力、水流或其他因素剥蚀的过程。
土壤侵蚀是全球性环境问题之一，对农田、生态环境和人类居住区都造成了严重的影响。
因此，对土壤侵蚀进行准确分类和分级评估具有重要意义。
本文主要介绍了最新版的土壤侵蚀分类分级标准sl190-2018版的概述和说明。
该标准是经过专家团队多年研究与实践总结得出，旨在提供一套科学严谨的分类标准，以帮助决策者、管理者和科研人员更好地理解土壤侵蚀现象，并制定相应的防治措施。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行详细介绍。
首先，在引言部分我们将对文章的背景和目的进行概述。
接下来，在“土壤侵蚀分类分级标准sl190-2018版概述说明”部分，我们将介绍这份标准的制定背景和目的，并解析其要点及在实际应用中的意义和作用。
然后，在“分级标准的内部分类细则”部分，我们将对标准中的具体分类细则进行详细说明。
接着，在“不同等级与地域特征的关系分析”部分，我们将分析不同等级与土壤属性、地形地貌以及环境因素之间的关系。
最后，在“结论”部分，我们将总结研究结果和主要发现，并提出对土壤侵蚀控制与治理的启示和建议，同时强调引用标准sl190-2018版的必要性和重要性。
1.3 目的本文旨在全面介绍土壤侵蚀分类分级标准sl190-2018版的概述和说明，使读者对该标准有一个清晰而全面的了解。
通过深入剖析标准的制定背景、核心要点以及实际应用价值，读者可以更好地把握土壤侵蚀分类与评估体系，为相关决策和科研工作提供有效参考。
希望本文能够促进对土壤侵蚀问题认识的深化,以及推动相应防治措施在实践中得到更好地运用。
2. 土壤侵蚀分类分级标准sl190-2018版概述说明:2.1 标准的制定背景和目的:土壤侵蚀分类分级标准sl190-2018版是由相关专家和研究机构共同制定的，旨在有效评估和监测土壤侵蚀情况，并为土壤保护和治理提供科学依据。
坡耕地水土流失综合治理方案(四)
坡耕地水土流失综合治理方案产业结构改革是指通过调整和优化产业结构，实现经济结构的升级和转型，以提高资源利用效率、促进经济可持续发展。
在坡耕地水土流失综合治理方面，产业结构改革可以发挥重要作用。
本文将从实施背景、工作原理、实施计划步骤、适用范围、创新要点、预期效果、达到收益、优缺点和下一步需要改进的地方等方面进行详细总结。
一、实施背景坡耕地水土流失是我国农业生产中面临的重要问题之一。
由于长期的不合理农业经营和生产方式，导致土壤质量下降、水土流失严重，严重影响了农业的可持续发展和农民的生活。
为了改善这一状况，需要进行坡耕地水土流失综合治理。
二、工作原理坡耕地水土流失综合治理的工作原理是通过调整产业结构，改变农业生产方式，减少土壤侵蚀和水土流失。
具体包括以下几个方面：1. 调整农作物种植结构：选择适合坡耕地的经济作物，减少对土壤的破坏和侵蚀。
2. 推广水土保持措施：采取梯田种植、植被覆盖、水土保持林带等措施，减少水土流失。
3. 发展农业生态旅游：将坡耕地打造成农业生态旅游景区，提高土地利用效率，增加农民收入。
三、实施计划步骤1. 调查评估：对坡耕地水土流失情况进行调查评估，确定治理重点和治理方向。
2. 制定治理方案：根据调查评估结果，制定具体的治理方案，明确工作目标和措施。
3. 资金筹措：通过政府投资、农民自筹等方式筹措治理资金。
4. 实施治理措施：按照治理方案，实施调整农作物种植结构、推广水土保持措施和发展农业生态旅游等措施。
5. 监测评估：定期对治理效果进行监测评估，及时调整和改进治理措施。
四、适用范围坡耕地水土流失综合治理方案适用于我国各地的坡耕地区域，尤其是水土流失比较严重的地区。
五、创新要点1. 引导农民转变观念：通过宣传教育和经济激励等方式，引导农民转变观念，积极参与坡耕地水土流失综合治理。
2. 推动农业产业化发展：通过发展农业产业化，提高农业生产效益，减少对土壤的破坏和侵蚀。
3. 强化政府管理和监督：加强对坡耕地水土流失综合治理工作的组织领导和监督管理，确保治理工作的顺利进行。
探讨土壤侵蚀的影响因子及侵蚀机理
探讨土壤侵蚀的影响因子及侵蚀机理引言土壤侵蚀导致的严重水土流失已成为农业经济发展的主要障碍及生态环境建设面临的主要问题。
土壤侵蚀使土地资源退化，严重损害农田生产率，目前我国已成为世界上遭受水土流失损失最严重的国家之一，治理水土流失也迫在眉睫。
国家已将水土保持作为长期坚持的一项基本国策和生态建设的基础工程[1]。
土壤侵蚀机理研究是气象学与水土保持学的交叉学科，是大气物理学的边缘学科，也是土壤侵蚀力学的重要组成部分[2]，涉及专业领域面广且复杂，实践证明有效整治水土流失问题能够降低径流平均含沙量、输沙率，改变径流输沙动态过程等，故有必要进一步分析和理解土壤侵蚀控制机理。
1、研究背景及现状土壤侵蚀是土壤受水力、风力、冻融、重力等外力的作用，在各种自然因素和人为因素的影响下，发生的各种破坏、分离、搬运和沉积的现象[3]，是降雨产生的表面流对土壤表层的剥蚀和输运过程，是一个水流与土壤颗粒相互作用的动力学过程[1]。
期间土颗粒的分解主要由雨滴溅击和径流冲刷作用造成，前者受雨滴动能和表层土特性影响[2]。
自然界中土壤侵蚀主要方式有：溅击侵蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、深沟侵蚀[3，4，5]。
土壤侵蚀会导致土壤资源严重破坏、生态环境恶化、农田水利设施毁坏及农田河道污染物扩散等后果。
据调查，我国在黄河中上游黄土高原、长江中上游丘陵和东北平原地区由于土壤侵蚀造成的水土流失问题严重，亟待治理和修复。
2、土壤侵蚀主要影响因素土壤侵蚀主要受降雨条件、土壤特性、地形条件和地表植被、空间尺度等因素影响。
这些影响因素归纳为表层土状况（土地利用情况、植被覆盖率、土壤保水性等）以及土颗粒特性（土壤前期含水量、压实程度等）[3，4]两方面。
2.1 降雨降雨被认为是最主要的驱动力，降雨物理特征研究是土壤侵蚀规律不可或缺的部分。
其影响主要表现为：：溅击打散和径流冲刷作用[5]。
关于降雨特性对土壤侵蚀的影响性研究始于十八世纪后期，目前降雨特性相关性研究逐渐步入量化研究阶段[2，5]。
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土 壤 侵 蚀 对 坡 耕 地 生 产 力 影 响 的 微 区模 拟 试 验
郭 云 周 涂仕 华 刘建 香 ， ， ， 贾秋 鸿
（． １ 云南 省农业科 学院农业环境资源研究所 ， 云南 昆明 ６ ０ ０ ；． ５ ２ ５ ２ 国际植物营养研究所成都代表处 ， ｔ Ｉ ｇ Ｊ 成都 Ｊ ６ ０６ ） １ ６ ０
பைடு நூலகம்
摘
要 ： 过 红壤 旱坡 地 铲土 覆 土微 区试 验 ， 拟 土 壤 侵 蚀 对坡 耕 地 生产 力 的影 响 。 结 果表 明 ， 土 厚 度 与玉 米 籽 粒 产 量 、 秆 产 通 模 覆 秸
量呈极显著正相关， 明随着坡耕地表土冲刷损失数量的增加 ， 表 玉米籽粒和秸秆产量极显著减产。铲 除耕作层熟化表土 １ ｍ， ５ ｃ 玉 米减产 ２ ． ２％ ； ９６ 铲除耕作层熟化表土 １ ｍ， ０ｃ 玉米减产 １ ． １％ ； ７３ 铲除耕作层熟化表土 ５ｃ 玉米减产 １ ． ９％ ； ｍ， ２６ 覆土耕作层 熟化 表 土 ５ｃ 玉米增产 １ ．ｏ％ ； ｍ， Ｏｏ 覆土耕作层熟化表土 １ ｍ， ０ｃ 玉米增产 １ ．７％ ； ５７ 覆土耕作层熟化表土 １ ｍ， ５ｃ 玉米增产 １ ．９％ 。 ７６
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关 键 词 ： 壤侵 蚀 ； 耕地 生 产力 ； 区模 拟 试 验 土 坡 微 中 图分 类 号 ： １２ ￥ ５ 文献标识码 ： Ａ
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