坡耕地土壤侵蚀研究进展
土壤侵蚀的研究进展及展望
土壤侵蚀的研究进展及展望摘要：土壤侵蚀是土地退化的主要类型之一，土壤侵蚀给人类造成严重危害：毁坏土地资源，降低粮食产量，干扰工程建设，影响生态环境，同时会引起自然灾害的发生。
在对以往土壤侵蚀的成因、危害、防治等方面研究进行综合分析的基础上，对土壤侵蚀未来的研究方向进行了展望。
关键词：土壤侵蚀，危害，防治0 引言《中国大百科全书•水利卷》（1992）[1]将土壤侵蚀（Soil erosion）定义为“在风力、水力、冻融和重力等外营力的作用下，土壤及其母质被破坏、搬运及沉积的过程”。
水土流失（Soil and water loss）和土壤侵蚀是两个十分相近的概念。
1981年科学出版社《简明水利水电词典》[2]提出，水土流失指“地表土壤及母质、岩石受到水力、风力、重力和冻融等外力的作用，使之受到各种破坏和移动、堆积过程以及水本身的损失现象”。
从两者的定义中可以看出，二者虽然存在着共同点，即都包括了在外营力作用下土壤、母质及浅层基岩的剥蚀、运搬和沉积，但是也有明显差别，即水土流失中包括了在外营力作用下水资源和土地生产力的破坏与损失，而土壤侵蚀中则没有。
土壤侵蚀是一个自然地质过程，而水土流失作为一种地质环境问题，强调的是土壤侵蚀的不良影响，即其造成的水土资源和土地生产力的破坏和损失。
1 土壤侵蚀的分类根据土壤侵蚀的定义，土壤侵蚀的发生营力有水力、风力、冻融、重力等，由此可以将土壤侵蚀分为水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀等多种类型。
其中在我国分布最广泛的为前三种类型[3,4]。
水力侵蚀是指由于降雨或径流引起的土壤侵蚀。
其侵蚀形式包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。
在比较干旱、植被稀疏的条件下，当风力大于土壤的抗蚀能力时，土粒就被悬浮在气流中而流失。
这种由风力作用引起的土壤侵蚀现象就是风力侵蚀，简称风蚀。
风蚀发生的面积广泛，除一些植被良好的地方和水田外，无论是平原、高原、山地、丘陵都可以发生，只不过程度上有所差异。
土地利用变化对土壤侵蚀影响研究综述
土地利用变化对土壤侵蚀影响研究综述土地利用变化对土壤侵蚀的影响一直是土地资源利用与保护领域的重要研究课题。
土壤侵蚀是指土壤表面被水、风、人为活动等因素剥蚀、冲刷和流失的过程，其主要危害包括土地退化、水土流失、生态环境破坏等。
而土地利用变化作为土壤侵蚀的主要驱动因素之一，对土壤侵蚀的影响日益受到关注。
本文旨在对土地利用变化对土壤侵蚀的影响进行综述，为土地资源的合理利用和土壤侵蚀的防治提供理论支持和科学依据。
1. 植被覆盖变化导致的土壤侵蚀变化植被覆盖是维持土壤水土保持功能稳定的重要因素，而土地利用变化导致的植被破坏、退化和改变会直接影响土壤侵蚀的发生。
森林砍伐、草地过度放牧、农田扩大等行为都会使植被覆盖度下降，土壤侵蚀的风险增加。
植被覆盖的变化还会影响土壤结构、土壤保护层的形成和维持等土壤侵蚀的阻挡因素，从而加剧土壤侵蚀的程度。
2. 土地利用方式变化导致的土壤侵蚀影响不同的土地利用方式对土壤侵蚀有着不同的影响。
林地、草地、农田等不同类型的土地利用方式对土壤侵蚀的敏感性和发生程度存在差异。
不同的耕作方式、种植模式、土壤保护措施等也会影响土壤侵蚀的发生和程度。
土地利用方式变化的不合理性和盲目性，容易导致土壤侵蚀加剧，甚至引发土地荒漠化和沙漠化。
3. 人类活动引起的土壤侵蚀影响人类活动是导致土地利用变化的重要因素，同时也是导致土壤侵蚀的重要诱因。
城市扩张、工业发展、农业生产等活动往往伴随着土地利用形态的变化，而这些活动本身也对土壤侵蚀有着直接和间接的影响。
城市建设、工业废水排放、农药化肥施用等行为会导致土壤结构破坏、土壤质量下降，进而加剧土壤侵蚀的程度。
1. 农业活动对土壤侵蚀的影响在土地利用结构中，农业活动是土壤侵蚀的重要来源之一。
农田的耕作和种植活动往往会导致土壤结构松散、植被破坏和土壤侵蚀的加剧。
尤其是在传统的耕作方式下，耕地的裸露度高、植被覆盖差、机械化程度低等都加剧了土壤侵蚀的程度。
而随着现代化农业技术的推广和应用，农业生产对土壤侵蚀的影响逐渐得到了缓解，但在一定程度上也带来了新的土壤侵蚀问题。
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
土地利用变化对土壤侵蚀影响研究综述
土地利用变化对土壤侵蚀影响研究综述1. 引言1.1 土地利用变化对土壤侵蚀影响研究综述土地利用是指人类对土地资源进行开发利用的方式和程度。
土地利用的变化会对土壤侵蚀产生重要影响。
土地利用变化对土壤侵蚀的影响机制涉及土地覆盖变化、土地利用类型转变、人类活动强度增加等因素。
研究表明，不同土地利用方式对土壤侵蚀的影响程度有所不同，例如林地、草地、耕地等土地利用类型对土壤侵蚀的影响呈现出不同的特点。
土地利用变化会导致土壤的改变，从而增加土壤侵蚀的风险。
农业生产、城市建设、森林资源开发等活动都可能导致土地利用的变化，进而加剧土壤侵蚀的程度。
研究土地利用变化对土壤侵蚀的影响，对于保护和改善土壤资源具有重要意义。
需要进一步从影响土地利用变化的因素、针对土地利用变化的土壤侵蚀防治措施、以及土地利用变化对土壤侵蚀的监测与评价等方面进行深入研究，为土壤资源的可持续利用提供科学依据。
2. 正文2.1 土地利用变化的影响机制土地利用变化的影响机制是指不同的土地利用方式对土壤侵蚀产生的影响机理。
土地利用变化通常会改变土地的植被覆盖情况、土壤质地、水土流失条件等，进而影响土壤侵蚀的程度和速度。
影响机制可以从植被覆盖方面考虑。
植被覆盖是土壤侵蚀的重要防治措施，不同的土地利用方式会导致植被覆盖的变化，如农业耕作会破坏植被，增加土壤暴露在外的机会，加剧土壤侵蚀的程度。
影响机制还可以从土壤质地的角度来分析。
土地利用的改变会影响土壤的结构和质量，使土壤更易受侵蚀。
过度的耕地利用会导致土壤结构松散，容易被水流冲刷，加速土壤侵蚀的发生。
2.2 土地利用变化对土壤侵蚀的影响土地利用变化对土壤侵蚀的影响是一个复杂而重要的问题。
土地利用变化会改变地表覆被类型和结构，导致土壤的暴露和易于流失。
森林砍伐后的土地可能暴露在风化侵蚀和水流冲刷的影响下，造成严重的土壤侵蚀。
农田的扩建和耕地的过度利用也会加剧土壤侵蚀的程度。
土地利用变化还会影响水文循环和土壤质地，进而影响土壤的侵蚀风险。
《黑土区垄作坡耕地坡面土壤侵蚀特征研究》范文
《黑土区垄作坡耕地坡面土壤侵蚀特征研究》篇一一、引言随着中国农业的快速发展，黑土区作为我国重要的农业生产基地，其土壤侵蚀问题逐渐成为研究热点。
土壤侵蚀是自然和人为因素共同作用的结果，尤其以坡耕地尤为严重。
本篇论文将重点探讨黑土区垄作坡耕地的土壤侵蚀特征，为防止和减少土壤侵蚀提供科学依据。
二、研究区域与方法本研究区域位于中国东北黑土区，选择具有代表性的坡耕地进行实地考察。
通过文献回顾、实地调查、实验室分析以及地理信息系统(GIS)等技术手段，对土壤侵蚀的成因、过程及影响因素进行深入研究。
三、土壤侵蚀的成因与过程在黑土区，由于地势、气候和人为活动等多重因素的综合作用，导致土壤侵蚀现象普遍存在。
特别是垄作坡耕地，其土壤侵蚀主要由降雨冲刷、地表径流和风力侵蚀等因素共同作用形成。
1. 降雨冲刷：在雨季，强降雨是导致土壤侵蚀的主要因素。
降雨强度大时，地表径流迅速形成，冲刷土壤，导致土壤颗粒流失。
2. 地表径流：在坡耕地上，地表径流是造成土壤侵蚀的重要途径。
径流沿着坡面流动，带走表层土壤，形成沟壑。
3. 风力侵蚀：在干旱或半干旱地区，风力也是造成土壤侵蚀的重要因素。
风力作用下，表层土壤被吹走，形成风蚀沟壑。
四、黑土区垄作坡耕地土壤侵蚀特征黑土区垄作坡耕地的土壤侵蚀具有以下特征：1. 空间分布特征：土壤侵蚀在空间上呈现出明显的差异性。
坡度较大、植被覆盖较低的区域，土壤侵蚀较为严重。
2. 时间变化特征：季节性降雨是导致土壤侵蚀的主要因素，因此土壤侵蚀在时间上与降雨分布密切相关。
雨季时，土壤侵蚀严重；旱季时，土壤侵蚀相对较轻。
3. 影响因素：除了自然因素外，人为活动如耕作方式、施肥等也会对土壤侵蚀产生影响。
不合理的耕作方式会加剧土壤侵蚀。
五、防止和减少土壤侵蚀的措施针对黑土区垄作坡耕地的土壤侵蚀问题，提出以下措施：1. 改进耕作方式：采用等高线耕作、横坡耕作等措施，减少地表径流的冲击力，降低土壤侵蚀。
2. 植被恢复：在坡度较大、植被覆盖较低的区域种植适合的植被，提高地表覆盖度，减少风力和降雨的冲击力。
《黑土区垄作坡耕地坡面土壤侵蚀特征研究》范文
《黑土区垄作坡耕地坡面土壤侵蚀特征研究》篇一一、引言黑土区作为我国重要的农业生产基地，其土壤资源的保护与利用对于农业可持续发展具有重要意义。
然而，由于长期以来的不科学耕作、气候变化等因素影响，黑土区坡耕地土壤侵蚀问题日益严重，对农业生产及生态环境造成了极大的影响。
本文以黑土区垄作坡耕地为研究对象，对其坡面土壤侵蚀特征进行深入研究，以期为黑土区的土壤保护与利用提供科学依据。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究选取了我国某典型黑土区垄作坡耕地为研究对象，该区域地势起伏较大，土壤类型以黑土为主，具有典型的农业耕作特点。
2. 研究方法（1）野外调查与样品采集：通过实地考察，了解研究区域的自然地理环境、气候条件、耕作制度等基本情况。
同时，在坡耕地的不同部位采集土壤样品，进行室内分析。
（2）土壤侵蚀监测：采用先进的遥感技术和地面观测手段，对坡耕地的土壤侵蚀情况进行实时监测。
（3）数据分析与处理：对采集的土壤样品进行实验室分析，测定其物理性质、化学性质及生物学性质等指标。
运用地理信息系统（GIS）和统计分析方法，对土壤侵蚀数据进行处理和分析。
三、黑土区垄作坡耕地坡面土壤侵蚀特征1. 土壤侵蚀类型及分布黑土区垄作坡耕地的土壤侵蚀主要以水蚀为主，包括面蚀、沟蚀和重力侵蚀等多种类型。
面蚀主要分布在坡耕地的上部和中部，沟蚀则主要分布在坡耕地的下部。
不同类型土壤侵蚀在空间分布上存在一定的规律性。
2. 土壤侵蚀程度及影响因素黑土区垄作坡耕地的土壤侵蚀程度受多种因素影响，包括降雨、地形、植被覆盖度、耕作方式等。
其中，降雨是导致土壤侵蚀的主要外力因素，地形和植被覆盖度则影响土壤侵蚀的强度和分布。
此外，不科学的耕作方式也会加剧土壤侵蚀。
3. 土壤侵蚀对农业生产的影响土壤侵蚀会导致黑土区坡耕地的地力下降、土地退化、农田水利设施损坏等问题，严重影响农业生产。
同时，还会导致农田生态环境恶化，降低农业生态系统的稳定性。
四、结论与建议通过对黑土区垄作坡耕地坡面土壤侵蚀特征的研究，我们发现该区域的土壤侵蚀问题严重，亟需采取有效措施加以解决。
坡耕地小区坡面不同坡段侵蚀泥沙贡献率的 7Be示踪研究
２１ ０ １年 ２月
沙
研
究
Ｊｕｎｌ ｆ ｅ ｉ ｎ ｅｅｒｈ ｏｒａ ｏ ｄ Ｓ ｍｅｔ ｓａ Ｒ ｅ
第 １ 期
坡 耕地 小 区坡 面不 同坡 段侵 蚀 泥沙 贡献 率 的 Ｂ ｅ示 踪研 究
张风 宝 ， 明 义 王 光 谦 杨 ，
７ ２０ １１０；
７２０ ； １ １ ０
、 、
、 ｌ ｒ ｋ。 Ｓ ｈ ｌ ｒ 、 Ｗａ ｂｉ ’ ｃ ｕｌ ｌ ｎ 、 ｅ
白 占国 ＂ 、 Ｊ 张信宝 ¨ 等 都有 这方 面相关 的报道 ； 是把 ｅ 其他核 素相 结 二 Ｂ 与
合 （ ｓ Ｐ ） 推 断侵蚀 泥沙 的来 源 ， ”Ｃ 、 。ｂ ， 描述 可 能发 生 的侵 蚀 过 程 ， 量 区分 片 蚀 和细 沟 侵 蚀在 侵 蚀 过 定 程 中的相对贡献 及不 同侵蚀 方式 的动态 演变过 程 ， Ｗａ ｉｇ 、 ｕｃ ］Ｗｈｔ ｇ 、 明义 ¨ 等 都 如 ｌｎ ¨ Ｂ ｒｈ １ 、 ｉｎ 杨 ｌ ６ ｉ 做 了相应 的研究 工作 。对于不 同坡 段在不 同侵蚀 方式 下泥 沙贡献 率 的研 究还 鲜有报 道 。
段 片 蚀 、 沟 侵 蚀 对侵 蚀 泥 沙 的贡 献 率 及 小 区 泥 沙 输 移 比 。研 究 发 现 ， 蚀 主要 发 生 在 小 区 坡 面距 坡 顶 ０— 细 片
２ 区域 ， ｍ 占总 片 蚀 量 的 ６ ％ 以上 ， 沟侵 蚀 主 要 发 生 在 小 区 坡 面距 坡 顶 ２～ ｍ 区域 ， 总 细 沟 侵 蚀 总 量 的 ０ 细 ５ 占
７ ％ 以上 ， 体 而 言 ， ５ 总 侵蚀 泥沙 主要 来 源 于 小 区坡 面距 坡 顶 ｌ～ ｍ 区域 ， 部 和 下 部 泥 沙 贡 献 相 对 较 小 。对 ４ 上
川中丘陵区耕作侵蚀对土壤侵蚀贡献的定量研究
关键词 ：川 中丘陵区 ； 坡耕地 ； ８ ｍＣ 示踪技术 ； 耕作位移 ； 耕作侵蚀
中图分类号 ：Ｓ５ ． １７ １ 文献标识码 ：Ａ
在 山区、 丘陵区， 特别是地形复杂 ， 地形破碎的 采取适当的耕作措施 （ 少耕、 免耕 、 等高耕作、 田） 梯 引， 地区， 连年的高强度耕作对土壤 的扰动造成大量的 可以对水蚀进行防治¨ 却没有对耕作 引起的直接 土壤迁移 ， 从而造成严重的土壤侵蚀。利用土壤侵 侵蚀加以注意 ， 也未将其作为一种独立 的侵蚀形式 蚀领域成熟 的 ｓ ｃ 技术的研究结果表明 ， 田间观测 对其机理进行研究 ， 而且长期 以来没有取得耕作侵 到土壤再分布格局不符合 “ 标准 ” 水蚀的预测结果 ， 蚀的直接试验 结果。 自２０ 年起 ， 国学 者张建 ０１ 我 引 王占礼¨ 等对耕作侵蚀进行 了一定 的试验 即在坡地凸部（ 该部位水蚀应该是很小 的） 的土壤 辉¨ 、 取得了耕作侵蚀的直接证 据。张建辉等ｕ，Ｊ ５ 流失很高 ， 而在凹部 （ 地表径流 的集中区， 水蚀通常 研究 ，
获得如下结论 ：１在 ４７ 一 ５６ 的坡度范 围内总土壤侵蚀速 率为 ６２ — ３．６ｔ ｈ ２ ａ ， （ ） ．％ ３．％ ．１ １８ １ （ ｍ ・ ） 侵蚀 主要 发生 ／ 在坡上部和坡 中部 ；２ 在 中等坡度（６６ 一 ５１ ）耕作侵蚀 速率为 ２ ． — ３ｏ （ｍ ｔａｅ ａ ） 占总 （） １．％ ２ ．％ ， １６ ６．７ ｈ ・ ｌｇ ｐｓ ， ７ ｉ ｓ ｌ 侵蚀速率 的４ ．７ 一 ５６％ ； ２２％ ４ ．５ 在陡坡 （５６ ）耕作侵蚀速率为 ５．４ｔ ｈ ・ ｌ ｅｐ ｓ ， ３ ．％ ， ４０ （ｍ ｔ ａ ａ ） 占总土壤 侵蚀 速率 ／ ｉｇ ｓ ｌ 的 ８．９ ３９％。耕作侵蚀 主要发生在坡耕地的上 部 ， 从中部到下部耕作侵蚀相对 较小 ；３ 在整个坡耕 地上土壤 侵蚀 （） 表现为 以下空间分布 ： 上坡以耕作 侵蚀为主 ； 中坡耕作侵蚀 速率变小 ， 水蚀作用 加剧 ； 下坡至坡脚 两者均 以沉积 为 主 。研究结果表明 ， 耕作侵蚀 在一定 的景观范 围内是十分严重 的 ， 侵蚀速率 甚至超过 了水 蚀。因此在 制定 相应 其
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第15卷第3期2001年9月水土保持学报Journal of So il and W ater Conservati onV o l.15N o.3Sep.,2001 坡耕地土壤侵蚀研究进展①傅 涛,倪九派,魏朝富,谢德体(西南农业大学资源与环境学院,重庆400716)摘要:论述了坡耕地土壤侵蚀的机理、研究方法及防治措施,分析了坡耕地泥沙、径流、养分流失的特征及影响因素,认为坡耕地是水土流失的主要来源,在整个生态环境建设中具有重要地位。
目前国内外研究多偏重于坡面水土流失特征的描述和控制坡面水土流失、提高土壤肥力的效果等,研究方法以定性和统计分析为主,在坡耕地水土流失机理、养分流失所造成的面源污染、坡面流失定量预测模型以及控制措施与坡面的相互作用等方面还需作更深入的研究。
关键词:坡耕地; 土壤侵蚀机理; 防治措施中图分类号:S157.1;S157.2 文献标识码:A 文章编号:100922242(2001)0320123206Recen t D evelopm en t of Slop i ng F ield ErosionFU T ao,N I J iu2pai,W E I Chao2fu,X IE D e2ti(Colleg e of R esou rces and E nv ironm ent,S ou thw est A g ricu ltu ral U niversity,Chong qing400716)Abstract:T he p rogresses of slop ing field ero si on,study m ethods and of p reven tive m easu res are summ a2 rized.T he m echan is m and affect facto rs of sedi m en t,runoff and nu trien t lo ss on the slop eland su rface are an2 alyzed resp ectively.T he slop ing fields w ere the m ain sou rce of sedi m en t,runoff and nu trien t lo ss.M o st of the research w o rk s focu sed on the p reven ti on so il and w ater lo ss on the slopeland su rface and i m p rovem en t of so il fertility.M o st of the study m ethods w ere qualitative and statistics analysis.How ever,studies on the m echan is m of so il and w ater lo ss and nu trien t lo ss,the m odel of quan titative analysis w ere scarce yet,the fu rther studies shou ld pay m o re atten ti on to the p rocesses of runoff and sedi m en t yield,so as to study the m echan is m of slop e ero si on and bu ild the p rocess2based m odel of w ater ero si on p redicti on.Key words:slop ing field; m echan is m of so il ero si on; m easu res of p reven ti on and cu re坡面侵蚀过程包括降雨溅击和径流冲刷引起的土壤分离、泥沙输移和沉积3大过程,研究和分析这些过程发生、发展的水力、土壤、地形条件以及各过程间相互转化、相互影响的机理,是建立土壤侵蚀物理模型的前提。
我国在该领域的研究较少,同时我国山丘面积占总面积2 3,坡耕地在我国耕地面积中占有很大比例,陡坡农耕地是重要的农业资源。
近年来,坡耕地水土流失受到越来越多学者的关注。
大量资料表明,一方面坡耕地是大量江河泥沙的主要来源;另一方面,坡耕地严重的水土流失使山区丘陵土层变薄,养分流失,保水能力变差,使大多数坡耕地生产力低下,严重阻碍山地丘陵区农业可持续发展,使广大山区农民无法脱贫致富,更造成恶性循环,加速坡耕地的水土流失。
因此,根据我国实际情况,开展坡耕地土壤侵蚀分离、输移和沉积过程及其关系的研究,对于建立具有我国特色的土壤侵蚀模型,进而指导水土保持生产实践具有十分重要的理论和生产意义。
目前对坡耕地土壤侵蚀研究大多集中在3个方面,一是对坡耕地土壤侵蚀的方法研究,包括实验研究方法和土壤侵蚀评估方法,二是对坡耕地土壤侵蚀机理的研究,三是对减轻坡耕地土壤侵蚀措施的研究及评价。
1 研究方法1.1 试验研究方法常见的研究方法可分为室外和室内两大类[1],室外方法通常是选择比较规则、具有代表性的坡面,在坡面上根据研究目的需要,建立相应的观测小区。
小区的宽度多在1～5m之间,基本要求是小区能够完整地反映地形地貌特征,小区的长度也与试验目的密切相关,有的长3～5m,有的则长达10m以上。
试验时多采用模拟降雨结合放水冲刷,或者在自然降雨条件下观测。
试验时测定径流量和泥沙量,同时采集径流样和泥沙样,用于①收稿日期:2001204209 3重庆市科委资助项目“三峡库区坡耕地水土流失机理及预测评价建模”(编号410586)作者简介:傅涛,男,生于1972年,博士生。
主要从事水土保持与土地资源等方面的研究工作,发表论文11篇。
421水土保持学报第15卷各种试验目的的分析。
由于野外观测实验主要取决于天然降雨情况,特别是在一些少雨地区,每年产生径流的次数有限,使径流小区观测实验工作受到很大限制,数据积累很慢,远远不能满足需要,因此,必须采用室内模拟降雨装置。
室内模拟降雨装置系统主要功能是对室内有控条件下二维坡面降雨过程中的产流规律、土壤水分运动规律、土壤溶质迁移及其相互作用进行模拟试验,研究各因子的内在机理,它是利用水文、土壤物理和电化学的方法对自然现象的变化过程进行观测预报。
常见实验装置系统由降雨系统、实验土槽装置、坡度调节系统、土壤水分测量系统、径流量测定系统、泥沙含量或径流溶液采样装置、坡面土壤溶质在线测量系统7个部分组成[2]。
在室内和室外实验中一些新技术和新方法的应用,大大提高了坡面土壤侵蚀的研究精度和深度。
如全沙含量在线监测,是根据置换称重法的原理,通过特殊设计的传感器与微机数据采集处理系统相结合的测量方法,具有测量范围宽,适应流量下限低,测量精度不受泥沙粒度的影响,并且具有自动按时间顺序记录含沙量变化全过程的特点。
其它新技术如康绍忠[3]利用时域反射仪和中子仪进行了积水入渗条件下土壤水分动态变化的观测。
于东升等[4]利用Guelph入渗仪研究了我国南方低丘不同土地利用方式下富铁土的土壤渗透性。
此外,核示踪技术作为一种新技术、新方法应用于土壤侵蚀研究,使土壤侵蚀研究进入了一个新的阶段,并且使精确地监测泥沙来源成为可能,近年来发展较快的有137C s和210Pb示踪法、稀土元素定位土芯Eu示踪法等方法[5]。
1.2 土壤侵蚀评估方法土壤侵蚀评价模型的研究可以说是随着对土壤侵蚀过程的深入研究和了解而不断发展的,现已实现了由估算单一坡面(地块)的土壤侵蚀模型,向估算流域内的土壤侵蚀和沉积模型,再向区域乃至国家范围内的水土流失估算模型转移,以及由经验型模型向分析型、确定型模型的转移,从统计模型向描述过程的物理模型的转移。
统计模型是基于侵蚀过程的重要因子统计分析,一般不考虑侵蚀过程,只产生大概可能的结果;而物理模型用数学物理关系描述侵蚀过程,在理论上较之统计模型更为精确。
按评价目的不同土壤侵蚀模型又可分为土壤侵蚀评价模型和水土保持效益评价模型。
土壤侵蚀统计模型可以说是时间分布模型系统,它可以进行年土壤侵蚀量计算,也可以用次暴雨土壤侵蚀量模型逐场进行降雨计算,然后把全年各场降雨的土壤侵蚀量累加起来,得到年土壤侵蚀量,这种方法不仅考虑大暴雨,也考虑中小降雨。
通用土壤流失方程式U SL E是最具代表性的土壤侵蚀评价统计模型,我国学者分别提出了其在不同地区的应用参数,用以计算坡面和流域的年土壤侵蚀量和次降雨土壤侵蚀量。
土壤侵蚀统计模型可以描述一次降雨过程的土壤侵蚀量,但不能描述一次降雨过程中任一时刻的土壤侵蚀量,也不能称为过程模型。
而土壤侵蚀评价物理模型则可以描述土壤侵蚀时间和空间尺度上的流失状况,因此目前多采用物理模型进行土壤侵蚀评价。
物理模型又可分为集总型参数模型和分布型参数模型,它们的区别在于对侵蚀过程的不同描述。
集总型参数模型是描述流域的总体或平均行为,试图通过计算整个流域的有效值来评价空间变化参数的影响,常见的方法是面积加权平均,模型的构造者试图把所有的空间非一致性影响集总或浓缩进数学上的等面积点的系数值。
而分布型参数模型反映的是土壤侵蚀的时空变化过程,能兼容小区实验研究出的关系,并试图把参数变化的流域(区域)分布数据和计算算法进行合并以评价这种在模拟行为上的分布影响。
近些年来,随着地理信息系统的引入和现代计算机内存、速度的不断提高,分布型参数模型也变得更具有实用性。
目前比较有代表性的物理模型有CR EAM S(农业耕作制度下化学径流和侵蚀评价模型,Kn isel,1980),AN S W ER S(流域环境非点源响应模型,B easley et al,1980),AN GPS(农业径流非点源泥沙模型Young et al,1989), K I N ERO S(动力侵蚀模型,1981),EU RO SE M(欧洲土壤侵蚀模型,1994),W EPP(水力侵蚀预报模型,1991～1994)等等。
上述物理模型代表了目前土壤侵蚀定量评价的研究方向,比统计模型功能强大得多,特别是能连续模拟土壤侵蚀过程,其中W EPP将逐渐取代通用土壤流失方程式U SL E。
但这些模型也存在一些共同问题,首先对侵蚀过程的描述有待改进,应在实验研究和统计分析的基础上,利用理论分析和试验方法,研究土壤侵蚀的过程,以土壤的内在理论性质为指标,用数学方法进行定量描述,以增加模型的通用性。
其次,模型的空间分析能力有限。
模型的目的是对水土保持和管理提供支持,所以必须在流域尺度上而不仅仅在坡面尺度上研究和分析土壤侵蚀、水文过程及其空间变异。