国外土壤侵蚀模型发展研究

２０ 世纪 ４０ 年代，Ｚｉｎｇｇ 等对土壤侵蚀速率和地形因子 （坡度坡长）进行了研究，用实证的方法建立了定量关系［４］。 后来史密斯根据 Ｚｉｎｇｇ 等的研究成果把作物管理与水保措 施加入其中，这个时候，通用土壤流失方程的雏形已经出现［５］。
２０ 世纪 ４０ 年代所提出的马斯格雷夫［６］方程将土壤侵蚀、植 被、坡度、坡长、降雨强度等因子联系起来进行描述分析，在 美国东部各州的农地和林地的片蚀和细沟侵蚀预报中得到 实践［６］。在 ２０ 世纪 ６０ 年代，威斯奇迈尔等在对美国各州将 近 １ ０００ 个试验小区的系统分析和运行后，提出了著名的 通用土壤流失方程（ＵＳＬＥ）。通用土壤流失方程全面地考虑 到影响土壤侵蚀的自然因素 Ｒ、Ｋ、ＬＳ、Ｃ、Ｐ，分别代表降雨 侵蚀力、土壤可蚀性、坡长坡度、作物管理和水土保持措施 五大因子［７］。ＵＳＬＥ 模型是在丰富的信息资料和大量的试验 基础上实证计算而来的，因此实用性很强，在世界范围内得 到了推广。这类经验性方程具有成本低、计算简单等优势， 直到目前还有许多学者仍在关注和使用。在 ２０ 世纪 ７０ 年 代，威斯奇迈尔和史密斯对 ＵＳＬＥ 模型中所存在的弊端进 行修正，让通用土壤流失方程得到更广泛的应用。通用土壤 流失方程的弊端在于只能计算年降雨侵蚀量而不能对次降 雨侵蚀量进行计算，因此，美国在 １９８５ 年起修订 ＵＳＬＥ 模 型，并在 １９９７ 年颁布了通用土壤流失方程的修订方程，即 ＲＵＳＬＥ，这样无论是长期的土壤侵蚀预报还是次降雨土壤 侵蚀计算的问题均得以解决。
的不断创新和发展，各类土壤侵蚀数据资料的积累和不断 涌现出的新技术的结合，为土壤侵蚀模型的完善提供了强 有力的技术支撑。
４ 结语
随着现代科学技术的发展，土壤侵蚀模型的研究与应 用也在不断地发展。３Ｓ 技术的应用为土壤侵蚀模型的完善 提供了重要的技术支撑。从土壤侵蚀经验模型发展到物理 过程模型再到运用现代科学技术完善土壤侵蚀模型，每一 个阶段对于土壤侵蚀模型的完善都起着非常重要的作用。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｆｏｒｅｉｇｎ Ｓｏｉｌ Ｅｒｏｓｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ ＷＥＮ Ｊｉａｎｇ－ｓｕ ｅｔ ａｌ（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｊｉａｎｇｘｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ ３３００４５） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｏｏｋ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ， ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｗｅｒｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｇｅｓ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｉｏｒｉｔｉｅｓ， ｎａｍｅｌｙ， ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ－ｆａｃｔｏｒ ｓｔａｇｅ， ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ３Ｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ａ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｈａｓｅ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｗａｓ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｇｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｓｏｉｌ ｅｒｏｓｉｏｎ；Ｅｒｏｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ；Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
１ 土壤侵蚀量与单因子间关系的研究阶段
该阶段所经历的时间大概在 １８７０—１９７０ 年，土壤侵蚀 量与单因子间的关系是这个阶段研究的主要问题。该阶段大 量试验小区的建立和大量试验数据的得出，为土壤侵蚀模型 的初步建立提供了有效支撑。２０ 世纪初，米勒等在 Ｍｉｓｓｏｕｒｉ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ 建立的试验小区为不同轮作 方式条件下土壤侵蚀和径流之间关系的研究提供了丰富的 数据资料［１］。之后，贝尼特等美国土壤专家在一系列考察和 研究的基础上建立了土壤侵蚀试验基站，同时引进了米勒 所研究土壤侵蚀和径流关系的方法，并将其应用到实践当 中［２］。２０ 世纪 ３０ 年代，库克等经过对丰富的试验小区数据 资料进行缜密系统的分析后，采用实证分析的方法，提出了 土壤侵蚀的影响因子土壤可蚀性、降雨侵蚀力以及植被覆 盖。库克等的研究为土壤侵蚀模型的发展和完善开拓了新 的方向［３］。
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文江苏，等 国外土壤侵蚀模型发展研究
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过程机理有了更为深刻的认识。土壤侵蚀的研究主要以物 理基础的过程模型为主。这类模型最早出现在 ２０ 世纪 ６０ 年代，是以物理为基础，通过结合各种数学模型和数学方 法，并利用水文、气象、水力等跨学科基本原理，将数学模型 简化，最后总结土壤侵蚀量与影响因子之间的定量关系。说 到底，这些模型只能看成是基于物理基础的数学概念模型， 还不是真正意义上的物理模型。２０ 世纪 ６０ 年代，Ｎｅｇｅｖ 提 出了基于物理过程的侵蚀模型，该模型基于土壤侵蚀发生 的过程，将降雨击溅、薄层水流泥沙输移等过程考虑在内， 但是在计算过程中却用经验关系来进行确定［８］。之后梅耶等 吸收了 Ｎｅｇｅｖ 的研究成果，在考虑到土壤侵蚀过程的基础 上于 １９６９ 年提出了产沙过程模型。２０ 世纪 ７０ 年代梅耶等 建立了细沟土壤侵蚀平衡方程，定性分析了水流分离与产 沙荷载的关系［９］。２０ 世纪 ８０ 年代至目前，很多过程模型相 继出现，以 ＡＮＳＷＥＲＳ、ＷＥＰＰ 和 ＥＵＲＯＳＥＭ 最具有代表性 ［４］。ＷＥＰＰ 水蚀模型为目前比较完备的土壤侵蚀预报模型， 它几乎涉及到侵蚀的所有过程。ＥＵＲＯＳＥＭ 模型是欧洲提 出的土壤侵蚀模型。它将土壤侵蚀分为细沟间侵蚀和细沟 侵蚀，它考虑到植被对动能的影响和岩石对降雨入渗、侵 蚀的影响。ＬＩＳＥＭ 模型是荷兰的土壤侵蚀模型，同样，它也 考虑到土壤侵蚀的各个过程，并可以完全兼容地理信息系 统的数据模拟土壤侵蚀的发生过程。
［８］ ＮＥＧＥＶ Ｎ． Ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒａｉｎｆａｌｌ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ ｉｎｆｉｌｔｒｏｍｅｔｅｒ ｆｏｒ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ， ｒｕｎｏｆｆ ａｎｄ ｅｒｏｓｉｏｎ ｓｔｕｄｉｅｓ ［Ｊ］． Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，１９６７（４）：１６７－１７５．
参考文献：
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［２］ ＢＥＮＮＥＴＴ Ｈ Ｈ． Ｓｏｍｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｕｍｉｄ ｏｎ ｔｏｐｉｃａｌ ａｎｄ ｈｕｍｉｄ ｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｓｏｉｌｓ，ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］． Ｓｏｉｌ Ｓｃｉ，１９２６，２１：３４９－３７５．
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宁夏农林科技，Ｎｉｎｇｘｉａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉ． ａｎｄ Ｆｏｒｅｓ． Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ． ２０１２，５３（０４）：９２－９３
国外土壤侵蚀模型发展研究
文江苏，何小武 ＊
江西农业大学国土资源与环境学院，江西 南昌 ３３００４５
摘 要：以国外土壤侵蚀模型的发展情况为研究对象，将国外土壤侵蚀模型的发展按照研究重点的不同分为 ３ 个阶段，分
２ 土壤侵蚀过程模型研究阶段
该阶段所经历的时间范围大概在 ２０ 世纪 ６０￣８０ 年代。 随着科学技术的发展，人们突破了时代的局限，对土壤侵蚀
作者简介：文江苏（１９８８－ ），男，江苏沭阳人，硕士研究生，研究方向： 水土保持，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｎｊｉａｎｇｓｕ＠１６３．ｃｏｍ。＊ 通讯作者，副教授，博士，硕 士生导师，从事土壤侵蚀与水土保持研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｅ－ｘｗ＠１６３．ｃｏｍ。 收稿日期：２０１１－１２－１０
［７］ ＷＩＳＣＨＭＥＩＥＲ Ｗ Ｈ． Ｓｏｉｌ ｅｒｏｄｉｂｉｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｓｏｉｌｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｕｎｏｆｆ ａｎｄ ｅｒｏｓｉｏｎ ｓｔａｔｉｏｎｓ ［Ｊ］． Ｓｏｉ１ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，１９６３，２７（５）：５９０－５９２．
［５］ ＳＭＩＴＨ． Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｒａｉｎｆａｌｌ－ｅｒｏｓｉｏｎ ｌｏｓｓｅｓ ｆｒｏｍ ｃｒｏｐｌａｎｄ ｅａｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｒｏｅｋｙ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ ［Ｍ］． Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｄ Ｃ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｃａｄｅｍｙ Ｐｒｅｓｓ， １９６５．
［６］ ＭＵＳＧＲＡＶＥ Ｇ Ｗ． Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｅｒｏｓｉｏｎ－Ａ ｆｉｒｓｔ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ ［Ｊ］． Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒ．１９４７，２： ６３．
别为土壤侵蚀量与单因子间关系的研究阶段、土壤侵蚀物理过程模型研究阶段和 ３Ｓ 技术与土壤侵蚀模型相结合的研究阶
段。并从 ３ 个发展阶段对国外土壤侵蚀模型的发展进行了阐述。
关键词：土壤侵蚀；侵蚀模型；发展
中图分类号：Ｓ１５１±１
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２－２０４Ｘ（２０１２）０４－００９２－０２
［３］ ＣＯＯＫ Ｈ Ｌ． Ｔｈｅ ｎａｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｖａｒｉａｂｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ［Ｊ］． Ｓｏｉｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，１９３３，１： ４８７－４９４．