土壤侵蚀的研究进展及展望
土壤侵蚀过程研究报告

土壤侵蚀过程研究报告摘要:本研究旨在探究土壤侵蚀过程及其对环境的影响。
通过对不同地区土壤侵蚀程度的调查和数据分析,我们发现土壤侵蚀是一个复杂的过程,涉及多种因素的相互作用。
本报告将介绍土壤侵蚀的机制、影响因素以及可能的防治措施,以期为土壤侵蚀治理提供科学依据。
1. 引言土壤侵蚀是指土壤遭受风、水、冰等自然力量或人类活动的破坏和流失的过程。
它是全球性的环境问题,对农田、水资源和生态系统造成严重影响。
因此,研究土壤侵蚀过程具有重要的理论和实践意义。
2. 土壤侵蚀机制土壤侵蚀主要通过水力侵蚀和风力侵蚀两种方式进行。
水力侵蚀是指水流对土壤的冲击和侵蚀,主要发生在降雨和径流过程中。
风力侵蚀则是指风对土壤的扬起和运移,主要发生在干旱和半干旱地区。
3. 影响土壤侵蚀的因素土壤侵蚀受多种因素的影响,包括降雨特征、坡度、土地利用方式、植被覆盖、土壤类型等。
降雨特征是土壤侵蚀的主要驱动力,降雨强度和降雨量的增加会加剧土壤侵蚀程度。
坡度越大,土壤侵蚀越严重。
土地利用方式和植被覆盖状况对土壤侵蚀有重要影响,合理的土地利用和植被恢复可以有效减轻土壤侵蚀。
土壤类型也会影响土壤侵蚀的程度,不同土壤类型具有不同的抗蚀性能。
4. 土壤侵蚀对环境的影响土壤侵蚀对环境产生了多方面的影响。
首先,土壤侵蚀导致土壤质量下降,降低了农田的肥力和产量。
其次,土壤侵蚀会造成水体富营养化和水土流失,对水资源造成污染和浪费。
此外,土壤侵蚀还破坏了生态系统的平衡,导致生物多样性的丧失和生态环境的退化。
5. 土壤侵蚀的防治措施为了减轻土壤侵蚀的影响,需要采取一系列的防治措施。
其中包括改善土地利用方式,合理规划农田和林地的布局;加强植被保护和恢复,提高植被覆盖率;建立水土保持设施,如梯田、护坡和沟渠等;加强农业管理,采用科学的施肥和灌溉措施。
结论:土壤侵蚀是一个复杂的过程,受多种因素的综合影响。
了解土壤侵蚀的机制和影响因素,对于制定有效的防治措施具有重要意义。
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
土壤风蚀可蚀性研究进展

土壤风蚀可蚀性研究进展土壤风蚀是指风力对土壤表面颗粒的扬起和移动作用。
土壤风蚀是一种自然界常见的地表侵蚀过程,具有广泛的地理分布和极大的环境影响。
随着全球气候变化的加剧和人类活动的扩张,土壤风蚀问题日益凸显,对土地资源和生态环境的破坏日益加剧。
因此,土壤风蚀的可蚀性研究对于合理利用土地资源,保护生态环境具有重要意义。
土壤风蚀的可蚀性研究从传统的灌溉与排灌工程、土壤物理学研究方法逐渐发展到综合分析模型、遥感技术和数值模拟研究等多领域交叉应用的研究方法。
可蚀性的研究主要包括了土壤侵蚀类型、土壤可蚀性指标、土壤保持措施和土壤侵蚀模型等方面。
首先,土壤侵蚀类型是可蚀性研究的基础。
根据土壤移动的形式和特点,土壤侵蚀可以分为风蚀、水蚀和冻蚀等几种类型。
风蚀是其中的一种重要类型,是指风力对土壤表面颗粒的扬起和移动作用。
了解不同类型的土壤侵蚀对于制定相应的土壤保持措施和进行可蚀性评价具有重要意义。
其次,土壤可蚀性指标是研究可蚀性的重要内容之一、土壤可蚀性指标是根据土壤的物理性质和环境条件量化评价土壤抗风蚀能力的指标体系。
主要包括了土壤颗粒分析、土壤质地、孔隙度、含沙量、风蚀易损性指数等。
通过对这些指标的研究,可以定量评估土壤的抗风蚀能力,并制定相应的土壤保持措施。
再次,土壤保持措施是可蚀性研究的重要内容之一、针对不同地区和土地利用类型,不同的土壤保持措施应运而生。
例如,在农业地区,可以采用合理的耕作措施、植被恢复和建立防风林等来防治土壤风蚀。
在工业区和城市区域,可以采用封闭措施、遮挡措施和确保坡面覆盖等措施来防治土壤风蚀。
通过对土壤保持措施的研究,可以减少土壤风蚀的发生和影响,保护土地资源和生态环境。
最后,土壤侵蚀模型是可蚀性研究的新的发展方向。
传统的土壤侵蚀模型主要是基于实验数据和经验公式,具有一定的局限性。
而近年来,随着计算机技术和遥感技术的迅速发展,基于物理学原理的数值模拟模型在土壤侵蚀研究中得到了广泛应用。
最新我国土壤侵蚀与水土保持科学研究进展(作业未发表

我国土壤侵蚀与水土保持科学研究进展(作业未发表)我国土壤侵蚀与水土保持科学研究进展摘要:当今世界威胁人类生存的两大问题:一是环境污染 ,二是水土流失。
本文简述了我国土壤侵蚀和水土保持起源、发展及现代土壤侵蚀和水土保持的研究状况,最后对我国土壤侵蚀和水土保持研究进行了展望,旨在了解总结水土保持研究进展,为更进一步搞好水土保持研究和工作提供参考和进行指导。
关键词:土壤侵蚀;水土保持;研究进展据联合国开发计划署资料 ,由于土壤侵蚀 ,世界每年丧失耕地500万~700万hm2。
另据世界沙化会议的资料 ,全球土地受到沙化影响的面积3800万km2,约分之二的国家和地区深受其害,涉及全球40 %以上的人口[1]。
.因此 ,保持水土、保护土地、防止水土流失,已成为当今世界各国普遍关注的重大问题。
目前 ,我国水土流失的总面积约为 367 万 km2,占国土面积的38 %。
水土流失导致的土地资源退化、洪水和干旱以及沙尘暴 ,成为中国的头号环境问题[2 ]。
.因此水土保持工作被我国政府列为基本国策之一。
水土保持是一项利在当代,功在千秋的伟业,需要社会各行各业的参与,国家把水土保持列为一项基本国策长期坚持,政府以制定政策、发展规划、指导监察成为水土保持事业的领头羊,人民群众是水土保持事业的主要参与者和受益者,而专门从事水土保持的科研和实践工作者则是水土保持事业的先锋。
水土保持科学规律的研究与实践对水土流失的治理,生态环境改善,人民生活水平的提高无疑产生巨大的影响。
1 我国水土保持与土壤侵蚀的起源及发展世界上原本没有水土保持,而水土流失与地球上的土壤一起诞生,只是由于自然和人为活动的原因,水土流失影响了人类的生存和发展的时候便产生的水土保持。
水土流失刺激了水土保持的产生发展,尤其是进入工业化时代,人为不合理的开采自然资源,毁林垦荒,乱砍滥伐,过度放牧,过度使用水资源等活动严重的破坏的水土资源的可持续发展。
1.1水土保持的起源及发展在早在远古时代,黄河流域就有“平治之水”、“沟洫治黄”之说。
土壤侵蚀度研究报告

土壤侵蚀度研究报告土壤侵蚀是指由于自然因素或人为因素导致土壤表面被水流、风力、重力等剥蚀而脱落,从而造成泥石流、崩塌、水土流失等现象。
土壤侵蚀对农田生产、生态环境和社会经济发展都有着重要影响。
本报告就土壤侵蚀度进行研究,以下是研究结果的总结。
一、研究目的通过对不同区域进行土壤侵蚀程度的测量和分析,了解不同因素对土壤侵蚀的影响,为制定土壤保护和治理措施提供科学依据。
二、研究方法1. 土壤侵蚀指标的确定:根据土壤侵蚀的主要特征和影响因素,选择侵蚀强度、侵蚀深度、土壤流失速率等指标作为评价土壤侵蚀程度的指标。
2. 实地调研:选择不同地区的农田和山地作为研究对象,在实地测量和观察的基础上,收集土壤侵蚀相关数据。
3. 数据分析:根据收集到的数据,运用统计学和GIS技术进行数据处理和分析,得出土壤侵蚀度的研究结果。
三、研究结果通过对不同地区的土壤侵蚀程度进行测量和分析,得出以下的研究结果:1. 土壤侵蚀程度与降雨量关系密切:在同一地区,降雨量高的地方土壤侵蚀程度较高,降雨量低的地方土壤侵蚀程度较低。
2. 土地利用方式影响土壤侵蚀度:农田和裸露土地的土壤侵蚀度相对较高,而森林和灌木地的土壤侵蚀度相对较低。
3. 地形和坡度对土壤侵蚀有重要影响:坡度较大的地方土壤侵蚀程度较高,而坡度较小的地方土壤侵蚀程度较低。
4. 控制措施的有效性:在一些已进行土壤保护和治理措施的地区,土壤侵蚀程度明显降低,说明土壤保护和治理措施对减缓土壤侵蚀有着重要作用。
四、研究结论1. 降雨量是影响土壤侵蚀程度的主要因素之一,增强水资源管理和灌溉措施是减轻土壤侵蚀的关键。
2. 合理的土地利用方式和种植结构能够减少土壤的暴露以及流失风险,提高土壤保护能力。
3. 在选择农田和山地时,应考虑地形因素,避免选择坡度较大的土地,也可通过合理坡面的划分与布局减缓土壤侵蚀。
4. 土壤保护和治理措施的实施能够显著降低土壤侵蚀程度,应广泛推广和应用。
综上所述,土壤侵蚀度的研究对于土壤保护和农田规划具有重要意义。
我国土壤侵蚀科学研究回顾和展望

关键 词 土 壤 侵蚀 历 史 回顾 机 遇 和挑 战 重 点研 究 领域
本 文 回顾 了我 国土 壤侵 蚀 科 学研 究 的历 史 , 于对 我 国 土 壤 侵 蚀 科 学 研 究 面 临 的 机 遇 与 挑 战 分 析 。 出 了今 后 基 提
土壤 侵 蚀 过 程 发 生 在 陆 地 表 面 各 圈 层 相 互 作 用 最
是导 致 生态 恶 化 和贫 困的 根 源 , 国 4 9个 贫 困县 中严 全 4 重 水 土 流失 的县 占 7 . % 。因此 , 58 揭示 土 壤 侵蚀 及 其 相 关 的地 表过 程 与 机理 , 索 自然 因素 和人 为 活动 对 土 壤 探 侵 蚀 的 作 用 方 式 , 立 土 壤 侵 蚀 预 报 模 型 , 学 评 价 土 建 科 壤 侵 蚀 的环 境 效 应及 其 对 区域 和全 球 环境 的 影 响 , 出 提
积 约 ( .4 1 6 3×1 k , 0 ) m2 占地 表 总 面 积 的 1 . 5 。土 09 %
预 防 和 治 理 土 壤 侵 蚀 、 理 利 用 水 土 资 源 、 设 良性 生 合 建
态 环 境 的 战 略 方 案 与 技 术 途 径 , 确 保 国家 生态 安 全 、 对
粮 食 安全 和 经 济 可持 续 发展 , 动 水 土 保 持 科 技 创 新 和 推
学 科 发 展具 有 极 其深 远 的 意义 。
存发 展 的重 要 问题 。有 关 全 球 性 重 大研 究 计 划 和 国 际
组 织 , 全 球 变 化 和 陆 地 生 态 系 统 研 究 项 目 ( lb l 如 go a
步 较 晚 、 史 不 长 , 由于 中 国土 壤 侵 蚀 的 复 杂 性 以及 历 但 土 壤 保 持 工 作 在 中 国农 业 生 产 、 态 环 境 建 设 , 生 以及 人
土壤侵蚀模型研究现状与展望

中 图分 类 号 :S17 1 5
土壤侵蚀模 型是预报 水土流 失 、指 导水土保 持 措施 配置 、优化水 土资源 利用 的有 效 工具 , 长期 以来倍受 国 内外学 者 的广 泛关 注 。一个世 纪 以来 ,各 国学者 为 土壤 侵蚀 模型 的建立作 了大 量卓 有成 效的工作 ,尤 其 是近 几 十年来 ,随着计 算机 等相关学科 的迅速 发展和土 壤侵蚀 机理研 究 的不 断积累 ,土壤侵 蚀模 型研究 和模拟 技术 越来 越受到人们 的重 视。众 多的土壤侵蚀模 型 各 具特色 ,但从 总体上 可 以分为经验 统计模 型和理论 模型两 大类 型 ,本 文对 国内外 土壤侵 蚀模 型 的研究 现状作 了较 为详 细 的 回顾 ,在此基 础上对 目前我 国土壤 侵蚀 模型研究 中需 要 加强 的部 分 作 了细 致的分析 , 目的在 于吸 收国外 已有经验 ,促 进我 国土壤侵蚀 模型研究 的进展 。
自然 因素 ,并 通过降雨侵 蚀力 、土壤 可蚀性 、坡 度坡长 、作 物覆 盖和水 土保持措 施五大 因子进
行定 量计算 。通用土壤 流失方程 所依据 的资料 丰 富 、涉 及 区域 广泛 ,因 而具 有较 强 的实 用性 , 曾在世 界范 围 内得到 了广 泛 的推广 。 17 年 ,W. sh e r D. n t 98 Wi m i 和 c e Sf i h针对 应 用 中存在 的问
1 国外 土 壤 侵蚀 模 型 研 究 进 展
1 1 经 验 统计 模 型 .
17 年 德国 土壤 学家 E a 87 wl dWon 开始 了定量研 究土壤侵 蚀 的漫 长历 程 ,2 世纪 二三十 ly l 0
土壤侵蚀与水土保持研究进展

土壤侵蚀与水土保持研究进展一、本文概述土壤侵蚀与水土保持作为地球科学领域的重要研究方向,对于维护全球生态环境稳定、促进农业可持续发展具有深远的意义。
本文旨在系统梳理和评述近年来土壤侵蚀与水土保持领域的研究进展,包括侵蚀机理、预测模型、防治措施以及水土保持技术的创新应用等方面。
通过深入分析国内外相关文献和案例,本文旨在为相关领域的研究者和实践者提供全面的知识体系和前沿的科研动态,为未来的土壤侵蚀防治和水土保持工作提供科学指导和决策依据。
二、土壤侵蚀机理与影响因素土壤侵蚀是一个复杂的环境过程,涉及物理、化学和生物等多重因素。
其机理主要包括水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀等。
水力侵蚀主要发生在降雨丰富的地区,雨滴打击和径流冲刷作用导致土壤颗粒的分离和运输。
风力侵蚀则多发生在干旱和半干旱地区,强风携带大量沙粒形成风沙流,造成土壤损失。
冻融侵蚀则发生在寒冷地区,土壤在冻融循环中结构破坏,导致土壤流失。
重力侵蚀则发生在坡度陡峭的地区,由于重力作用,土壤和岩石发生崩塌和滑坡。
土壤侵蚀的影响因素众多,包括气候、地形地貌、土壤性质、植被覆盖、人类活动等。
气候因素如降雨量和风力强度直接影响侵蚀强度。
地形地貌如坡度、坡向和流域形态等也显著影响侵蚀过程。
土壤性质如土壤质地、结构和抗蚀性对侵蚀的敏感性有重要影响。
植被覆盖可以通过减少雨滴动能、增加地表粗糙度和提高土壤抗蚀性等方式减少侵蚀。
人类活动如农业耕作、森林砍伐、城市建设等也会对土壤侵蚀产生显著影响。
近年来,随着遥感、GIS和数学模型等技术的发展,土壤侵蚀机理和影响因素的研究逐渐深入。
这些技术手段为土壤侵蚀的动态监测、预测预警和精准治理提供了有力支持。
未来,随着全球气候变化和人类活动的加剧,土壤侵蚀问题将更加严峻,深入研究土壤侵蚀机理和影响因素,对于制定有效的土壤侵蚀防治策略具有重要意义。
三、土壤侵蚀的监测与评价技术土壤侵蚀的监测与评价技术是研究土壤侵蚀过程、预测土壤侵蚀趋势、评估土壤侵蚀危害以及制定水土保持措施的关键环节。
土壤侵蚀与水土保持研究进展分析

土壤侵蚀与水土保持研究进展分析摘要:我国经济发展建设水平逐步提升,城市化发展速度加快,近年来灾害频发,天气恶劣,我国的土壤遭受严重的威胁。
常见的现象为水土侵蚀、水土流失问题,这些情况严重的影响我国水土的有效保持,影响我国林业的正常发展。
在实际的研究过程中,需要明确土壤侵蚀问题的严重性,加强水土保持的科学化管理,重点分析水土流失问题,从实际情况出发,准确・的・分析我国农业、林业经济建设发展的情况。
在实际的研究过程中,准确的分析土壤水土入侵,水土保持的严重问题,按照实际的研究过程进行判断,重点分析我国整体生态建设的标准,研究有效提升水土保持的借鉴办法。
关键词:水土侵蚀;水土保持;分析标准引言土壤的管理关系到我国整体的经济建设发展水平,我国在林业发展、农业发展、牧业发展中往往都是以土壤为基础,通过对整体质量水平的有效管控,明确实际土地经营的办法,分析其中可能存在的不当行为,分析化学施肥对土壤的可能造成的各种严重危害,不断完善水土安全的保持管理,合理的控制我国基础行业的发展严重性,对土壤侵蚀、土壤保持工作进行细致化的分析,确定整体社会的发展经营管理价值意义。
一、土壤侵蚀、水土保持的实际研究需要(一)土壤侵蚀化问题的保护意义土壤侵蚀、水土流失是目前较为严重的共性问题,每年因为人为因素、自然因素的影响,往往会造成大量水土的流失,我国社会经济的可持续稳定发展程度不足。
土壤侵蚀、水土流失会造成多项不良后果,严重的影响土壤的肥力,造成土壤退化,无法适应农作物、林木的有效生长需求,严重的影响产业的快速发展。
土壤侵蚀、水土流失会造成下河道出现堵塞问题,造成下游的人们安全问题,这不利于河流下游的生态环境保护,土壤侵蚀会严重的影响土壤自身的碳含量,对于大气环境会产生潜在的影响。
土壤侵蚀、水土保持是目前我国社会快速发展的重要保护目标。
(二)加强自身需求,改善土壤侵蚀过程我国的土壤侵蚀问题中,需要以有效的工作需求,明确土壤侵蚀、水土保持的发展过程,分析环境因素、大气因素、人为因素等内容,准确的判断土壤侵蚀研究过程中的主要因素,对于侵蚀地貌的土壤变化水平进行分析,确定河流、湖泊、海水区域整体的水平变化,在有效的研究过程中分析丘陵平原之间的关系,将土壤转化为草原,明确活动、风沙之间的关系。
土壤侵蚀模型研究进展及发展方向

1 土壤 侵 蚀 模型 发 展历 程
土壤侵 蚀 的定量研 究最早 可以追溯到 17 8 7年德 国土壤 学家 E adWon w l l y的研究 。此后 的一个 多世纪 以来 , l 在各 国 学者 的努力 下 ,随着对土壤侵蚀 基本规律认识 的不 断发展 ,
该类模型最早出现于60年代末是从产沙水流汇流及泥沙输移的物理概念出发利用各种数学方法结合气象学水文学水力学土壤学和泥沙运动力学等相关学科的基本原理经过一定的简化以数学的形式总结出土壤侵蚀过程与影响因子之间的关系预报给定时段内土壤侵蚀量并能模拟土壤的侵蚀过程
维普资讯
沙 的产 生和输移进行 数学模拟是一种有效 的手段 , 也是土壤 侵蚀 学科 的前沿 研究领 域 。按 照数学模 型 的建模手 段和方 法, 土壤侵蚀模 型一般分为经验统计模 型和物理过程模 型。
虑 了影响 土壤 侵蚀 的 自然 因素 , 通过 降雨侵蚀力 、 土壤 可蚀 性 、 度坡长 、 物覆盖 和水土保持 措施 五大 因子进行 定量 坡 作 计算 。 通用土壤流失方 程所依据的资料丰富 、 涉及 区域广 泛 , 因而具有较强 的实用性 , 在世界 范围内得到 了广泛 的推广 。 经验统 计模 型并不是在这一 阶段后就不 发展 了,相 反 ,
统相互 作用 的其他 系统所造 成 的影 响 , 日益受 到人类 的关 注, 对土壤侵蚀 产沙和泥沙输移 的定量研 究长期 以来一直是
国内外学 者研究 的重点 。在众多定量化研究 的方法 中, 对泥
资料进行系统分 析后 , 出 了著名 的经验 模型——通用土 壤 提
流失方程 ( nvr l o os q a o , S E)该方程 全面考 U ie a Sil s E ut n U L 。 s l i
土壤侵蚀研究进展

表径流、 固结土体等作用 , 乎在任何条件下 , 几 植被都具有减 少水蚀 和风蚀的作用 。
21 人为因素 .. 2
收稿 日 : 一1 — ( 期 嬲 2 1 】 基金项 目: 国家‘7 项 目 专题 , '3 9 ” 编号 : . ̄2 4 1 — 。 N R B 1 0 6 o 56
程度影响。
土壤侵蚀过程必然伴有严重的水土流失现象 , 国是世 我
界上水土流失最为严重的国家和地区之一 , 根据 年 1 0 月
水利部公布的“ 国第二 次水 土流失遥感调查成 果”全 国水 全 ,
土壤是土壤 侵蚀 的对象 , 壤 的性 质决定 于成 土的母 土 质, 它的透水性 、 抗蚀性 、 冲性对 土壤侵蚀有很大影 响。一 抗 般认为 : 质地疏 松并有 良好结构 的土壤 , 透水性强 , 不易产生
作者简介 : 剑 (8 一 , , 王 1 0 )男 河北邯郸人 , 9 沧州师范专科 学校化 学与环境科学 系 师, 讲 化学硕士。
・
D ・ 8
人为因素主要是指引起地 表土壤加 速破坏和 移动的人 们不合理的生 产建设活 动及其它人 为活动 等。大 规模 的乱
了土壤侵蚀严重地区群众 的生存条件 , 严重影响和制约 了社 会和经济 的发展 , 我们必须加快对土壤侵蚀区的治理。
O 引言
土壤侵蚀是人类生存发展过程中所面临的重大环境问题 , 已 危及到人类的健康, 越来越受到世界各 国政府及科技工作者 的关注。土壤侵蚀的研究 , 与人类 自 身的生存 、 发展息息相关 , 已 成为 2世纪国际土壤学裹 1 科学及环境科学界共 同 关注的 热点问题 , 开展土壤侵蚀的 研究具有极其重要 的意义。
近10年土壤侵蚀与水土保持研究进展

近10年土壤侵蚀与水土保持研究进展本期期刊速读内容来自《土壤学报》杂志2020年6月的文章《近十年土壤侵蚀与水土保持研究进展与展望》,作者史志华,刘前进,张含玉,王玲,黄萱,方怒放,岳紫健。
史志华,男,博士,教授,主要从事土壤侵蚀与水土保持教学和研究工作。
摘要在当今生态文明背景下,土壤侵蚀与水土保持研究迎来了新的发展机遇和挑战。
本文首先采用文献计量学方法,定量分析了近10年来国内外土壤侵蚀与水土保持学科发展现状。
在此基础上,结合社会需求的变化,阐明了学科发展需求与存在问题。
最后,提出了本学科研究的重点领域与方向:水文过程与侵蚀产沙机理,土壤侵蚀过程及其定量模拟,全球变化下土壤侵蚀演变及其灾变机理,社会经济系统—水土流失的互馈过程,以生态功能提升为主的土壤侵蚀防治,以及土壤侵蚀研究新技术与新方法等。
正文土壤侵蚀是土壤及其母质在外营力作用下,被破坏、分离、搬运和沉积的过程;水土保持指对外营力造成的土壤侵蚀所采取的预防和治理措施,以保护水土资源、维持土地生产力,并建立良好生态环境的综合性科学技术。
土壤侵蚀与水土保持学科以土壤侵蚀过程为研究对象,揭示其发生发展规律,提出水土保持措施及相关对策。
随着认识的深入和社会需求的变化,本学科从对土壤侵蚀现象与影响因子的描述,拓展到对土壤侵蚀过程、预报模型、水保措施防蚀机理及其适应性的研究,并逐步延伸至面源污染、物质循环与全球变化等科学问题。
坡面是土壤侵蚀发生的基本单元,流域是水土保持的基本单元,因此,本学科目标是通过主控要素识别和关键过程剖析,揭示坡面和流域尺度上土壤侵蚀过程的发生发展规律并建立预报模型,阐明水土保持措施的防侵蚀机理与其适应性,提出适用于不同区域的水土保持范式,为土壤侵蚀评价与防治提供科学依据,服务于生态文明建设和绿色发展。
本文利用文献计量法,总结分析了坡面和流域尺度上土壤侵蚀与水土保持学科近10年研究的核心方向与热点,明确了我国取得的主要成就及国际地位,探讨了未来研究的重点领域与方向,为有针对性开展土壤侵蚀过程与机理研究、解决水土保持关键技术与瓶颈问题提供参考。
土壤侵蚀现状及发展

土壤侵蚀现状及发展土壤侵蚀是指在风化作用和水力作用下,土壤表层发生了一定程度的破坏和淋失,从而导致土地质量恶化的现象。
近年来,土壤侵蚀的状况越来越显著,给我们的生态环境和经济发展都带来了严重的影响。
本文将详细探讨中国土壤侵蚀现状及发展的趋势,以及保护土壤资源的重要性和措施。
一、土壤侵蚀现状中国是一个农业大国,土地面积居世界第三。
然而,由于人类活动和自然力量相互作用的结果,土壤侵蚀已经成为了中国土地利用和管理中最重要的问题之一。
根据中国科学院2020年发布的一份《中国土地利用变化基础数据库》报告,我国土地退化面积已达到1.8亿公顷,约占国土面积的18%。
其中土壤侵蚀是主要因素之一,其严重程度主要集中在黄土高原、长江中下游和南方山区等地区。
在土壤侵蚀的过程中,水土流失是主要形式。
长期以来,中国一直保持着大规模的农业生产,对土地的耕作造成了很大的冲击。
由于农业生产的需求,农民不断开垦丘陵、山地以及黄土高原等不适宜耕种的地区,长期耕作加上降雨和台风等特殊天气,导致土壤表层破坏、流失,进而形成小沟谷、沟壑或冲沟。
二、土壤侵蚀趋势随着人口的不断增加和经济水平的提高,土地资源的开发和利用程度也在逐年加深。
为了获得更高的收益和生产能力,很多农民采用了不合理的农业生产方式,如大量施用化肥、农药、机械化作业等,不仅增加了耕地的利用强度,还破坏了原有的土壤营养平衡,导致了土壤侵蚀的发生。
同时,在城市化进程中,也会涉及到土地的大规模开发和改造。
由于城市过程中需要大量建设房屋、道路和市政设施等,往往需要大量耕地来作为用地面积,这些对于自然生态系统来说都是一种破坏,随着建设的不断深入,也会引发土壤侵蚀的问题。
三、保护土壤资源的重要性土地资源是人类理解和控制自然的基础,是维持人类社会生存和发展的重要资源。
土壤是农业生产的根本基础,是农民丰收的基础;是城市的重要建设物质基础,是市民居住的基础之一。
土地的政策合理利用和保护是维护国家经济和社会发展的根本之策。
土壤侵蚀的现状与防治对策研究

土壤侵蚀的现状与防治对策研究土壤侵蚀是一个严重而普遍存在的环境问题,对生态系统和农业生产都造成了严重的影响。
随着经济发展和人类活动的加剧,土壤侵蚀问题变得更加严峻。
本文将对土壤侵蚀的现状进行分析,并提出相应的防治对策。
首先,我们来分析土壤侵蚀的现状。
在许多地区,特别是农业发展较为集中的区域,土壤侵蚀已经成为当地面临的主要环境问题之一。
主要的土地利用方式和日常人类活动导致了大量的土壤侵蚀。
例如,大规模的农业生产导致了农田的裸露,暴露的土壤易受风雨侵蚀;城市化进程中的大规模建设活动也对周围的土壤造成了破坏;还有一些不合理的人类活动,如过度放牧、乱砍滥伐等,也加剧了土壤侵蚀问题。
土壤侵蚀不仅减少了土壤的肥力,还导致了水土流失、河道淤积等问题,对环境造成了严重的破坏。
要解决土壤侵蚀问题,需要采取一系列的防治措施。
首先,要加强土地管理。
通过科学合理的土地利用规划,合理安排农田、林地、草地的布局,减少农田的裸露面积,避免不必要的开垦和土地的滥用。
同时,加强对土地资源的保护和管理,建立健全的土地法律法规体系,加强对土地资源的监管,保护好每一块寸土。
其次,要推行可持续的农业生产方式。
传统的高投入、高耗能的农业生产方式容易造成土壤侵蚀。
新型的农业生产方式,如有机农业、精准农业等,能够有效减少农药、化肥的使用,降低对土壤的污染风险,并且能够提高农田的抗风蚀能力,减少土壤侵蚀的发生。
此外,要加强生态修复工作。
在已经侵蚀严重的地区,要采取有效措施进行土地的生态修复。
可以通过植树造林、草地恢复等措施来强化土壤的保水保肥能力,减少土壤的流失。
同时,加强生态系统保护,提高生态系统的稳定性和恢复能力,为土壤侵蚀问题提供更好的生态保护屏障。
最后,要加强宣传教育和科学研究。
土壤侵蚀是一个复杂的系统工程,需要多方面的力量参与解决。
政府、学校和媒体等社会机构可以加大对土壤侵蚀问题的宣传力度,提高公众的环境意识,共同抵制不合理的人类活动。
土壤侵蚀度研究报告

土壤侵蚀度研究报告【摘要】土壤侵蚀度是一个衡量土壤受到侵蚀程度的指标,对于保护土壤资源、预防水土流失具有重要意义。
本报告通过对某地区的土壤侵蚀度进行研究,分析了该地区土壤侵蚀的原因和影响因素,并提出了相应的防治措施。
【研究背景】水土流失是当前全球面临的一个严重问题,其中土壤侵蚀是水土流失的主要形式之一。
土壤侵蚀严重影响农田产量和土地利用,同时还造成水资源的浪费和水质的污染。
因此,研究土壤侵蚀度对于保护土壤资源、提高农田产量、改善生态环境具有重要意义。
【研究方法】本研究采用野外调查和实验室分析相结合的方法进行土壤侵蚀度的研究。
首先,通过对一定范围的土壤样品进行采集,并利用实验室分析仪器对其进行测定,得到不同地区土壤的侵蚀度数据。
其次,结合野外调查数据和相关统计学方法,分析土壤侵蚀的原因和影响因素,并建立相应的模型进行预测。
【研究结果】经过对一定范围土壤样品的采集和测定,得到了该地区不同地点的土壤侵蚀度数据。
研究发现,该地区土壤侵蚀的主要原因是降水量的增加和土壤的类型。
降水量增加会导致土壤表面的流失增加,而土壤类型的不同也会对土壤的保持能力产生影响。
研究结果还显示,该地区土壤的侵蚀度与坡度、植被覆盖率等因素有关。
【防治措施】为了减少土壤侵蚀的发生和降低土壤侵蚀度,本报告提出了以下防治措施:1. 加强水土保持工程建设,采取适当的护坡和排水措施;2. 优化农田经营管理,合理安排作物种植结构和耕作方式;3. 加强植被恢复和保护,增加植被覆盖率;4. 推广节水技术和水资源利用的科学管理;5. 加强土壤保育意识和宣传教育,提高农民的环保意识。
【结论】土壤侵蚀度研究报告通过对某地区的土壤侵蚀程度进行分析,得出了土壤侵蚀的主要原因和影响因素,并提出了相应的防治措施。
这些研究成果对于保护土壤资源、改善生态环境和提高农田产量具有重要的指导意义。
土壤侵蚀与防治技术研究进展

土壤侵蚀与防治技术研究进展土壤侵蚀是一种全球性的环境问题,对人类生产生活和生态系统都造成了严重的影响。
为了寻找有效的土壤侵蚀防治技术,许多科学家进行了大量的研究和实践。
本文将从凝聚水滴技术、植被恢复与保护以及农业管理方面,探讨土壤侵蚀与防治技术的研究进展。
在凝聚水滴技术方面,科学家们通过改变土壤结构和增加土壤有机质含量,来提高土壤的保水能力和抗侵蚀能力。
例如,研究人员发现,在土壤表面覆盖一层有机质丰富的秸秆和枯枝落叶可以显著减少水滴的撞击力和水流的冲击力,从而降低土壤侵蚀的发生率。
此外,科学家们还开发了一种新型的土壤结构改良剂,可以通过改变土壤微观结构,增加土壤内部颗粒之间的粘附力和结合力,从而提高土壤的抗侵蚀能力。
这些技术在实际应用中已取得了一定的成效,为减少土壤侵蚀提供了理论依据和技术支撑。
植被恢复与保护是土壤侵蚀防治的重要手段之一。
研究表明,植被覆盖可以有效地减缓水流速度,降低雨滴对土壤的冲击力,从而减少土壤的侵蚀。
因此,科学家们致力于寻找适合不同地区和环境的植被恢复与保护技术。
例如,在沙漠地区,科学家们发现一些耐旱植物如仙人掌和沙柳能够在干旱环境中生存并有效保护土壤。
他们将这些耐旱植物引入沙漠地区,并结合适当的灌溉和管理方法,在短时间内实现了植被覆盖的恢复,减少了土壤的侵蚀。
此外,一些生物科技手段,如基因工程和细胞培养,也为植被恢复提供了新的途径和可能性。
在农业管理方面,科学家们提出了一系列科学合理的农业措施来减少土壤侵蚀。
例如,合理的耕作方式可以减少土壤的裸露面积,避免因土壤裸露而造成的侵蚀。
科学家们推广了一种叫做“保护性耕作”的农业措施,即在农作物生长期间不进行翻耕或少翻耕,通过保留植被残留物和秸秆覆盖土壤表面,减少水流对土壤的冲击,降低土壤侵蚀的风险。
此外,科学家们还通过合理的种植结构和轮作方式,减少了单一作物连作对土壤侵蚀的影响,促进了土壤的健康发展。
总之,土壤侵蚀与防治技术的研究进展正在为我们提供更多的选择和支持。
东北黑土区土壤侵蚀研究进展与展望

第36卷第2期2022年4月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .36N o .2A pr .,2022收稿日期:2022-01-25资助项目:国家重点研发计划项目(2021Y F D 1500803) 第一作者:张光辉(1969 ),男,甘肃静宁人,教授,博士生导师,主要从事土壤侵蚀与水土保持研究㊂E -m a i l :g h z h a n g@b n u .e d u .c n 东北黑土区土壤侵蚀研究进展与展望张光辉1,2,杨扬1,2,刘瑛娜1,2,王志强1,2(1.北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;2.北京师范大学地理科学学部,北京100875)摘要:东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,强烈水土流失导致的黑土厚度下降及土壤质量退化,直接威胁国家粮食安全㊂系统分析黑土区土壤侵蚀研究成果,对阻控黑土退化㊁维持土地生产力㊁保障国家粮食安全具有重要意义,论述了黑土区土壤侵蚀环境与侵蚀环境效应㊁土壤侵蚀过程与机理㊁土壤侵蚀时空变化和未来研究展望㊂多营力复合㊁缓坡长坡是黑土区独特的侵蚀环境,黑土厚度下降与坡耕地土壤质量退化是该区最典型的侵蚀环境效应㊂细沟间㊁细沟㊁浅沟㊁切沟及冻融侵蚀发育的动力机制与主控因素差异明显,输沙耗能驱动的泥沙输移对土壤分离的反馈效应是侵蚀强度沿坡长呈强弱交替的根本原因,浅沟和切沟主要发育在坡耕地,侵蚀强度受耕作方式等人类活动的显著影响㊂冻融侵蚀强度显著小于水力侵蚀,但可通过降低土壤抗蚀性能和促进坡面径流及壤中流发育影响水力侵蚀㊂土壤侵蚀类型与强度在小流域尺度上沿坡面呈明显的垂直分带特征,在区域尺度上呈南北与东西递变的纬度和经度地带性㊂全球气候变化可能导致黑土区水力侵蚀加强㊁冻融侵蚀减弱㊂未来亟需加强黑土厚度及土地生产力对侵蚀响应机理㊁复合侵蚀动力过程与耦合机制㊁典型侵蚀类型时空变化与主控因素等方面的研究㊂关键词:黑土;侵蚀环境;侵蚀过程;时空变化;水土保持中图分类号:S 157.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2022)02-0001-12D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2022.02.001A d v a n c e s a n dP r o s pe c t s of S o i l E r o s i o nR e s e a r c h i n t h e B l a c kS o i lR e gi o no fN o r t h e a s tC h i n a Z H A N G G u a n g h u i 1,2,Y A N G Y a n g 1,2,L I U Y i n g n a 1,2,WA N GZ h i q i a n g1,2(1.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f E a r t hS u r f a c eP r o c e s s e s a n dR e s o u r c e sE c o l o g y ,B e i j i n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100875;2.F a c u l t y o f G e o g r a p h i c a lS c i e n c e ,B e i j i n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100875)A b s t r a c t :T h eb l a c ks o i lr e g i o no f N o r t h e a s tC h i n ai sa ni m p o r t a n tc o mm o d i t ygr a i n p r o d u c t i o nb a s eo f o u r c o u n t r y .I n t e n s i v e s o i l a n dw a t e r l o s sd e c l i n e sb o t ht h e t h i c k n e s s a n d q u a l i t y o f t h eb l a c ks o i l ,t h e r e b yt h r e a t e n i n g t h en a t i o n a l f o o ds e c u r i t y d i r e c t l y .I t i s t h e r e f o r eo f g r e a t i m p o r t a n c e t os y s t e m a t i c a l l y e x a m i n e s o i l e r o s i o n r e s e a r c ho u t c o m e s i n t h eb l a c ks o i l r e g i o n ,w h i c hh o l de s s e n t i a l i m p l i c a t i o n s f o r t h e p r e v e n t i o n a n d a l l e v i a t i o no f b l a c k s o i l d e g r a d a t i o n ,t h em a i n t e n a n c e o f l a n d p r o d u c t i v i t y ,a n d t h e a s s u r a n c e o f n a t i o n a l f o o d s e c u r i t y .I n t h ec u r r e n t s t u d y ,t h e r e s e a r c h e so ns o i l e r o s i o ne n v i r o n m e n t a n d i t se f f e c t s ,s o i l e r o s i o n p r o c e s s e s a n dm e c h a n i s m s ,s p a t i o -t e m p o r a l v a r i a b i l i t y o f s o i l e r o s i o n i nt h eb l a c ks o i l r e g i o nw e r ea n a l yz e d a n d c o n c l u d e d ,a n d f u t u r e r e s e a r c h p e r s p e c t i v e so ns o i l e r o s i o nw e r e p r o po s e d .T h ee r o s i o ne n v i r o n m e n t o f t h eb l a c ks o i l r e g i o n i sc h a r a c t e r i z e db y v a r i o u se r o s i v ea ge n t sa n dt h e i rd if f e r e n t c o m b i n a t i o n s ,a sw e l l a s l o n gg e n t l e s l o p e s .Th e di r e c t i m p a c t s o f s u c h e r o s i o n e n v i r o n m e n t a r e d e c l i n i n g b l a c k s o i l t h i c k n e s s a n d s o i l q u a l i t y d e g r a d a t i o no f s l o p e f a r m l a n d s .T h e e r o s i o n m e c h a n i s m s a n dd o m i n a n t i n f l u e n c i n g f a c t o r sv a r y w i t h e r o s i o n t y p e ,w h i c h i n c l u d e i n t e r r i l l ,r i l l ,e p h e m e r a l g u l l y ,g u l l y a n d f r e e z e -t h a we r o s i o n .T h e f e e d b a c ko f s e d i m e n t t r a n s p o r t i n d u c e db y e n e r g y c o n s u m pt i o n t o s o i l d e t a c h m e n t i s t h e d o m i n a n t r e a s o n f o r t h ea l t e r n a t i v e p a t t e r no f s t r o n g a n dw e a k s o i l e r o s i o n i n t e n s i t y w i t h s l o p e l e n g t h .E p h e m e r a l g u l l y a n d g u l l y m a i n l y e m e r ge o n s l o p ef a r m l a n d s ,a n ds o i l e r o s i o n i n t e n s i t y i s s ig n i f i c a n t l y a f f e c t e db y a n th r o p o g e ni c a c t i v i t i e s .A l t h o u g h n o t a b l y w e a k e r t h a n w a t e re r o s i o n ,t h ef r e e z e -t h a w e r o s i o ni nt h i sr e gi o nc a ni n f l u e n c ew a t e re r o s i o nv i a r e d u c i n g s o i l e r o s i o nr e s i s t a n c ea n de n h a n c i n g bo t hs u r f a c ea n ds u b s u r f a c e r u n o f f .A t t h ec a t c h m e n t s c a l e ,t h e t y p e a n d i n t e n s i t y o f s o i l e r o s i o na p p a r e n t l y c h a n g ev e r t i c a l l y a l o n g t h es l o p e,i.e.,f r o ms l o p es u mm i t t o w a r d s t o e,w h e r e a s a t t h e r e g i o n a l s c a l e,t h e y e x h i b i t c l e a r l a t i t u d i n a l a n d l o n g i t u d i n a l z o n a l i t y a l o n g t h e n o r t h-e a s t a n dw e s t-e a s td i r e c t i o n s,r e s p e c t i v e l y.G l o b a l c l i m a t e c h a n g em a y e n h a n c ew a t e r e r o s i o nb u t r e d u c e f r e e z e-t h a we r o s i o n i n t h e b l a c ks o i l r e g i o n.F u t u r e r e s e a r c hs h o u l d f o c u s o n t h e r e s p o n s em e c h a n i s m s o f b l a c ks o i l t h i c k n e s s a n dl a n d p r o d u c t i v i t y t os o i l e r o s i o n,t h ed y n a m i c p r o c e s s e sa n dc o u p l i n g m e c h a n i s m so fc o m p l e xs o i l e r o s i o n,a sw e l l a s t h e s p a t i o-t e m p o r a l v a r i a b i l i t y a n d c o n t r o l l i n g f a c t o r s o f t y p i c a l s o i l e r o s i o n t y p e s.K e y w o r d s:b l a c ks o i l;e r o s i o ne n v i r o n m e n t;e r o s i o n p r o c e s s;s p a t i o-t e m p o r a lv a r i a b i l i t y;s o i la n d w a t e rc o n s e r v a t i o n东北黑土区位于松辽流域,主要分布在黑龙江㊁吉林㊁辽宁和内蒙古(呼伦贝尔市㊁兴安盟㊁通辽市和赤峰市)4省(自治区),面积109万k m2,是我国重要的商品粮生产基地,玉米㊁大豆和粮食产量分别占全国总产量的30%,56%,25%,商品粮供给量占全国的1/3,是国家粮食安全的 压舱石 ㊂受众多自然和人为因素的综合影响,黑土区水土流失面积高达21.60万k m2,其中水蚀和风蚀面积分别为13.82万,7.78万k m2[1],强烈的水土流失导致黑土厚度年均下降0.3~2mm[2]㊂黑土质量退化是强烈水土流失的必然结果,典型黑土区部分水土流失严重的县市,近20年来土壤有机质含量以每年1.35%的速度下降[3],直接降低作物产量[4],威胁国家粮食安全㊂因此,系统研究东北黑土区土壤侵蚀,对于阻控土壤退化㊁维持耕地产能㊁保障国家粮食安全具有重要意义㊂受独特地形条件影响,黑土区土壤侵蚀具有隐蔽性,坡面侵蚀严重,但河流输沙显著偏低[5]㊂比较流域面积相近的松花江佳木斯水文站和黄河陕县水文站,尽管前者流量比后者大1000m3/s,但后者平均含沙量㊁输沙量和输沙模数却分别是佳木斯站的215,149,112倍[6],因此,长期以来公众普遍认为黑土区土壤侵蚀并不严重,土壤侵蚀研究和水土流失治理并未得到充分重视㊂进入21世纪以来,黑土区土壤侵蚀与水土保持逐步受到关注㊂2003年国家启动东北黑土区水土流失综合防治试点工程,范围涵盖72个小流域㊂2005年开始的水土流失与生态安全综合科学考察,就黑土区自然环境与社会经济㊁土壤侵蚀现状与趋势㊁水土流失危害㊁水土流失成因㊁水土保持成效与经验等开展了系统调查㊁分析和总结[7],为该区土壤侵蚀研究和水土保持工作的快速发展奠定了基础㊂过去10年间,国家科技部㊁基金委㊁水利部等单位高度重视黑土区土壤侵蚀问题,先后启动了东北黑土区坡面水土流失综合治理技术㊁东北黑土区侵蚀沟生态修复关键技术研发与集成示范㊁黑土侵蚀防治机理与调控技术等重大项目,在土壤侵蚀过程与机理㊁水土流失时空变化与驱动机制㊁土壤侵蚀环境效应㊁水土保持综合治理等诸多方面取得了丰硕的成果,为黑土地保护和生态环境建设提供了强有力的科技支撑㊂尽管在过去十多年,众多学者[5,8-13]系统分析㊁总结了黑土区土壤侵蚀特点㊁水力侵蚀㊁冻融侵蚀和水土流失现状等,但与其他区域特别是黄土高原相比,黑土区土壤侵蚀研究历史短㊁成果积累少,亟需加强或深化土壤侵蚀机理与过程㊁黑土退化机制与地力提升㊁水土保持综合治理关键技术等研究㊂因此,本文在系统梳理黑土区土壤侵蚀环境与侵蚀环境效应㊁土壤侵蚀过程与机理㊁土壤侵蚀时空变化等研究进展的基础上,提出了黑土区未来土壤侵蚀研究亟待加强的若干问题,以期为黑土地保护性利用㊁水土流失综合治理㊁黑土地粮食产能提升提供理论支持㊂1土壤侵蚀环境与侵蚀环境效应1.1土壤侵蚀环境黑土区具有相对独特的侵蚀环境,属中温带㊁寒温带半湿润大陆季风性气候,年降水量350~1000 mm,80%集中在6 9月,多暴雨㊂春季多风少雨,每年6级以上风速的天数高达65~80天㊂年平均气温-7~11ħ,冬季寒冷漫长,无霜期短㊂季节性冻土广布,冻层深度1.5~2.0m,冻结时间120~200天[8]㊂水力㊁风力和冻融等侵蚀营力在时间上交替或同步㊁空间上交错或重叠,是黑土区水力㊁风力㊁冻融等侵蚀类型并存或复合的动力根源[5]㊂根据地形黑土区大致分为漫川漫岗区㊁山前冲积洪积台地区和洪积平原区㊂坡缓坡长是地形的主要特征,以典型黑土区为例,该区以山前波状起伏台地或漫岗丘陵为主,海拔高度180~300m,坡度1ʎ~5ʎ,个别地方高达8ʎ,坡长500~2000m,甚至长达4000m[5,8]㊂长坡的径流汇水面积大,是切沟侵蚀强烈发育的根本原因㊂坡度是影响细沟间侵蚀的关键,也是控制坡面径流流速㊁水流剪切力的核心,土壤分离能力和径流挟沙力均随坡度的增大而增大[14-15],因此,坡度沿坡长变化以及径流沿坡长累积是小流域土壤侵蚀垂直分带的动力基础㊂根据坡度沿坡长的变化,可将典型黑土区坡面划分为坡顶㊁上坡㊁中坡㊁下坡和坡脚5个景观单元,侵蚀类型与强度存在显著差异㊂黑土区成土母质以砂砾㊁黄土状亚黏土为主,厚度可达10~2水土保持学报第36卷40m,垂直分层明显,上层疏松,下层致密㊂土壤颗粒以粗粉砂或黏粒为主,质地黏重,透水性差,易形成 上层滞水 [5]㊂土壤类型主要有典型黑土㊁黑钙土㊁白浆土㊁草甸土㊁暗棕壤㊁棕色森林土等,有机质含量高,多为3%~6%,高者可达15%,团聚体发育,但遇水后易分散㊂黑土入渗性能较差,受 上疏下紧 土体结构㊁土层浅薄及季节性冻结的综合影响,壤中流发育㊂而壤中流一方面增加土壤含水量,显著降低土壤抗蚀性能,促进细沟间和细沟侵蚀;另一方面可能从坡面下部出露,增加切沟发育风险㊂黑土区土壤抗蚀性能差,抗冲性仅大于黄土,远小于红壤,受冻融作用影响土壤抗蚀性能季节变化强烈㊂黑土区森林集中分布,毁林开垦是侵蚀强烈发育的主要原因㊂在侵蚀较发育的地区,植被覆盖偏低,以农地为主㊂草原化草甸是典型黑土区的自然植被,以杂草群落 五花草塘 为主,空间分布受土壤水分的显著影响㊂雨热同季的气候,导致植物生长繁茂,根系发达,有机物质积累丰富,是黑土有机质含量高的基础[5]㊂土地利用方式显著影响土壤侵蚀及其强度[16],过度开垦㊁土地利用结构单一和掠夺式经营是黑土区土壤侵蚀强烈发育的主要原因㊂黑土区坡耕地面积高达19.5万k m2[17],农田常被林带分割,以平行林带起垄行播为主,随垄向与等高线夹角增大,呈横坡㊁斜坡或顺坡耕作[18]㊂黑土区作物一年一熟,地表季节性裸露时间长,耕作以传统耕作为主㊂土壤侵蚀受人类活动强度的显著影响,随着人类活动强度增大,土壤侵蚀显著增大[19]㊂1.2侵蚀环境效应土壤侵蚀环境效应包括本地和异地效应2类㊂就黑土区而言,小流域侵蚀产沙受控于泥沙输移过程,水文和泥沙连通性低下[20],来自坡面的大量泥沙在坡脚或沟道内沉积,因此,黑土区土壤侵蚀环境效应研究的重点是小流域本地效应㊂坡耕地是小流域侵蚀泥沙的策源地,强烈的水土流失必然导致黑土厚度下降,但下降幅度随土壤侵蚀类型与强度以及研究方法的不同而有所差异㊂中国水土流失与生态安全综合科学考察结果[7]表明,黑土厚度年均下降3~10 mm,已由20世纪50年代的60~70c m,下降至2010年前后的20~30c m,但核素示踪和典型切沟调查[2,21]发现,黑土厚度年均下降速度介于0.3~2.0 mm㊂小流域内黑土厚度变化是侵蚀导致土壤再分布的结果,因而影响侵蚀类型与强度的关键因素,是决定黑土厚度空间变化的核心[22]㊂黑土厚度下降必然引起下伏黄土状亚黏土母质出露,典型黑土区26%的坡耕地出现了不同程度的 破皮黄 ㊂强烈的水土流失势必导致土壤性质恶化㊁养分流失和质量退化㊂侵蚀对土壤质地的影响与其强度密切相关,随着土壤侵蚀强度增加,土壤沙化加剧[23]㊂土壤水分特征曲线是土壤水文㊁水力特性的综合反映,随着土壤侵蚀加剧,黑土持水能力显著下降[18],当表土流失70 c m时,黑土田间持水量和有效水分别降低7%和11%[24]㊂大面积林地开垦是造成黑土区水土流失的关键,林地开垦后会显著降低>2mm团聚体含量及其稳定性[25]㊂土壤侵蚀对土壤养分的影响,与土壤侵蚀强度及其空间分布直接相关,随土壤侵蚀强度增加,侵蚀区土壤有机碳和氮含量显著下降,而沉积区则显著增大[26]㊂随开垦年限延长,侵蚀对土壤养分的影响逐渐加剧[27],导致土壤矿物结合态有机碳垂直分布曲线下移[28]㊂在流域尺度上,侵蚀导致的养分流失,整体呈上游<中游<下游[29],与径流流量㊁含沙量及团聚体大小和数量密切相关[30]㊂土壤侵蚀导致的土壤质量退化,势必降低作物产量,其影响与土壤侵蚀类型㊁强度㊁作物类型及田间管理措施与水平等多种因素有关㊂作物产量随侵蚀强度增加呈指数函数递减,侵蚀导致大豆减产的主导因素是土壤有机质㊁氮㊁磷养分含量的降低,其次为土壤容重增大和持水能力下降[6]㊂2土壤侵蚀过程与机理黑土区土壤侵蚀类型多样㊁过程复杂,表现为多营力耦合㊁多过程重叠和受冻融作用影响显著等特点[13]㊂侵蚀类型包括水力侵蚀㊁风力侵蚀㊁冻融侵蚀和复合侵蚀,水力侵蚀又分为细沟间侵蚀㊁细沟侵蚀㊁浅沟侵蚀和切沟侵蚀㊂因水力侵蚀分布广㊁强度高㊁影响大,下文将细沟间与细沟㊁浅沟和切沟与冻融和复合侵蚀平行论述,同时因作者并不从事风力侵蚀研究㊁且风力侵蚀对黑土区粮食安全的影响显著小于其他侵蚀类型,后文论述不包括风力侵蚀㊂2.1细沟间与细沟侵蚀细沟间侵蚀是雨滴击溅土壤的结果,是降雨强度㊁坡度㊁土壤性质㊁植被覆盖和地表积水的函数,受降雨时风向和风速的显著影响㊂随降雨强度或降雨动能增大,细沟间侵蚀增大[31]㊂细沟侵蚀是径流冲刷的结果,只有当径流剪切力大于土壤临界剪切力㊁输沙率小于挟沙力时,径流才会冲刷地表,形成具有明显沟壁㊁可以被耕作消除㊁再次出现位置随机的小型侵蚀沟,在黑土区广泛分布于顺坡或斜坡垄沟内㊂控制细沟侵蚀的关键因素是坡面径流侵蚀动力和土壤侵蚀阻力[32]㊂前者是径流深㊁坡度和下垫面糙率的函数,后者则是土壤性质㊁砾石含量㊁生物结皮和根系特性的函数㊂径流深受降雨特性和土壤入渗性能影响,降雨量㊁强度㊁降雨历时及雨型都会影响径流深㊂对于黑土较薄的地区或当春季冻土融化深度很浅时,蓄满产流占主导,降雨量和土壤含水量是影响径流深的关键;而对于黑土相对较厚的地区㊁且无冻3第2期张光辉等:东北黑土区土壤侵蚀研究进展与展望层影响时,以超渗产流为主,降雨强度是控制径流深的核心[33]㊂受黑土厚度空间分异㊁冻融作用季节变化和降水随机性的综合影响,黑土区坡面径流深时空变化复杂㊂虽然从短期来看坡面坡度相对稳定,但长期侵蚀导致的土壤再分布以及横坡(或斜坡)垄作㊁林带建设㊁沟蚀发育及沟道内泥沙沉积等都会改变局地坡度,从而影响坡面径流侵蚀动力㊂下垫面糙率受土壤机械组成㊁砾石含量㊁土壤物理结皮发育㊁生物结皮类型与盖度㊁植被茎秆直径与密度㊁枯落物蓄积量与盖度㊁侵蚀导致的根系出露㊁耕作类型与强度㊁农事活动㊁土地利用方式以及冻融作用等多种因素的影响,具有明显的时空分异㊂影响土壤侵蚀阻力的土壤性质主要包括质地㊁团聚体及其稳定性㊁有机质含量和冻融作用㊂黏粒越多,土壤团聚体越发育,且稳定性越高,土壤侵蚀阻力越大;砂粒越多,土壤侵蚀阻力偏小,但入渗快㊁坡面径流不发育[34],且因砂粒直径较大径流挟沙力偏小,侵蚀量较低,综合表现为黏质和砂质土壤侵蚀阻力大,粉质土壤侵蚀阻力小㊂有机质是团聚体形成的黏结剂,随有机质含量增加,团聚体更发育㊁稳定性更强,土壤侵蚀阻力相应增大㊂冻融作用显著影响土壤侵蚀阻力,详细讨论见后文㊂砾石对土壤侵蚀的影响与其含量相关,随砾石含量增大,在坡面径流增加㊁侵蚀动力增大的同时,土壤侵蚀阻力增强,砾石对侵蚀的影响取决于这2种作用的相对大小,因而砾石含量对土壤侵蚀的影响存在阈值㊂生物结皮是半干旱区植物群落重要的近地表组成,显著影响土壤侵蚀阻力,随生物结皮盖度增大,土壤侵蚀阻力呈指数函数增大[35]㊂植物根系可通过物理捆绑和化学吸附作用强化土壤侵蚀阻力,随根系密度增大,侵蚀阻力呈指数函数增大[36]㊂根系强化土壤侵蚀阻力的功能与其结构密切相关,直根系的作用显著小于须根系㊂黑土区近期关于降雨特性对细沟间与细沟侵蚀影响的研究,主要集中在降雨强度㊁降雨强度-上方来水㊁降雨强度-坡度-坡长及其交互作用㊁雨型等方面㊂随降雨强度增大,细沟间和细沟侵蚀同时增加[37],降雨强度对侵蚀的影响显著大于上方来水[38]㊂细沟一旦形成会显著增加径流挟沙力,导致侵蚀量显著增大[39]㊂侵蚀随降雨强度㊁坡长的增大而增大,但坡度对侵蚀的影响较为复杂,降水强度㊁坡度和坡长交互作用对侵蚀的影响,远大于各因素单独或任意2个因素交互作用的影响[38]㊂当然,上述研究结果多在控制条件下获得,可能无法真正反映黑土区长坡长对侵蚀过程的影响,换言之,细沟间和细沟侵蚀量的相对大小,可能会因坡长大于某个临界值而发生根本性变化㊂雨型对坡面侵蚀的影响是近年来黑土区重要的研究内容㊂尽管受试验条件的影响,不同试验结果存在一定差异,但总体趋势是雨型对径流的影响显著小于其对侵蚀的影响㊂当降雨量相同时,变化雨强下的侵蚀量显著大于恒定雨强,减弱型降雨的侵蚀量显著大于其他雨型[40]㊂雨型对侵蚀的影响可能涉及多个过程,主要与土壤物理结皮形成㊁团聚体消散作用㊁产流机制及径流流量密切相关㊂减弱型降雨初期强度大,细沟间侵蚀发育,土壤物理结皮快速形成,导致土壤入渗速率显著下降,坡面径流增加;同时降雨初期的快速入渗,迅速增加表土含水量,促进团聚体崩解㊁降低土壤团聚体含量及其稳定性,土壤可蚀性增大㊂坡面径流增大和土壤抗蚀性能降低,必然导致土壤侵蚀加剧㊂而上述过程与土壤前期含水量㊁土壤质地以及土体构型密切相关,随前期含水量增大,雨型对侵蚀的影响减弱㊂当黏粒含量接近20%时,物理结皮极易发育,雨型对侵蚀的影响更为显著㊂坡面产流机制受土体构型的显著影响,以超渗产流为主的流域,侵蚀对雨型的响应可能更加明显㊂地形是影响土壤侵蚀的重要因素,长坡是黑土区显著的地形特征,随坡长增大,汇水面积增加,径流流量增大,当径流剪切力大于土壤临界剪切力时,细沟开始形成㊂随着细沟的持续发育,沿程细沟间侵蚀泥沙被不断输移到细沟,径流输沙率迅速增大㊂受黑土区缓坡的制约,土壤侵蚀受控于泥沙输移过程,挟沙力是决定土壤侵蚀强度的核心因素㊂随输沙率增大,径流紊动性下降㊁阻力增大㊁流速降低㊁挟沙力下降[41],导致细沟土壤分离速率随输沙率增大呈线性函数降低,当输沙率接近挟沙力时,土壤分离速率接近0[42]㊂随着坡长的进一步增大,径流流量增加,当挟沙力大于输沙率时,径流开始再次分离土壤,侵蚀强度增大㊂因此,侵蚀强度沿坡长呈强弱交替分布[10],在平整的坡耕地上侵蚀强弱交替的坡长约为142m,可用正弦函数模拟[43]㊂坡型显著影响汇流路径,进而影响细沟间和细沟侵蚀强度[44]㊂耕作措施㊁残茬覆盖㊁秸秆还田㊁轮作制度㊁林带建设㊁景观格局等人类活动显著影响细沟间和细沟侵蚀㊂耕作措施显著改变土壤理化性质,影响坡面水文过程,如免耕增加土壤孔隙度,特别是大孔隙比例,从而强化土壤入渗性能[45]㊂横坡垄作显著增大地表糙率,增加地表蓄积径流能力,同时截短坡长㊁降低局地坡度,因而具有显著的水土保持功能[46]㊂垄向(与等高线夹角)会改变径流流路㊁汇流面积㊁局地坡度以及地表蓄积径流能力,从而影响细沟侵蚀,随垄向增大径流和侵蚀显著增加[47]㊂当然,垄作对土壤侵蚀的影响,与降雨强度密切相关,暴雨导致的断垄会使横垄耕作坡面的土壤侵蚀急剧增加[48]㊂垄作规格也会影响其水土保持功能,顺坡4水土保持学报第36卷宽垄明显大于顺坡窄垄[49]㊂残茬覆盖和秸秆还田可有效保护地表,抑制细沟间侵蚀;同时增大地表糙率,降低径流流速,延长入渗时间,降低侵蚀动力,阻控细沟侵蚀㊂残茬和秸秆分解后增加土壤有机质,提升土壤抗蚀性能㊂因此,残茬覆盖和秸秆还田具有显著的水土保持功能[50],功能大小与残茬和秸秆类型㊁规格㊁盖度及还田方式等密切相关㊂轮作制度显著影响细沟间和细沟侵蚀,降低坡面产流和产沙量[51]㊂林带直接抑制细沟间侵蚀,同时通过改变局地地形㊁降低径流流速等多种途径影响细沟发育,沿林带下坡方向距离增大,土壤侵蚀强度越大[52]㊂坡面景观格局显著影响细沟间和细沟侵蚀,与顺坡垄作耕地面积和景观聚集度呈正相关,与灌木和草地面积㊁生物多样性指数呈负相关[53]㊂2.2浅沟与切沟侵蚀浅沟和切沟是黑土区重要的侵蚀类型,是小流域侵蚀泥沙的主要来源[54]㊂尽管在黑土区浅沟和切沟经常被笼统地称为侵蚀沟,但它们发育的动力条件㊁危害程度及治理措施差异明显,需严格界定和区分㊂浅沟是由间歇性股流冲刷形成㊁可被耕作措施消除㊁深度>20c m㊁会在同一位置重复发育的侵蚀沟,而切沟是由间歇性股流冲刷形成㊁边壁陡峻㊁深度>50 c m㊁断面呈 V 或 U 形㊁纵剖面和坡面基本一致㊁多呈跌水状㊁无法横跨耕作的永久性侵蚀沟[55]㊂浅沟和切沟是现代地理环境条件下黑土区发育非常活跃的侵蚀类型,是侵蚀泥沙输移的便捷通道,是影响流域水文和泥沙连通性的关键因素[20],需要对其形成的动力条件㊁发育过程㊁影响因素进行系统研究,为沟蚀治理提供理论依据㊂黑土区浅沟强烈发育,多分布于坡面中下部,呈瓦背状[56],多为线性景观,因而基于长度线性模型可解释55%的浅沟长度变化[57]㊂浅沟长度和体积与坡长㊁集水区面积呈显著正相关,浅沟发育需满足坡度和集水区面积的临界地形条件[58]㊂春季浅沟受融雪与冻融过程控制,夏季主要受降雨特性和植被覆盖影响,耕作措施和作物类型会影响浅沟形态特征与空间分布[59]㊂对于横坡耕作坡面,林带数量及其间距显著影响浅沟发育,随林带数量增大及其间距减小,浅沟侵蚀减弱[60]㊂黑土区切沟侵蚀非常发育,现有切沟(原文为侵蚀沟,笔者认为以切沟为主)高达29.6万条[61],切沟发育受气候㊁地质㊁地貌㊁地形㊁土壤㊁植被以及人类活动等众多因素影响[55],因而依据生态-地理环境条件和影响切沟主导因素的空间分布,可将黑土区划分为不同的子区域[62]㊂就区域尺度而言,切沟数量㊁长度和面积呈北大南小态势,不同区域的切沟形态特征存在一定差异,如漫川漫岗区切沟形态参数均大于山地丘陵区[63]㊂与浅沟类似,切沟多呈线性景观[64],地形条件是影响切沟发育的核心因素㊂随坡长增加,切沟侵蚀先增加后减小,存在临界坡长[65]㊂切沟发育随坡度增大也呈先增大后减小的变化趋势,当坡度为3ʎ~6ʎ时,典型黑土区的切沟最为发育[66],而南部典型小流域切沟发育的临界坡度略大,介于5ʎ~8ʎ[67]㊂无论切沟侵蚀随坡度如何变化,切沟发育必须满足坡度和集水区面积的临界地形条件㊂受冻融作用影响,阳坡或半阳坡切沟发育更强烈[67]㊂切沟发育与土地利用方式密切相关,黑土区80%以上的切沟发育在坡耕地[62]㊂林带建设也影响切沟侵蚀,切沟密度随林带密度增大而减小,但林带对切沟侵蚀的影响,随距林带距离的增大呈稳定-下降-消失的变化趋势[68]㊂梯田是黑土区广泛采用的水土保持工程措施,但不合理的梯田设计以及邻近坡面向梯田内的径流汇聚,显著增大切沟发育风险[69]㊂黑土区开垦历史较短,大部分切沟处于发育活跃期,侵蚀强度具有明显的时空变异特征,体积增加率可能是表征切沟侵蚀强度时间变化的理想参数[70]㊂在年尺度上,受侵蚀动力季节变化的影响,春季切沟以宽度和面积扩大为主,夏季以沟头溯源为主[71]㊂2.3冻融侵蚀冻融作用是发生在高寒地区,因温度变化引起土壤水分相态和体积变化,导致土体冻胀和融沉,造成土壤结构破坏和性质改变的过程㊂冻融侵蚀是冻融作用导致土壤侵蚀过程改变和强度增加的过程[13]㊂黑土区降雪量占年降水量的7%~25%,受融雪期昼夜温度变化的影响,白天融水在夜间重新冻结,即昼夜冻融循环㊂影响冻融循环的主要因素是土壤含水量和气温,含水量越大冻结时冻胀率越大,融解时融沉率越高㊂温度变化,特别是0ħ上下温度的变幅与频率,直接控制着冻融过程,变幅越大㊁频率越高,冻融作用对侵蚀的影响越显著[72]㊂冻融作用主要通过改变土壤性质和阻滞入渗影响侵蚀,冻融循环破坏土壤结构,降低土壤容重,增大土壤孔隙度和饱和导水率,改变团聚体数量及其稳定性,降低土壤黏结力[2,73-74],导致土壤可蚀性增大㊂冻融循环对土壤性质的影响具有累积效应,与冻融循环次数相关,只有当冻融循环次数达到某一阈值后才显著改变土壤性质,但第1次冻融循环的影响最强烈[75]㊂冻融循环对土壤性质的影响与土壤质地密切相关,黑土㊁黑钙土和白浆土的响应较为明显[74],而结构良好的土壤受冻融作用的影响相对较小[75]㊂冻融循环对土壤性质的影响由土壤水冻结膨胀引起,因而必然与土壤含水量有关[76]㊂前1年秋季降水量和冬春季降雪量控制着土壤含水量[77],而黑土特殊的土体构型导致的 上层滞水 ,也5第2期张光辉等:东北黑土区土壤侵蚀研究进展与展望。
土壤侵蚀与水土保持研究进展

土壤侵蚀与水土保持研究进展摘要:本文分析土壤侵蚀因素以及造成的危害,注重水土流失的防治措施,以防水土流失造成不可挽回的损失。
关键词:土壤侵蚀;水土保持;发展引言土壤侵蚀是人类面临的严峻挑战。
如果不加以遏制,必将严重地影响环境。
土壤侵蚀的持续发生,不仅会造成当地土壤退化乃至土地资源彻底遭到破坏,而且其连锁的负效应还十分明显,它不仅会引起下游河道与湖泊的淤积,还会加剧洪水灾害的威胁。
1.土壤侵蚀的因素1 )自然因素。
(1)气候条件。
气候因子对水土流失的影响,一种是直接的影响,如降雨或融雪形成地表径流,造成水土流失。
另一种是间接影响,如温度、湿度、日照等变化,对岩石风化和土壤性质的影响,进而间接影响水土流失的发生和发展。
水土流失与降水息息相关,气候的主要因素—暴雨造成严重水土流失。
一般情况下,水土流失量大也就是暴雨强度大造成的。
(2)地形条件。
地形就是地球表面起伏高低总的形态,也称地貌。
在坡地上发生的水土流失较多,因此,地形也是影响水土流失的重要因素,地面坡度、坡长、坡形、坡向、地面高度等都能产生不同程度的影响。
(3)植被条件植被是保持土壤免受侵蚀的主要因子。
植被覆盖地面、截持雨水、减少雨滴出溅、缓解地表径流,可以固持和改良土壤。
2)人为因素。
(1)破坏森林,如毁林开荒、乱砍乱伐、森林火灾等,破坏了大面积森林,造成其失去蓄水保土能力,水土流失加速。
(2)陡坡开荒,地面植被直接遭到破坏,土壤被迫翻松,形成土壤侵蚀条件,遇到暴雨等恶劣天气,其表面冲刷严重,危害性极大。
(3)耕作方式混乱,在耕地顺坡打垄,人为因素形成土壤形成小沟,降雨或雪融后,水流顺势而下,造成水土流失。
(4)过度放牧过度放牧使植被遭到破坏,不能得到恢复,一遇风雨作用,就会造成水土流失和风沙危害。
(5) 工业、交通、基本建设中的破坏如开矿、建厂、筑路、挖渠、建库等,使大量弃土和泥砂,随意冲入河道,造成水土流失。
2.水土保持工程施工措施存在的问题1)工程建设合同管理难度大在水土保持工程的实施中,最先遇到的问题就是施工合同的签订。
晋中市土壤侵蚀研究进展

晋中市土壤侵蚀研究进展摘要:通过分析土壤侵蚀形式的发生过程及土壤侵蚀类型,表明晋中市土壤侵蚀以水力侵蚀为主,并分析了不同类型区的水力侵蚀强度。
指出晋中市的土壤侵蚀特点:土壤侵蚀强度以中轻度为主。
根据土壤侵蚀受地形、土壤性质、降雨量和植被覆盖率等的影响因素,提出晋中市土壤侵蚀防治对策。
关键词:晋中市;土壤侵蚀;进展Research progress of soil erosion in Jinzhong Abstract:Through analyzing the process of the soil erosion form and the soil erosion type, the paper states that it is dominated by water erosion in Jinzhong. And the paper analyses the different types of the hydraulic erosion intensity. This paper points out the characteristics of the soil erosion in Jinzhong, the important of which is in mild degree. According to the factors affecting soil erosion such as soil properties, rainfall and vegetation coverage,put forward the countermeasures of prevention for jinzhong’s soil erosion.Key words:soil erosion;progress;Jinzhong1引言土壤侵蚀是全球性的主要环境问题之一,不但导致土壤退化、土地生产力降低,影响农业生产和食物安全,而且随径流泥沙运移的污染物质对异地生态、环境、人类生存和社会经济发展带来严重影响,山西地处黄土高原,总面积15.6271万km2,其中80%是山区丘陵,有近70%的面积水土流失严重。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
风蚀强度与风力大小、土壤性质、植被盖度和地形特征等密切相关。
此外还受气温、降水、蒸发和人类活动状况的影响。
特别是土壤水分状况是影响风蚀强度的极重要因素,土壤含水量越高,土粒间的粘结力加强,而且一般植被也较好,抗风蚀能力强。
重力侵蚀是指斜坡陡壁上的风化碎屑或不稳定的土石岩体在重力为主的作用下发生的失稳移动现象,一般可分为崩坏、滑移等类型重力侵蚀多发生在深沟大谷的高陡边坡上。
在一些松散堆积物组成的坡面上,土壤含水量大或有地下水渗出情况下冬季冻结,春季表层首先融化,而下部仍然冻结,形成了隔水层,上部被水浸润的土体成流塑状态,顺坡向下流动、蠕动或滑塌,形成泥流坡面或泥流沟。
所以此种形式主要发生在一些土壤水分较多的地段,尤其是阴坡。
如春末夏初在青海东部一些高寒山坡、晋北及陕北的某些阴坡,常可见到舌状泥流,但一般范围不大。
混合侵蚀是指两种或两种以上的外营力引起的土壤侵蚀作用。
在水力与重力作用下引起的混合侵蚀形式有泥石流、崩岗等。
在日常生产生活中其主要是以泥石流的形式来出现。
另外还有为冰川侵蚀、植物侵蚀和化学侵蚀等。
2 我国土壤侵蚀的现状及发展趋势我国是世界上土壤侵蚀最为严重的国家之一,土壤侵蚀的分布广、面积大、类型多、成因复杂。
我国土壤侵蚀的地区主要集中在黄土高原、长江中上游丘陵及东北平原地。
全国每年流失的土壤为80亿~120亿吨,相当于毁坏1.6万~2.4万平方公里肥沃的土地,流失的土壤相当于在流失的耕地上刮去1cm厚的土层,严重的土壤侵蚀,是我国生态恶化的集中反映,威胁国家生态安全、饮水安全、防洪安全和粮食安全,制约山丘区经济社会发展,影响全面小康社会建设进程。
根据水利部公布的2020年度全国水土流失动态监测结果,全国水土流失面积为269.27万km2。
占国土面积(未含香港、澳门特别行政区和台湾省)的28.15%,较2019年减少1.81万km2,减幅0.67%。
各省水土流失面积均呈减小趋势。
与80年代监测的我国水土流失面积最高值相比,全国水土流失面积减少了97.76万km2。
在全国的土壤侵蚀面积中,水力侵蚀面积为112万km2,占土壤侵蚀总面积的41.59%,较2019年减少1.47万km2,减幅1.3%;风力侵蚀面积为157.27万km2,占水土流失总面积的58.41%,较2019年减少0.34万km2,减幅0.21%。
各强度等级水土流失面积中,轻度、中度、强烈及以上等级侵蚀面积分别为170.51、46.30、52.46万km2,其中轻中度水土流失面积占水土流失总面积的比例为80.52%,较2019年提高了0.5个百分点,高强度土壤侵蚀的面积占比进一步下降。
从土壤侵蚀分布情况变化来看看,我国土壤侵蚀呈现“西高东低”格局,东、中、西部水土流失面积均有所减少。
西部地区水土流失面积为225.92万km2,占其国土面积的33.04%,较2019年减少1.15万km2,减幅0.51%。
中部地区水土流失面积为29.24万km2,占其国土面积的17.64%,较2019年减少0.38万km2,减幅1.3%。
东部地区水土流失面积为14.11万km2,占其国土面积的13.19%,较2019年减少0.28万km2,减幅1.93%。
监测结果同时显示,全国土壤侵蚀状况继续呈现面积强度“双下降”、水蚀风蚀“双减少”态势。
充分表明我国水土流失综合治理效益持续发挥,生态环境状况整体向好态势进一步稳固。
3 土壤侵蚀的成因及危害中国是个多山国家,山地面积占国土面积的2/3,山地丘陵和黄土地区地形起伏。
我国是黄土分布最广的国家。
黄土或松散的风化壳在缺乏植被保护情况下极易发生侵蚀。
我国大部分地区属于季风气候,降水量集中,雨季降水量常达年降水量的60%~80%,且多暴雨。
这些气候、地质地貌、地形条件极易造成土壤侵蚀,是我国土壤侵蚀发生的自然原因,同时也是造成土壤侵蚀的主要原因。
中国人口多,对粮食、民用燃料等需求大,所以在生产力水平不高的情况下,人们对土地实行掠夺性开垦,片面强调粮食产量,忽视了因地制宜的农林牧综合发展,把只适合林,牧业利用的土地也辟为农田,破坏了生态环境。
大量开垦陡坡,以至陡坡越开越贫,越贫越垦,生态系统恶性循环;滥砍滥伐森林,甚至乱挖树根、草坪,树木锐减,使地表裸露,这些都会进一步加重土壤侵蚀。
另外,一些基本建设也不符合水土保持要求,例如,不合理的修筑公路、建厂、挖煤、采石等,破坏了植被,使边坡稳定性降低,引起滑坡、塌方、泥石流等严重的地质灾害。
由此可以看出,我国土壤侵蚀形成的原因主要分为自然因素和人为因素两个方面。
自然因素是产生土壤侵蚀的基础和潜在因素,而人为不合理的活动是造成土壤加速侵蚀的主导因素[5]。
土壤侵蚀的危害体现在土壤侵蚀对水、土资源及生存环境的破坏等方面,主要表现为破坏土地资源、制约粮食生产增长、降低土壤肥力、污染水资源环境、淤积河道、湖泊、水库等,造成灾害频发、危害城市安全。
4 土壤侵蚀的防治目前防治土壤侵蚀的措施主要可以分为水利工程措施、生物工程措施和农业技术措施三种。
水利工程措施包括坡面防护工程、沟道治理工程、山洪排导工程、小型蓄水用水工程等。
生物工程措施主要是植被措施。
是指通过造林种草、绿化荒山、农林牧综合经营,以增加地面植被覆盖率,提高土地生产力,保持水土、涵养水源、防风固沙,维持生态平衡。
农业技术措施主要包括三个方面:(1)通过横坡耕作、沟垄种植、水平犁沟、筑埂作垄等农业技术措施,改变地面微小地形,增加地面粗糙率,拦截地表水,减少土壤冲刷。
(2)通过间作套种、草田轮作、草田带状间作、宽行密植、利用秸秆杂草等措施,进行生物覆盖、免耕或少耕,增加地面覆盖,保护地面,减缓径流,增强土壤抗蚀能力。
(3)通过增施有机肥、深耕改土、纳雨蓄墒、并配合耙耱、浅耕等措施,减少降水损失、增加土壤入渗,疏松土壤,改善土壤的理化性状,增加土壤抗蚀、渗透、蓄水能力。
在进行具体的土壤侵蚀防治时,应结合地区特征,采取多种措施治理土壤问题,具体情况具体分析,各种地形综合治理,治理山地与治理农田相结合,治理草原与治理林地相结合,从整体上对土壤侵蚀进行调控,以达到农业生产的高效和环境的可持续。
5 土壤侵蚀研究展望土壤侵蚀方面的研究涉及土壤及土壤地理学、地质地貌学、水文水力学、农林工程学等多学科的交叉性特征,目前的研究已经取得了很多丰富的成果,但仍有以下方面需要加强研究:一是土壤侵蚀的发生过程及其发生机制的研究仍需加强。
主要是研究侵蚀条件下不同类型土壤条件下土壤侵蚀发生的条件和过程,明确土壤侵蚀发生的临界条件及演变过程及动力学机制。
为土壤侵蚀的预防及相关灾害损失的减少奠定基础。
二是土壤侵蚀监测及评价方面的研究。
对土壤侵蚀进行适时的监测和评价,有利于掌握土壤侵蚀发生的动态和机理,及时准确的评价土壤侵蚀发生的程度,是建立土地退化监测预警系统的基础。
在传统的调查及监测的基础上,应充分利用GPS、探地雷达、摄影测量、遥感监测、地理信息系统、数据远程传送、模型模拟等方法与技术,使得土壤侵蚀过程的监测更加精细、准确、快速。
同时应当建立完善的评价体系,以便正确的认识土壤侵蚀发生的程度及危害,为其防治提供参考。
三是在土壤侵蚀的防治方面,应当遵循自然规律, 将工程措施、植物措施、耕种措施相结合,治沟治坡相结合,同时加强一些生态友好型土壤改良剂的研究,提出适用性更广的土壤侵蚀防治方法措施,注重生态效益、社会效益和经济效益的同时提升。
参考文献[1] 中国大百科全书总委员会《水利》委员会, 中国大百科全书出版社部. 中国大百科全书:水利[M]. 中国大百科全书出版社, 1992.[2] 武汉水利电力学院. 简明水利水电词典[M]. 科学出版社, 1982.[3] 解明曙,庞薇.关于中国土壤侵蚀类型与侵蚀类型区的划分[J].中国水土保持,1993(05):12-14+65.[4] 水利部水土保持司. SL 190-2008 土壤侵蚀分类分级标准[S]. 北京: 中国水利水电出版社 2008.[5] 王占礼.中国土壤侵蚀影响因素及其危害分析[J].农业工程学报,2000(04):32-36.基金项目:陕西省土地工程建设集团内部科研项目(DJTD-2022-4)作者简介:谢潇(1992-),女,陕西西安人,硕士,工程师,从事土地工程研究。
E-mail:*****************.。