我国主要土壤侵蚀产沙模型研究评述
土壤可蚀性研究述评
收稿日期:2005-7-23; 修改日期:2005-12-27土壤可蚀性研究述评宋阳, 刘连友, 严平, 曹彤(北京师范大学资源学院,北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室,北京 100875摘要: 土壤可蚀性是土壤对侵蚀作用的敏感性。
对土壤可蚀性的研究是认识土壤侵蚀机理的一个重要环节。
土壤可蚀性可以通过测定土壤的理化性质、水冲、模拟降雨、小区和风洞试验测定,可以使用土壤侵蚀模型与诺谟图计算土壤可蚀性。
研究中产生了许多可蚀性指数和计算公式。
土壤可蚀性是一个相对的概念,它受空间变化、土壤性质的时间动态变化和人类活动等因素的影响。
在土壤可蚀性的研究中存在着一些不足,具体表现为:农田土壤是土壤可蚀性研究的主要对象,区域之间的土壤可蚀性缺乏对比,因此加强对土壤可蚀性机理、实验与风水复合侵蚀作用下土壤可蚀性的研究有着十分重要的意义。
关键词:土壤侵蚀土壤可蚀性测定计算机理中图分类号: P641.8 文献标识码:A 文章编号:1000-6060(200601-0124-08土壤侵蚀是由水力和风力作用引起的土壤颗粒的分离与搬运过程[1]。
它对农业生产、生态环境都会产生巨大的负面影响。
在土壤侵蚀过程中,土壤性质对土壤侵蚀的发生与强度都有重要的影响。
不同类型的土壤在不同的气候条件、经营方式下,对侵蚀的影响作用也是不同的[2]。
土壤可蚀性是土壤性质中的一个重要方面,它是评价土壤是否易受侵蚀营力破坏的性能,也是土壤对侵蚀营力分离和搬运作用的敏感性[3]。
它是土壤侵蚀研究中的一个重要方面。
本文结合水蚀、风蚀过程中土壤可蚀性的概念、机理,测定与计算方法,对土壤的可蚀性进行了论述,并对水蚀、风蚀过程中土壤可蚀性研究存在的不足和研究动向进行了探讨。
1 土壤可蚀性的相关概念20世纪以来,研究者们在对土壤侵蚀进行的大量研究中逐渐认识到:土壤对侵蚀营力固有的抵抗能力,或土壤可蚀性在土壤侵蚀过程中的重要性。
1930年,Middeton 在对水蚀的研究中最先提出土壤可蚀性(Soil erodibility的概念,并提出了评估土壤可蚀性的两个重要指标[4]。
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。
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
SWAT模型国内外研究应用现状
SWAT模型及应用研究摘要：本文综述了SWA T（Soil and Water Assessment Tool）模型在水利行业中起到的至关重要的作用，尤其在非点源污染模拟和控制、环境变化对水文响应的影响、洪水短期预报等领域，并对我国在应用SWAT模型方面的发展方向进行了初步探讨。
关键词：SWAT；水文模型；非点源；应用；污染Primarily Study for SWAT(Soil and Water Assessment Tool)Tiantian Yang(Faculty of Infrastructure Engineering Dalian University of Technology, 116024) Abstract: The role of SWAT (Soil and Water Assessment Tool) in the field of water conservation is analyzed. Special attention is paid on simulation and control for nonpoint source pollution, the impact of environmental change on hydrologic response, and real-time flood forecasting.In order to use SWAT well, the main issues introduces the application of SWAT model include international and domestic application.Keywrods：SWAT; hydrologic model; nonpoint source; application; pollution人类对水文系统最重要的影响是由土地利用变化所引起的，如果这种变化发生在一个流域的大片区域或者关键地区，会对径流过程产生短期或长期的影响，包括增加下游洪水泛滥的可能性以及减少深层和浅层地下水的补给[1]。
土壤侵蚀量计算模型
精品----精品 土壤侵蚀量计算模型关于土壤侵蚀量的计算，目前国内外主要采用的是美国的通用土壤流失方程USLE(Universal Soil- Loss Equation)，作为一个经验统计模型，它是土壤侵蚀研究过程中的一个伟大的里程碑，在土壤侵蚀研究领域一度占据主导地位，并深刻地影响了世界各地土壤侵蚀模型研究的方向和思路。
由于USLE 模型形式简单、所用资料广泛、考虑因素全面、因子具有物理意义，因此不仅在美国而且在全世界得到了广泛应用。
“通用土壤流失方程式”的形式如下：P C S L K R A ⨯⨯⨯⨯⨯= 1-1式中：A ——土壤流失量（吨∕公顷·年）R ——降雨侵蚀力指标；K ——土壤可蚀性因子。
它是反映土壤吝易遭受侵蚀程度的一个数字。
其单位是，在标准条件下，单位侵蚀力所产生的土壤流失量；L ——坡长因子。
当其它条件相同时，实际坡长与标准小区坡长（22.1米）土壤流失量的比值；S ——坡度因子。
当其它条件相同时，实际坡度与标准小区坡度（9%）上土壤流失量的比值；C ——作物经营因子。
为土壤流失量与标准处理地块（经过犁翻而没有遮蔽的休闲地）上土壤流失量之比值；P ——土壤保持措施因子，有土壤保持措施地块上的土壤流失量与没有土壤保持措施小区（顺坡梨耕最陡的坡地）上土壤流失量之比值。
通用土壤流失方程的计算结果只适用于多年平均土壤流失量，而不能够代表当地某一年或某一次降雨所产生的土壤流失量。
当方程式右边每个因子值都是已知数时，即地块内的土壤种类、坡长、坡度、作物管理情况、地块内的土壤保持措施以及降雨侵蚀力都已知，且都被分别赋于一个适当的数值时，它们相乘后，就得出在此特定条件下所预报的年平均土壤流失量。
我国土壤侵蚀情况分析及治理对策
我国土壤侵蚀情况分析及治理对策我国是一个农业大国，土地资源的保护与利用对国家经济和人民生活有着重要的意义。
然而，长期以来，我国土壤侵蚀问题一直存在并且日益严重，给生态环境和农业生产带来了巨大的危害。
因此，分析土壤侵蚀情况，制定并实施有效的治理对策势在必行。
首先，我们来分析我国土壤侵蚀的主要原因。
我国有广阔的红壤、黄壤和山地土壤等，而这些土壤由于长期的过度利用、不合理的耕作方式以及自然环境的变化等因素，造成了严重的侵蚀。
另外，水土流失和风蚀是两种常见的土壤侵蚀方式。
水土流失主要是因为农田里的水资源不合理利用导致的，而风蚀则是因为人类活动破坏了植被覆盖层，使得脆弱的表土暴露在外而引发的。
针对我国土壤侵蚀问题，我们应采取综合治理的对策。
在农田方面，可采取合理的耕作制度，比如，合理控制农田的种植结构，避免过度集约化耕作，减少耕地水土保持措施的需求。
此外，还可以采取农田水道的整治和改建，提高水土保持的功能，减少水资源的损失和土地沙化的发生。
在山地方面，可以立体耕作和梯田的建设，增加植被覆盖率，减少水土流失和风蚀的发生。
此外，还可以加强水土保持工程的建设，比如修建防护林、护坡工程等，改善土地的生态环境。
另外，还需要强化土地保护和管理的责任制。
相关政府部门应加强对土地资源的监管和管理，建立健全的制度和法规，对土地的使用进行限制和规范。
同时，还需要加强宣传和教育，普及土地资源的保护知识，提高全民对土地保护的意识和行动。
最后，加强科学研究和技术创新也是治理土壤侵蚀的重要手段。
我们应该加强调查研究，深入了解土壤侵蚀的机理和影响因素，为治理提供科学依据。
同时，要加强技术创新，开发出一系列土地保护和治理的新技术和新方法，以提高土地资源的利用效率和保护水平。
综上所述，我国土壤侵蚀问题严重，并给农业生产和生态环境带来了严重的危害。
为了保护土地资源和实现可持续发展，我们应该制定并实施有效的治理对策，包括合理耕作制度、加强水土保持措施、强化土地保护和管理责任制，以及加强科学研究和技术创新等。
分布式土壤侵蚀模型研究概述
收稿日期:2005-3-16作者简介:焦凤红(1966-),女,内蒙古自治区赤峰市人,副教授,现从事水土保持及计算机教学研究工作。
分布式土壤侵蚀模型研究概述焦凤红 于显威(沈阳农业大学高等职业技术学院 110122)摘 要 分布式模型是近年在经验统计模型和物理过程模型的基础上发展起来的土壤侵蚀模型。
本文分析了几种分布式侵蚀模型的特征及物理过程,对其中的网格划分、网格单元侵蚀量的计算、流域出口侵蚀量的计算、模型参数的采用等主要技术环节进行了讨论,并展望了今后的研究方向。
关键词 土壤侵蚀;分布式;侵蚀模型[中图分类号]S15711 [文献标识码]C [文章编号]1002-2651(2005)02-0032-02 土壤侵蚀模型研究是世界土壤侵蚀学科的前沿领域,也是定量研究土壤侵蚀过程的有效手段。
根据国内外土壤侵蚀模型的研究发展过程,有人将其划分为经验统计模型、物理过程模型与分布式模型三个阶段。
这三个阶段并没有严格的时间划分。
分布式模型将流域按照一定的方法划分成一个个相对均质的网格,即每个网格单元中的土壤、植被覆盖均匀分布,在每个网格上进行参数输入,然后依据一定的数学表达式来计算每个网格单元的侵蚀量,并将计算结果推演到流域出口,得到流域土壤侵蚀总量。
本文结合前人的研究成果,总结了应用较为广泛的几种分布式模型,讨论了模型中的主要技术问题,并展望了今后的发展方向。
1 主要的分布式模型111 ANSWE RS 模型20世纪80年代初期Beasly 和Huggins 研发了ANSWE RS 模型,该模型把流域细分为均等的网格单元。
在网格单元内,假定土地利用、坡度、土壤特性、营养物质、作物和经营管理措施等因子均匀分布。
在土壤侵蚀研究中,此模型广泛应用于评价B MPs 对流域泥沙及水文过程的影响。
模型结构化程度较高,主要包括3大模块:径流和入渗、泥沙、蒸发散。
径流和入渗模块中,以Green-Ampt 入渗方程代替了原模型中的Holtan 方程进行计算;泥沙模块中,产沙计算采用了WEPP 模型中的土壤可蚀性指标以及单位水流动力理论和临界切应力原理,把Foster 和Meyer 方法引入Yalin 公式进行输沙过程计算,并以此建立了泥沙输移模块;蒸发散模块主要用于设定下次降雨开始时的土壤湿度初始条件,是连续模型得以运行的必要环节。
中国的土壤侵蚀状况分析
中国的土壤侵蚀状况分析中国的土壤侵蚀状况近年来备受关注。
土壤是农业生产的基础，而土壤侵蚀对农业生产和土地资源的可持续利用造成了严重威胁。
本文将分析中国土壤侵蚀的现状以及导致土壤侵蚀的原因，并讨论一些可能的解决方法。
在中国，土壤侵蚀主要集中在农业耕地和山地地区。
农业耕地是农民的生计来源，然而，由于长期的不合理耕作和过度利用，土壤的质量逐渐下降，产量也随之降低。
此外，山地地区的土壤侵蚀问题也十分突出。
山地因地势复杂，土壤更加脆弱，容易受到降雨和水流冲刷。
土壤侵蚀的主要原因之一是水土流失。
随着人口增长和经济发展，大量农地和山地被清理出来，即使在不能种植作物的悬崖峭壁上，人们也在农业生产中进行了扩张。
这些活动导致水土流失，从而削弱了土壤的保持能力。
尤其是在草地退化、开矿区和建设项目中，短期内土壤裸露面积急剧增加，尤其是在大风雨天气条件下，土壤被大量冲刷。
除了水土流失外，土壤侵蚀的另一个重要原因是农业耕地过度利用。
为了追求更高的农业产量，农民常常采取过度耕种、过度施肥和不合理的农作轮作等措施。
这些做法导致土壤肥力和结构的破坏，使土壤更加脆弱，容易受到侵蚀的影响。
土壤侵蚀对社会经济和生态环境产生了巨大影响。
首先，土壤侵蚀导致农田减产和土地退化，给农民的收入和生活带来了很大困扰。
其次，土壤侵蚀对水资源和生态系统产生了负面影响。
土壤中富含的养分和农药，随着水流冲走，污染了水源，使得水资源变得不可利用。
此外，土壤侵蚀还导致了土地的沙化和草原退化，威胁到生物多样性和生态环境的可持续保护。
为了解决土壤侵蚀问题，中国政府已经采取了一系列措施。
首先，加强土地保护，推广科学的土地利用方式。
这包括限制开发建设活动，加强农业生产过程中的环境保护意识，推广农业可持续发展的理念。
其次，加强水土保持工程建设，包括建设防风固沙工程，修复植被覆盖等措施。
此外，要加强土壤质量监测和评估，制定相关政策和标准，引导合理农业生产。
然而，要想解决土壤侵蚀问题，还面临一些挑战。
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]。
我国土壤侵蚀类型分区
（4）坡地整治与坝系优化建设技术；
（5）水沙调控与淤地坝等工程的科学布局及建设技术；
（6）晋陕蒙粗沙多沙区不同尺度区域水土流失分布或数值模型技
术；
（7）农牧交错区风沙源控制综合防治技术
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Ⅲ2 ---东北低山丘陵和漫岗丘陵区 （东北黑土区）
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东北黑土区>>基本情况
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3、干旱荒漠地带流沙入侵及固定半固定风蚀沙 丘区（Ⅰ3）
本区包括贺兰山乌鞘岭以西的广大地区。 其特点是要发生在一些大沙漠边缘地区，沙漠
化发展受河流变迁的影响，并与风力作用下沙 丘前移和过度樵采、放牧及山前平原植被有关， 由于自然条件较为恶劣，在生态平衡破坏以后， 自我逆转的可能性很小。
该区降雨集中，土层浅薄，山丘区一半以上耕
地土层厚度小于50cm。水土流失对土地生产力
破坏极大，同时作为面源污染的载体加剧水源
污染，威胁下游饮水安全。
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北方土石山区>>目前研究重点
（1）河流上游水土保持对下游水资源供给的影响 （2）生态补偿区土地资源生态经济功能定位与土壤侵蚀综合防治技
术与标准 （3）北方土石山区坡耕地改造与保护性耕作技术与模式
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黄土高原土壤侵蚀广泛分布，在黄河中游近
60万km2范围内，土壤侵蚀面积43万km2，
严重的土壤侵蚀面积达28万km2以上，最严
重的多沙粗沙区面积为15.6万km2。
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黄土高原区>>目前研究重点
（1）退化生态系统植被恢复机制及途径； （2）生态自然恢复与工人促进恢复技术与模式 ；
➢ 松花江、辽河两大流域。 ➢ 地形多为漫岗长坡，顺坡耕作导致水
国内土壤侵蚀预报模型研究进展
作者： 牛俊文
作者机构： 浙江省水利水电勘测设计院
出版物刊名： 中国人口资源与环境
页码： 386-389页
年卷期： 2015年 第S2期
主题词： 土壤侵蚀预报;研究进展;通用土壤流失方程;模型
摘要：土壤侵蚀预报模型是定量预测、预报土壤侵蚀量的重要工具,对水土保持及生态环境建设具有重大的意义。
本文对国内土壤侵蚀预报模型研究进展作了综述,重点介绍了国内土壤侵蚀预报模型的发展历程、USLE和以其为蓝本的侵蚀预报模型、流域侵蚀产沙经验模型和我国关于生产建设项目侵蚀量预测的模型等。
对侵蚀预报模型的研究进展进行总结并指出生产建设项目侵蚀预报模型的研究具有紧迫性和艰难性。
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。
中国土壤侵蚀相关模型研究进展
中 国 土 壤 侵 蚀 相 关 模 型 研 究 进 展
张启 旺 ， 安俊珍 ， 王 霞 ， 高雅 玉 ， 常万广
（ １ ． 甘肃 省水 利水 电学校 ， 甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ２ ０ ； ２ ． 甘 肃省水土 保持 科 学研 究所 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ２ ０ ；
１ 土壤 侵蚀 经验模 型
该模型 的优 点 是根 据 我 国水 土 保 持 的实 际 情 况 ， 三 大措施 因子 ， 即变为 生物 （ Ｂ） 、 工程 （ Ｅ） 和耕 作 （ ）
立 的途径 和模 拟过程 ， 模 型通 常可 以分 为 经验 模 型 、 物 将 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ中的覆 盖与管 理 两 大 因子 变 为我 国水 土保 持
１ ． １ 中 国坡 面 土壤 流 失方 程 （ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｌ ｏ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ａ —
ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｃ Ｓ Ｌ Ｅ ）
高。应用 Ａ Ｒ Ｃ ／ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ地理信息系统软件建立空间水土 流失数据库 ， 实现 了侵蚀预报模 型与 Ｇ Ｉ Ｓ相结合 ， 使
３ ． 白银 市水 务局 ， 甘 肃 白银 ７ ３ ０ ９ ０ ０ ）
［ 关键词 ］土壤 侵蚀 ； 预报模 型； 研 究现状 ； 中国
［ 摘
要 ］土壤 侵蚀预报模 型通常可以分为经验模型 、 物理 过程模 型和分 布式模 型。我 国学者 以 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ为蓝本 ， 利 用水
蚀 区径流 小区观测 资料 ， 根据 各研 究区 实际情 况进行 因子修 正 ， 就 主要 水蚀 区的黄土 高原、 东北漫 岗丘 陵 、 长江三峡 库
蚀 区径流小 区观测 资 料 ， 根 据 各 研究 区实 际情 况 进 行 坡度 ； Ｌ为坡长 ； Ｇ 为浅 沟 侵蚀 影 响系数 ， 当坡 面 无浅
山西土壤侵蚀与泥沙特征分析探讨_武光明
山西土壤侵蚀的发展， 大体分为 ３ 个阶段： （ １） 自 然 侵 蚀 自 然 侵 蚀 也 称 古 代 侵 蚀 或 地 质 侵 蚀 。在 人 类出现以前， 就有了中国黄土高原。暴雨和冰川融解形成径 流， 即对地表产生侵蚀作用， 这时侵蚀非常缓慢， 土壤的侵蚀 速度小于土壤形成的速度。 （ ２） 加 速 侵 蚀 加 速 侵 蚀 也 叫 现 代 侵 蚀 ， 是 指 土 壤 侵 蚀 速 度 大 于 土 壤 形 成 速 度 。自 西 汉 到 民 国 的 ２０００ 年 间 ， 黄 土 高 原 地 区 人 口 增 长 较 快 ， 移 民 戍 边 以 及 农 业 区 逐 渐 由 南 向 北 、由 东向西扩展， 人类开垦草原， 砍伐森林， 开荒扩种， 加上其他 不合理的经营活动， 造成加速侵蚀。加速侵蚀导致林草植被 破坏， 土壤肥力下降， 地形更加破碎， 水土流失加剧。 （ ３） 人 为 新 增 侵 蚀 新 中 国 建 立 以 来 ， 特 别 是 ２０ 世 纪 ８０ 年代以来， 资源开发和基本建设项目大大增加， 开矿、建厂、修 路 、盖 房（ 挖 窑） 等 活 动 日 益 频 繁 ， 直 接 向 沟 道 、河 道 弃 土 弃 石 弃渣。由于人口增加， 需求更多农产品， 在农业生产上， 不少地 方仍在破坏植被， 开荒扩种， 粗放经营， 造成一边治理一边破 坏， 一家治理多家破坏， 在遭到破坏的地方， 水土流失特别严重。 ２．２ 侵蚀形态 山西省水土流失， 主要侵蚀形态包括水力侵蚀和重力侵
山西境内， 除中条山等地有小面积原始森林幸存外， 其 余 丘 陵 、山 地 的 原 始 植 被 已 被 破 坏 殆 尽 ， 现 存 的 森 林 多 系 重 新 恢 复 起 来 的 天 然 次 生 林 。总 体 看 ， 全 省 山 地 、丘 陵 植 被 覆 盖 度 低 ， 且 以 自 然 林 为 主 ， 人 工 林 所 占 比 例 不 到 ３０％。自 然 林 主 要 集 中 在 管 涔 、关 帝 、吕 梁 、黑 茶 山 、五 台 、太 岳 、太 行 、中 条 等 ８ 大 林 区 ， 占 全 省 天 然 林 面 积 的 ９０％。 人 工 林 主 要 分 布 在 风 沙 危 害 较 严 重 的 晋 西 北 和 桑 干 河 流 域 、滹 沱 河 流 域 及 黄 河 沿 岸， 现已形成相当规模的防护林网和护岸林带。 １．５ 气象降水
我国区域土壤侵蚀与环境研究述评
中图分类号
ｓ ．６ ５ｏ ｌ
文献标识码
Ａ
文章编号
１０ —２０ （Ｏ６ ０ ＯＯ一０ ０２ １４ ２Ｏ ）６一Ｏ９ ５
土壤侵蚀 是世 界性 的环境 问题 ， 是土地 退 化 的主要 形 式 ：为 了保护 土地 资 源 ， 护粮 食 和 牛态 安 全 ， 壤 侵 蚀 维 土 的研究 住 国内外受 到长期 重视 。土壤 侵蚀 的研 究 ， 很 在 长一段 时间是 在坡 面和小 流域等 微观 尺度上进 行 的 ， １ 近 ０
二足对土壤 冲抗 性 的 研 究 ， 括 对 美上 高 味 包
面：该学 科分支 在研究 方法上 更加依 赖 七壤侵 蚀试 验 、
域 尺度上 的调查 观测 与 ＧＳ技 பைடு நூலகம்方 法 的集 成 ， Ｉ 研究 成 果能
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区域土壤侵蚀模型PESERA 介绍及其应用现状
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PESEＲA 模型原理
PESEＲA 模型以月为时间步长模拟产流及土壤侵蚀过程 ， 并考虑植被生长与水文和侵蚀过程的交
互。其所需输入参数较易获取， 易于在基础资料缺乏的地区应用。 PESEＲA 模型将地表概化为一系列 坡面， 并假设每一个坡面均直接连接至河道 （ 不考虑河道内的土壤侵蚀、 输沙和泥沙淤积等过程 ） ， 便于 其在区域及全球等大空间尺度的应用。 PESEＲA 模型有两种运行模式： 平衡模式和时间序列模式。 平 衡模式下， 模型循环足够次数使水文过程达到平衡 ， 输入气候数据及输出结果为研究时段内逐月的多年 平均值。时间序列模式下， 模型不进行循环运算， 输入气候数据及输出结果为研究时段内第一至最后一 个月的时间序列。PESEＲA 模型包括三个部分： 水文模块、 侵蚀模块和植物生长模块， 具体介绍如下。 1. 1 水文模块 水文模块基于水量平衡， 将降水量划分为地表径流， 蒸散 （ 植物蒸腾和土壤蒸发 ） 和土壤水分的变 （ 式 1 ） 。 在此模型中， 地表径流被估算为 化（ 深层入渗） 。地表径流（ f o ） 的估算基于一个“存储模型 ” 降水量超过径流阈值的一部分。 f o = p（ θ － μ） （ 1） mm； μ 为径流阈值， mm； p 为当降雨量超出径流阈值后转化为地表径流的比例 。 μ等 式中 θ 为总降水量， 于近地表土壤有效储水量和土壤缺水量的低值 。近地表有效储水量主要由土壤质地决定， 土壤缺水量 由式 3 和式 4 估算。 PESEＲA 模型以日降水量为径流量和侵蚀量模拟的基础 ， 利用 Gamma 函数拟合月内日降水量的频 率分布（ 式 2 ） 。日降水量频率与式 1 结合并累积得到月地表径流量（ 式 3 ） 。 pd（ θ） = β N0 （ βθ / r0 ） r0 Γ（ β） e
土壤侵蚀产沙的影响因素研究
１ 降雨强度对侵蚀产沙的影响降雨强度一直以来是侵蚀产沙的主要影响因素。
对雨强的研究也很广泛。
研究普遍认为，降雨量在一定范围内时，降水量越大，产沙量就越大；雨强越大，降雨历时越短，土壤流失量就越大。
陈永宗［２］、王万忠［３］、蔡强国［４］等通过对黄土高原坡面侵蚀分析得出次降雨流失量与最大３０ｍｉｎ降雨强度的相关性最好。
赵文林在实验地块上的研究中指出降雨强度超过０．４５ｍｍ／ｍｉｎ时，被雨滴所扰动的土壤颗粒均能被坡面流带走而不至产生明显分选［５］。
各学者的研究结果虽不尽相同，但一致的结论均是随着雨强的增大，地面径流加大，径流冲刷增强，土壤渗透力降低，侵蚀产沙加剧。
２ 坡度对侵蚀产沙的影响坡度是影响侵蚀产沙的主要因子。
坡度的变化影响坡面的受雨面积及受雨量，从而影响坡面的径流深，坡面的径流冲刷。
刘小勇等通过对硬地面侵蚀产沙的研究发现，对于次降雨，不管雨强大小，含沙量和产沙量均随坡度增加而增大［６］。
黄志霖根据室内模拟试验研究认为，坡度在０°～２０°范围内，土壤冲刷量随坡度变陡而增加，每增大１°，试验面积上的冲刷量增加约０．００７ｋｇ，至２０°时，随坡度增加，其增加率减缓，当坡度超过２５°后，冲刷量反而减少［７］。
根据绥德辛店沟１９５７～１９６０年实测资料点绘的坡面径流冲刷量与坡度之间的关系，可以看出，当坡度约为２８°时，径土壤侵蚀产沙的影响因素研究鲁建功１ 郭成久２ 魏英林３１、辽宁省阜新市水利局，辽宁阜新 １２３０００２、沈阳农业大学，辽宁沈阳 １１０１６１３、营口市国土资源局站前分局，辽宁营口 １１５０００水土资源是人类生存和发展的重要物质基础，是进行农业生产的基本条件。
随着人口的增加、经济的发展，人类对于自然资源需求的增加。
资源的过渡开发利用往往违背了自然规律，加剧了自然资源的破坏，生态环境恶化，水土流失加剧。
１９９２年联合国在巴西召开的世界环境与发展大会，将它列入《２１世纪议程》。
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。
土壤水蚀的环境效应:影响因素、研究热点与评价指标的评述
土壤水蚀的环境效应：影响因素、研究热点与评价指标的评述吕一河;刘国华;冯晓明【摘要】Soil erosion being an important earth surface process, its environmental impact has aroused wide attention globally world over. From the angle of its influencing factors and basic principles of the generation of its environmental effects,the processes of soil water erosion were analyzed, leading to the assumption that soil water erosion is a "passive" or "secondary" process, which is affected and restrained by natural factors and human activities. The initiation and development of soil water erosion process will also act on local and allopatric environmental systems, demonstrating a series of environmental effects. The researches oriented towards environmental effects of soil water erosion are focused mainly on effects of soil water erosion on soil quality, plant productivity and vegetation restoration, non-point source pollution risk, carbon cycling and global change. An index system for evaluation of environmental effects of soil water erosion can be established and formed of four major aspects, i.e. water, soil, atmosphere and biology. It is, however, very difficult to formulate a standardized index system adoptable to all geographic environmental conditions and scenarios due to variability of research objectives and intrinsic spatial differentiation of the earth surface. In contrast, the modular formulation approach, which integrates basic indices with optional ones, is more operable. Specific indices and approaches to acquisition and analysis of their data are all scaledependent.%针对土壤水蚀过程,从其影响因素和环境效应产生的基本原理角度进行了分析,认为土壤水蚀是一个"受动"或"次生"过程,受到自然和人类活动因素的影响和制约;土壤水蚀的发生、发展也会影响本地和异地环境系统,表现出一系列环境效应.针对土壤水蚀环境效应的研究主要集中在水蚀过程对土壤质量、植物生产力与植被恢复、非点源污染风险、碳循环及全球变化的影响等方面.土壤水蚀环境效应评价的指标体系可以从"水"、"土"、"气"、"生"4大方面构建,由于地球表层固有的地域差异性以及研究目标的不同,很难形成能够适用于所有地理环境条件和情境的标准化指标体系.相比之下,基本指标加可选指标的模块化建构方式更具可操作性.具体指标及其数据获取和分析方法具有尺度性.【期刊名称】《生态与农村环境学报》【年(卷),期】2011(027)001【总页数】7页(P93-99)【关键词】土壤侵蚀;指标体系;环境影响;尺度【作者】吕一河;刘国华;冯晓明【作者单位】中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京,100085;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京,100085;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京,100085【正文语种】中文【中图分类】X-651;X82土壤侵蚀是地球上最为广泛的环境问题之一,作为地球表层固有的一种自然地理过程,受控于地表自然要素的综合作用,同时也引发一系列局地或大尺度的复杂环境效应[1-2],因此,土壤侵蚀过程及其机理和土壤侵蚀的环境效应成为土壤侵蚀科学未来发展中的重点研究领域[3-4]。
湖南省第二次土壤侵蚀调查结果
湖南省第二次土壤侵蚀调查结果一、引言土壤侵蚀是指土壤受到水力、风力、重力等自然作用力，以及人类活动的影响，导致土壤流失和破坏的现象。
湖南省作为我国的一个农业大省，其土壤资源的保护和利用对全省乃至全国的农业发展和生态平衡都具有重要的意义。
为了更好地了解湖南省的土壤侵蚀状况，湖南省政府于2018年启动了第二次土壤侵蚀调查工作。
本文将详细介绍此次调查的结果及对湖南省未来土壤保护工作的建议。
二、调查结果经过全面的调查和分析，湖南省第二次土壤侵蚀调查结果显示，全省范围内的土壤侵蚀问题仍然严峻。
其中，水力侵蚀是最主要的侵蚀类型，占所有侵蚀类型的80%以上。
风力侵蚀和重力侵蚀分别占15%和5%左右。
在空间分布上，湘西地区和湘南丘陵地带的土壤侵蚀问题较为严重。
调查还发现，湖南省的土壤侵蚀程度呈现出明显的区域差异。
在部分地区，土壤侵蚀的强度和广度已经对当地的生态环境和农业生产造成了严重的影响。
三、建议与对策面对如此严峻的土壤侵蚀问题，湖南省应采取以下措施：1、加强水土保持工作：通过植被覆盖、工程措施等手段，增强土壤的抗侵蚀能力。
在湘西和湘南地区，应加大水土保持力度，防止水土流失的进一步恶化。
2、推广生态农业：鼓励农民采用生态农业模式，减少化肥和农药的使用，降低人类活动对土壤的破坏。
3、增强公众意识：通过教育和宣传活动，提高公众对土壤保护的意识，使更多的人参与到土壤保护工作中来。
4、开展科学研究：加大对土壤侵蚀和保护的研究力度，为制定更加科学、有效的土壤保护政策提供技术支持。
5、政策引导：政府应出台相关政策，鼓励和支持企业在生产过程中采取环保措施，减少对土壤的破坏。
6、建立和完善监测体系：通过建立和完善土壤侵蚀监测体系，实现对全省土壤侵蚀状况的实时监控，以便及时采取防治措施。
7、促进多方合作：鼓励政府、企业、科研机构和公众等多方合作，共同参与土壤保护工作。
通过各方共同努力，实现湖南省土壤资源的可持续利用。
8、借鉴国内外经验：学习国内外先进的土壤保护经验和技术，结合湖南省的实际情况加以应用，推动湖南省的土壤保护工作不断向前发展。
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收稿日期:2001-12-17;改回日期:2002-03。
基金项目:中科院地理科学与资源研究所知识创新工程项目(CXIOG-A00-05-02)、国家自然科学基金资助项目(49871053)、中国科学院西部行动项目(K ZCX 1-10-04)资助。
作者简介:唐政洪(1974-),男,汉族,湖南东安人,中国科学院地理科学与资源研究所博士研究生,主要从事流域土壤侵蚀、流域管理信息系统方面的研究。
E -mail :tangzh @ 。
我国主要土壤侵蚀产沙模型研究评述唐政洪,蔡强国(中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101)摘 要:近年来,我国在土壤侵蚀产沙模型方面进行了大量研究,建立大量的坡面、流域及区域侵蚀产沙模型。
由于我国人多地少、地貌条件复杂多样,使得我国的侵蚀产沙有不同于欧美的特点,因此我国的侵蚀产沙模型研究有明显不同于国外土壤侵蚀模型的特点。
本文对我国近年来主要的土壤侵蚀经验性模型、理论性模型进行了评述,并讨论了新理论、新技术以及国外一些土壤侵蚀产沙模型在我国土壤侵蚀模型研究中的应用;本文指出了我国土壤侵蚀产沙模型今后研究的发展趋势。
关键词:土壤侵蚀模型;应用;评述中图分类号:S157 文献标识码:A1 引言对于土壤侵蚀产沙模型的研究,中国与欧美各国研究的侧重点有着很大不同。
欧美各国人少地多,开发利用的大都是缓坡地,对陡坡地有着严格的保护,因而研究的基本为缓坡地模型;而我国的人多地少的国情,加之我国以黄土高原等地为代表的复杂的地貌特征,使得我国对于陡坡地的侵蚀产沙规律有着独到的研究,并总结出大量的坡面及流域侵蚀产沙模型。
我国以黄土高原为代表的陡坡地侵蚀产沙模型,充分考虑了黄土高原沟壑纵横、切割严重的地貌特征,并存在重力侵蚀和高含沙水流的侵蚀产沙特点,这些陡坡地模型深化了土壤侵蚀产沙规律,是对国际土壤侵蚀产沙模型的重要发展。
许多学者分析了坡面或流域侵蚀产沙机制,提出了众多的坡面及流域侵蚀产沙计算方法,它们大体分为两类:一类是按经验统计的途径用多元回归方法建立流域产沙模型,即侵蚀产沙经验公式。
另一类是按成因分析建立的概念性流域产沙数学模型,即侵蚀产沙的理论模型,它能较好地反映侵蚀产沙机理,考虑因素较为全面、合理。
下面将分别进行阐述。
2 我国近年来主要的侵蚀产沙经验模型研究2.1 我国不同区域自建立侵蚀产沙经验模型侵蚀产沙经验公式主要从侵蚀产沙因子角度入手,建立径流、产沙与降雨、植被、土壤、土地利用、耕作方式、水保措施等之间的多元回归因子关系式。
经验公式结构简单,计算方便,在制定公式使用资料范围内具有可靠的精度,但模型被移植使用时以及向设计条件外延时,模型精度难以控制,模型的实用性受到影响。
这类侵蚀产沙模型以坡面模型和小流域侵蚀产沙模型为代表,同时也包括部分区域性的侵蚀产沙预报模型,这些通常不考虑侵蚀产沙过程,称之为“黑箱”或“灰箱”模型,在模型形式上主要是采用侵蚀产沙因子的多元回归方程式。
现介绍我国目前主要的侵蚀产沙经验模型。
1.文康(1982)建立了陕北岔巴沟产流模型[1],模型的主要参数有时段雨量、降雨历时、土壤前期含水量、流域最大下渗率、土壤含水量消退系数及抛物线指数。
并在0.18km 2的团山沟进行了径流模拟,得到了较好的效果;同时采用按自记雨量站划分产流计算单元,对187km 2的整个岔巴沟流域进行了计算,将计算值与实测值比较表明,模型的加权平均误差精度仅为58.8%,这主要是因为现有自记雨量站20卷4期466～475页2002年8月山 地 学 报JOURNA L OF M OUNT AI N SCIE NCEV ol.20,N o.4pp 466～475Aug.,2002文章编号:1008-2786(2002)04-0466-10往往不能控制流域内的降雨分布,以及模型中缺乏对汇流过程的描述。
此模型的研究结果也表明,大流域侵蚀产沙量并非小流域侵蚀产沙结果的简单累加。
2.牟金泽(1983)在陕北绥德辛店沟小流域建立了坡面土壤侵蚀预报模型[2],此模型面向陕北部分中小流域的土壤侵蚀预报模型,是一个基于次暴雨的侵蚀产沙模型,并在模型中考虑了土壤前期含水量的作用,能够较好地反映次降雨的侵蚀产沙状况。
但建模所运用的资料从小区到187km2不等,缺少相应的修正体系,模型中对于地形因子欠考虑。
3.范瑞瑜(1985)建立了黄河中游地区小流域土壤侵蚀预报模型[3],此模型采用降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、植被影响侵蚀系数、工程措施影响侵蚀系数等建立回归方程来进行计算,并用流域平均坡度来反映流域地形起伏度;模型结构简单明了,实用性强。
但此模型在以下三个方面存在不足:在针对黄河中游地区小流域土壤侵蚀预报计算中,采用平均雨强及降雨年侵蚀力的方法概化了黄河中游地区高强度短历时暴雨在年侵蚀产沙中的重要作用,在实际预测中精度会受到影响。
采用流域平均坡度作为地形因子的测算依据,在黄土高原复杂的地貌条件下仍存在较多问题,不能很好反映流域的沟壑密度,这一点将直接影响模型的预测效果。
4.孙立达(1988)在宁夏西吉建立了小流域土壤侵蚀预报模型[4],此模型适用于流域面积50km2的小流域年侵蚀产沙预报,流域面积、年降雨侵蚀力、年降雨复合参数、流域平均坡度、流域长度、流域形状、林草面积、水保措施等,模型参数考虑较为全面,测算方法较为简化。
但模型参数均采用加权平均的方法以及面积百分比的方法,使得模型的预测精度和推广受到局限。
5.尹国康(1989)建立了黄土高原流域特性指体系以及产沙统计模型[5],采用流域高差比、流域狭长度、地面崎岖度、流域地面沟壑密度、地面沟壑切割深度、流域植被度与治理度、地面岩土抗蚀性因素来表征流域地表状况,并通过流域地表综合性指数与年径流模数来推算出年产沙模数,以此计算宏观的流域产沙量。
模型较好地表述了流域下垫面的地形指标、土地利用及土壤指标,能较好地反映黄土丘陵区的流域地表特征,适合在大中游域应用;但模型的应用同样受到尺度及数据精度的影响。
6.马蔼乃(1989)建立的黄土高原小流域土壤侵蚀预报模型[6],此模型针对黄土高原的复杂地貌条件,从影像及地形图中提取流域下垫面参数参与模型的计算,并在模型中考虑到泥沙的输移作用,选取了颗粒直径及沙的密度等因子参与计算。
此模型的关键问题是研究区域大小的界定、流域下垫面参数提取的精度。
7.金争平(1991)在内蒙古皇甫川小流域建立了土壤侵蚀预报模型[7],此模型针对侵蚀剧烈的黄河中游的皇甫川流域进行区域性侵蚀产沙的预报,模型强调对流域下垫面的考虑,模型以纳林川水文站的资料作为整个模型参数修正的依据,优选出沟壑密度、流域平均坡度、批砂岩面积与流域面积的比值、植被覆盖度等因子来测算小流域的侵蚀产沙量。
模型的特点是较好地考虑了该区域不同流域间下垫面差异,大部分数据可以从图上获取。
但模型在不同比例尺条件下,模型中沟壑密度、流域平均坡度等图上读取精度会受到较大影响,模型缺少对参数适用条件的描述。
8.陆中臣(1993)建立了晋陕蒙接壤区北片的侵蚀产沙模型[8],用于中小流域及区域性侵蚀产沙的预报,模型中对侵蚀产沙与地层特征进行了量化,我国北方包括砒沙岩在内的侵蚀产沙规律进行了探讨,但仅从沟壑密度、地面平均坡度、多年平均日最大降雨量很难准确反映出流域的侵蚀产沙状况。
对于区域性侵蚀产沙的预报,尺度问题成为参数可获取性以及数据精度大小的重要影响因素。
9.蒋定生(1994)采用正态整体模拟的方法[9],采用人工模拟降雨实验的方法,得到了小流域水沙调控的正态模型,本研究试图通过按按一定比例尺缩小的正态模型,在实验尺度上,对整个流域侵蚀产沙进行模拟和评价,但由于模拟实验最大长度仅4.2m,因此如此更准确地反映正态模拟与实际侵蚀产沙过程的关系仍有待进一步阐明。
10.吴礼福(1996)建立的模型分别包括面蚀和沟蚀两个部分[10],在面蚀子模型中,主要考虑了降雨因素、地形因子、植被因子、土地利用、土壤、水保措施等;在沟谷侵蚀子模型中,主要考虑了沟谷径流深、沟谷密度、沟谷长度。
在计算时首先求出各因子的格网数据,即形成格网数据面,包括最大30min雨量数据面、多年平均径流数据面、坡度数据面、沟谷密度数据面、沟谷径流数据面、坡耕地数据面、粒径数据面、植被覆盖图数据面,最小图斑数据面,再将各数据面相叠加,即可得到大区域的侵蚀产沙量。
7644期唐政洪,蔡强国:我国主要土壤侵蚀产沙模型研究评述事实上,这种方法于栅格大小的选择是模型计算的关键。
11.江忠善(1996)采用GIS支持下建立空间信息数据库和土壤侵蚀建模相结合的办法,在确定浅沟侵蚀系数和植被影响系数基础上,建立沟间地模型;在确定沟蚀系数的基础上,建立沟谷地侵蚀模型,最后完成流域侵蚀量的计算,该模型的模型结构符合黄土丘陵区地貌特点,在小流域数据库支持下,模型从数据库中读取各像元的参数,实现了模型与GIS松散结合,并在试验区域取得较高的计算精度[11]。
由于模型模拟流域面积较小,因此在模型的推广应用时,需要一系列参数体系的修正,才能保证模型在外延时的正确性。
12.吴发启(1998)分析了黄土高原南部部分径流小区资料,建立了坡耕地土壤侵蚀预报的基本方程[12],这是一个考虑了降雨侵蚀力因子、坡度、坡长与坡耕地土壤侵蚀量的经验关系式;并根据理论推导得出径流量方程式,建立了坡面侵蚀能量方程,它包括坡面径流能量与降雨雨滴能量两部分。
此模型仍属于坡面经验模型,在模型的应用需要进行修正。
13.景可(1998)建立的黄河中游地区侵蚀模型[13],模型中主要考虑了植被覆盖、地表组成物、沟谷密度、切割深度、汛期降水量、>15°坡耕地占土地面积的百分数。
对于此类大尺度模型的应用,数据来源的比例尺大小决定着数据精度,从而决定着模型预测的效果,目前这些方面还有许多有待解决的问题。
14.毕华兴(1998)从森林水文的角度,以较大尺度流域综合试验为出发点,在晋西黄土区小流域分类的基础上,选择了具有代表性的典型小流域11个,对这些小流域进行了3a～8a的定位观测,获取了91场暴雨产流产沙资料,建立了场暴雨输沙模数与前期影响雨量、场暴雨降雨总量、场暴雨平均强度、流域形状系数、森林覆盖率的关系式[14]。
此模型较好地考虑了前期雨量对于场次侵蚀产沙的影响,模型适用于对黄土高原植被覆盖较好的小流域的侵蚀产沙预测以及水土流失效益的评价。
但模型中对于流域下垫面的表述不足,采用流域形状系数不足以概括黄土丘陵区的复杂地貌特点。
15.杨武德(1999)建立了红壤坡地土壤侵蚀预报模型[15],模型中运用不同种植的试验小区分别建立了不同地类的多元回归方程,此模型可以运用在对南方红壤坡地不同土地利用方式条件下的土壤侵蚀进行预报,分别建立了雷竹园、茶园、板栗园的侵蚀产沙经验关系式,由于模型建立的经验关系,使得模型在其它区域推广受到限制。