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土壤侵蚀与环境质量目录土壤侵蚀土壤侵蚀的类型土壤侵蚀的影响因素土壤侵蚀的估计和预测土壤侵蚀对环境质量的影响土壤侵蚀的防治土壤侵蚀原理研究历史与现状1.土壤侵蚀1.1土壤侵蚀的概念侵蚀是土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。简单的说，侵蚀是土壤物质从一个地方移动至另一个地方的过程。1.2土壤侵蚀与各学科间的关系在土壤侵蚀规律方面，土壤侵蚀原理以与影响土壤侵蚀自然因素有关的学科为基础，在土壤侵蚀防治方面，随着新技术的不断应用，与许多学科发生了相互渗透、相互促进的作用。土壤侵蚀原理与气象学、水文学的关系主要体现在各种气象因素和不同气候类型对土壤侵蚀都有直接或间接的影响，并形成不同的水文特征。土壤侵蚀原理与地学的关系主要体现在地貌、地质及地理对土壤侵蚀量和土壤土壤侵蚀与土壤学及土地资源学的关系体现在土壤、母质及浅层基岩是土壤侵蚀作用破坏的主要对象。不同的土壤具有不同的蓄水、透水和抗蚀能力。土壤侵蚀与流体力学、水力学、水文学学科的关系更为密切，无论是水力侵蚀、风力侵蚀还是重力侵蚀导致的径流、泥沙、风沙流等，都与以上学科有紧密联系。土壤侵蚀与环境科学的关系在于土壤侵蚀所研究的问题正是山区、丘陵区和风沙区的生态环境问题。2.土壤侵蚀的类型划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律，以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据，通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。其中水力侵蚀是最主要的一种形式，习惯上称为水土流失。2.1水力侵蚀水力侵蚀或流水侵蚀是指由降雨及径流引起的土壤侵蚀，简称水蚀。包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。2.1.1面蚀或片蚀：面蚀是片状水流或雨滴对地表进行的一种比较均匀的侵蚀，它主要发生在没有植被或没有采取可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上。是水力侵蚀中最基本的一种侵蚀形式，面蚀又依其外部表现形式划分为层状、结构状、砂砾化和鳞片状面蚀等。面蚀所引起的地表变化是渐进的，不易为人们觉察，但它对地力减退的速度是惊人的，涉及的土地面积往往是较大的。2.1.2潜蚀：是地表径流集中渗入土层内部进行机械的侵蚀和溶蚀作用，千奇百怪的喀斯特溶岩地貌就是潜蚀作用造成的，另外在垂直节理十分发育的黄土地区也相当普遍。2.1.3冲蚀：主要指沟谷中时令性流水的侵蚀。2.1.4沟蚀：沟蚀是集中的线状水流对地表进行的侵蚀，切入地面形成侵蚀沟的一种水土流失形式，按其发育的阶段和形态特征又可细分为细沟、浅沟、切沟侵蚀。沟蚀是由片蚀发展而来的，但它显然不同于片蚀，因为一旦形成侵蚀沟，土地即遭到彻底破坏，而且由于侵蚀沟的不断扩展，坡地上的耕地面积就随之缩小，使曾经是大片的土地被切割得支离破碎。2.2重力侵蚀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，一般可分为泻流、崩坍、滑坡和泥石流等类型，其中泥石流是一种危害严重的水土流失形式。重力侵蚀多发生在深沟大谷的高陡边坡上。2.3冻融侵蚀主要分布在中国西部高寒地区，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。2.4风力侵蚀在比较干旱、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，只不过程度上土壤侵蚀有所差异。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。2.5人为侵蚀人为侵蚀是指人们在改造利用自然、发展经济过程中，移动了大量土体，而不注意水土保持，直接或间接地加剧了侵蚀，增加了河流的输砂量。目前主要表现在采矿、修建各种建筑、公路、铁路、水利等工程过程中毁坏耕地、废弃物乱堆放，有的直接倒入河床，有的堆积成小山坡，再在其他营力作用下产生侵蚀。人为侵蚀在黄土高原所产生的危害是不容忽视的，特别是一大批露天煤矿的开采等，使个别地区的水土流失近年来又有明显加剧的趋势。3.土壤侵蚀的影响因素影响土壤侵蚀的因素分为自然因素和人为因素。土壤侵蚀自然因素是水土流失发生、发展的先决条件，或者叫潜在因素，人为因素则是加剧水土流失的主要原因。3.1自然因素3.1.1气候：气候因素特别是季风气候与土壤侵蚀密切相关。季风气候的特点是降雨量大而集中，多暴雨，因此加剧了土壤侵蚀。最主要而又直接的是降水，尤其是暴雨的引起水土流失最突出的气候因素。所谓暴雨是指短时间内强大的降水，一日降水量可超过50mm或1小时降水超过16mm的都叫做暴雨。一般说来，暴雨强度愈大，水土流失量愈多。3.1.2地形：地形是影响水土流失的重要因素，而坡度的大小、坡长、坡形等都对水土流失有影响，其中坡度的影响最大，因为坡度是决定径流冲刷能力的主要因素。坡耕地植使土壤暴露于流水冲刷是土壤流失的推动因子。一般情况下，坡度越陡，地表径流流速越大，水土流失也越严重。3.1.3土壤：土壤是侵蚀作用的主要对象，因而土壤本身的透水性、抗蚀性和抗冲性等特性对土壤侵蚀也会产生很大的影响。土壤的透水性与质地、结构、孔隙有关，一般地，质地沙、结构疏松的土壤易产生侵蚀。土壤抗蚀性是指土壤抵抗径流对它们的分散和悬浮的能力。若土壤颗粒间的胶结力很强，结构体相互不易分散，则土壤抗蚀性也较强。土壤的抗冲性是指土壤对抗流水和风蚀等机械破坏作用的能力。据研究，土壤膨胀系数愈大，崩解愈快，抗冲性就愈弱，如有根系缠绕，将土壤团结，可使抗冲性增强。3.1.4植被：植被破坏使土壤失去天然保护屏障，成为加速土壤侵蚀的先导因子。据中国科学院华南植物研究所的试验结果，光板的泥沙年流失量为26902kg/hm2，桉林地为6210kg/hm2，而阔叶混交林地仅3kg/hm2。因此，保护植被，增加地表植物的覆盖，对防治土壤侵蚀有着极其重要意义。3.2人为因素人为活动是造成土壤流失的主要原因，表现为植被破坏（如滥垦、滥伐、滥牧）和坡耕地垦植（如陡坡开荒、顺坡耕作、过度放牧），或由于开矿、修路未采取必要的预防措施等，都会加剧水土流失。4.土壤侵蚀的估计和预测土壤侵蚀量的计算是定量评价土壤侵蚀水平的依据，它是了解和评估侵蚀环境影响的重要基础。不同的研究者提出了不同的土壤侵蚀估计模型，但应用最为广泛的是Wischmeier等提出的通用如让流失方程（USLE）20世纪90年代提出的WEPP(WaterErosionPredictionProject)也应用比较普遍。土壤侵蚀模型方法的主要任务是土壤侵蚀因子的参数化和定量化。4.1USLEUSLE全面的表达了土壤水蚀的影响因子和流失量计算方法（主要针对沟间寝室）：A=RKLSCP式中，A代表侵蚀量；R代表降雨因子，反映了降雨能量对侵蚀的影响；K代表土壤可蚀性因子，表征土壤自身抵御侵蚀能力的一个因子，即土壤性质对侵蚀强度的影响；C因子反映了作物的栽培管理对土壤侵蚀的影响，C代表地表覆盖因子；LS则是坡长-坡度复合因子；P因子反映了水土保持措施对侵蚀的影响。4.2WEPPWEPP也是一个重要的侵蚀估计模型，它可以计算每次降雨事件的土壤侵蚀量：Di=KiVISfAdj式中，Di是沟间剥离速率；Ki沟间可蚀性；V是径流速率；I降雨强度；Sf坡度调节因子；Adj是所有其他因子的调节项。5.土壤侵蚀对环境质量的影响我国是世界土壤侵蚀最严重的国家之一，其范围遍及全国各地。土壤侵蚀的成因复杂，危害严重，主要侵蚀类型有水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和冰川侵蚀等。土壤侵蚀的发生除自然因素影响外，另一重要原因就是人类不合理的活动。虽经几十年的不断努力，土壤侵蚀的综合治理取得了显著成效。但由于种种人为不合理活动，导致土壤侵蚀面积和侵蚀程度不断扩大加剧的趋势还没有从根本上得到遏制。5.1破坏土壤资源由于土壤侵蚀，大量土壤资源被蚕食和破坏，沟壑日益加剧，土层变薄土壤侵蚀，大面积土地被切割得支离破碎，耕地面积不断缩小。5.2土壤肥力和质量下降土壤侵蚀使大量肥沃表土流失，土壤肥力和植物产量迅速降低。5.3生态环境恶化由于严重的水土流失，导致地表植被的严重破坏，自然生态环境失调恶化，洪、涝、旱、冰雹等自然灾害接踵而来，特别是干旱的威胁日趋严重。5.4破坏水利、交通工程设施水土流失带走的大量泥沙，被送进水库、河道、天然湖泊，造成河床淤塞、抬高，引起河流泛滥，这是平原地区发生特大洪水的主要原因。6.土壤侵蚀的防治防治水土流失，保护和合理利用水土资源是改变山区、丘陵区、风沙区面貌，治理江河、减少水、旱、风沙灾害，建立良好生态环境，走农林业生产可持续发展的一项根本措施，是国土整治的一项重要内容。6.1坡面治理工程按其作用可分为梯田、坡面蓄水工程和截流防冲工程。梯田是治坡工程的有效措施，可拦蓄90%以上的水土流失量。6.2沟道治理工程主要有沟头防护工程、谷坊、沟道蓄水工程和淤地坝等。沟头防护工程是为防止径流冲刷而引起的沟头前进、沟底下切和沟岸扩张，保护坡面不受侵蚀的水保工程。6.3生物工程措施生物工程措施是指为了防治土壤侵蚀、保持和合理利用水土资源而采取的造林种草，绿化荒山，农林牧综合经营，以增加地面覆被率，改良土壤，提高土地生产力，发展生产，繁荣经济的水土保持措施，也称水土保持林草措施。6.4小型水利工程主要为了拦蓄暴雨时的地表径流和泥沙，可修建与水土保持紧密结合的小型水利工程，如蓄水池、转山渠、引洪漫地等。6.5农业技术措施水土保持农业技术措施，主要是水土保持耕作法，是水土保持的基本措施。防治土壤侵蚀，必须根据土壤侵蚀的运动规律及其条件，采取必要的具体措施。但采取任何单一防治措施，都很难获得理想的效果，必须根据不同措施的用途和特点，遵循如下综合治理原则：治山与治水相结合，治沟与治坡相结合，工程措施与生物措施相结合，田间工程与蓄水保土耕作措施相结合，治理与利用相结合，当前利益与长远利益相结合。实行以小流域为单元，坡沟兼治，治坡为主，工程措施、生物措施、农业措施相结合的集中综合治理方针，才可收到持久稳定的效果。7.土壤侵蚀原理研究历史与现状7.1国际上研究历史与现状7.1.1前苏联前苏联土壤侵蚀学科始于18世纪中叶，进入19世纪，开展了土壤侵蚀调查，编绘了部分区域面蚀和沟蚀分布图。1917年10月前苏联革命胜利后不久，在奥尔诺夫斯克州成立了世界第一个土壤保持试验站—诺沃西里试验站(1923)。1967年以后，全国有200多个科研单位从事土壤侵蚀及其综合治理的研究。这期间在侵蚀研究方法上有很大改进。7.1.2欧洲欧洲防治山洪、泥石流、滑坡等自然灾害最早从阿尔卑斯山区各国开始，然后推向全欧洲。1884年，奥地利制定了世界第一部有关防止土壤侵蚀的《荒溪治理法》，总结出一套综合防治土壤侵蚀的森林―工程措施体系。到现在，欧洲已建立起生物措施、工作措施、土地利用调整、法律措施等综合治理体系。7.1.3日本17世纪后期，学者河村瑞贤提出荒山恢复建议，要把造林与工程措施相结合，被政府采纳。1897年为防治山区灾害，制定了《森林法》。第二次世界大战后，日本重又开始治山工作，并于1953年设立水土保持对策协议会，制订基本对策。尽管日本防止土壤侵蚀的工程措施、工程施工方法较为先进，但其理论研究相对来说较为滞后。7.2国内研究历史与现状早在公元前10世纪的西周时期，就有“平治水土”之说，《诗经》中记述了朴素的土壤侵蚀防治原理及合理土地利用的重要性。1940年旧黄河水利委员会的一些科技人员针对治黄工作，提出了防治泥沙问题，并成立了林垦设计委员会，开展水土保持造林工作。新中国成立后，1956年成立了国务院水土保持委员会，1991年，第七届全国人大常务委员会第20次会议一致通过了《中华人民共和国水土保持法》，至此我