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土壤侵蝕概念范文第1篇

關(guān)鍵詞：土壤侵蝕；GIS；USLE；劍湖流域

中圖分類號(hào)：S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2017）01-0103-05

Abstract To understand the situation of soil erosion in the Basin of Jian Lake in the Jianchuan County of Yunnan Province， the data of each factor of RUSLE were collected， analyzed and calculated by RS combined with GIS in order to estimate the soil erosion modulus. The results showed that the soil erosion modulus of the Basin of Jian Lake was 12.56 t/（hm2?a）， so it was in the category of slight erosion. The moderate and under moderate erosion occupied 94.5% of the total watershed areas. The intensive erosion， extreme intensive erosion and severe erosion were 1.8%， 2.2% and 1.5%， respectively.

Keywords Soil erosion； GIS； USLE； The Basin of Jian Lake

小流域的水土流失和土壤侵蝕關(guān)系到流域生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展甚至影響到大流域可持續(xù)發(fā)展的大問(wèn)題。水土流失包括水蝕、風(fēng)蝕、冰川侵蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕等多種類型，并且可能伴隨著滑坡、泥石流、崩崗等自然災(zāi)害，因而小流域的水土保持是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。由于水土流失的嚴(yán)重性，其日益成為社會(huì)高度重視的問(wèn)題之一。并且我國(guó)在土壤侵蝕定量預(yù)報(bào)方面已進(jìn)行了大量研究[1-3]，但由于喀斯特區(qū)域地形復(fù)雜，植被、土壤、土地利用方式差異很大，因而尚未見(jiàn)對(duì)西南喀斯特山區(qū)土壤侵蝕預(yù)報(bào)進(jìn)行系統(tǒng)性研究的報(bào)道。

傳統(tǒng)的土壤侵蝕調(diào)查手段耗時(shí)耗力，GIS技術(shù)為土壤侵蝕的調(diào)查、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)及模型構(gòu)建提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。本研究針對(duì)劍湖流域的水土流失問(wèn)題，結(jié)合3S技術(shù)以及美國(guó)通用水土流失方程（USLE），對(duì)該區(qū)域的土壤侵蝕進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，分析研究區(qū)土壤侵蝕空間分布特征，以期為劍湖流域水土保持和流域生態(tài)環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

劍湖流域位于云南省大理州劍川縣東北部，主要為山原地貌，山脈、河川呈北南走向，山勢(shì)西北高東南低，山巒起伏，河川交錯(cuò)。劍湖流域?qū)儆跒憸娼饔蚝庸人?，由北向南展布，水資源較為豐富。屬南溫帶冬干夏濕季風(fēng)氣候類型，年平均氣溫12.3℃，年平均降水量856.7 mm，全年太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，年內(nèi)溫度變化不明顯，四季不分明，部分區(qū)域具有典型的立體氣候特征。流域內(nèi)主要分布有11個(gè)土壤類型，即亞高山草甸土、棕色針葉林土、暗棕壤、棕壤、黃棕壤、紅棕壤、紅壤、紫色土、沖積土、沼澤土和水稻土，其中，紅壤分布面積最大，其次為棕壤和黃棕壤。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

2006年的 Land-sat/TM影像（空間分辨率30 m），主要用于提取流域土地利用類型數(shù)據(jù)。ASTER GDEM（先進(jìn)星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型），其與SRTM一樣為數(shù)字高程模型，其全球空間分辨率為30 m，用于提取劍湖流域的坡度坡長(zhǎng)因子。劍川縣1∶50 000土壤型圖，并利用GIS對(duì)該圖件進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)、柵格矢量化，建立劍湖流域數(shù)字化土壤類型圖，用于提取土壤的K值因子。

2.2 土壤侵蝕模型的選取

目前用于評(píng)估土壤侵蝕量的模型有很多，主要分為以下4個(gè)類別：經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、過(guò)程模型、概念模型及隨機(jī)模型[4]，其中，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，如USLE、RUSLE 和IDEROSI 等[5]。我國(guó)坡面經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕獏⒖蓟蛑苯永?USLE的基本形式，結(jié)合當(dāng)?shù)氐孛蔡卣鳎鶕?jù)我國(guó)的觀測(cè)資料，計(jì)算土壤侵蝕的各影響值。這些模型中比較有代表性的是文獻(xiàn)[6]和文獻(xiàn)[7]的經(jīng)驗(yàn)侵蝕模型。

本研究采用修正的通用土壤流失方程（RUSLE）預(yù)測(cè)劍湖流域年平均土壤流失量，其核心內(nèi)容是6個(gè)因子的計(jì)算：

A=R×K×L×S×C×P。 （1）

式中，A為年土壤流失量[t/（hm2?a）]；R為降雨和徑流因子[MJ?mm/（hm2?h?a） ]；K為土壤可蝕性因子[t?hm2?h/（hm2?MJ?mm）]；LS 為坡長(zhǎng)坡度因子（無(wú)量綱）；C 為植被與經(jīng)營(yíng)管理因子（無(wú)量綱）；P為水土保持因子（無(wú)量綱）。

2.3 模型因子的確定

2.3.1 降雨侵蝕力因子 R 降雨是水蝕的基本動(dòng)力，降雨侵蝕力并非物理學(xué)中“力”的概念，而是衡量降雨侵蝕作用強(qiáng)弱的指標(biāo)，與降雨量、雨強(qiáng)和下落速度等有關(guān)。降雨侵蝕力難以直接測(cè)定，一般使用水文氣象站整編記錄的資料如雨強(qiáng)、雨量來(lái)估算降雨侵蝕力?；谘芯繀^(qū)降雨資料的可得性，決定采用劍湖流域汛期（5-10月）年平均降雨量計(jì)算降雨侵蝕力，即

R=0.44488P0.96982。（2）

式中，R為降雨侵蝕力系數(shù)[MJ?mm/（hm2?h?a）]；P為汛期年均降雨量（mm）。

本研究選擇能覆蓋流域范圍的5個(gè)氣象站多年年均汛期降雨量，然后根據(jù)公式（2），計(jì)算得出每個(gè)測(cè)站的年降雨侵蝕因子R值。然后利用ArcGIS 10.1中的樣條函數(shù)插值法，生成流域的年降雨侵蝕力R值空間分布圖，見(jiàn)圖1。

2.3.2 土壤可蝕性因子 K K值反映了土壤被降雨侵蝕力分離和搬運(yùn)的難易程度，主要由土壤類型決定。本研究采用劍川縣1∶50 000土壤類型圖，經(jīng)坐標(biāo)校準(zhǔn)后進(jìn)行矢量化，按照30 m×30 m的網(wǎng)格大小進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)柵格，然后采用楊子生[5-7]在云南北部山區(qū)進(jìn)行坡耕地土壤可蝕性試驗(yàn)的相關(guān)實(shí)測(cè)值，得到劍湖流域土壤類型分布及K值，見(jiàn)圖2、表1。

2.3.4 植被與經(jīng)營(yíng)管理因子 C 因子C是侵蝕動(dòng)力的抑制因子，主要與植被覆蓋和土地利用類型有關(guān)。其取值范圍在0～1之間，值越小表示越不易受到侵蝕，值越大表示越易受到侵蝕，而值的大小取決于具體的作物覆蓋、輪作順序及管理措施的綜合作用等。根據(jù)Wischmeier等[11]的方法并結(jié)合劍湖流域土地利用狀況，獲得劍湖流域不同土地利用方式下的C因子表（表2）。

2.3.5 水土保持措施因子 P P因子是采取水土保持措施后的土壤流失量與順坡種植時(shí)的土壤流失量之比[12]。通常的水土保持措施包括等高耕作、修筑梯田等。一般情況下沒(méi)有采取任何水土保持措施的土地利用類型P值為1，其它情況下P值介于0～1之間。由于缺乏實(shí)驗(yàn)資料，主要參照美國(guó)農(nóng)業(yè)部手冊(cè)703號(hào)和在亞熱帶區(qū)域的相關(guān)研究，對(duì)P值進(jìn)行率定，結(jié)果見(jiàn)表2。

3 結(jié)果與分析

利用ArcGIS10.3的空間分析模塊，將劍湖流域各土壤侵蝕因子進(jìn)行連乘，得到各像元年土壤流失量A值，然后根據(jù)水利部頒布的《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL190-2007）將土壤侵蝕劃分為6個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表3），進(jìn)而得到劍湖流域土壤侵蝕分布圖（圖3），并對(duì)不同等級(jí)的侵蝕進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表4。結(jié)果顯示，劍湖流域年均土壤侵蝕模數(shù)為12.56 t/（hm2? a），為輕度侵蝕，但是仍然大于國(guó)家水利部頒發(fā)的西南土石山區(qū)土壤允許流失量；占流域面積89.3%的區(qū)域?qū)儆谖⒍然蛘咻p度侵蝕，但其對(duì)流域土壤侵蝕量的貢獻(xiàn)率僅為34.2%，而整個(gè)流域65.8%的土壤侵蝕量來(lái)自于僅占流域面積10.7%的中度及以上等級(jí)的侵蝕區(qū)域。

劍湖流域絕大部分地區(qū)屬于微度或者輕度侵蝕。對(duì)于劍湖流域湖濱區(qū)、壩子地區(qū)以及入湖河流上游河谷區(qū)，是劍湖流域的主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，通過(guò)大規(guī)模退耕還林來(lái)防治水土流失的做法不符合實(shí)際。因而該區(qū)域應(yīng)該采取一些農(nóng)業(yè)措施，比如地埂種植、作物間作套種、生物籬技術(shù)等。土壤侵蝕會(huì)威脅基本農(nóng)田設(shè)施，降低土地生產(chǎn)力，造成河道湖泊淤積，加劇洪澇災(zāi)害。因此，需根據(jù)流域土壤侵蝕空間分布，分析區(qū)域土壤侵蝕特點(diǎn)，針對(duì)不同的問(wèn)題分別采取不同的防治措施：對(duì)于屬微度或者輕度侵蝕的劍湖流域絕大部分地區(qū)，如湖濱區(qū)、壩子地區(qū)以及入湖河流上游河谷區(qū)，作為劍湖流域的主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，通過(guò)大規(guī)模退耕還林來(lái)防治水土流失的做法不符合實(shí)際，應(yīng)采取地埂種植、作物間作套種、生物籬技術(shù)等農(nóng)業(yè)措施；而僅占流域面積10.7%但土壤侵蝕量占整個(gè)流域65.8%的中度及以上侵蝕區(qū)域，主要位于流域的上游和流域內(nèi)邊界山地，其土壤侵蝕危害主要表現(xiàn)在降低土壤肥力、淤積河道和水庫(kù)，該區(qū)域可以采取退耕還林、坡改梯以及修復(fù)和治理河道等措施來(lái)控制土壤侵蝕，從而減少水土流失量。

4 討論與結(jié)論

（1）本文采用的遙感數(shù)據(jù)精度有限，在解譯流域土地利用類型的過(guò)程中不可避免地存在誤差，這會(huì)導(dǎo)致在率定與土地利用類型相關(guān)的植被與經(jīng)營(yíng)管理因子C和水土保持措施因子P時(shí)存在難度，因而，要想獲得比較好的結(jié)果，應(yīng)該盡量使用高分辨率影像。鑒于高分辨率影像的可獲得性難度系數(shù)，應(yīng)該充分發(fā)揮遙感影像融合技術(shù)，以更好地利用RS與GIS提取流域土壤侵蝕的相關(guān)信息。

（2）目前的土壤侵蝕模型應(yīng)用，大多是借鑒國(guó)內(nèi)外前人的研究方法和成果。在以后的土壤侵蝕模型應(yīng)用中，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)研究區(qū)水土保持的監(jiān)測(cè)，得到流域水土流失實(shí)測(cè)值，并使用該實(shí)測(cè)值對(duì)土壤侵蝕模型進(jìn)行校準(zhǔn)，改善土壤侵蝕各個(gè)因子的率定方法，從而提高土壤侵蝕模型預(yù)測(cè)的可靠性與準(zhǔn)確性。

（3）本研究利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)空間管理功能，進(jìn)行USLE模型各個(gè)因子的輸入與計(jì)算，并結(jié)合地理空間柵格數(shù)據(jù)空間內(nèi)插方法，對(duì)中小尺度流域進(jìn)行土壤侵蝕預(yù)測(cè)。這與傳統(tǒng)的集中式的土壤侵蝕預(yù)測(cè)相比，極大地提高了土壤侵蝕的預(yù)測(cè)效率。并且依托于地理信息技術(shù)強(qiáng)大的制圖功能，提高了侵蝕結(jié)果的顯示效果，這對(duì)于管理者制定有關(guān)防治流域水土流失的決策提供了有益借鑒。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1]

Wei W， Chen L D， Fu B L. The effect of land use and rainfull regimes on runoff and soil erosion in the semi-arid loses hilly area， China [J]. Journal of Hidrology， 2007， 335（3）： 247-258.

[2] 趙曉麗，張?jiān)鱿?，周全斌，?中國(guó)土壤侵蝕現(xiàn)狀及綜合防治對(duì)策研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2002，16（1）：40-43.

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土壤侵蝕概念范文第2篇

水蝕是土壤侵蝕中的一種重要形式，根據(jù)水利部公布的全國(guó)第二次水土流失遙感調(diào)查結(jié)果，全國(guó)水土流失面積356萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的1/3強(qiáng)，其中水蝕面積165萬(wàn)km2，水蝕治理是我國(guó)今后很長(zhǎng)一段時(shí)間的重要任務(wù)。自20世紀(jì)50年代，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者開(kāi)展了大量的水蝕預(yù)報(bào)模型研究，取得了豐碩的成果，并被用于水土保持措施配置和水土資源持續(xù)利用等方面。水蝕預(yù)報(bào)模型可分為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃臀锢磉^(guò)程模型。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵罁?jù)實(shí)際觀測(cè)資料，采用統(tǒng)計(jì)分析方法，建立侵蝕產(chǎn)沙量與其主要影響因素之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，而物理過(guò)程模型則強(qiáng)調(diào)模擬整個(gè)事件的過(guò)程，模型涉及多個(gè)指標(biāo)，一般通過(guò)實(shí)測(cè)獲取。我國(guó)國(guó)土面積遼闊，水蝕面積很大，目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平難以保證大范圍、多指標(biāo)的實(shí)地觀測(cè)，因此在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，水蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯⑹俏覈?guó)水土保持研究中的主要內(nèi)容。雖然目前已經(jīng)有學(xué)者對(duì)水蝕預(yù)報(bào)模型進(jìn)行了介紹［8-9］，但尚缺乏對(duì)經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型的系統(tǒng)研究。

1國(guó)外經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型發(fā)展歷程

國(guó)外經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型研究以美國(guó)為代表，經(jīng)歷了從考慮單因子、部分因子、到全因子的發(fā)展歷程，與此同時(shí)研究相對(duì)滯后的其他國(guó)家也開(kāi)展了相關(guān)研究［10］。Zingg于1940年發(fā)表的計(jì)算田間土壤流失量的第一個(gè)數(shù)學(xué)方程式，描述了地形因子—坡度和坡長(zhǎng)在土壤侵蝕中的作用［11］;1941年Smith在原來(lái)考慮地形因子的基礎(chǔ)上增加了反映天氣、土壤、耕作等的綜合特征的常數(shù)和水土保持措施因子［12］;隨后，Browning和他的助手們?cè)诖嘶A(chǔ)上又增加了土壤可蝕性因子［13］;1948年Smith和Whitt提出了一個(gè)“概念性”土壤流失方程，他們根據(jù)一定條件下觀測(cè)侵蝕量的基礎(chǔ)上綜合考慮了地形、土壤、措施因子，并將其推廣應(yīng)用于美國(guó)密蘇里州的主要土壤類型，在應(yīng)用中引入了一個(gè)降水因子使該方程應(yīng)用于其他地方［14］;與此同時(shí)，美國(guó)農(nóng)業(yè)部土壤保持局認(rèn)識(shí)到土壤流失方程對(duì)于農(nóng)業(yè)規(guī)劃很有價(jià)值，通過(guò)學(xué)術(shù)研討會(huì)回顧了長(zhǎng)久以來(lái)美國(guó)的土壤侵蝕研究資料，重新評(píng)估了以前方程中使用的各個(gè)因子，最終形成了包括了降水因子、包含坡度和坡長(zhǎng)信息的地表徑流因子、土壤特征、植被覆蓋影響因子等的Musgrave方程［15］，Lloyd和Eley利用該方程繪制了Musgrave方程的圖解圖，并將美國(guó)東北部各州主要條件下的侵蝕影響數(shù)值制成表［16］;隨著州和地區(qū)級(jí)土壤侵蝕預(yù)報(bào)方程的應(yīng)用成功，土壤保持決策者建議全力研制全國(guó)性的土壤侵蝕預(yù)報(bào)方程，1954年美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局在印第安納州普度大學(xué)(PurdueUniversity)建立了國(guó)家數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行全國(guó)徑流和土壤流失資料的匯總、整理以便更進(jìn)一步的深入分析，利用中心收集的1萬(wàn)多個(gè)小區(qū)的年徑流和土壤流失基礎(chǔ)資料，研制出了USLE，出版了美國(guó)第一個(gè)官方版的USLE手冊(cè)［2］，并且運(yùn)用USLE和風(fēng)蝕方程每5年進(jìn)行一次全國(guó)土壤侵蝕狀況定量調(diào)查，USLE用6個(gè)因子的乘積形式量化了土壤侵蝕，這6個(gè)因子分別是降雨侵蝕力、土壤可蝕性、坡度、坡長(zhǎng)、覆蓋和管理、水土保持措施，至此涵蓋氣候、地形、土壤、植被、人類活動(dòng)因素的水蝕預(yù)報(bào)模型正式形成。自USLE發(fā)表以來(lái)，新的研究和試驗(yàn)又使USLE得以改進(jìn):降雨侵蝕力、土壤可蝕性因子、覆蓋—管理因子、坡度坡長(zhǎng)因子等的改進(jìn)，改進(jìn)結(jié)果即為1997年美國(guó)發(fā)表的USLE的修訂版RUSLE［1］。在經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)坡面模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合GIS工具，又發(fā)展了流域、區(qū)域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型，如AGNPS，SWAT等［17-19］。

1.1“地形因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型—Zingg模型

Zingg模型研究的是地形對(duì)土壤侵蝕的影響，模型集成了眾多個(gè)人和組織的研究結(jié)果，首次定量評(píng)價(jià)了坡度坡長(zhǎng)對(duì)土壤侵蝕的影響，為土壤侵蝕定量評(píng)價(jià)、模型的建立開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)良好的開(kāi)端，同時(shí)也將土壤侵蝕研究推向了一個(gè)新臺(tái)階—定量研究［11］。模型包括坡度、坡長(zhǎng)及坡度坡長(zhǎng)對(duì)土壤侵蝕的影響:Xc==0.065S1.49，Xc=0.0025L1.53，Xi=CSmLn，其中Xi為小區(qū)單位寬度侵蝕量，C為常數(shù)，由區(qū)域條件決定，S為百分比坡度，m為坡度指數(shù)，L為坡長(zhǎng)，n為坡長(zhǎng)指數(shù)。

1.2“地形—措施因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型—Smith模型

Smith利用許多水土保持和其他實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)獲得的有關(guān)因子間關(guān)系的成果和自己小組研究結(jié)果，獲得了侵蝕量和坡度坡長(zhǎng)的關(guān)系［12］:A=CS7/5L3/5，其式中，A為單位面積侵蝕量，單位為t/acre，S為坡度，L為坡長(zhǎng)，C為常數(shù)，是天氣、土壤、作物、輪作制度和管理的綜合反映。與以往模型不同的是，考慮了水土保持措施的作用，同時(shí)根據(jù)允許流失量和地形條件、侵蝕量、措施情況等可以確定地塊的最大坡長(zhǎng)。Smith模型考慮了措施因子，確定了土壤侵蝕和地”形的關(guān)系，根據(jù)土壤容許流失量為水土保持治理提供了確定最大坡長(zhǎng)的方法。

1.3“地形—土壤—措施因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型—Smith、Whitt模型

Smith等通過(guò)系統(tǒng)總結(jié)前人的研究成果認(rèn)為影響農(nóng)地土壤侵蝕的主要因素包括了作物體系、地形、降雨特征、土壤性質(zhì)和各種水土保持措施，據(jù)此建立了農(nóng)地土壤侵蝕模型［14］:A=CSLKP，其中，A為單位面積侵蝕量，C為普通輪作小區(qū)上單位面積侵蝕量，單位為t/acre，S、L、K為坡度、坡長(zhǎng)、土壤可蝕性的尺度轉(zhuǎn)換系數(shù)，P為措施因子。與此同時(shí)還系統(tǒng)研究了不同條件下普通輪作小區(qū)單位面積土壤侵蝕量和不同措施條件下的措施因子。

1.4“降雨—地形—植被覆蓋—土壤因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型—Musgrave方程

Musgrave基于前人已有的成果，匯集所有關(guān)于土壤侵蝕和影響因子間關(guān)系的數(shù)據(jù)，水土保持局組織了專門的研究隊(duì)伍來(lái)分析這些數(shù)據(jù)，得出了降雨—地形—植被覆蓋—土壤因子預(yù)報(bào)模型［15］:(1)侵蝕和降雨的關(guān)系:E∝P1.7530;(2)地形和侵蝕的關(guān)系:E∝S1.35，E∝L0.37;(3)植被覆蓋狀況和侵蝕的關(guān)系:Musgrave等發(fā)現(xiàn)關(guān)于植被覆蓋狀況對(duì)土壤侵蝕影響的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地形對(duì)侵蝕的影響研究，如果將非等高、連續(xù)耕種的地塊如棉花地、玉米地、煙草地等植被覆蓋條件下的侵蝕量等視為100，則草原、林地覆蓋情況下侵蝕約為1;(4)土壤狀況和侵蝕的關(guān)系:研究小組將不同的實(shí)驗(yàn)條件都統(tǒng)一轉(zhuǎn)到了標(biāo)準(zhǔn)30分鐘雨量、標(biāo)準(zhǔn)坡度坡長(zhǎng)條件下的侵蝕，借此探討并確定了不同土壤和侵蝕的關(guān)系，對(duì)于那些尚沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的土壤，可根據(jù)和其理化特征接近的土壤來(lái)判斷可蝕性。

1.5“降雨—土壤—地形—覆蓋管理—措施因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型—USLE

隨著水蝕預(yù)報(bào)模型研究的進(jìn)一步深入，1965年W.H.Wischmerier和D.D.Smith以美國(guó)國(guó)家水土流失中心收集的美國(guó)30個(gè)州、近30年徑流小區(qū)觀測(cè)資料為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)對(duì)近萬(wàn)個(gè)徑流小區(qū)統(tǒng)計(jì)分析提出了美國(guó)第一個(gè)綜合考慮了降雨、土壤、地形、覆蓋管理、措施的較為成熟的侵蝕預(yù)報(bào)模型—通用水土流失方程USLE(UniversalSoilLossEquation)用來(lái)預(yù)報(bào)坡面或田間尺度的年平均侵蝕［2］，模型結(jié)構(gòu)如下:A=R×K×L×S×C×P，其中A為單位面積的年土壤侵蝕量;R為年降雨侵蝕力因子;K為土壤可蝕性因子;L為坡長(zhǎng)因子;S為坡度因子;C為植被和管理因子，P為措施因子。USLE考慮因子全面，通過(guò)對(duì)侵蝕過(guò)程機(jī)理的分析確定了模型中考慮的影響侵蝕因素，方法上采用統(tǒng)計(jì)分析以建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑸楦鲊?guó)和各地研究發(fā)展土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型做出了示范，USLE可用來(lái)計(jì)算年均土壤侵蝕量，根據(jù)侵蝕狀況和容許侵蝕量對(duì)比可指導(dǎo)人們采取適當(dāng)?shù)乃帘３执胧┻M(jìn)行正確的耕作和經(jīng)營(yíng)管理，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。但模型計(jì)算的是年均土壤侵蝕量，難以反映次降雨過(guò)程的土壤侵蝕狀況，而且方程建立在緩坡條件下，在地形復(fù)雜地區(qū)，尤其是陡坡地的應(yīng)用受到很大限制，模型中沒(méi)有考慮沉積量和溝道、河床、河岸侵蝕，不太適用于就地沉積的帶狀耕作及河道等。

1.6因子計(jì)算方法更為完善的“降雨—土壤—地形—覆蓋管理—措施因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型—RUSLE

隨著研究的進(jìn)一步深入，科學(xué)家在USLE基礎(chǔ)上，對(duì)因子算法進(jìn)行了細(xì)化并大大提高了模型預(yù)測(cè)精度［1］，主要表現(xiàn)為:R因子采用分區(qū)對(duì)待，東部地區(qū)同USLE，用降雨動(dòng)能與最大30分鐘降雨強(qiáng)度的乘積，用長(zhǎng)時(shí)段降雨資料計(jì)算，西部地區(qū)則利用更多氣象數(shù)據(jù)訂正，針對(duì)緩坡積水、土壤凍融與融雪作用進(jìn)行了修正;K值計(jì)算則在USLE的基礎(chǔ)上考慮了凍融作用、土壤水分、土壤固結(jié)等;在LS因子上增加了細(xì)溝/細(xì)溝間侵蝕比率，可以處理復(fù)雜坡型;C值在考慮作物季相、表層覆蓋、糙度等。P值則在根據(jù)已布設(shè)削弱徑流、阻滯土壤移動(dòng)的水保措施，根據(jù)坡度微起伏確定的基礎(chǔ)上由水文、土壤類型、坡度、冬播程度、壟高、十年一遇侵蝕指數(shù)等確定。RUSLE可以反映次降雨過(guò)程的土壤侵蝕狀況，但方程建立在緩坡條件下，在地形復(fù)雜地區(qū)，尤其是陡坡地的應(yīng)用受到很大限制。

1.7基于坡面模型的流域、區(qū)域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型—AGNPS，SWAT

流域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型是基于坡面模型研究成果，引入GIS工具來(lái)解決流域水土流失預(yù)報(bào)的工具。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染AGNPS(AgriculturalNonpointSource)將流域劃分為若干柵格單元，在每個(gè)柵格單元上輸入計(jì)算所需要的參數(shù)，采用USLE進(jìn)行侵蝕量的計(jì)算［17］;水土資源評(píng)價(jià)工具SWAT(SoilandWaterAssess-mentTool)則采用Williams根據(jù)USLE改進(jìn)的MUSLE(ModifiedUniversalSoilLossEquation)模型進(jìn)行流失量的計(jì)算［18］。

2我國(guó)經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型發(fā)展歷程

我國(guó)經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型是從20世紀(jì)50年代開(kāi)始的，由于受觀測(cè)站點(diǎn)較少且長(zhǎng)時(shí)段連續(xù)的不夠，雖然也建立了一些模型［5］，但更多的是在吸收國(guó)內(nèi)外已有成果的基礎(chǔ)上來(lái)建立適合我國(guó)國(guó)情的經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)坡面模型［3，20］。1953年劉善建等人根據(jù)甘肅天水水土保持科學(xué)實(shí)驗(yàn)站的小區(qū)觀測(cè)資料提出的農(nóng)地年侵蝕量模型，模型綜合考慮了降雨、徑流、地表覆被及地形對(duì)侵蝕的影響［5］。到20世紀(jì)70年代美國(guó)通用土壤流失方程引進(jìn)我國(guó)以后，一些研究者陸續(xù)以通用土壤流失方程為原型，綜合考慮了影響土壤侵蝕的各個(gè)因子，利用水蝕區(qū)徑流小區(qū)觀測(cè)資料和研究區(qū)的實(shí)際情況對(duì)各因子指標(biāo)及其算法進(jìn)行修正，建立了若干個(gè)地區(qū)性水蝕預(yù)報(bào)模型，主要包括東北漫崗丘陵區(qū)［21］、黃土高原區(qū)［5，22-23］、長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)［24］、福建地區(qū)［25］、廣東地區(qū)［26］、滇東北山區(qū)［27］、紅壤丘陵地區(qū)［28］等。然而，我國(guó)國(guó)土面積廣闊，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比相對(duì)程度低，能投入到水土流失監(jiān)測(cè)人力、物力、財(cái)力十分有限，無(wú)法像國(guó)外進(jìn)行大規(guī)模的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)，因此觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)相對(duì)稀疏、測(cè)次相對(duì)較少、測(cè)時(shí)相對(duì)較短、觀測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)較少，我國(guó)水蝕預(yù)報(bào)模型有著與國(guó)外迥然不同的特點(diǎn):國(guó)外基于大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立了坡面、區(qū)域、流域經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)半過(guò)程、過(guò)程水蝕區(qū)域模型［29-30］，我國(guó)坡面、流域、區(qū)域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型在借鑒國(guó)外水蝕模型發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)上得到了長(zhǎng)足的發(fā)展發(fā)展，物理過(guò)程模型在近20年發(fā)展加快［31-33］。

2.1我國(guó)最早的經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型—?jiǎng)⑸平Ｐ?/p>

劉善建利用甘肅天水水土保持試驗(yàn)站在天水城南梁家坪沙壤土的坡地上布設(shè)了19個(gè)小區(qū)里記錄的1945～1950年不同降雨、地表覆蓋、坡度下徑流、沖刷數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，得出了該地區(qū)土壤水蝕預(yù)報(bào)模型該模型是我國(guó)第一個(gè)比較完善的經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型［5］，為我國(guó)水蝕預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2基于USLE的中國(guó)特色的綜合因子經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型

江忠善、鄭粉莉等基于USLE在綜合分析我國(guó)坡面模型研究成果的基礎(chǔ)上，提出了適于我國(guó)侵蝕環(huán)境的坡面水蝕預(yù)報(bào)模型［20］，模型最大特點(diǎn)是考慮了淺溝侵蝕對(duì)坡面土壤侵蝕的貢獻(xiàn)，模型形式為A=RKLS-GCP，其中，A為年平均年土壤流失量;R為降雨侵蝕力，根據(jù)全國(guó)降雨侵蝕力的研究結(jié)果，擬定次降雨量為10mm的降雨為侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)，并選用EI30指標(biāo)作為全國(guó)降雨侵蝕力的統(tǒng)一評(píng)價(jià)指標(biāo)，基本兼顧了我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)的降雨特性，且預(yù)報(bào)效果較好;K為土壤可蝕性因子，以江忠善提出的標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)為基準(zhǔn)，以現(xiàn)有各地小區(qū)資料分析為主，補(bǔ)充必要的天然或人工降雨試驗(yàn)，研究主要土壤亞類的土壤可蝕性K值與土壤機(jī)械組成、水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量、土壤入滲和土層厚度的關(guān)系，繪制諾謨圖，用于查算我國(guó)土壤亞類的土壤可蝕性K值;L為無(wú)量綱的坡長(zhǎng)因子;S為無(wú)量綱的坡度因子;G為無(wú)量綱的淺溝侵蝕影響因子，計(jì)算采用G=1+β，β為淺溝侵蝕影響因子的校正系數(shù)，主要受降雨、匯流強(qiáng)度、坡度坡長(zhǎng)和土壤性質(zhì)的影響。當(dāng)坡面無(wú)淺溝侵蝕時(shí)，β=0;C為無(wú)量綱的覆蓋與管理因子;P為無(wú)量綱的水土保持措施因子。江忠善、鄭粉莉模型考慮了淺溝侵蝕對(duì)坡面侵蝕產(chǎn)沙的重要影響，結(jié)合我國(guó)地形復(fù)雜陡坡地比例大的地形特征，確定了我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)的規(guī)格，建立了我國(guó)坡面水蝕預(yù)報(bào)模型，利用自然坡面徑流小區(qū)實(shí)測(cè)資料對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證表明模型具有較高的預(yù)報(bào)精度，在有淺溝和無(wú)淺溝的坡面上預(yù)報(bào)精度達(dá)88%以上。CSLE(ChineseSoilLossEquation)是劉寶元等以USLE為原型、以黃土高原丘陵溝壑區(qū)安塞、子洲、離石、延安、綏德等徑流小區(qū)實(shí)測(cè)資料為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，考慮了我國(guó)陡坡土壤侵蝕特征以及長(zhǎng)期形成的系統(tǒng)化水土流失防治措施，建立了中國(guó)土壤侵蝕方程［3］:A=RKLSBET，其中A為單位面積的年土壤侵蝕量;R為降雨侵蝕力因子，是降雨量和最大10分鐘雨強(qiáng)的函數(shù)，實(shí)際應(yīng)用中，要獲得次降雨數(shù)據(jù)是很難的，為此建立了用日降雨數(shù)據(jù)計(jì)算半月降雨侵蝕力的模型;K為土壤可蝕性因子，計(jì)算采用的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)為20m長(zhǎng)，5m寬，坡度為15°順坡耕作的清耕休閑地;L為坡長(zhǎng)因子，S為坡度因子，長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)坡長(zhǎng)和土壤侵蝕的關(guān)系在野外實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室模擬都做了大量的研究，結(jié)果表明，土壤侵蝕和坡長(zhǎng)的指數(shù)成正比，只是指數(shù)大小略有不同，例如Zingg得到坡長(zhǎng)指數(shù)為0.6［11］;Musgrave認(rèn)為坡長(zhǎng)指數(shù)為0.35［15］;1965年出版的USLE建議坡度大于10%坡長(zhǎng)指數(shù)采用0.6，坡長(zhǎng)比較長(zhǎng)的坡長(zhǎng)指數(shù)采用0.3，其他情況坡長(zhǎng)指數(shù)則用0.5;1978年，USLE調(diào)整了不同情況下坡長(zhǎng)指數(shù)，對(duì)于坡度大于或等于5%，坡長(zhǎng)指數(shù)為0.5，坡度介于3.5%和4.5%之間的坡長(zhǎng)指數(shù)為0.4，坡度介于1%和3%之間的坡長(zhǎng)指數(shù)為0.3，坡度小于1%坡長(zhǎng)指數(shù)為0.2;1997年出版的RUSLE則用了一個(gè)坡度的連續(xù)函數(shù)來(lái)計(jì)算坡長(zhǎng)指數(shù)。我國(guó)陡坡土壤侵蝕非常嚴(yán)重，劉寶元等利用中國(guó)黃土高原的綏德、安塞、子洲等地的觀測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)RUSLE中的LS計(jì)算方法不適合陡坡條件，1978年出版的USLE中坡長(zhǎng)因子計(jì)算模型在中國(guó)適用，同時(shí)繼承他人成果和完善陡坡地坡度因子計(jì)算，確定了CSLE中坡度因子的計(jì)算方法;B為生物措施因子;E為工程措施因子;T為耕作措施因子。這幾個(gè)因子均無(wú)量綱。與USLE模型相比，CSLE充分考慮了我國(guó)地形特征、水土保持措施的實(shí)際情況，將原來(lái)的作物覆蓋管理因子、措施因子根據(jù)我國(guó)水土保持實(shí)際情況重新歸納為了生物措施因子、工程措施因子和耕作措施因子，因子更能反映我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水土保持狀況，同時(shí)對(duì)地形因子算法，尤其是陡坡的地形因子進(jìn)行了改進(jìn)，使結(jié)果更符合中國(guó)實(shí)際情況。

2.3小流域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型

江忠善等利用陜北、晉西、隴東南黃土丘陵溝壑區(qū)10條典型溝道小流域1954～1970年期間的406場(chǎng)降雨洪水徑流泥沙的實(shí)測(cè)資料，分析了影響流域產(chǎn)沙的降雨、地形、土質(zhì)、植被等因素和產(chǎn)沙的一些特性，并將影響產(chǎn)沙的因素概括為洪水徑流總量、流域平均坡度、黃土中砂粒粉粒含量和植被作用系數(shù)，將這些作為產(chǎn)沙量預(yù)報(bào)模型的指標(biāo)，建立了未治理流域暴雨產(chǎn)沙量的預(yù)報(bào)模型［4］:Ms=0.37M1.15JKP，其中，Ms為一次暴雨的流域產(chǎn)沙模數(shù)，單位為t/km2，M為一次暴雨的洪量模數(shù)，單位為m3/km2，J為流域平均坡度，以比值計(jì)，K為土壤可蝕性因子，以黃土中砂粒和粉粒占總量比例表示可蝕性指標(biāo)，以小數(shù)計(jì);P為與流域植被度有關(guān)的植被作用系數(shù)，模型提供了查找圖供使用者查找P值。江忠善、宋文經(jīng)模型根據(jù)黃土高原丘陵溝壑區(qū)內(nèi)不同地區(qū)小流域本身都存在著較好的水沙關(guān)系，綜合考慮了徑流、地形、土壤、植被對(duì)流域產(chǎn)沙的影響，模型考慮因素全面，結(jié)構(gòu)較為合理，為黃土高原丘陵溝壑區(qū)沒(méi)有開(kāi)展水土保持工作的小流域產(chǎn)沙提供了工具，但模型預(yù)報(bào)的只是流域產(chǎn)沙總量，不能反映流域內(nèi)產(chǎn)沙的空間差異，可以對(duì)流域內(nèi)水土保持措施需求提供參考，但對(duì)內(nèi)部水土保持措施的具體配置則無(wú)法使用，同時(shí)模型所選用的水文觀測(cè)資料都是來(lái)自沒(méi)有開(kāi)展水土保持治理的小流域，如果對(duì)水土保持治理程度較高的流域，則需要考慮治理程度對(duì)產(chǎn)沙量的影響。

2.4區(qū)域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報(bào)模型

周佩華等分析了河流輸沙量與流域內(nèi)的水土流失之間的關(guān)系，建立了河流輸沙量與流域內(nèi)影響水土流失各主要因素之間的相關(guān)方程，用以進(jìn)行水土流失預(yù)測(cè)?？紤]到我國(guó)地域遼闊，區(qū)域間差異顯著，將我國(guó)分成了東北漫崗丘陵區(qū)、黃土高原區(qū)、青藏高原區(qū)、北方山地丘陵區(qū)、云貴高原及四川盆地區(qū)、江南丘陵區(qū)(含臺(tái)灣省)及華南山地丘陵區(qū)(含海南諸島)七大區(qū)，選擇了松花江、黃河、淮河、長(zhǎng)江、贛江、西江作為代表河流，分區(qū)建立了模型［34］:黃土高原區(qū):y=0.075M2.399×Q－0.027×1.573(1－p)青藏高原區(qū):y=0.3357M－0.268×Q1.919×P－0.394北方山地丘陵區(qū):y=76100M0.705×Q0.986×P－2.477云貴高原及四川盆地區(qū):y=0.000765M0.409×Q1.131×P－0.629江南丘陵區(qū):y=66.09M0.988×Q0.178×P－0.151東北漫崗丘陵區(qū):y=0.226M－0.2×Q1.368(缺少水土保持?jǐn)?shù)據(jù)故未考慮P)華南山地丘陵區(qū):y=0.0127M0.076×Q1.698(缺少水土保持?jǐn)?shù)據(jù)故未考慮P)式中，y為河流年輸沙量，單位為億t，M為一日最大洪水量，Q為年徑流量，單位為億m2，P為水土保持治理面積占水土流失面積的百分比。該模型充分考慮了地域差異，對(duì)全國(guó)進(jìn)行了分區(qū)建模型，同時(shí)也考慮了徑流、降雨、水土保持措施對(duì)侵蝕的影響，但模型仍屬于集總模型，無(wú)法反映區(qū)域內(nèi)水土流失差異，也無(wú)法為水土保持措施配置提供參考，同時(shí)，模型基于一定水平水土保持水平下統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，當(dāng)水土保持措施發(fā)生變化時(shí)，需要重新率定?？紤]到目前國(guó)內(nèi)外對(duì)區(qū)域水土流失的研究還比較薄弱，如我國(guó)一般通過(guò)宏觀分區(qū)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)區(qū)域的整體評(píng)價(jià)［34］;國(guó)外如美國(guó)，則通常通過(guò)地面定位監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)并結(jié)合統(tǒng)計(jì)匯總的方式，定期得到全國(guó)土壤侵蝕狀況的數(shù)據(jù)資料［1］;關(guān)于全球變化的研究則力圖在坡面研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)尺度轉(zhuǎn)換的方法獲得區(qū)域乃至全球的土壤侵蝕數(shù)據(jù)［35］。胡良軍、李銳等對(duì)黃土高原的水土流失進(jìn)行系統(tǒng)、宏觀、綜合的分析，確定了一套適用于黃土高原的水土流失宏觀定量評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，建立了適用于黃土高原的水土流失預(yù)報(bào)的宏觀定量數(shù)學(xué)模型［23］:L=3.5210P0.7887S－0.09616G1.9945M0.01898e－0.00144C，式中，L為侵蝕模數(shù);P為汛期降雨量;S為大于0.25mm風(fēng)干土水穩(wěn)性團(tuán)粒含量;C為植被蓋度;G為溝壑密度;M為坡耕地面積比;其余字母為待定系數(shù)。模型是對(duì)區(qū)域水土流失進(jìn)行宏觀、定量的分析結(jié)果建立的區(qū)域水土流失快速預(yù)報(bào)模型，無(wú)論從理論上還是實(shí)踐上都具有十分重要的意義，同時(shí)結(jié)合了GIS技術(shù)進(jìn)行輔助計(jì)算，可以反映區(qū)域水土流失空間差異，從而克服了以往集總模型無(wú)法反映空間差異的缺點(diǎn)，但模型主要是針對(duì)黃土高原的具體情況建立和率定的，如果需要應(yīng)用到其他的區(qū)域，還需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行修正。

土壤侵蝕概念范文第3篇

關(guān)鍵詞土壤退化；概況；進(jìn)展；方向

中圖分類號(hào)S158.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1000－3037(2000)03－0280－05

鑒于土壤及土地退化對(duì)全球食物安全、環(huán)境質(zhì)量及人畜健康的負(fù)面影響日益嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)，從土壤圈與地圈—生物圈系統(tǒng)及其它圈層間的相互作用的角度研究土壤退化，特別是人為因素誘導(dǎo)的土壤退化的發(fā)生機(jī)制與演變動(dòng)態(tài)、時(shí)空分布規(guī)律及未來(lái)變化預(yù)測(cè)與恢復(fù)重建對(duì)策，已成為研究全球變化的最重要的組成部分，并將繼續(xù)成為21世紀(jì)國(guó)際土壤學(xué)、農(nóng)學(xué)及環(huán)境科學(xué)界共同關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。但是，迄今為止，有關(guān)土壤退化的許多理論問(wèn)題及過(guò)程機(jī)理尚不清楚，還沒(méi)有公認(rèn)的或統(tǒng)一的土壤退化指標(biāo)和定量化評(píng)價(jià)方法[1]。因此，及時(shí)了解國(guó)際土壤退化研究的最新動(dòng)向，并結(jié)合我國(guó)實(shí)際創(chuàng)造性地開(kāi)展該領(lǐng)域的研究工作，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)意義。

1土壤退化的概念

土壤退化(Soildegradation)是指在各種自然，特別是人為因素影響下所發(fā)生的導(dǎo)致土壤的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力或土地利用和環(huán)境調(diào)控潛力，即土壤質(zhì)量及其可持續(xù)性下降（包括暫時(shí)性的和永久性的）甚至完全喪失其物理的、化學(xué)的和生物學(xué)特征的過(guò)程，包括過(guò)去的、現(xiàn)在的和將來(lái)的退化過(guò)程，是土地退化的核心部分。土壤質(zhì)量(Soilquality)則是指土壤的生產(chǎn)力狀態(tài)或健康(Health)狀況，特別是維持生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和持續(xù)土地利用及環(huán)境管理、促進(jìn)動(dòng)植物健康的能力[2]。土壤質(zhì)量的核心是土壤生產(chǎn)力，其基礎(chǔ)是土壤肥力。土壤肥力是土壤維持植物生長(zhǎng)的自然能力，它一方面是五大自然成土因素，即成土母質(zhì)、氣候、生物、地形和時(shí)間因素長(zhǎng)期相互作用的結(jié)果，帶有明顯的響應(yīng)主導(dǎo)成土因素的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性；另一方面，人類活動(dòng)也深刻影響著自然成土過(guò)程，改變土壤肥力及土壤質(zhì)量的變化方向。因此，土壤質(zhì)量的下降或土壤退化往往是一個(gè)自然和人為因素綜合作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程。根據(jù)土壤退化的表現(xiàn)形式，土壤退化可分為顯型退化和隱型退化兩大類型。前者是指退化過(guò)程（有些甚至是短暫的）可導(dǎo)致明顯的退化結(jié)果，后者則是指有些退化過(guò)程雖然已經(jīng)開(kāi)始或已經(jīng)進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間，但尚未導(dǎo)致明顯的退化結(jié)果。

2全球土壤退化概況

當(dāng)前，因各種不合理的人類活動(dòng)所引起的土壤和土地退化問(wèn)題，已嚴(yán)重威脅著世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球土壤退化面積達(dá)1965萬(wàn)km2。就地區(qū)分布來(lái)看，地處熱帶亞熱帶地區(qū)的亞洲、非洲土壤退化尤為突出，約300萬(wàn)km2的嚴(yán)重退化土壤中有120萬(wàn)km2分布在非洲、110萬(wàn)km2分布于亞洲；就土壤退化類型來(lái)看，土壤侵蝕退化占總退化面積的84%，是造成土壤退化的最主要原因之一；就退化等級(jí)來(lái)看，土壤退化以中度、嚴(yán)重和極嚴(yán)重退化為主，輕度退化僅占總退化面積的

38%[3～6]。

全球土壤退化評(píng)價(jià)(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究結(jié)果[3～6]顯示，土壤侵蝕是最重要的土壤退化形式，全球退化土壤中水蝕影響占56%，風(fēng)蝕占28%；至于水蝕的動(dòng)因，43%是由于森林的破壞、29%是由于過(guò)度放牧、24%是由于不合理的農(nóng)業(yè)管理，而風(fēng)蝕的動(dòng)因，60%是由于過(guò)度放牧、16%是由于不合理的農(nóng)業(yè)管理、16%是由于自然植被的過(guò)度開(kāi)發(fā)、8%是由于森林破壞；全球受土壤化學(xué)退化（包括土壤養(yǎng)分衰減、鹽堿化、酸化、污染等）影響的總面積達(dá)240萬(wàn)km2，其主要原因是農(nóng)業(yè)的不合理利用(56%)和森林的破壞(28%)；全球物理退化的土壤總面積約83萬(wàn)km2，主要集中于溫帶地區(qū)，可能絕大部分與農(nóng)業(yè)機(jī)械的壓實(shí)有關(guān)。

3我國(guó)土壤退化狀況

首先，我國(guó)水土流失狀況相當(dāng)嚴(yán)重，在部分地區(qū)有進(jìn)一步加重的趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料[7]，1996年我國(guó)水土流失面積已達(dá)183萬(wàn)km2，占國(guó)土總面積的19%。僅南方紅黃壤地區(qū)土壤侵蝕面積就達(dá)6153萬(wàn)km2，占該區(qū)土地總面積的1/4[8]。同時(shí)，對(duì)長(zhǎng)江流域13個(gè)重點(diǎn)流失縣水土流失面積調(diào)查結(jié)果表明，在過(guò)去的30年中，其土壤侵蝕面積以平均每年1.2%～2.5%的速率增加[9]，水土流失形勢(shì)不容樂(lè)觀。

其次，從土壤肥力狀況來(lái)看，我國(guó)耕地的有機(jī)質(zhì)含量一般較低，水田土壤大多在1%～3%，而旱地土壤有機(jī)質(zhì)含量較水田低，＜1%的就占31.2%；我國(guó)大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下，其中山東、河北、河南、山西、新疆等5?。▍^(qū)）嚴(yán)重缺氮面積占其耕地總面積的一半以上；缺磷土壤面積為67.3萬(wàn)km2，其中有20多個(gè)?。▍^(qū)）有一半以上耕地嚴(yán)重缺磷；缺鉀土壤面積比例較小，約有18.5萬(wàn)km2，但在南方缺鉀較為普遍，其中海南、廣東、廣西、江西等省（區(qū)）有75%以上的耕地缺鉀，而且近年來(lái)，全國(guó)各地農(nóng)田養(yǎng)分平衡中，鉀素均虧缺，因而，無(wú)論在南方還是北方，農(nóng)田土壤速效鉀含量均有普遍下降的趨勢(shì)；缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。對(duì)全國(guó)土壤綜合肥力狀況的評(píng)價(jià)尚未見(jiàn)報(bào)道，就東部紅壤丘陵區(qū)而言，選擇土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表層土壤厚度等11項(xiàng)土壤肥力指標(biāo)進(jìn)行土壤肥力綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果表明，其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影響，處于中、下等水平，高、中、低肥力等級(jí)的土壤的面積分別占該區(qū)總面積的25.9%、40.8%和33.3%，在廣東丘陵山區(qū)、廣西百色地區(qū)、江西吉泰盆地以及福建南部等地區(qū)肥力退化已十分嚴(yán)重[11]。

此外，其它形式的土壤退化問(wèn)題也十分嚴(yán)重。以南方紅壤區(qū)為例，約20萬(wàn)km2的土壤由于酸化問(wèn)題而影響其生產(chǎn)潛力的發(fā)揮；化肥、農(nóng)藥施用量逐年上升，地下水污染不斷加劇，在部分沿海地區(qū)其地下水硝態(tài)氮含量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于WHO建議的最高允許濃度10mg/l；同時(shí)，在一些礦區(qū)附近和復(fù)墾地及沿海地區(qū)土壤重金屬污染也相當(dāng)嚴(yán)重[8]。

4土壤退化研究進(jìn)展

自1971年FAO提出土壤退化問(wèn)題并出版“土壤退化"專著以來(lái)，土壤退化問(wèn)題日益受到人們的關(guān)注。第一次與土地退化有關(guān)的全球性會(huì)議——聯(lián)合國(guó)土地荒漠化(desertification)會(huì)議于1977在肯尼亞內(nèi)羅畢召開(kāi)。聯(lián)合國(guó)環(huán)境署(UNEP)又分別于1990年和1992年資助了Oldeman等開(kāi)展全球土壤退化評(píng)價(jià)(GLASOD)、編制全球土壤退化圖和干旱土地的土地退化（即荒漠化）評(píng)估的項(xiàng)目計(jì)劃。1993年FAO等又召開(kāi)國(guó)際土壤退化會(huì)議，決定開(kāi)展熱帶亞熱帶地區(qū)國(guó)家級(jí)土壤退化和SOTER（土壤和地體數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)）試點(diǎn)研究。在1994年墨西哥第15屆國(guó)際土壤學(xué)大會(huì)上，土壤退化，尤其是熱帶亞熱帶的土壤退化問(wèn)題倍受與會(huì)者的重視，不少科學(xué)家指出，今后20年熱帶亞熱帶將有1/3耕地淪為荒地，117個(gè)國(guó)家糧食將大幅度減產(chǎn)，呼吁加強(qiáng)土壤退化及土地退化恢復(fù)重建研究，并在土壤退化的概念、退化動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、退化指標(biāo)及評(píng)價(jià)模型與地理信息系統(tǒng)、退化的遙感與定位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和模擬建模及預(yù)測(cè)、土壤復(fù)退性能研究、退化系統(tǒng)恢復(fù)重建的專家決策系統(tǒng)等研究方面有了新的發(fā)展。國(guó)際水土保持學(xué)會(huì)也于1997在加拿大多倫多組織召開(kāi)了以流域?yàn)榛A(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)管理的全球挑戰(zhàn)國(guó)際研討會(huì)，從生態(tài)系統(tǒng)、流域的角度探討土壤侵蝕等土壤退化等問(wèn)題。而且，國(guó)際土壤聯(lián)合會(huì)于1996年和1999年分別在土耳其和泰國(guó)舉行了直接以土地退化為主題的第一屆和第二屆國(guó)際土地退化會(huì)議，并在第一屆會(huì)議上決定成立了土壤退化研究工作組專門研究土壤退化，在第二屆會(huì)議上則對(duì)土壤退化問(wèn)題更為重視，并有學(xué)者倡議將土壤退化研究提高到退化科學(xué)的高度來(lái)認(rèn)識(shí)，并決定于2001年在巴西召開(kāi)第三屆國(guó)際土壤退化會(huì)議[12]。同時(shí)，在亞洲，由UNDP和FAO支持的“亞洲濕潤(rùn)熱帶土壤保持網(wǎng)(ASOCON)”和“亞洲問(wèn)題土壤網(wǎng)”也在亞太土地退化評(píng)估與控制方面開(kāi)展了大量的卓有成效的研究工作。總的說(shuō)來(lái)，國(guó)際上土壤退化研究在以下方面取得了重要進(jìn)展：①?gòu)耐寥劳嘶膬?nèi)在動(dòng)因和外部影響因子（包括自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素）的綜合角度，研究土壤退化的評(píng)價(jià)指標(biāo)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)方法體系；②從土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)過(guò)程及其相互作用入手，研究土壤退化的過(guò)程與本質(zhì)及機(jī)理；③從歷史的角度出發(fā)，結(jié)合定位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，研究各類土壤退化的演變過(guò)程及發(fā)展趨向和速率，并對(duì)其進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)；④側(cè)重人類活動(dòng)（特別是土地利用方式和土壤經(jīng)營(yíng)管理措施）對(duì)土壤退化和土壤質(zhì)量影響的研究，并將土壤退化的理論研究與退化土壤的治理和開(kāi)發(fā)相結(jié)合，進(jìn)行土地更新技術(shù)和土壤生態(tài)功能保護(hù)的試驗(yàn)示范和推廣；⑤注重傳統(tǒng)技術(shù)（野外調(diào)查、田間試驗(yàn)、盆栽試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試、定位觀測(cè)試驗(yàn)等）與高新技術(shù)（遙感、地理信息系統(tǒng)、地面定位系統(tǒng)、模擬仿真、專家系統(tǒng)等）的結(jié)合；⑥從社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)角度研究土壤退化對(duì)土壤質(zhì)量及其生產(chǎn)力的影響。

我國(guó)土壤學(xué)研究工作在過(guò)去幾十年主要集中在土壤發(fā)生、分類和制圖（特別是土壤資源清查）；土壤基本物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)（特別是土壤肥力性狀）；土壤資源開(kāi)發(fā)利用與改良（特別是土壤培肥，鹽漬土和紅壤的改良等）等方面。這些工作雖然在廣義上與土壤退化科學(xué)密切相關(guān)，但直接以土壤退化為主題的研究工作主要集中在最近10多年，其中又以熱帶亞熱帶土壤退化研究工作較為系統(tǒng)和深入，并在80年代參與了熱帶亞熱帶土壤退化圖的編制，完成了海南島1∶100萬(wàn)SOTER圖的編制工作。90年代以來(lái)，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所結(jié)合承擔(dān)國(guó)家“八五”科技攻關(guān)專題“南方紅壤退化機(jī)制及防治措施研究”和國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“我國(guó)東部紅壤地區(qū)土壤退化的時(shí)空變化、機(jī)理及調(diào)控對(duì)策的研究”任務(wù)，將宏觀調(diào)研與田間定位動(dòng)態(tài)觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)相結(jié)合，將遙感、地理信息系統(tǒng)等高新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，將自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素相結(jié)合，將時(shí)間演變與空間分布研究相結(jié)合，將退化機(jī)理與調(diào)控對(duì)策研究相結(jié)合，對(duì)南方紅壤丘陵區(qū)土壤退化的基本過(guò)程、作用機(jī)理及調(diào)控對(duì)策進(jìn)行了有益的探索，并在以下方面取得了重要進(jìn)展[8、13]：①初步定義了土壤退化的概念，闡明了紅壤退化的基本過(guò)程、機(jī)制、特點(diǎn)。②在土壤侵蝕方面，利用遙感資料和地理信息系統(tǒng)技術(shù)編制了東部紅壤區(qū)1∶400萬(wàn)90年代土壤侵蝕圖與疊加類型圖及典型地區(qū)70、80、90年代疊加土壤侵蝕圖，并在土壤侵蝕圖、土地利用圖、土壤母質(zhì)圖等基礎(chǔ)上，編制了1∶400萬(wàn)土壤侵蝕退化分區(qū)概圖；對(duì)南方主要類型土壤可蝕性K值進(jìn)行了田間測(cè)定，并利用全國(guó)第二次土壤普查數(shù)據(jù)和校正的Wischmeier方程，計(jì)算我國(guó)南方主要類型土壤可蝕性K，編制了相關(guān)圖件。③在肥力退化機(jī)理方面，建立了南方紅壤區(qū)土壤肥力數(shù)據(jù)庫(kù)，初步提出了肥力退化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)行了土壤肥力退化評(píng)價(jià)的嘗試，并繪制了紅壤退化評(píng)價(jià)有關(guān)圖件；將養(yǎng)分平衡與土壤養(yǎng)分退化研究相結(jié)合總結(jié)了我國(guó)南方農(nóng)田養(yǎng)分平衡10年變化規(guī)律及其與土壤肥力退化的關(guān)系，認(rèn)為土壤侵蝕、酸化養(yǎng)分淋失等造成的養(yǎng)分赤字循環(huán)及養(yǎng)分的不平衡是土壤養(yǎng)分退化的根本原因；應(yīng)用遙感手段及歷史資料，編制了0～20cm及0～100cm土層的土壤有機(jī)碳密度圖，探討了紅壤有機(jī)碳庫(kù)的消長(zhǎng)與轉(zhuǎn)化及腐殖質(zhì)組成性質(zhì)的變化規(guī)律；提出了磷素固定是紅壤磷素退化的主要原因，磷素有效性衰減的實(shí)質(zhì)是磷素的雙核化和向固相的擴(kuò)散，解決了紅壤磷素退化的實(shí)質(zhì)問(wèn)題。④在土壤酸化方面，研究了紅壤的酸化特點(diǎn)，根據(jù)土壤的酸緩沖性能，建立了土壤酸敏感性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了紅壤酸敏感性分級(jí)和分區(qū)，首次繪制了有關(guān)地區(qū)土壤酸敏感性分區(qū)概圖；采用MAGIC模型，并進(jìn)行校正對(duì)我國(guó)紅壤酸化進(jìn)行預(yù)測(cè)，揭示紅壤酸度的時(shí)空變化規(guī)律；并在作物耐鋁快速評(píng)估方面取得了重要進(jìn)展。⑤在土壤污染方面，利用多參數(shù)對(duì)重金屬的土壤污染進(jìn)行了綜合評(píng)估，建立了綜合污染指數(shù)(CPI)值的計(jì)算方法，對(duì)不同地區(qū)的污染狀況進(jìn)行了評(píng)估，繪制了重金屬污染概圖；應(yīng)用農(nóng)藥在土壤中的吸附系數(shù)(Kd)和半衰期(t1/2)及基質(zhì)遷移模式，闡明了土壤農(nóng)藥污染的機(jī)理；在重金屬污染對(duì)土壤肥力的影響方面的研究結(jié)果表明，重金屬污染可降低土壤對(duì)鉀的保持能力，促進(jìn)鉀的淋失；而對(duì)氮和磷而言，主要是降低與其催化降解和循環(huán)相關(guān)的酶的活性。⑥紅壤退化防治方面，提出了區(qū)域治理調(diào)控對(duì)策，“頂林—腰果—谷農(nóng)—塘魚”等立體種養(yǎng)模式等，并對(duì)一些開(kāi)發(fā)模式進(jìn)行示范和評(píng)價(jià)。

然而，我國(guó)幅員遼闊，自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件復(fù)雜多樣，地區(qū)間差異明顯。各類型區(qū)在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展過(guò)程中均不同程度地面臨著各種資源環(huán)境退化問(wèn)題，有些問(wèn)題是全區(qū)共存的，有些則是特定類型區(qū)所特有的。過(guò)去的工作僅集中于江南紅壤丘陵區(qū)，而對(duì)其它地區(qū)觸及較少。而且，在研究工作中，也往往偏重于單項(xiàng)指標(biāo)及單個(gè)過(guò)程的研究。土壤退化綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究基本處于空白，對(duì)退化過(guò)程的相互作用研究不夠。同時(shí)，在合理選擇堿性物質(zhì)改良劑種類、提高經(jīng)濟(jì)效益以及長(zhǎng)期施用改良劑對(duì)土壤物理、化學(xué)，特別是生物學(xué)性質(zhì)的影響等方面還有許多問(wèn)題有待進(jìn)一步研究，對(duì)耐酸（鋁）作物品種的選擇研究也亟待加強(qiáng)。此外，對(duì)其它土壤退化問(wèn)題，如集約化農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)引起的土壤及水體污染、土壤生物多樣性衰減等問(wèn)題，尚未開(kāi)展系統(tǒng)研究。

5土壤退化的研究方向

土壤退化是一個(gè)非常綜合和復(fù)雜的、具有時(shí)間上的動(dòng)態(tài)性和空間上的各異性以及高度非線性特征的過(guò)程。土壤退化科學(xué)涉及很多研究領(lǐng)域，不僅涉及到土壤學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)及環(huán)境科學(xué)，而且也與社會(huì)科學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)及相關(guān)方針政策密切相關(guān)。然而，迄今為止，國(guó)內(nèi)外的大多數(shù)研究工作偏重于對(duì)特定區(qū)域或特定土壤類型的某些土壤性狀在空間上的變化或退化的評(píng)價(jià)，而很少涉及不同退化類型在時(shí)間序列上的變化。而且，在土壤退化評(píng)價(jià)方法論及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系定量化、動(dòng)態(tài)化、綜合性和實(shí)用性以及尺度轉(zhuǎn)換等方面的研究工作大多處于探索階段。

我國(guó)土壤退化研究雖然在某些方面取得了一定的、有特色的進(jìn)展，但整體上還處于起步階段。為此，作者認(rèn)為，今后我國(guó)土壤退化的研究工作應(yīng)從更廣和更深的層次上系統(tǒng)綜合地開(kāi)展土壤退化的綜合評(píng)價(jià)與主要退化類型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重建和恢復(fù)研究，并逐步向土地退化或環(huán)境退化方向拓展。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的研究工作：

(1)土壤與土地退化指標(biāo)評(píng)價(jià)體系研究。主要包括用于評(píng)價(jià)不同土壤及土地退化類型的單項(xiàng)和綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、閾值和彈性，定量化的和綜合的評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)模型等；

(2)土壤退化的監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)研究。主要包括建立土壤退化監(jiān)測(cè)研究網(wǎng)絡(luò)，對(duì)重點(diǎn)區(qū)域和國(guó)家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的類型、范圍及退化程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，并進(jìn)行分類區(qū)劃，為退化土地整治提供依據(jù)；

(3)土壤與土地退化過(guò)程、機(jī)理及影響因素研究。重點(diǎn)研究幾種主要退化形式（如土壤侵蝕、土壤肥力衰減、土壤酸化、土壤污染及土壤鹽漬化等）的發(fā)生條件、過(guò)程、影響因子（包括自然的和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的）及其相互作用機(jī)理；

(4)土壤與土地退化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理信息系統(tǒng)的研究。主要包括土壤退化監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)(Benchmarksites)的選建、3S(GIS、GPS、RS)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)及尺度轉(zhuǎn)換等現(xiàn)代技術(shù)和手段的應(yīng)用與發(fā)展、土壤退化屬性數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS圖件及其動(dòng)態(tài)更新、土壤退化趨向的模擬預(yù)測(cè)與預(yù)警等方面的工作；

(5)土壤退化與全球變化關(guān)系研究。主要包括土壤退化與水體富營(yíng)養(yǎng)化、地下水污染、溫室氣體釋放等；

(6)退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建研究。主要包括運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理及專家系統(tǒng)等技術(shù)，研究和開(kāi)發(fā)適用于不同土壤退化類型區(qū)的、以持續(xù)農(nóng)業(yè)為目標(biāo)的土壤和環(huán)境綜合整治決策支持系統(tǒng)與優(yōu)化模式，主要退化生態(tài)系統(tǒng)類型土壤質(zhì)量恢復(fù)重建的關(guān)鍵技術(shù)及其集成運(yùn)用的試驗(yàn)示范研究等方面的工作，為土壤退化防治提供決策咨詢和示范樣板；

(7)加強(qiáng)土壤退化對(duì)生產(chǎn)力的影響及其經(jīng)濟(jì)分析研究，協(xié)助政府制定有利于持續(xù)土地利用，防治土壤退化的政策。

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土壤侵蝕概念范文第4篇

關(guān)鍵詞：泥沙 災(zāi)害類型 成因機(jī)制

80年代響應(yīng)聯(lián)合國(guó)減災(zāi)十年委員會(huì)提出的開(kāi)展“國(guó)際減輕自然災(zāi)害十年”(1990～2000年)的號(hào)召，在中國(guó)減災(zāi)委員會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)下，有關(guān)部門投入大量的人力和物力開(kāi)展減災(zāi)防災(zāi)的全面的、系統(tǒng)的研究。他們所研究的災(zāi)害類型涉及七大類，24種。奇怪的是在這七大類24種災(zāi)害中并沒(méi)有包括泥沙災(zāi)害，是何原因?qū)е履嗌碁?zāi)害的“疏漏”。筆者揣測(cè)并非真正的疏漏，主要原因之一是，由于某些泥沙災(zāi)害已反映在其他自然災(zāi)害類型中，主要反映在地質(zhì)災(zāi)害和洪水災(zāi)害中；二是由于泥沙本身的二重性，即既能成為致災(zāi)因子，也能成為豐富的資源。由于這兩方面的原因，故未能把部分泥沙引發(fā)的災(zāi)害特別地強(qiáng)調(diào)出來(lái)?？陀^上迄今為止，甚至什么是泥沙，什么是泥沙災(zāi)害并沒(méi)有明確的，共識(shí)的概念，這也是未能成為獨(dú)立的一類災(zāi)害的原因之一。隨著人口的增加，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境的變異，溫室效應(yīng)等影響，由泥沙為致災(zāi)因子直接，或間接引發(fā)的災(zāi)害環(huán)境越來(lái)越為人們重視。正確地認(rèn)識(shí)泥沙與泥沙災(zāi)害的類型及其成因機(jī)制，對(duì)維持區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展是有十分重要的意義。下面就泥沙與泥沙災(zāi)害的有關(guān)問(wèn)題提出自己的見(jiàn)解，不妥之處請(qǐng)同仁不吝賜教**。

1 泥沙的二重性

要研究泥沙災(zāi)害，首先要認(rèn)識(shí)泥沙。什么是泥沙，在很長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)并沒(méi)有明確的概念；河流泥沙專家錢寧先生在“泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)”一書中是這樣定義泥沙的“凡是在流體中運(yùn)動(dòng)或受水流、風(fēng)力、波浪、冰川及重力作用移動(dòng)后沉積下來(lái)的固體顆粒碎屑”。定義不僅闡明什么是泥沙，而且還高度地概括泥沙的成因類型和動(dòng)力機(jī)制。同時(shí)從定義中還可以看出泥沙粒級(jí)大小相差十分懸殊，其粒徑可相差百倍、千倍，甚至萬(wàn)倍，其體積可相差億倍。可見(jiàn)泥沙是不同等級(jí)顆粒碎屑物的總稱。泥沙作為一種物質(zhì)，同其他任何物質(zhì)一樣都有其二重性，既有有利的一面，也有有害的一面，有害的一面為泥沙災(zāi)害，有利的一面稱之為泥沙資源。

1.1 泥沙的災(zāi)害性

什么是泥沙災(zāi)害，至今未見(jiàn)有明確報(bào)道；筆者是這樣理解泥沙災(zāi)害的，凡是致災(zāi)因子是泥沙，或由泥沙誘發(fā)其他載體給人類的生存，生存環(huán)境和物質(zhì)文明建設(shè)帶來(lái)危害，給經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，這樣的泥沙事件就構(gòu)成泥沙災(zāi)害。由泥沙為致災(zāi)因子形成的災(zāi)害命其為泥沙的直接災(zāi)害；由泥沙誘發(fā)其他載體引發(fā)的災(zāi)害命其為泥沙的間接災(zāi)害。前者如因滑坡、泥石流及崩塌形成的泥沙物質(zhì)給人類、社會(huì)和環(huán)境造成的危害(至今仍被世人稱之為地質(zhì)災(zāi)害)。我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，2/3為山地，加之人類活動(dòng)的影響，因滑坡、泥石流和崩塌形成的泥沙災(zāi)害相當(dāng)嚴(yán)重；據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年發(fā)生的滑坡數(shù)以萬(wàn)計(jì)，有泥石流溝一萬(wàn)多條，受到威脅的70多座城市和460多個(gè)縣城。1949～1990年因崩塌、滑坡、泥石流使我國(guó)至少造成100多億元的直接經(jīng)濟(jì)損失。因崩塌、滑坡、泥石流造成近萬(wàn)人死亡，年均200多人。這些還使我國(guó)的鐵路、水庫(kù)和電站受到嚴(yán)重威脅。

泥沙間接災(zāi)害是指因土壤侵蝕形成的泥沙在河道或水庫(kù)年復(fù)一年又一年的淤積使河床抬高，泄洪能力降低，由不太大的洪水引發(fā)的漫堤、潰決的災(zāi)害(這一類災(zāi)害至今仍然歸咎于洪澇災(zāi)害)。在干旱半干旱地區(qū)地面堆積的風(fēng)砂在強(qiáng)風(fēng)暴作用下也能引起風(fēng)沙災(zāi)害；如1993年5月西北地區(qū)的黑風(fēng)暴形成嚴(yán)重的風(fēng)砂災(zāi)害。由泥沙堆積于河床導(dǎo)致的洪水災(zāi)害，在半干旱地區(qū)比較普遍，在我國(guó)主要出現(xiàn)在北方幾條高含沙河流，其中最為典型的是黃河，其次是遼河和永定河。黃河下游在建國(guó)前的2000多年的時(shí)間內(nèi)，兩岸大堤決溢1500多次，大小改道26次(又一說(shuō)7次)。建國(guó)后由于三次加固加高防洪大堤才50年安然無(wú)恙。但由于近年黃河水沙形勢(shì)發(fā)生歷史性變化，中上游來(lái)水大幅度減少，與此同時(shí)，徑流量也大幅度的減少，斷流連續(xù)不斷，泥沙大量淤積在河槽中，使河床不斷地抬高，灘槽高差縮小，河道嚴(yán)重萎縮。1990年1月至1995年12月，小浪底至高村河段抬升34cm，平均每年抬升7cm?，F(xiàn)在黃河下游的過(guò)洪能力已降低到歷史最低水平，1996年8月5日與8日13日花園口洪峰流量分別為7600m3/s和5520m3/s，8月5日洪峰水位達(dá)到94.73m，高出1958年22300m3/s水位0.91m。使夾河灘以上1855年黃河改道以來(lái)從未上過(guò)水的高灘居然也漫灘，使河南、山東兩省共有40個(gè)縣，173個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，1345個(gè)村莊，107萬(wàn)人受災(zāi)，淹沒(méi)耕地23萬(wàn)hm2，這就是由于泥沙導(dǎo)致的洪水災(zāi)害。因泥沙引起的洪水災(zāi)害在三門峽水庫(kù)、洞庭湖和太湖等都有不同程度的表現(xiàn)。如太湖流域1991年的降水量并沒(méi)有1954年的降水量大，但洪水淹沒(méi)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1954年，其主要原因就是由于湖區(qū)及其周圍河道泥沙的長(zhǎng)年累月的淤積，由此形成與洪量并不相稱的嚴(yán)重洪水災(zāi)害。由此可見(jiàn)，泥沙引發(fā)的洪澇災(zāi)害是不可忽視的泥沙間接災(zāi)害，但也不能因此把所有的洪水災(zāi)害都?xì)w咎于泥沙間接災(zāi)害。我國(guó)雖然是世界上洪水最多的國(guó)家之一，但真正由泥沙超常規(guī)的堆積，而誘發(fā)的泥沙洪水災(zāi)害也是不多的。

1.2 泥沙的資源性

泥沙不統(tǒng)統(tǒng)都是災(zāi)害，而且在許多方面也是人們離不開(kāi)的寶貴資源；我國(guó)勞動(dòng)人們很早就利用泥沙作為建筑材料，著名的秦磚漢瓦就是一例。農(nóng)業(yè)上，我國(guó)西北地區(qū)很早就有引洪漫地的習(xí)慣，就是把洪水有計(jì)劃地引入農(nóng)地，讓洪水中的泥沙沉積在農(nóng)地，既灌地，又改良了土壤，是一舉兩得。當(dāng)前有很多地方大力推廣應(yīng)用高含沙洪水引洪漫地，化害為利。在黃河下游引黃灌溉的同時(shí)，還起到洗堿壓堿，改造中低產(chǎn)田。

在人類歷史以前，由于不存在什么是泥沙災(zāi)害，由高處侵蝕產(chǎn)生的泥沙大量地堆積在流域的低洼處，為后人塑造了賴以生存的土地資源；例如黃河中上游的侵蝕產(chǎn)沙不僅塑造出河套平原，汾渭平原，而且還塑造出約20萬(wàn)km2的華北平原。同樣，長(zhǎng)江也由于中上游的侵蝕產(chǎn)沙塑造了肥沃的長(zhǎng)江中下游平原和兩湖湖濱平原；在西南地區(qū)位于河谷中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，村莊乃至縣城都建于由滑坡、崩塌或泥石流堆積的沖洪積扇上，或河流階地上。這些泥沙堆積地貌區(qū)也還是當(dāng)前的主要基本農(nóng)地。即使進(jìn)入人類社會(huì)，泥沙也不全都是害，例如黃河的泥沙每年仍以23km2的速度在河口三角洲建造陸地。1855年黃河改道以來(lái)，使近代三角洲的面積達(dá)到2200km2。長(zhǎng)江流域的泥沙在河口堆積，使在唐朝還不顯眼的，出水不久的沙洲，經(jīng)過(guò)一千多年的泥沙堆積，如今已成為面積約1083km2的崇明島。此外泥沙災(zāi)害與泥沙資源也是可以相互轉(zhuǎn)換的，開(kāi)始是災(zāi)害，事后又轉(zhuǎn)化為資源，或原來(lái)是資源后來(lái)轉(zhuǎn)化為災(zāi)害；如黃土高原上的一些大型黃土、或紅土滑坡堵塞溝道，形成聚湫；開(kāi)始可能造成一些經(jīng)濟(jì)損失，但不久形成天然淤地壩，成為旱澇保收的基本農(nóng)地。又如黃河高含沙水流泥沙本身含有相當(dāng)數(shù)量的粘土礦物和有機(jī)、無(wú)機(jī)膠體，可吸附種類繁多的污染物，因而具有凈化水環(huán)境的效應(yīng)。但泥沙又作為污染物和污染物載體對(duì)水環(huán)境和泥沙沉積區(qū)造成污染。轉(zhuǎn)貼于 2 泥沙災(zāi)害類型及其特征

2.1 類型劃分

同其他類型劃分一樣，泥沙類型劃分也應(yīng)該有類型劃分的原則與指標(biāo)；根據(jù)泥沙災(zāi)害，無(wú)論是直接災(zāi)害，還是間接災(zāi)害，其泥沙都是來(lái)自土壤侵蝕(廣義的土壤侵蝕)。為此有理由借助于土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展的營(yíng)力作為分類指標(biāo)。土壤侵蝕分類的基本原則，國(guó)內(nèi)外多半采用發(fā)生學(xué)原則，以促使土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展的營(yíng)力作為分類指標(biāo)。本文泥沙災(zāi)害分類也采用發(fā)生學(xué)原則，用產(chǎn)生侵蝕的營(yíng)力，即流水、重力、風(fēng)力、冰融和人類作用為指標(biāo)。本文只研究前二者，流水和重力作用產(chǎn)生的泥沙災(zāi)害。泥沙災(zāi)害分類過(guò)程及系統(tǒng)見(jiàn)表1。這里必須特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，盡管泥沙災(zāi)害分類的原則是借助于侵蝕分類，產(chǎn)生泥沙災(zāi)害的泥沙又是來(lái)自土壤侵蝕，但絕不能把侵蝕危害與泥沙災(zāi)害混同。嚴(yán)格地說(shuō)泥沙災(zāi)害是侵蝕的后果之一，而不是全部。例如黃河中游多沙粗沙區(qū)是強(qiáng)烈侵蝕區(qū)，但不是泥沙災(zāi)害區(qū)。多沙粗沙區(qū)的強(qiáng)烈侵蝕的后果表現(xiàn)是多方面的，一方面是中游的地形支離破碎，生態(tài)環(huán)境日益惡化；另一方面是侵蝕泥沙在三門峽水庫(kù)和下游河道堆積，為日后的間接的泥沙災(zāi)害奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。所以黃河下游才是真正的泥沙災(zāi)害區(qū)，關(guān)于它們之間的關(guān)系下文詳細(xì)分析。

土壤侵蝕概念范文第5篇

關(guān)鍵詞保護(hù)區(qū)生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值

生物多樣性是維護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定和人類生存發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著科技的發(fā)展和對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的提高，生物多樣性的重要性日益受到重視。目前，對(duì)生物多樣性價(jià)值的研究已成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，許多學(xué)者對(duì)生物多樣性的價(jià)值提出了各自的觀點(diǎn)和計(jì)算方法，但是由于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、功能多樣行性和認(rèn)識(shí)上的差異，各種評(píng)價(jià)方法仍處于不斷探索和完善之中。

老禿頂子自然保護(hù)區(qū)是太子河上游的水源涵養(yǎng)林區(qū)，保護(hù)好現(xiàn)有森林植被、對(duì)于改善遼寧地區(qū)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)遼寧中部城市飲用水源具有重大意義。但是由于林區(qū)居民對(duì)森林植被的高度依賴性，保護(hù)與利用之間的矛盾尤為突出，本文試圖通過(guò)對(duì)該林區(qū)生物多樣性價(jià)值的計(jì)算，闡明其生態(tài)功能方面的作用，為提高林區(qū)居民對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)，制定林區(qū)發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制提供依據(jù)。

1自然概況

老禿頂子自然保護(hù)區(qū)地處自然保護(hù)區(qū)位于遼寧東部，稱自然保護(hù)區(qū)地理位置在東經(jīng)1244906—1245708，北緯411638—412110。距桓仁縣城70公里，在桓仁縣和撫順新賓縣交界處，總面積1.5萬(wàn)公頃。

老禿頂子保護(hù)區(qū)屬長(zhǎng)白山龍崗支脈。森林植被屬長(zhǎng)白植物區(qū)系。由最高峰老禿頂子山放射成三條河流分別注入渾江、太子河，最高峰老禿頂子海拔1376.3米，素有“遼寧屋脊”之稱，

老禿頂子保護(hù)區(qū)的土壤以棕壤和暗棕壤為主，棕壤為本區(qū)的地帶性土壤，主要分布于海拔900m以下的落葉闊葉林中，暗棕壤為本區(qū)的垂直地帶性土壤，主要分布于900m以上的中山草甸和暗針葉林中，土壤濕潤(rùn)，有機(jī)質(zhì)含量高；

老禿頂子保護(hù)區(qū)位于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候中的遼東冷涼濕潤(rùn)氣候區(qū)，年平均氣溫6.3℃，絕對(duì)最高氣溫37.2℃，絕對(duì)最低氣溫—35.7℃，≥10℃年有效積溫為3005℃，年降水量為870--1060mm，是遼寧省最濕潤(rùn)地區(qū)；無(wú)霜期為133天。

老禿頂子保護(hù)區(qū)水平地帶性原生型植被為紅松、闊葉混交林，垂直地帶性質(zhì)北溫性云冷杉暗針葉林，屬長(zhǎng)白山、闊葉混交林林的西南延伸部分，日偽時(shí)期的掠奪是破壞和下部開(kāi)墾耕地,原生型頂級(jí)群落已破壞殆盡，再加上上述經(jīng)營(yíng)過(guò)程，形成了次生林的不同演替階段，森林覆蓋率為97％；植被類型多樣，主要有蒙古櫟林、山楊，白樺林、雜木林，和柳葉繡線菊灌叢、錦帶花灌叢及紅丁香灌叢等?，F(xiàn)有低高等植物232科，1788種；陸生脊椎動(dòng)物63科，222種；昆蟲131科，7088種。其中，被列為國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危野生植物17種，野生動(dòng)物22種。有古化石孑遺植物紫杉、天女木蘭，世界獨(dú)有的冰川時(shí)期孑遺植物雙蕊蘭。

2生物多樣性價(jià)值計(jì)算方法

生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值是指生物多樣性所包括的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過(guò)程所提供的具有經(jīng)濟(jì)意義的價(jià)值；我國(guó)在1994年國(guó)家科委組織的自然資源核算研究中，將森林資源環(huán)境價(jià)值分為使用價(jià)值和非使用價(jià)值。使用價(jià)值又分直接使用價(jià)值和間接使用價(jià)值；直接使用價(jià)值可分為消費(fèi)性的價(jià)值（生物為人類提供了食物、纖維、建筑和家具材料、藥物及其他工業(yè)原料）和非消費(fèi)性的價(jià)值（提供人類欣賞的對(duì)象）；間接使用價(jià)值（即生態(tài)功能，指間接地支持和保護(hù)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和財(cái)產(chǎn)的環(huán)境調(diào)節(jié)功能，表現(xiàn)為涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、鞏固堤岸、防止土壤侵蝕、降低洪峰、改善地方氣候、吸收污染物，并作為CO2的匯在調(diào)節(jié)全球氣候變化中的作用等等）。按照我國(guó)對(duì)生物多樣性價(jià)值的分類，本文主要探討評(píng)價(jià)了使用價(jià)值，包括活立木價(jià)值、經(jīng)濟(jì)植物資源、森林旅游價(jià)值等直接使用價(jià)值，和涵養(yǎng)水源、保持水土、凈化空氣等間接使用價(jià)值。

3生物多樣性經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)

3.1直接使用價(jià)值

3.1.1消費(fèi)性的價(jià)值

在老禿頂子保護(hù)區(qū)森林系統(tǒng)中，消費(fèi)性的價(jià)值主要包括活立木價(jià)值、藥材價(jià)值、食用野果、野菜價(jià)值、菌類價(jià)值、畜牧養(yǎng)殖價(jià)值等幾個(gè)方面；

⑴活立木價(jià)值（V活立木）

根據(jù)遼寧主要樹種動(dòng)態(tài)序列立木林價(jià)和老禿頂子保護(hù)區(qū)森林資源統(tǒng)計(jì)資料，計(jì)算活立木價(jià)值。森林的活立木蓄積年增長(zhǎng)量?jī)r(jià)值計(jì)算式去為：V活立木=Si*Gi*Pi

式中：Si—各林分的活立木蓄積量；Gi—各林分的凈生長(zhǎng)率；Pi—各類林木的活立木林價(jià)。

對(duì)老禿頂子保護(hù)區(qū)森林活立木蓄積量、增長(zhǎng)量及價(jià)值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

(2)野果及其它林副產(chǎn)品價(jià)值

根據(jù)調(diào)查資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，2002年林區(qū)野果及其它林副產(chǎn)品價(jià)值為657.99萬(wàn)元，實(shí)際利用價(jià)值為120萬(wàn)元。野果及其它林副產(chǎn)品包括以下幾個(gè)方面：

①野果：野果種類較多，但直接帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的種類主要為榛子、毛榛、山梨、軟棗子與核桃楸。經(jīng)過(guò)對(duì)林區(qū)野果儲(chǔ)量及居民家庭采收情況進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計(jì)出五種主要野果總價(jià)值為12.79萬(wàn)元，居民采收野果收入為7萬(wàn)元，

②藥材：經(jīng)過(guò)調(diào)查保護(hù)區(qū)野生藥用植物達(dá)700多種，根據(jù)樣地調(diào)查資料和聚類方法進(jìn)行林區(qū)內(nèi)各藥用植物資源儲(chǔ)量的計(jì)算。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，林區(qū)內(nèi)所分布的人參、遼五味、遼細(xì)辛、東北紅豆杉、黃檗、龍膽、羊乳、獐耳細(xì)辛、東北延胡索、北馬兜鈴、興安升麻、北烏頭、威靈仙、刺五加、花曲柳、地榆、朝鮮羊藿、鈴蘭及天南星等28種儲(chǔ)量大、經(jīng)常收購(gòu)藥材的價(jià)值為1802.61萬(wàn)元，以此作為藥材的儲(chǔ)蓄量?jī)r(jià)值，按照藥材的平均生長(zhǎng)年限3年計(jì)算，則每年藥材資源產(chǎn)生的價(jià)值為700.8萬(wàn)元，實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計(jì)林區(qū)居民依靠藥材年收入為13萬(wàn)元。

③食用菌：食用菌類包括榛蘑、松蘑、木耳等，食用菌價(jià)值以居民實(shí)際收入進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，居民食用菌年收入44.4萬(wàn)元。

④山野菜：我區(qū)山野菜資源十分豐富，主要有刺嫩芽、蕨菜、大葉芹、刺五加等，其價(jià)值按照居民收入計(jì)算，年收入可達(dá)56萬(wàn)元。

（3）畜牧養(yǎng)殖價(jià)值

2002年，老禿頂子保護(hù)區(qū)周圍畜牧養(yǎng)殖業(yè)總產(chǎn)值155.3萬(wàn)元，養(yǎng)殖種類主要包括牛、羊、豬、鴨和林蛙等。畜牧養(yǎng)殖不能完全依賴森林系統(tǒng)獲取食物，在計(jì)算該林區(qū)森林生物多樣性的畜牧養(yǎng)殖價(jià)值時(shí)，以畜牧養(yǎng)殖業(yè)當(dāng)年產(chǎn)值的一半進(jìn)行計(jì)算，則畜牧養(yǎng)殖價(jià)值為77.65萬(wàn)元。

（4）種植業(yè)價(jià)值

2002年保護(hù)區(qū)周圍種植中草藥產(chǎn)值達(dá)700萬(wàn)，主要品種有人參、細(xì)辛、穿龍薯蕷、輪葉黨參等，按其60%在林地種植，其年價(jià)值應(yīng)為420萬(wàn)元。

3.1.2非消費(fèi)性價(jià)值

非消費(fèi)性價(jià)值應(yīng)包括科學(xué)研究?jī)r(jià)值、文化教育價(jià)值和旅游價(jià)值。在時(shí)間序列里，服務(wù)價(jià)值是個(gè)不確定數(shù)值。由于老禿頂子保護(hù)區(qū)的科學(xué)研究和文化教育活動(dòng)較少，本項(xiàng)目主要評(píng)估其旅游價(jià)值。估計(jì)旅游價(jià)值一般采用旅行費(fèi)用支出法計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，游行費(fèi)用支出包括交通費(fèi)用、住宿費(fèi)用、門票及服務(wù)費(fèi)用。2002年老禿頂子保護(hù)區(qū)門票純收入僅有2萬(wàn)元，實(shí)際應(yīng)收約8萬(wàn)元，估計(jì)游客人數(shù)為8000人。假設(shè)游客逗留2日，按最低消費(fèi)35元/(人*天)計(jì)算，則食宿費(fèi)用約28萬(wàn)元；如果每4人使用一次導(dǎo)游(每次20元左右)，則服務(wù)費(fèi)用約2萬(wàn)元。如果按此推算，2002年旅游業(yè)產(chǎn)值為38萬(wàn)元，凈利潤(rùn)約27萬(wàn)元。

由于該區(qū)旅游業(yè)剛剛興起，正處于投資建設(shè)階段，游客人數(shù)目前較少。如果采用旅行費(fèi)用支出法評(píng)估，旅游價(jià)值可能偏低。截止2002年底，總投資額約1060萬(wàn)元左右。根據(jù)投資決策，投資成本將在5-10年左右的時(shí)間收回，如果10年收回成本，則平均每年的最低產(chǎn)值應(yīng)為190萬(wàn)元左右。

3.2間接使用價(jià)值

間接使用價(jià)值主要通過(guò)生態(tài)功能體現(xiàn)，反映在①提供生態(tài)系統(tǒng)演替與生物進(jìn)化所需要的豐富的物種與遺傳資源；②是生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，主要是有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)、CO2的固定、O2的釋放、重要污染物質(zhì)降解以及在涵養(yǎng)水源，保護(hù)土壤的生態(tài)功能作用，然后再應(yīng)用市場(chǎng)價(jià)值法替代市場(chǎng)法、防護(hù)費(fèi)用法、恢復(fù)費(fèi)用法等方法評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.2.1有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)

植物通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，合成有機(jī)物質(zhì)，是生物鏈中有機(jī)物的第一性生產(chǎn)者和生物能量的積累者。地球上植物生物產(chǎn)量約占全球生物產(chǎn)量的99%，而森林生態(tài)系統(tǒng)的生物產(chǎn)量又占植物生物產(chǎn)量的90%。不同地域，不同類型植被單位面積生產(chǎn)力各不相同。

3.2.2固定CO2與釋放O2由植物光合作用方程式，可推算出植物體固定有機(jī)物質(zhì)與吸收CO2、釋放O2之間的關(guān)系，即生成162g多糖有機(jī)物質(zhì)，可吸收264gCO2，釋放192gO2。也就是植物體每積累1g干物質(zhì)，可以固定1.63gCO2，釋放1.19gO2。據(jù)此可估算出老禿頂子保護(hù)區(qū)每年固定CO2與釋放O2的數(shù)量。

根據(jù)老禿頂子保護(hù)區(qū)各主要植被類型的總生物量與總生產(chǎn)力，計(jì)算出林區(qū)CO2的總儲(chǔ)存量為580.88噸，CO2的年固定量為408.45噸。

對(duì)于固定CO2經(jīng)濟(jì)價(jià)值的計(jì)算，目前國(guó)際上主要有兩種方法，即碳稅法和造林成本法。計(jì)算老禿頂子保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)每年固定CO2總經(jīng)濟(jì)價(jià)值為13218.3萬(wàn)元，二者平均值為7993.0萬(wàn)元。

O2的釋放量與CO2定量的計(jì)算方法相同，也是根據(jù)光合反應(yīng)中固定有機(jī)物與釋放O2的關(guān)系來(lái)計(jì)算，可估算出老禿頂子保護(hù)區(qū)O2的年釋放量為2.84×105噸。所釋放O2的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為10691.6萬(wàn)元。

3.2.3營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)與貯存

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，其中的一部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成各種有機(jī)物后參與生物體的構(gòu)建。在森林生態(tài)系統(tǒng)中主要表現(xiàn)為木材、林副產(chǎn)品和枯枝落葉而提供給外部環(huán)境，或在植物中保存，或歸還于土壤，因而這部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)避免了養(yǎng)分受雨水淋洗的直接流失。植物體所固定的這部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其主要成分為N、P、K三種元素，所固定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的價(jià)值，也以這N、P種元素的價(jià)值來(lái)計(jì)算。老禿頂子保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)每年所固定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值為419.1萬(wàn)元

3.2.4水土保持

通過(guò)林冠的截持降水、枯枝落葉層吸水、森林土壤的良好滲透以及森林各層植物的機(jī)械阻礙和地表植被、枯枝落葉層的防護(hù)，雨水和地表徑流對(duì)土壤表面的直接沖刷力大大減弱，地表徑流減少，從而有效地地降低了土壤侵蝕所造成的林地的破壞和土壤肥力的喪失，減輕了泥沙對(duì)河流、湖泊及水庫(kù)的淤積。

(1)減少土壤侵蝕

對(duì)森林所減少的土壤侵蝕量，一般采用有林地和無(wú)林地的侵蝕差異來(lái)計(jì)算，即假定在無(wú)林的情況下的土壤侵蝕總量，減去現(xiàn)有林地的土壤侵蝕總量。土壤侵蝕總量的計(jì)算，可用土壤侵蝕模數(shù)乘以林地面積求得。老禿頂子保護(hù)區(qū)的林分為重要的水源涵養(yǎng)林和水土保持林。多年來(lái)加強(qiáng)對(duì)天然林的保護(hù)，森林覆蓋率不斷上升，因而用老禿頂子保護(hù)區(qū)與其周圍地區(qū)的土壤侵蝕差異來(lái)計(jì)算老禿頂子保護(hù)區(qū)減少的土壤侵蝕量，更具有對(duì)比性。老禿頂子保護(hù)區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)尚未測(cè)定，其森林覆蓋率97%，與本溪市森林覆蓋率72%，計(jì)算出由于森林系統(tǒng)的防護(hù)，老禿頂子保護(hù)區(qū)每年可減少的土壤侵蝕總量為二者之差，即508.2噸。

(2)減少土壤肥力損失

由于森林具有水土保持作用，使林地的土壤侵蝕大大降低，因而土壤中的N、P、K、Ga、Mg等元素和其它有機(jī)物也得以保留，所減少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失量等于減少的土壤侵蝕量乘以土壤中各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，即：M=mi*pij其中，M為減少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失總量；mi為不同土類所減少的侵蝕量；pij為各土類中各營(yíng)養(yǎng)元素的百分含量；i為各土壤類型；j為不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（N、P、有機(jī)質(zhì)）。

老禿頂子保護(hù)區(qū)土壤類型及所占比例為:暗棕壤占58%，棕壤42%，各土類的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量見(jiàn)下表2。

表2老禿頂子地區(qū)不同土壤表層養(yǎng)分含量

土壤類型有機(jī)質(zhì)(%)全N(N%)全P(P2O5%)

棕壤10.560.48460.1831

暗棕壤9.860.53280.1635

根據(jù)以上算法，計(jì)算老禿頂子保護(hù)區(qū)植被減少的有機(jī)質(zhì)、全N、速效P的流失量分別為2.044×104噸、1.043×103噸、8.09噸。每年減少土壤N、P經(jīng)濟(jì)損失價(jià)值為209萬(wàn)元

3.2.5涵養(yǎng)水源

年涵養(yǎng)水源量用水量平衡法，即公式R=P-E計(jì)算：其中：R為年平均徑流量(森林涵養(yǎng)水源量)；P為年平均降水量；E為年平均蒸散量。平均徑流深乘以有林地面積，即為森林涵養(yǎng)水源總量，由此推算出森林每年涵養(yǎng)水源量為2661.3萬(wàn)m3。森林涵養(yǎng)水源的價(jià)值，用年涵養(yǎng)水源總量(m3)乘以1m3水的價(jià)格計(jì)算。則涵養(yǎng)水源總價(jià)值為1783萬(wàn)元。

3.2.6凈化環(huán)境

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，使大氣中SO2、HF、Cl2、氮氧化物及其它有害氣體含量增加。森林不僅可吸收這些氣體，而且還具有降低光化學(xué)煙霧污染、凈化放射性物質(zhì)、過(guò)濾塵埃的作用。老禿頂子保護(hù)區(qū)廣布的森林，作為遼寧東部的綠色屏障，對(duì)提高空氣質(zhì)量、保護(hù)居民健康具有重要意義。森林對(duì)環(huán)境的凈化作用主要有兩方面，即吸收有害氣體和滯塵能力。

對(duì)有害氣體的吸收能力隨林分類型不同而異，闊葉林每年吸收SO2能力為88.65kg/hm2，松林117.6kg/hm2，灌木林地為18.91kg/hm2。根據(jù)此數(shù)據(jù)可計(jì)算出老禿頂子保護(hù)區(qū)植被每年可吸收SO2的潛在能力為14250噸。吸收SO2的經(jīng)濟(jì)價(jià)值計(jì)算，按照削減SO2的投資額為5萬(wàn)元/100噸，運(yùn)行費(fèi)為1萬(wàn)元/100噸，即每削減1噸SO2投資成本為600元的數(shù)值計(jì)算。則老禿頂子保護(hù)區(qū)植被每年可吸收SO2的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值為855萬(wàn)元

植物葉片表面凹凸不平，且生長(zhǎng)著附屬物或能分泌粘液，可吸附空氣中的塵埃，針葉林年滯塵能力為33.2t/hm2，闊葉林年滯塵能力為10.11t/hm2；削減粉塵成本為170元/噸。老禿頂子保護(hù)區(qū)植被每年滯塵能力為1.95×105噸，削除粉塵的間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值為3315.0萬(wàn)元。

4結(jié)論

老禿頂子保護(hù)區(qū)森林系統(tǒng)生物多樣性當(dāng)年所產(chǎn)生的直接接使用價(jià)值為木材蓄積年增長(zhǎng)價(jià)值、果品及其它林副產(chǎn)品價(jià)值、畜牧養(yǎng)殖價(jià)值和旅游價(jià)值之和，即845.67萬(wàn)元，其間接使用價(jià)值為25265萬(wàn)元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其直接使用價(jià)值，即生物多樣性所產(chǎn)生的生態(tài)功能價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其產(chǎn)生的實(shí)物價(jià)值，體現(xiàn)了老禿頂子保護(hù)區(qū)森林系統(tǒng)生物多樣性生態(tài)功能與遼寧人民生活密切相關(guān)，保護(hù)好該區(qū)生物多樣性尤為重要。

5討論

5.1森林系統(tǒng)有機(jī)物質(zhì)總生產(chǎn)力的計(jì)算是估算林區(qū)植被吸收CO2和釋放O2的基礎(chǔ)，本研究中各群落類型的生產(chǎn)力借用相近地區(qū)組成結(jié)構(gòu)相似的同類型群落生產(chǎn)力，因此在計(jì)算中會(huì)存在一定程度的誤差。

5.2直接使用價(jià)值中以藥材價(jià)值最大，為700.8萬(wàn)元/年，但林區(qū)居民依靠藥材的收入僅13萬(wàn)元/年，這與藥材資源未被充分開(kāi)發(fā)利用有關(guān)，因此，充分開(kāi)發(fā)利用藥材資源，應(yīng)是增加林區(qū)居民直接經(jīng)濟(jì)收益的有效途徑之一，但應(yīng)主要發(fā)展藥材的人工栽植，杜絕濫采濫挖野生資源。

5.3盡管老禿頂子保護(hù)區(qū)森林系統(tǒng)生物多樣性的生態(tài)功能價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其產(chǎn)生的實(shí)物價(jià)值，但林區(qū)居民享受的生態(tài)價(jià)值僅是其中很小一部分，受益最大的則是廣大市區(qū)居民，因此，為了彌補(bǔ)林區(qū)居民為保護(hù)環(huán)境所作出的犧牲，緩解林區(qū)內(nèi)部保護(hù)與利用之間的矛盾，保護(hù)遼寧的優(yōu)良生態(tài)環(huán)境、保護(hù)好水源，根據(jù)生態(tài)價(jià)值貢獻(xiàn)大小對(duì)林區(qū)居民進(jìn)行適當(dāng)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償是必要的。

5.4保護(hù)區(qū)的廣大職工在保護(hù)生物多樣性方面起著主要作用，他們承擔(dān)著保護(hù)區(qū)的資源保護(hù)，科研等重要工作，但保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施落后，經(jīng)費(fèi)緊缺，專業(yè)人員缺乏，遠(yuǎn)不能適應(yīng)保護(hù)區(qū)工作的需要，需要各級(jí)政府和社會(huì)各界共同關(guān)注保護(hù)區(qū)事業(yè)，加大建設(shè)力度，保證這塊珍貴的自然資源得到有效保護(hù)。

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