黄土高原土壤侵蚀评价
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江西南昌
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作者张科利 等著
出版社科学出版社
ISBN9787030459138
出版时间2015-10
装帧精装
开本16开
定价98元
货号23808194
上书时间2024-11-01
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导语摘要
《黄土高原土壤侵蚀评价》是作者系统总结多年来从事相关国家基金和水利部生产项目等多个研究成果，并在吸收前人研究成果的基础上编写而成。在阐述黄土高原土壤侵蚀特点和规律的同时，重点介绍土壤侵蚀评价方法及相关因子获取和计算模型，希望为黄土高原水土保持建设提供技术工具。在撰写过程中，突出了知识系统性、目标实用性、资料可靠性和方法可行性等特点，《黄土高原土壤侵蚀评价》基本理论和方法不仅适用于黄土高原地区，对全国其他水土流失严重区也具有指导和借鉴意义。《黄土高原土壤侵蚀评价》共分八章，**章简述土壤侵蚀一般问题。第二章讲述黄土高原自然环境特征和河流泥沙问题。第三章论述土壤侵蚀模型及数据采集和计算流程。第四章介绍降雨侵蚀力因子计算方法及其分布特征。第五章介绍土壤可蚀性因子值及其估算方法。第六章介绍地形因子计算公式、计算流程及其变化特征。第七章介绍水土保持措施类型及其因子取值。第八章介绍和分析黄土高原**水土流失调查和评价结果。
目录
《水科学前沿丛书》出版说明
前言
章 概论
一、土壤侵蚀概述
二、土壤侵蚀类型
（一）分类目的及原则
（二）主要侵蚀类型
（三）几个相关问题和概念
三、土壤侵蚀危害
（一）危害河流生态安全
（二）加剧水资源短缺程度
（三）降低土壤生产力，导致土地贫瘠化
（四）威胁交通和通信保障
（五）加剧全球环境变化程度
（六）影响社会综合发展
四、黄土高原土壤侵蚀的特殊性
（一）区位上的特殊性
（二）问题上的特殊性
（三）研究上的特殊性
参考文献
第二章 黄土高原土壤侵蚀环境
一、黄土高原的范围与面积
二、黄土高原自然条件
（一）地质地貌
（二）气候条件
（三）河流水文
（四）土壤资源
（五）植被覆盖
三、黄土高原土壤侵蚀特征
（一）土壤侵蚀类型多样
（二）土壤侵蚀强度大
（三）土壤侵蚀区域分异显著
四、黄土高原土壤侵蚀与黄河泥沙
（一）黄土高原水土流失是黄河泥沙根源
（二）黄河粗泥沙来源于黄土高原多沙区
参考文献
第三章 黄土高原土壤侵蚀定量评价方法
一、评价目的与意义
（一）土壤侵蚀模型的发展过程
（二）区域土壤侵蚀定量评价发展历程
二、黄土高原土壤侵蚀评价方法
（一）评价方案设计与野外调查单元布局
（二）数据采集方法
（三）土壤侵蚀定量评价方法
（四）数据库构建与计算程序
（五）评价成果及其应用
参考文献
第四章 降雨因子评价
一、降雨侵蚀力定义与指标
（一）主要降雨特性指标
（二）降雨侵蚀力
二、侵蚀性降雨标准
（一）侵蚀性降雨标准的确定方法
（二）侵蚀性降雨标准的评价指标
（三）黄土高原侵蚀性降雨标准的确定
三、降雨侵蚀力计算
（一）用降雨过程资料计算
（二）用次降雨资料计算
（三）用日降雨资料计算
（四）用月雨量资料计算
（五）用年雨量资料计算
（六）各种计算方法的误差分析
四、降雨侵蚀力季节分布
五、多年平均年降雨侵蚀力空间分布
参考文献
第五章 土壤因子评价
一、土壤因子评价指标的选择和使用问题
二、土壤可蚀性因子K的定义和计算方法
三、典型站点土壤可蚀性因子K实测值
（一）资料来源及处理
（二）土壤可蚀性实测值及其变化规律
四、土壤可蚀性因子K值估算问题
（一）主要估算公式
（二）不同估算公式的计算与应用问题
（三）土壤可蚀性估算方法及具体流程
五、黄土高原主要土壤类型的可蚀性因子值
六、土壤可蚀性K估算值精度分析
（一）资料选取及说明
（二）估算结果精度分析
（三）模型评价及应用
七、存在问题及未来发展
参考文献
第六章 地形因子评价
一、土壤侵蚀量与坡度的关系
二、土壤侵蚀量与坡长的关系
三、地形因子值计算公式
（一）坡面尺度的I。S计算公式
（二）区域尺度的I．S计算公式
（三）区域尺度的Ls计算流程
（四）黄土高原地区地形因子计算中相关参数设置
四、黄土高原坡度及坡度因子分布特点
（一）坡度分布
（二）坡度因子分布
五、黄土高原坡长及坡长因子分布特点
（一）坡长分布
（二）坡长因子分布
参考文献
第七章 水土保持措施因子评价--
一、水土保持措施类型
二、水土保持措施因子的定义
三、植被覆盖与生物措施因子（B）的估算方法
（一）草地土壤流失比率SI。R
（二）林地土壤流失比率
（三）其他土地利用类型的生物措施因子
四、工程措施因子（E）的估计
五、耕作措施因子（T）的估计
（一）农地耕作措施因子估算方法
（二）其他耕作措施因子
六、存在问题和前景展望
参考文献
第八章 黄土高原土壤侵蚀空间分布特征
一、土壤侵蚀评价精度分析
（一）资料与处理
（二）模拟计算精度
二、土壤侵蚀强度及其空间分布
（一）黄土高原现代土壤侵蚀解析
（二）黄土高原土壤侵蚀强度特征
（三）黄土高原土壤侵蚀空间分布特征
三、土壤侵蚀和水土保持未来变化趋势
（一）强度减弱，仍为严重区域
（二）分布格局发生变化
（三）河流泥沙威胁缓解
（四）研究重点领域变化
（五）政府投资思路需要转变
参考文献
内容摘要
《黄土高原土壤侵蚀评价》是作者系统总结多年来从事相关国家基金和水利部生产项目等多个研究成果，并在吸收前人研究成果的基础上编写而成。在阐述黄土高原土壤侵蚀特点和规律的同时，重点介绍土壤侵蚀评价方法及相关因子获取和计算模型，希望为黄土高原水土保持建设提供技术工具。在撰写过程中，突出了知识系统性、目标实用性、资料可靠性和方法可行性等特点，《黄土高原土壤侵蚀评价》基本理论和方法不仅适用于黄土高原地区，对全国其他水土流失严重区也具有指导和借鉴意义。《黄土高原土壤侵蚀评价》共分八章，**章简述土壤侵蚀一般问题。第二章讲述黄土高原自然环境特征和河流泥沙问题。第三章论述土壤侵蚀模型及数据采集和计算流程。第四章介绍降雨侵蚀力因子计算方法及其分布特征。第五章介绍土壤可蚀性因子值及其估算方法。第六章介绍地形因子计算公式、计算流程及其变化特征。第七章介绍水土保持措施类型及其因子取值。第八章介绍和分析黄土高原**水土流失调查和评价结果。
主编推荐
《黄土高原土壤侵蚀评价》可供从事水土保持、资源管理、水利工程和地理学等领域的研究人员和高校师生参考使用。
精彩内容
章概论
由于独特的自然环境特征和社会经济条件，黄土高原水土流失问题十分突出。严重的水土流失导致地带性土壤基本流失殆尽和土地生产力降低。同时，大量入河泥沙也会引起河床淤积抬升，加剧洪涝灾害的威胁。自然环境的独特性表现为地形崎岖陡峻，土质疏松多孔，降雨集中且多暴雨。社会经济的独特性在于天然植被受破坏，陡坡普遍开垦，以及广种薄收的农业生产习惯。在自然因素和人类活动的共同影响下，不论从发生机制、发展过程及分布规律，还是危害程度、社会影响和影响范围等考虑，黄土高原的土壤侵蚀在中国土壤侵蚀研究中都具有不可替代的地位。在黄土高原发生的土壤侵蚀，犹如一本完整的土壤侵蚀教科书，研究黄土高原土壤侵蚀不仅有助于系统理解侵蚀基本原理，而且还对全国其他地区土壤侵蚀和水土流失防治研究具有示范作用。另外，相对于我国其他土壤侵蚀类型区，黄土高原土壤侵蚀研究历史悠久、过程机制清楚、资料积累丰富。因此，在黄土高原进行土壤侵蚀定量化评价，具有研究基础丰富和区域特征典型的优势。
一、 土壤侵蚀概述
“侵蚀”一词源于拉丁语动词“erodere”，是剥掉、移走的意思，*早在19世纪末被Penck（1894）用于描述水流的形成以及河水流动过程中对固体物质的冲刷，而地表径流和降雨的侵蚀被称为冲刷或剥蚀（ablation），来自拉丁语“ablation”的“携走”之意。“土壤侵蚀”一词直到20世纪初才出现，而广泛使用始于20~30年代，美国学者Bennett、Fuller、Lowdermilk和Middleton，苏联学者Kozmenko、Pankov、Gussak、Sobolev和Zaslavskii，德国学者Kuron、Schultze、Glander和Flegel，法国学者Bauling等，先后在其文献中使用并给出了土壤侵蚀的定义，一般是指水力和风力作用下对土壤的破坏（Zacher，1982）。
不同学者给出的具体定义会有所不同。中美联合编审委员会（1986）指出，土壤侵蚀是通过各种自然作用，其中*重要的是水的作用，塑造地壳并使之磨损的过程。该定义更侧重于地貌。《地理学词典》编制委员会（1983）指出，土壤侵蚀是土壤或土体在外营力（水力、风力、冻融或重力）作用下，发生冲刷、剥蚀和吹蚀的现象。该定义较前一个定义更为具体和有针对性，目前被我国学者普遍所接受。Bennett（1939）指出土壤侵蚀是水和风力将土壤颗粒冲起或吹起并移走。1979年美国科学*农业局指出，土壤侵蚀是风和流水在地表对土壤的分离和移动。这两个定义一致，主要强调的是风和水的作用，并细化了土壤侵蚀的两个重要过程：分离和移动。Kirkby和Morgan（1980）给出的定义是：土壤侵蚀是雨滴和径流对土壤移动的总量，没有包括其他营力的作用。Lal（1994）与之类似指出，土壤侵蚀是土壤颗粒被溅离或被挟移。陈永宗等（1988）在其《黄土高原现代侵蚀与治理》一书中，对土壤侵蚀含义作过系统评述与论证，认为侵蚀是指地表物质（岩石和土壤）在外营力作用下的分离、破坏和移动，外营力包括各种自然营力（如水、风、重力等）和人为作用。明确强调了人类活动在现代侵蚀中的作用。同时，他还特别将土壤侵蚀概念区分为狭义土壤侵蚀和广义土壤侵蚀。广义土壤侵蚀包括土壤和成土母质在外营力作用下的分离、破坏和移动过程，而狭义土壤侵蚀是指土壤被外营力分离、破坏和移动。我国水利部在其行业标准中没有对土壤侵蚀作特别定义，而是分别给出了不同营力形成的各种土壤侵蚀的定义，包括水蚀、风蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀、人为侵蚀等。
综合前人上述定义或论述，我们认为侵蚀应该是指地表组成物质（包括岩石、风化物和土壤等）在内外营力作用下被分离、搬运和沉积的过程。外营力包括自然营力（如水、风、冻融、重力等）和人为作用，内营力主要是指新构造运动。因为从长期而言，一个地区侵蚀强度与构造运动有一定关系，在构造抬升区，总体侵蚀强度要大，相反在沉降区，总体侵蚀强度相对要弱。在侵蚀分区或强度图编制时，都要考虑新构造运动。流水侵蚀冲刷塑造了各种沟谷地貌形态，风蚀作用造就了不同的风沙地貌类型。重力侵蚀发生则导致了滑坡、塌陷等。因此，侵蚀过程也是地貌过程的一种，是地貌塑造过程中的物质破坏、搬运和沉积过程。
土壤侵蚀是指在自然因子和人类活动共同作用下，地表土壤被分离、搬运和沉积，并导致土壤性状或生产力发生改变的过程。鉴于侵蚀严重区地带性土壤已经遭受强烈破坏，切沟等沟道侵蚀均在土壤母质中发生的事实，我们认为土壤侵蚀应该是指在自然因子和人类活动共同作用下，地表土壤或成土母质被分离、搬运和沉积的过程。与陈永宗等（1988）的定义比较，强调了沉积过程。因为在土壤侵蚀发生过程中，表层土壤结构被破坏，遭受分离、搬运和沉积过程是同时存在，交替发生。土壤侵蚀含义更多体现的是土壤遭受破坏后，自然生产力逐渐降低的过程。
与土壤侵蚀密切相关的概念还有两个，土壤流失和水土流失。虽然3个概念本身有其自明性，但在实际应用中，人们的理解和使用会有所不同。从概念本身而言，土壤侵蚀是指外来作用对土壤进行的破坏并发生移动，而土壤流失是指相对于某个范围而言，土壤组成物质的损失数量，即土壤遭受侵蚀后，从某个特定空间上流失的数量，对应的英文词为soil loss，在使用上更具有专业性和世界通用性。水土流失是指相对于某空间而言水和土的同时损失，是我国土壤侵蚀研究者和水土保持工作者鉴于我国土壤侵蚀特点所使用的词汇，对应的英文也应是soil loss。因为水资源问题在黄土高原与土的问题同样重要，一直沿用水土流失来描述土壤侵蚀问题。尽管水土流失隐含着水的流失，但在实际使用时仍然是指土壤流失。关于水的问题，用径流一词来描述。水土流失在使用上有我国特色，在一定程度上更具有社会性。从这个意义上说，只要土壤遭受外力的作用发生分离和移动，就发生了土壤侵蚀，但如果没有从要研究的特定地块范围内流出去，就没有土壤流失或水土流失的发生。对于土壤流失而言，必须有外营力的作用，如风力和水力，否则不会流失。因此，国外多用土壤流失，不用水土流失。目前水土流失的含义，是对所有营力导致的土壤流失的统称，包括水蚀、风蚀、冻融侵蚀和重力侵蚀等引起的土壤流失量。 有些学者认为水土流失仅是指水蚀过程中水分和土壤的损失，不包含风蚀；有些学者认为同时包括水蚀和风蚀造成的损失。已有学者建议不采用水土流失，但考虑到被普遍使用多年的习惯传承，可将其看做是与土壤侵蚀相同的概念。
在土壤侵蚀和水土保持领域还有使用泥沙和产沙等词汇，泥沙和产沙多为水利界同行使用，泥沙或产沙主要是从河流着眼来探讨土壤侵蚀问题。泥沙量或产沙量与土壤流失量或水土流失量在概念内涵上有某些重叠，也有一定差别。泥沙量是对某个流域系统河流中固体物质多少的描述，具体可用含沙量、输沙量等来表示。产沙量则指某个时间段来自某个空间范围的泥沙量，如坡面产沙量、沟道产沙量和流域产沙量等。
Kirkby和Morgan（1980）以及Lal（1994）给出了它们的区别。Kirkby和Morgan（1980）认为，土壤侵蚀量是指雨滴和径流对土壤移动的总量；土壤流失量是指土壤被移出一个具体的坡面或田块的数量；产沙量是指泥沙被输送到一个特定点（断面）的数量，一般是指进入河道的侵蚀物质多少。Lal（1994）认为，土壤侵蚀是指土壤颗粒被击溅和分离移动的量，不同于淤积或沉积，以及泥沙输移；土壤流失量是用单位面积和时间表示的量，常用于小区；产沙量是通过小区、田块、沟槽或流域集水区一定地点流出的侵蚀物质的数量。从这些表述中不难看出，3个概念是有区别的，但在很小的面积内，三者基本一致。而在一般情况下，如进行坡面、流域等的研究，侵蚀量减去沉积量即为产沙量或流失量。在实际应用中，土壤侵蚀量是一个理论值，一般不可能测量得到。更有应用意义的指标是土壤流失量和产沙量。在计算流域的总侵蚀量时，必须考虑泥沙输移比。如果用流域产沙量推算流域侵蚀量，也要通过泥沙输移比计算。泥沙输移比是指流域某一断面产沙量与该断面以上流域总侵蚀量的比值，它是0~1的无量纲变量。其值越小，表明流域侵蚀量多沉积在流域内；其值越大，表明侵蚀量多流出流域断面。例如，黄土高原丘陵区的许多河流泥沙输移比接近1（龚时旸和熊贵枢，1979；牟金泽和孟庆枚，1982）。
尽管土壤侵蚀量、流失量和产沙量在概念及其内在含义上有一定区别，但在目前土壤侵蚀研究和水土保持实践中，在没有指明的情况下三者实际含义相同，常常被混用，如对于坡面而言，坡面土壤侵蚀量就等于坡面土壤流失量，也等于坡面产沙量。在流域尺度上更是如此。不管是侵蚀量、流失量还是产沙量实际上都是侵蚀物质在运移过程中在不同面积尺度和不同输移距离上的表述，在计算流域泥沙平衡时需要加以严格区分。为了定量描述土壤侵蚀，并便于调查计算和科学评价，我们建议一般情况下，使用土壤流失量概念更具有通用性。进入河道后，用输沙量的概念则更为恰切。统一用坡面土壤流失量、小流域土壤流失量等用语取代坡面产沙量和小流域产沙量、坡面侵蚀量和小流域侵蚀量等称谓。针对中大尺度流域，用输沙量较为适宜，如延河流域输沙量、黄河流域输沙量，而不用延河流域土壤流失量和黄河流域土壤流失量。因为在大尺度下，下垫面情况变化很大，使用土壤流失量时指意不明。
侵蚀是一个自然过程。只要地表出露，必然要始终处于不断地被风化、侵蚀、搬运、堆积过程中，由此形成了各具特色的地貌。由于人类活动介入以后，改变了地表自然生态系统，毁林毁草开荒，使地表物质自然的移动过程改变，原有的自然平衡被打破，地表物质运移过程加剧，导致土壤资源破坏，形成水土流失灾害。因此，许多研究者将侵蚀分为地质（自然或常态）侵蚀和加速侵蚀。**代表性的是Bennett（1939）提出的自然侵蚀（normal erosion）和加速侵蚀（accelerated erosion），他认为自然侵蚀是指不受人类活动干扰时，地表在自然环境下的侵蚀过程。加速侵蚀或非自然侵蚀（abnormal erosion）是指由于人类活动干扰，打破了土壤形成与侵蚀过程的平衡状态，从而导致土壤被移动的速度大大加快。只有在进行人类活动影响评价或长时间环境演变等方面研究时，才需要对自然侵蚀和加速侵蚀予以区分，现在所说的土壤侵蚀都是指加速侵蚀，不必再特别指明加速侵蚀。本书中对土壤侵蚀的论述和评价，统一使用土壤流失量，并主要针对坡面农耕地的土壤流失量估算问题。
二、 土壤侵蚀类型
受地理位置和环境特征的决定，黄土高原土壤侵蚀不仅程度强烈，而且表现形式十分复杂。在不同侵蚀营力作用下，土壤遭受破坏及被运移的方式和过程不同，结果形成了不同的形态，同时，对流失量也有不同的贡献。因此，对土壤侵蚀进行准确的分类，一方面有助于理清土壤侵蚀发生机理，也是进行流失量准确估算的基础。关于黄土高原土壤侵蚀分类，从20世纪50年代开始，前人已经有过较为系统的研究。黄秉维（1955）、朱显谟（1956）、罗来兴（1956）、陈永宗等（1988）和唐克丽（2005）等从不同角度论述了黄土高原地区的土壤侵蚀类型划分及原则。这些成果为后来土壤侵蚀研究及相关图件的绘制奠定了重要的理论基础。但由于当时对土壤侵蚀过程机理方面研究成果和试验观测数据的匮乏，上述分类中或过分依据地貌形态，或过于关注类型区的划分，而对不同类型的发生机制及其对总体流失量的贡献考虑显得不足。为了适应土壤侵蚀预报研究，以及指导对土壤侵蚀机理深入研究，有必要对土壤侵蚀分类再作系统讨论。
（一） 分类目的及原则
进行土壤侵蚀分类是为了深入理解土壤侵蚀发生过程及控制机制，明确侵蚀泥沙来源及其产生方式，从理论和实践两方面为土壤流失量估算奠定基础。*终，针对性明确地服务于水土流失的有效防治工作。因此，不论从理论研究层面，还是生产实践层面，进行土壤侵蚀分类工作都十分必要。关于土壤侵蚀的分类原则，陈永宗等（1988）在20世纪80年代就明确指出，侵蚀分类与地貌分类一样，应以成因和形态相结合为原则。形态是指几何图形，可以用面积、长宽、高度、坡度和形状等要素进行表示。成因……
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