我国水蚀区不同尺度下土壤侵蚀阻力空间变异及其影响因素

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 影响土壤分离能力的因素

1.2.2 影响土壤侵蚀阻力的因素

1.2.3 土壤理化性质的空间变异

1.2.4 土壤侵蚀的空间变异

1.3 存在的不足

第2章 研究内容与方法

2.1 研究目标

2.2 研究内容

2.3 研究方法

2.3.1 土壤分离能力测定

2.3.2 土壤理化性质测定

2.4 数据分析

2.5 技术路线图

第3章 小流域尺度土壤侵蚀阻力空间变异

3.1 实验方法

3.1.1 研究区概况

3.1.2 采样点布设

3.1.3 土样采集

3.2 土壤分离能力空间变异

3.2.1 空间变异

3.2.2 影响因素

3.3 土壤侵蚀阻力空间变异

3.3.1 土壤侵蚀阻力计算

3.3.2 空间变异

3.3.3 影响因素

3.4 本章小结

第4章 黄土高原尺度土壤侵蚀阻力空间变异

4.1 实验方法

4.1.1 研究区概况

4.1.2 土样采集与测定

4.2 土壤分离能力空间变异

4.2.1 空间变异

4.2.2 影响因素

4.3 土壤侵蚀阻力空间变异

4.3.1 土壤侵蚀阻力计算

4.3.2 空间变异

4.3.3 影响因素

4.4 本章小结

第5章 东部水蚀区尺度土壤侵蚀阻力空间变异

5.1 实验方法

5.1.1 研究区概况

5.1.2 土样采集

5.1.3 土样测定

5.2 土壤分离能力空间变异

5.2.1 空间变异

5.2.2 影响因素

5.3 土壤侵蚀阻力空间变异

5.3.1 土壤侵蚀阻力计算

5.3.2 空间变异

5.3.3 影响因素

5.4 本章小结

第6章 土壤侵蚀阻力模拟

6.1 扰动土

6.2 原状土

6.3 本章小结

第7章 主要结论和展望

7.1 主要结论

7.2 研究展望

主要参考文献

1.1研究背景及意义

土壤侵蚀是全球面临的主要环境问题之一，全世界每年因土壤侵蚀减少的耕地约为5万多平方千米，造成1000亿美元的直接经济损失（郭索彦，2010）。我国是世界上土壤侵蚀最为严重的国家之一。我国特殊的地形条件、广泛分布的坡耕地、时空分布不均匀的降水、长期不合理的垦殖，以及近几十年来经济高速发展对土地施加的压力，一系列因素导致土壤侵蚀已成为我国的头号环境问题。据统计，截至2008年我国水土流失面积达356.92万km2，其中水力侵蚀面积达161.22万km²。我国每年因土壤侵蚀流失的土壤达50亿t，其中长江流域年侵蚀量达24亿t，黄河流域年侵蚀量达16亿t(刘孝盈等，2012）。我国每年因水土流失造成耕地面积损失约667km²，侵蚀泥沙携带大量的土壤营养元素，造成大面积的耕地退化，占全国总耕地退化面积的34%。严重的土壤侵蚀引起湖泊江河的淤积，如黄土高原侵蚀泥沙使黄河下游河床每年提高8~10cm，河床高于两岸3~5m，成为举世闻名的地上悬河，严重威胁黄河下游1亿多人口的生命财产安全。此外，大量营养元素随水土流失进入水体，引起江河湖泊的污染，造成了严重的环境问题。因此，有效地解决土壤侵蚀问题，对于推动我国经济社会协同发展和实现可持续发展具有十分重要的意义。

土壤侵蚀包括土壤分离、泥沙输移和沉积三大过程（张光辉，2001)。土壤分离过程是指在降雨击溅和径流冲刷作用下，土壤颗粒脱离土壤母质，为其后的土壤输移和沉积过程提供物质基础（张光辉等，2002）。以WEPP(Water ErosionPrediction Project)为代表的土壤侵蚀过程模型(（Nearing et al.，1989)，将侵蚀过程依据泥沙来源分为细沟间侵蚀和细沟侵蚀。对于细沟间侵蚀，雨滴击溅土壤引起的土壤分离与坡面薄层水流冲刷土壤造成的土壤分离和泥沙输移为其主要过程，而雨滴打击对土壤分离和泥沙输移的作用可以忽略不计（Zhang et al.，1998)。根据Foster 和Meyer(1972)提出的土壤分离速率与径流输沙率的耦合关系假设，细沟土壤分离速率随着径流输沙率的增加而减少。当输沙率为零时（即清水时），士壤分离速率最大，定义为土壤分离能力（Govers et al.，2007；柳玉梅等，2008）。

……

本书以纸坊沟小流域、黄土高原和中国东部水蚀区为研究对象。在纸坊沟小流域坡面顶部、坡面上部、坡面中部、坡面下部、切沟沟底和沟谷底部这六种地貌单元上布设18个采样点，每个采样点三个重复，共采集540个土样；在黄土高原选择一条长508km的样线，布设7个采样点，在每个采样点采集农地、草地和林地三种典型土地利用类型的土样样品，共采集630个土样；在东部水蚀区依据土壤类型和土壤质地共布设36个采样点，采集36个采样点的扰动土，在每个采样点采集扰动土(代表新耕坡耕地)，自然风干后制作了1620个扰动土土样。利用变坡实验水槽，分别研究了小流域、黄土高原和东部水蚀区三个尺度下的土壤侵蚀阻力空间变异及其影响因素。