近十年土壤侵蚀与水土保持研究进展与展望

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。     

土壤侵蚀与水土保持研究进展

土壤侵蚀制约着社会、经济、环境的协调发展,已经成为全球性的主要环境问题之一。本文从雨滴击溅侵蚀、坡面水蚀过程、坡沟系统水沙传递关系和沟道侵蚀输沙等四个过程系统地分析了土壤侵蚀过程研究中取得的进展和存在的不足,简述了国内外土壤侵蚀预报研究的历史,总结了植被措施和工程措施对水土流失的调控作用机理和水土保持效益等有关问题,对土壤侵蚀与水土保持科学今后的研究方向提出见解,指出了加强对土壤侵蚀过程与机理、大尺度土壤侵蚀预报模型、土壤侵蚀与水土流失治理环境效应评价和水土流失调控技术的科技转化等亟待解决问题的研究深度和广度。     

黄土高原地区水土保持科学研究的重点领域

针对黄土高原地区生态建设的需求与水土保持科学研究现状,分析了黄土高原水土保持科学研究的成就与发展趋势,提出该区未来需加强土壤侵蚀过程、机制及侵蚀模型、植被恢复的潜力及调控、大尺度土壤侵蚀及水土保持的格局与规律、水土流失及治理的环境效应评价理论与模型、水土流失治理的生态服务功能评价和不同尺度水土保持与生态建设模式研究等重点研究领域。     

水土保持及土壤侵蚀动态机制研究现状及存在问题

简要回顾了目前我国水土保持研究存在的问题,提出了以“地表径流调控”为主的水土保持技术措施和基于水动力学特性的侵蚀产沙机理研究方向和研究意义。系统总结了以“地表径流调控”为主的水土保持措施和减流减沙效应指标以及土壤侵蚀过程机理研究现状,探讨了径流调控及坡面流侵蚀动力过程中存在的主要问题以及亟待开展的研究。     

垄作与垄向区田技术对黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的研究进展

东北黑土区在中国粮食安全与可持续发展中占据重要地位,但过度开发利用导致该区土壤侵蚀问题严峻。耕作方式的差异直接影响黑土区坡耕地土壤侵蚀特征,相关研究的开展对于准确评价水土保持措施的适宜性具有重要意义。该研究通过系统梳理文献资料,总结了垄向、垄规格以及垄向区田技术的内涵及应用条件,分别综述了其对黑土区坡耕地土壤侵蚀的影响;指出了目前研究中还存在垄作与垄向区田技术对坡耕地土壤侵蚀影响的机理研究不深、垄向与垄规格之间的耦合关系分析不细、垄向区田垄沟土埂优化设计不足、土壤侵蚀综合影响因素探索不全等方面主要问题;明确了未来研究中应加强量化垄向、垄规格、垄向区田技术与其他水土保持措施相结合对黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的过程与机理,为筛选适宜的水土保持耕作措施提供科学依据。     

土壤水蚀过程研究回顾

在学科发展和社会需求的双重驱动下,土壤水蚀过程一直是土壤侵蚀研究领域关注的焦点和热点。文章对土壤水蚀过程研究进行系统的回顾总结,介绍了土壤水蚀过程的概念和研究方法;重点从坡面土壤分离—搬运—沉积过程、流域土壤侵蚀—输移—堆积过程和水蚀预报模型3个方面,阐述了土壤水蚀过程研究的核心内容及取得的主要成就,并对国内外土壤水蚀过程研究进行了对比分析。在此基础上,将土壤水蚀过程研究尚需解决的难点问题归纳为土壤水蚀过程与机理、水土流失尺度特征和水土保持措施防蚀机理3个方面。     

基于元胞自动机的土壤侵蚀过程CA模型研究评述

土壤侵蚀作为一个全球性的环境问题已经越来越受到人们的关注,开展土壤侵蚀的动态模拟和预测其发生发展及演化过程研究,对于深入认识土壤侵蚀机理、预测土壤侵蚀发展趋势及优化水土保持措施等具有十分重要的意义。介绍了目前国内外土壤侵蚀预测模型研究和应用以及基于元胞自动机的土壤侵蚀过程CA模型的研究现状,指出了基于CA的土壤侵蚀研究存在的问题和今后有待加强的研究内容。     

中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究

国家重点基础研究发展计划（973）项目＂中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究＂针对国家对土壤侵蚀防治对策基础理论的迫切需求和国际学科前沿重大问题,选择东北黑土漫岗丘陵区、西北黄土高原区、南方红壤丘陵区和西南紫色土山丘区等4个主要水力侵蚀区,从侵蚀过程、侵蚀模型和侵蚀调控3个层面进行了系统研究。揭示了不同方式和不同尺度下土壤侵蚀发生发展的过程及其空间格局、影响因子和作用机制;构建了中国多尺度水蚀预报模型;提出了水土流失与水土保持的环境效应评价指标体系与方法;综合集成了适应自然生态过程和人类活动的水土流失调控范式。该项研究成果丰富和发展了具有中国特色的水土保持科学,为国家制定水土保持战略和规划提供了理论依据。     

土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用

土壤侵蚀模型是土壤侵蚀理论研究的成果,也是指导水土保持实践的重要工具。本文回顾了美国经验模型USLE、中国经验模型CSLE、美国机理模型WEPP和几个代表性应用模型的发展历程,介绍了土壤侵蚀模型的应用案例,提出几方面启示:土壤侵蚀模型已经成功地应用于区域土壤侵蚀调查与水土保持措施效益评价,还会继续在水土保持措施设计与规划、径流泥沙输移与面源污染、大暴雨事件和重大工程的水土保持效益等生态与环境监测与评估方面发挥更大作用;长期高质量监测与试验是土壤侵蚀模型建立的基础;顶层设计并以管理用户需求为导向建立模型,是实现模型应用的前提;多学科交叉合作和长期坚持,不断与新技术和研究成果融合更新模型,是保持模型有长期生命力的条件。     

中国土壤侵蚀环境背景数据库的设计与建立

综合分析影响土壤流失和保持的环境因子将是土壤侵蚀机理,土壤侵蚀定量评价及其时空特征研究的重要手段和途径,也是土壤侵蚀的水土保持基础信息工程建设的重要内容。做为区域土壤侵蚀快速调查的一部分,本研究对中国土壤侵蚀环境数据库的设计和建立进行了初步的讨论。并提出了今后研究中的几个问题。     

中国水土保持科技发展战略思考

 经过近百年的发展,具有中国特色的水土保持科学体系已经基本形成。进入21世纪,水土保持科学技术研究工作迎来了新的发展机遇,同时面临着许多严峻的挑战。在系统分析国内外现状与问题的基础上,提出了中国水土保持科学技术今后10～15年的发展战略、任务、目标,重点研究领域和关键措施。     

区域水土流失研究的科学体系

区域水土流失研究是土壤侵蚀水土保持学科的重要组成部分.在综述国内外研究的基础上,从研究对象、研究目标和主要研究内容等方面,对区域水土流失研究的学科体系进行了讨论.最后提出了区域水土流失研究的重点问题,包括:区域水土流失及动态分析与趋势预测,水土保持的区域环境效应研究,区域水土保持政策与决策,区域水土保持的基础信息设施研究等四个方面.     

关于中国水土流失研究中若干理论问题的新见解

[目的]探讨中国不同地区有关水土流失问题的根源,为水土保持研究提供理论依据,为青年学者提供学术研究的思路和方法。[方法]在大量的野外考察和学术交流基础上,利用各种形式的信息资料,重点从地质学角度分析有关水土保持问题。[结果]简要阐明了对5个水土流失问题的新认识:晋陕蒙接壤区砒砂岩与鄂尔多斯地台油气和铀矿藏的关系,优先流与黄土高原冲沟的形成和塬区地下水的来源,华南崩岗的侵蚀与治理,下伏亚黏土不透水层对东北黑土侵蚀的影响和西南喀斯特坡地土壤的地下漏失等。[结论]水土保持科学是密切结合生产实际的应用学科,应该首先服务国家生态文明建设的需求。研究工作者要善于发现问题,敢于质疑权威,综合运用多学科的知识解决问题。只有这样才能保证我们的学术研究沿着正确的方向不断进步。     

中国土壤侵蚀定量研究进展

小流域是水土流失综合治理的基本单元,定量研究其侵蚀产沙的空间分布,对于水土保持措施的实施有着重要的意义。作为土壤侵蚀重要的研究热点之一,土壤侵蚀定量研究在我国已有50年之久,回顾并总结过去的研究成果对于今后更好地开展研究工作十分必要。在简要回顾了我国土壤侵蚀定量研究的过去与现状的基础上,主要就降雨特性、坡度、坡长、坡向、植被盖度及土地利用方式等影响因子与土壤侵蚀的定量关系研究,以及小流域侵蚀产沙定量研究方面的最新进展进行了归纳和总结,并针对各方面存在的问题以及有待深入研究的问题进行了探讨。     

槽式人工模拟降雨机的工作原理与特性

利用人工模拟降雨，可以进行各种下垫面条件下土壤侵蚀与水土保持实验研究，大大缩短了试验研究周期，已成为室内与野外试验的重要技术手段，是获取土壤侵蚀、水土保持效益、土壤侵蚀模型等相关研究数据的有效途径。在详细论述人工模拟降雨机的基本要求和类型的基础上，重点论述了槽式人工模拟降雨机的结构、工作原理及其优缺点，旨在促进我国人工模拟降雨机研制的步伐，为土壤侵蚀与水土保持相关实验研究提供参考。     

我国水土保持的目标与任务

 我国是世界上水土流失最为严重的国家之一。近几年来,我国水土保持生态建设取得了显著成效,7大流域水土保持重点工程建设扎实推进;生态修复工程广泛展开;水保监督执法继续深入;人为水土流失得到遏止;水土保持科学研究取得了重大进展。新形势下,我国水土保持工作的思路是,紧紧围绕治理水土流失、改善农业生产条件和生态环境3大目标,认真落实预防监督、综合治理、生态修复、监测预报4项任务,采取行政、经济、法律等多种措施,促进水土资源可持续利用,维系良好生态环境,为全面建设小康社会提供支撑和保障。     

自然侵蚀量和容许土壤流失量与水土流失治理标准

在总结分析国内有关自然侵蚀量、容许土壤流失量研究成果的基础上,探讨自然侵蚀量与容许土壤流失量的关系,讨论制订水土流失治理标准的思路。认为水土流失治理标准的确定有3个参考值：1）标准值,即一定条件下的容许土壤流失量,是水土流失治理至少要达到的目标,且随着对不同土地利用类型的功能需求与可实施的最佳水土保持措施、以及所在水土流失类型区的侵蚀危害与治理约束条件的不同而不同;2）理想值,即正常自然侵蚀状态下的土壤流失量;3）极端值,即土壤流失量为0,不发生水土流失。水土流失治理应是先控制到现时生态环境与社会经济条件下的容许土壤流失量范围内,逐步达到自然正常侵蚀量或制止水土流失的发生;还应引入环境伦理、环境美学及景观设计等理念,最终实现土地的可持续利用、区域生态系统的健康稳定及人与自然的和谐友好发展。     

南方红壤丘陵区林下水土流失防治研究进展

林下水土流失是南方红壤丘陵区种典型的水力侵蚀现象,不仅造成林地土壤质量下降,影响林地生产力,而且破坏了当地生态环境,阻碍了区域经济发展。首先分析了南方红壤丘陵区林下水土流失的成因,总结了当前林下水土流失防治研究进展,深入探讨林下水土流失防治措施在水土保持、提高土壤肥力和促进植被生长方面的作用和适用范围,进而指出当前红壤丘陵区林下水土流失防治研究存在的不足,最后对未来林下水土流失防治进行了展望。建议创新林下水土流失治理模式,形成综合性防治技术体系,加强对林下水土保持措施实施的技术指导,构建林下水土流失防治措施综合评价指标体系,为南方红壤丘陵区的林下水土流失防治措施的筛选和应用提供科学依据。