土壤水蝕是指在水的作用下，地面物質破壞、推移、沉積的過程。對上壤水蝕影響最大的因素是降雨量，最嚴重的侵蝕只在中等程度的降雨量及植被遭到嚴重破壞和在高強度降雨條件下森林被砍伐時才會出現。然而，問題不僅在於降雨的“總量”，而且在於“雨型”。熱帶地區所具有的猛烈大暴雨，比溫帶地區的較為緩和的降雨具有更嚴重的破壞作用。
基本介紹
- 中文名：土壤水蝕
- 外文名：Soil water erosion
- 學科：生態工程
- 領域：環境科學
- 釋義：土壤侵蝕造成大量水土資源的流失
- 模型：經驗統計模型和理論模型
簡介,國內土壤水蝕模型研究進展,GIS 技術在土壤侵蝕中的套用,土壤侵蝕研究注意事項,
簡介
土壤水蝕是指土壤侵蝕造成大量水土資源的流失，營養元素的遷移、泥沙淤積水質污染等不良後果。因而研究土壤侵蝕發生、發展的機理，進而對其進行預報，具有重要的實踐意義。從總體結構而言，現有土壤侵蝕模型可以分為經驗統計模型和理論模型兩大類型。土壤侵蝕預報主要方法包括：統計回歸模型、物理成因模型、隨機模型。
國外土壤侵蝕統計模型的發展過程，可以大致劃分為三個階段：第一階段是從1877年德國土壤學家 Ewald Wollny定量化研究土壤侵蝕開始，到美國通用土壤流失方程出現以前結束。這一階段的研究工作主要圍繞影響水土流失的單個因子展開，諸如坡度、覆蓋、坡長等，大量徑流小區的建立和觀測，促進了統計模型的發展，其中H.L.Cook、A.Zingg、和D.Smith等人的研究為美國通用土壤流失方程 USLE (Universal Soil LossEquation) 的建立奠定了基礎。第二階段是1965年USLE問世，到80年代初期。1965年W. Wischmeier和D. Smith在對美國東部地區30個州10000多個徑流小區近 30年的觀測資料進行系統分析的基礎上，提出了著名的通用土壤流失方程USLE。
國內土壤水蝕模型研究進展
從40年代到70年代初期，大量小區研究工作逐漸展開，在土壤侵蝕類型及其分布、單因子對土壤侵蝕的定量影響、土壤侵蝕相關概念等諸多領域取得了長足進展，這些研究為我國土壤侵蝕經驗統計模型的建立和發展奠定了一定的理論基礎。從 80 年代開始，美國通用土壤流失方程 (USL E) 對我國土壤侵蝕統計模型的研究產生了深遠的影響。
土壤可蝕性指標 K是指單位降雨侵蝕力在標準小區上所造成的土壤流失量，是土壤侵蝕預報和土地利用規劃的重要參數，一般根據土壤組成利用諾謨圖進行查算。由於所使用的土壤質地分類方法的不同 (我國許多土壤的質地都是按照前蘇聯制劃分的)，需要對現有土壤質地資料進行轉換，採用二次樣條函式插值法則是比較理想的方法，可以取得比較理想的結果。由於我國陡坡地被廣泛開墾，陡坡地是土壤侵蝕的主要發源地，為有效分析現有觀測資料，選擇合理的標準小區仍是一至關重要的任務。
GIS 技術在土壤侵蝕中的套用
80年代以來，遙感 (RS)、地理信息系統 ( GIS)和全球定位系統( GPS) 技術得到了迅速發展，並趨向一體化(3S 一體化)和實用化。遙感技術為區域性、大範圍的環境調查和監測提供了時間和空間上連續覆蓋的信息源，GIS技術為空間數據的管理和分析提供了強有力的工具。1990年武春龍等人利用彩紅外航片，結合野外實際調查，對 RS 技術在土壤侵蝕類型製圖中的套用做了有益的探索。隨後徐國禮等人利用 RS 技術對黃土高原溝道侵蝕進行了監測。1992年付煒套用RS和GIS技術提取了羊道溝小流域土壤侵蝕模型所需的各種參數，結合灰色理論確定了模型參數，建立了相應的土壤侵蝕模型，並用實測資料進行了檢驗。1994年傅伯傑等嘗試了DEM在土壤侵蝕類型與過程研究中的套用。1996年江忠善等人在分析小區觀測資料的基礎上，套用ARC/INFO地理信息系統建立了小流域次降雨土壤侵蝕空間變化的定量計算方法，並用實測資料進行了檢驗，結果表明利用GIS 技術可以較為準確地模擬土壤侵蝕的空間變化特徵。
土壤侵蝕研究注意事項
1.在進行大量野外小區及流域土壤侵蝕研究的同時，應注重室內模擬實驗，尤其是水槽沖刷及人工模擬降雨實驗，走野外觀測和室內模擬相結合的道路。
2.土壤侵蝕研究的技術手段仍比較落後，在注重土壤侵蝕過程研究的同時，應注重實驗手段的創新。對坡面流流速、水深等基本水動力學參數的測定手段尚不成熟，也沒有研製出適合於野外條件的變雨強人工模擬降雨器，對多沙徑流的過程觀測也十分困難，所有這些都限制了土壤侵蝕模型的進一步發展。
3.新技術與土壤侵蝕研究的結合，GIS、RS、GPS 技術可為土壤侵蝕模型提供連續的時間和空間信息源，但如何有效地將這些技術套用於土壤侵蝕模型尚存在一定的問題，在今後應注重土壤侵蝕模型與這些技術間連線技術的研究。
4.在注重坡面和小流域土壤侵蝕過程研究的同時，應注重土壤侵蝕模型參數的區域變化規律。土壤侵蝕模型，大多是在較小流域內建立的，土壤模型的參數帶有明顯的區域特徵，給土壤侵蝕模型的推廣套用帶來了很大的困難。為了便於土壤侵蝕模型的推廣套用，應建立模型參數與區域特徵間的定量關係，注重土壤侵蝕模型的實用性。
