中國網/中國發展門戶網訊 土壤侵蝕是土壤及其母質在外營力作用下，被破壞、分離、搬運和沉積的過程。土壤侵蝕不僅導致土壤退化、土地生產力降低，影響農業生產和糧食安全，且隨徑流泥沙遷移的污染物質對侵蝕區的相鄰地區生態環境和社會經濟發展也帶來嚴重影響，造成侵蝕下游地區水體富營養化、動植物生境破壞、旱澇災害加劇等。同時，侵蝕泥沙的搬運使土壤碳、氮、磷的含量與組分產生變化，進而影響全球生源要素循環，乃至成為重要的全球氣候變化驅動要素之一。因此，防治土壤侵蝕與改善生態環境已成為全球普遍關注的重大環境問題和人類生存發展的重要問題。水土保持指對自然因素和人為活動造成土壤侵蝕所采取的預防和治理措施，是防治土壤侵蝕，保護與合理利用山地丘陵區和風沙區水土資源、維護和提高土地生產力，以利于充分發揮水土資源的經濟與社會效益，建立良好生態環境的綜合性科學技術。在當今生態安全已納入國家安全體系的新形勢下，土壤侵蝕防治或水土保持作為生態安全建設的重要內容，必須以全球視野、長遠眼光、系統思維看待土壤侵蝕問題，切實保護水土資源，緩解生態安全威脅，促進社會經濟可持續發展。本文總結分析了土壤侵蝕及其阻控研究進展，并針對我國土壤侵蝕情況提出亟待深入研究的科學問題，可為政府管理部門制定土壤侵蝕治理策略、實施科學綜合決策提供支持，推動踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念。 

土壤侵蝕及其阻控研究進展

我國對土壤侵蝕的防治可追溯到數千年前，當時圍繞農業生產初步孕育了治山治水的理念，經過長期的探索與實踐，發展了系列土壤侵蝕阻控技術。15?世紀以來，歐洲各國圍繞因濫伐引起的山地荒廢，陸續開展了以防治山洪、泥石流、滑坡等自然災害為主的水土保持工作，總結出一套綜合的防治荒溪流域水土流失的森林工程措施體系。盡管土壤侵蝕防治歷史悠久，但土壤侵蝕的理論研究普遍滯后于水土保持實踐，其研究歷程可分為?3?個階段：第一階段主要是對侵蝕現象的描述和相關影響因子試驗，初步辨識了影響侵蝕的關鍵因素，建立了因素與侵蝕之間的簡單定量關系；第二階段的研究主要關注土壤侵蝕過程和侵蝕預報模型的建立，對侵蝕過程及其機理深入剖析并開發建立了一系列土壤侵蝕模型；第三階段的發展建立在認識土壤侵蝕過程與機理的基礎上，采取了諸多有效的水土保持措施，并取得了顯著的成果。

土壤侵蝕機理方面

土壤侵蝕過程有其發生的特征尺度和研究尺度。坡面是侵蝕發生的基本單元，而流域是侵蝕產沙相對獨立的系統，因此，坡面和流域是揭示土壤侵蝕本質與侵蝕阻控的兩個重要尺度。土壤侵蝕過程在兩個尺度上的表現形式與發生發展機理不同，但它們相伴而生、相互作用。

坡面尺度上，Ellison將侵蝕過程分為?4?個子過程：雨滴侵蝕過程、徑流侵蝕過程、雨滴搬運過程和徑流搬運過程。基于?4?個侵蝕子過程，提出了輸沙量受產沙量和輸沙能力的制約，細溝間侵蝕以降雨侵蝕為主、細溝侵蝕以徑流侵蝕為主的侵蝕概念模型，并成為?WEPP?模型的物理基礎。Rose?等將坡面侵蝕過程分為降雨分離、徑流分離與搬運、泥沙沉積?3?個過程，認為坡面侵蝕和沉積過程以不同的速率同時同地連續發生，當侵蝕速率大于沉積速率時，坡面以侵蝕過程為主，相反，則以沉積過程為主。目前在坡面薄層水流水動力學特性與泥沙搬運、侵蝕形態轉變發生的臨界條件、水流剝蝕率與挾沙能力、雨滴打擊與徑流沖刷耦合機理等方面的研究取得長足進步。

流域尺度上，系統研究了氣候（如降雨、溫度等）、流域下墊面特征（如流域大小、土地利用/覆被、地形地貌等）和人類活動（如耕作、放牧等）等因子及其相互作用對土壤侵蝕-輸移-堆積過程的影響，并在不同時空尺度上進行了定量化表達。目前，基本辨識了不同尺度上影響土壤侵蝕的關鍵因子，初步揭示了侵蝕產沙機理，為發展侵蝕模擬與揭示水土保持措施防治機理奠定基礎。

模型模擬方面

土壤侵蝕預報模型是研究侵蝕過程與環境因子耦合機制的有效手段，克服了觀測實驗在數據獲取性、重復性、連續性等方面的缺陷，并可有效揭示內在機制、發現研究薄弱環節。20?世紀?60?年代以來，國內外土壤侵蝕預報模型研究成果豐富。以通用土壤流失方程（Universal Soil Loss Equation，USLE）為核心的一系列經驗模型相繼建立，迄今為止，世界各地仍有許多研究關注模型因子在不同地區的修正和應用。Liu等針對中國的實際情況，將?USLE?中的覆蓋與管理因子變為生物、工程和耕作三大水土保持措施因子，建立了適用于中國的土壤流失方程（Chinese Soil Loss Equation，CLSE）。隨著對土壤侵蝕機理認識的深入，以侵蝕產沙過程為基礎的物理模型相繼問世，其中以?EPIC，WEPP和?SWAT等模型最具代表性。物理過程模型綜合考慮多種影響因子、注重水沙匯流過程，采用流域泥沙輸移比模型，或水流挾沙力公式、泥沙連續方程等計算流域侵蝕產沙量。模型的建立與應用，整合了眾多的侵蝕影響因子，是在土壤侵蝕機理認識基礎上的深化，極大推進了土壤侵蝕預報的發展，為土壤侵蝕防治、水土保持規劃及效益評價提供了科學依據。

土壤侵蝕阻控方面

由于各國所處的自然環境及社會經濟狀況不同，土壤侵蝕防治措施各具特點。

美國的人地矛盾相對緩和，多以小于?10o?緩坡地利用為主，建立了以少耕、免耕、殘茬覆蓋等耕作措施為主的防治技術體系；同時為適應農業大型機具應用，對原有梯田、地埂、渠道等水土保持設施進行改造，從流失地塊的治理向以流域治理為中心過渡，實現整體改善農村、城市及各種工程建設的生態環境。

歐洲各國水土保持注重生態系統的完整性，水土保持措施以生態恢復為主導，重視植被重建和河道整治，形成了完善的流域管理體制，并將生態治理與產業開發（如葡萄及其葡萄酒產業）有機結合，成為生態治理與資源高效利用的典范^[27]。我國人地矛盾尖銳，陡坡地廣泛開墾利用，高強度人類活動導致景觀破碎復雜，經過長期的探索與實踐，研發了休耕、坡改梯、土地利用優化等土壤侵蝕阻控關鍵技術，充分發揮了水土保持的保水保肥、減蝕減沙效益，并實現與社會、經濟的協調可持續發展。 

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