展望

存在的主要問題

（1）在侵蝕過程與機理方面。我國土壤侵蝕類型的多樣性、侵蝕過程的復雜性、人類活動影響的高強度性皆為世界之最，導致我國復雜侵蝕環境下土壤侵蝕過程及相應機制尚不明晰，基礎理論仍顯薄弱。目前土壤侵蝕過程描述趨向對植被截留、土壤入滲、地表產流、侵蝕輸沙、搬運沉積等過程的物理定量表達。然而，技術手段限制導致薄層水流流速、流量等難以準確測定，水分入滲、蒸散等難以適時確定；坡面薄層流動力過程解析仍主要沿用河流泥沙運動學和明渠水力學等鄰近學科的理論方法；風沙兩相流傳輸主要依賴經典力學和流體力學在模擬環境下解釋。由此造成學科理論體系不完善，制約了本學科的發展。同時，由于降雨過程的隨機性、景觀要素的空間變異及其格局的復雜性，導致異質景觀流域的物流和能流復雜多變。坡面侵蝕與流域產沙的關系，以及景觀要素對流域侵蝕產沙的作用不是簡單的線性疊加，而是具有高度非線性的復雜系統。但是，流域景觀異質性引起的坡面侵蝕與流域產沙間非線性變化規律和作用機制并不清楚。傳統的流域侵蝕產沙研究往往用概化方法來處理坡面侵蝕與流域產沙的關系，將流域劃分為坡面和溝道分別進行探討，且處理中多數采用線性水沙匯集的傳遞條件。“坡面+溝道”描述的流域侵蝕產沙，不能系統地反映坡面侵蝕與流域產沙的耦合機制，科學研究與生產實踐結合不夠緊密。

（2）在水土保持措施防蝕機理方面。我國治理土壤侵蝕歷史悠久，水土保持措施豐富多樣；然而，水土保持措施防蝕理論研究卻一直滯后于水土保持實踐，難以滿足指導生態環境整治的需求。水土保持措施主要包括生物、工程和耕作措施。植被是最常用的水土保持生物措施，植被既能攔截降雨，減少降雨侵蝕力；也能改善土壤結構，增強土壤抗蝕性。但以往研究多關注于植被的地上部分，植被地下部分作為控制土壤侵蝕的重要因素，由于具有隱蔽性，其作用機理仍不明確；植被重建過程中物種的選擇和配置，及其分布格局是影響防蝕效果的關鍵，但該方面一直是研究的難點。同時，水保措施防蝕效果還具有時空差異性，但此方面尚缺乏系統的研究，如梯田、谷坊和攔沙壩等的防蝕效果隨降雨強度、立地條件以及時間的變化規律仍不清楚。系統分析總結各地區水土保持措施，闡明各措施的防治機理，是進行水土保持措施設計和實施的理論基礎。

 建議與對策

（1）加強各類型土壤侵蝕多樣性機理研究。土壤侵蝕發生在地表各圈層相互作用最為強烈的地區，幾乎受到氣象、水文、生物、地形地貌、土壤本身等所有自然因素的作用，且受到各種人類活動的干擾，多種因素綜合影響使土壤侵蝕在時空過程與分布上極其復雜。另外，我國地域遼闊，各地自然與人文背景差異巨大，造成侵蝕特征各異，增加了土壤侵蝕規律認識的難度，進而影響水土保持措施的優化布局。進一步加強土壤侵蝕過程與機理的研究，是有效治理土壤侵蝕的關鍵。研究重點主要包括：基于含沙水流的水動力學關鍵參數與臨界條件，侵蝕形態發生演變過程數值模擬；風沙流動力學特征及沙粒運動過程與機制，重力侵蝕與泥石流發生的力學機制與發生條件，高海拔寒區融水土壤侵蝕機理與過程模擬；水力-風力、水力-凍融、水力-重力等多重外力復合侵蝕過程與模擬；我國東北漫崗丘陵地區的長緩坡、西北黃土高原地區的陡坡、長江中上游山區的深切峽谷、西南喀斯特區的巖溶地貌等特殊環境下侵蝕過程與機制；流域侵蝕產沙對景觀要素及其時空格局的響應；侵蝕泥沙輸移過程及水沙匯集傳遞關系；坡面侵蝕與流域產沙間非線性作用機制等。

（2）從綜合治理轉向生態調控，以提升生態功能為主。經過大規模的生態工程實施，我國土壤侵蝕治理已取得顯著成效，治理重心從遏制面積擴張轉向生態功能提升為主，因此治理范式應從綜合治理轉向生態調控。綜合治理主要基于區域的經濟因素，兼顧社會和生態效益，側重于各類措施直接對土壤侵蝕本身進行調節和控制；生態調控主要以生態系統功能與生態安全為前提，強調長期和整體的生態系統服務功能，側重于通過措施來加強生態系統本身的健康程度，改變生態系統的物質、能量和信息流的關系。“綜合治理”是“生態調控”的基礎和手段，“生態調控”則是“綜合治理”的繼承和發展。土壤侵蝕生態調控圍繞生態系統整體性，以生態系統功能和服務為出發點，使用包括綜合治理在內的多種管理和治理技術，對侵蝕泥沙的功能流進行合理調節和控制，變對抗為利用，變控制為調節，將土壤侵蝕防治與其他高效農業技術融為一體。通過綜合、優化、設計，結合上行效應（bottom to up）和下行效應（top to down）的策略，從整體上對土壤侵蝕進行調控，以達到土壤侵蝕治理的真正目的——農業生產的高效和環境的可持續。（作者：史志華 華中農業大學  資源與環境學院、中國科學院水利部水土保持研究所;王玲、黃萱 華中農業大學  資源與環境學院；方怒放 中國科學院水利部水土保持研究所；劉前進、張含玉 臨沂大學  資源與環境學院  《中國科學院院刊》供稿）

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