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土壤水蚀及其影响因子

发布时间:2018-07-17 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:2163

侵蚀是土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。简单地说,侵蚀是土壤物质从一个地方移动至另外一个地方的过程。水力或风力所造成的土壤侵蚀也相应地简称为水蚀或风蚀。土壤侵蚀导致土层变薄、土壤退化、土地破碎和破坏生态平衡,并引起泥沙沉积、淹没农田和淤塞河湖水库,对农牧业生产、水利、电力和航运事业产生危害。土壤水蚀还会输出大量养分元素,污染下游水体。侵蚀亦会影响
全球碳的生物地球化学循环,从而对全球变化也产生影响。

土壤侵蚀退化是对人类赖以生存的土壤、土地和水资源的严重威胁。Pimentel等(1995)估计全球土壤侵蚀每年的经济损失相当于4 000亿美元,人均每年损失约70美元。侵蚀可以是一个自然过程,所以实际上它儿乎无所不在,但这里要论述的主要还是针对人为活动所导致的加速侵蚀现象和其影响。El-Swaify (1994)指出侵蚀退化占全世界2.0×
107 km2退化土壤的55%,地球上没有免受土壤侵蚀退化影响的地区。

一、土壤水蚀及其影响因子

(一)土壤水蚀类型

土壤水蚀是由降雨和水流所决定的过程,但自然地貌类型、地表状况和土壤特征对侵蚀过程都有显著的影响。土壤水蚀通常可以分为沟蚀(包括大小不同的侵蚀沟)和沟间侵蚀(片蚀)。沟间侵蚀是雨滴和极薄层水流(非径流)产生的土壤离位和搬运过程,在坡面特征不变的情况下它也是匀速的(Sharma1996)。沟间侵蚀通常发生在雨滴影响到的1米范围之内,然后将土壤物质传输到附近侵蚀小沟中,侵蚀沟中的径流再进一步将土壤搬运至溪流。如果没有细沟径流,沟间物质则会停留在被剥离位置的附近。与此对应的是所谓沟蚀,即土壤被流水剥离和搬运的过程。沟蚀和沟间侵蚀明显不同,估计和控制它们的方法也因而有很大差别,它们对土壤退化的影响也是如此。一般地提到土壤侵蚀时实际上包括了上述两个过程,但它们的计算方法是完全不一样的。广为人知的通用土壤流失方程(USLE,Universal Soil Loss Equation)实际上是计算土壤沟间侵蚀的模型(Wischmeier et al.1978)。

(二)土壤水蚀的影响因子

在土壤侵蚀的影响因子中,气候因素是决定土壤侵蚀量的最重要影响因子,其中降雨是土壤侵蚀的驱动力量,它的大小和强度直接决定土壤侵蚀的强度。气候因子很大程度上影响着植被生长和覆盖状况,以及由此决定的有机物质输入土壤的多寡;气候影响土壤有机物质分解和腐殖质含量,而它们又影响着土壤可蚀性。

地表覆盖可以显著地影响侵蚀状况,主要是防护雨滴的直接冲击。雨滴的能量通过植被冠层缓冲后到达土壤表面时对土壤的剥离作用大大降低,使侵蚀作用减弱。同时,覆盖还会阻滞径流速度,减少沟间侵蚀作用。植被的另一个经常被忽视的作用是其对土壤水分的利用可以降低土壤含水量,从而可增加土壤入渗并减少径流量和径流速率,降低沟间侵蚀作用(Laflen et al. 1998)。

地形是影响土壤侵蚀的另一个因素。虽然在水平表面同样可以发生侵蚀,但坡地条件下侵蚀显著增加,因为此时不仅有沟间侵蚀,在径流作用下细沟侵蚀成为主要过程,并且径流速度和搬运能力随着坡度和坡长的增加迅速提高,因而可显著增加土壤侵蚀量。

影响土壤侵蚀量的另一个重要方面是人为管理措施,它主要体现在两个方面。一是土壤耕翻措施,耕作扰动与否对土壤侵蚀有明显影响,耕翻可以增加土壤侵蚀危险性,而免耕则相对降低侵蚀危险性。另一个方面是耕作方式,如顺坡耕种、等高耕种和建筑梯田等不同的坡面管理措施,都对土壤水蚀有明显的影响,梯田是防止土壤流失的经典而有效的土壤管理措施。

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