文献综述
遂川县基于FUSLE模型的土壤侵蚀预测研究
前言: 土地资源是一个国家民族社会的可持续发展的源泉,是经济发展的重要载体,土壤侵蚀指自然状态下,土壤及其母质会在风力、水力、冻融等外营力条件下逐渐被破坏、剥蚀、搬运、沉积的过程[1]。随着当前全球人口-资源-环境问题日益加剧,全球变化研究成为近年来国际上最活跃的领域之一 [2]。土壤侵蚀会带来一系列严重后果,极易造成土地资源的破坏,增加河流输沙量,造成河流水量和水质的变化,最终引起生态环境恶化。土壤侵蚀会带来一系列严重后果,极易造成土地资源的破坏,增加河流输沙量,造成河流水量和水质的变化,最终引起生态环境恶化。
近年来,由于人类活动的强烈干扰,加之遂川县独特的历史背景,导致其土壤侵蚀程度不断加剧,迫切需要对县域内土壤侵蚀进行科学的估算和评价,为水土流失防治提供依据[3]。对土壤侵蚀的预测研究亦可以有效地了解该地区的土壤侵蚀程度,土壤侵蚀强度,对相关地区的经济发展,生态恢复,灾害预测等有推动效果。
关键词:遂川县;土壤侵蚀模型;土壤侵蚀预测
1国内外研究进展
土壤侵蚀模型不仅仅是土壤学与地理相关学科的研究前沿方向,而且也是对土壤侵蚀和水土保持研究定量化的重要手段[4],自19世纪伊始,国外的研究人员对土壤侵蚀进行了大量、系统性的研究,并在此基础上归纳出了以美国研究者们提出的能够定量分析土壤侵蚀量的USLE[5]模型和能够完整反映水力侵蚀过程的WEPP[6]模型土壤侵蚀过程反馈和趋势预报模型等。
土壤侵蚀预测模型主要以经验模型、物理模型和分布式模型法三种类型为主, 在实际生活中以经验模型[7]最为广泛。经验模型是通过在大量的观测数据基础上,经过系统分析得到的,其中最具有代表性的经验模型有USLE(Universal Soil Loss Equation)和RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)这两种,就是现今学者常提到的通用土壤流失方程和修正后通用土壤流失方程,其中USLE模型是RUSLE模型的前身[8]。
然而国内对土壤侵蚀研究起步较晚,与发达国家相比研究水平相对落后,但由于国内土壤侵蚀问题十分严重,进而得到学界与政界的高度重视,促使相关研究取得了相当显著的进步与发展[9]。对于土壤侵蚀的研究在开始1930年后开始,起初学者们开展对于侵蚀的定义、类型以及影响类型因子的研究,到了20世纪40年代,陕甘黄土分布区水土保持实验站的建立标志着我国学者对土壤侵蚀研究进入了一个定量观测的新阶段,刘善建在1953年以10年间观测径流小区侵蚀数据的基础上首次提出年均坡面侵蚀量的计算方程,至此之后众多学者开始了对土壤侵蚀的定量研究,学者们对自己的研究资料进行总结从而得出土壤侵蚀量的计算公式,例如江中善、王贵平和蔡国强等相继提出的黄土丘陵沟壑区典型小流域侵蚀产沙模型[10-12]。总体来说,早期的相关研究对于推动土壤侵蚀研究进程有着不可磨灭的巨大贡献[13]。
20世纪80年代起,国内学者USLE模型引入国内并运用这一模型对土壤侵蚀开展了更加深入的研究,在这一阶段学者们针对不同的研究区域,将USLE模型进行相对应优化调整,为后来的国内的土壤侵蚀研究提供了大量的基础资料。受科技条件的限制,这一阶段对土壤侵蚀量进行的预报的研究主要建立在径流小区观测的基础上,例如黄炎和根据7年的小区观测资料,对USLE模型进行修正并提出适应闽东气候的土壤流失预报模型[14];;金争平根据皇甫川流域侵蚀量及其影响因素的实测和调查资料,采用多种统计与相关分析方法,建立了皇甫川小流域多年平均侵蚀量预报方程[15]。国内学者也提出了许多土壤侵蚀预报模型,其中最典型模型属刘宝元等人基于北方黄土高原丘陵沟壑区内所设立的安塞小区、离石小区、绥德小区等径流小区的实测资料数据,在此基础上提出了适合中国的土壤侵蚀模型—(CSLE),该模型将RUSLE模型中的水保因子和作物因子替换为更加适合中国当地地形特点以及农业耕作特征的工程、生物因子,更便于推广和使用[16]。
