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土壤侵蝕概念范文第1篇

關(guān)鍵詞：土壤侵蝕；GIS；USLE；劍湖流域

中圖分類號：S157 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2017）01-0103-05

Abstract To understand the situation of soil erosion in the Basin of Jian Lake in the Jianchuan County of Yunnan Province， the data of each factor of RUSLE were collected， analyzed and calculated by RS combined with GIS in order to estimate the soil erosion modulus. The results showed that the soil erosion modulus of the Basin of Jian Lake was 12.56 t/（hm2?a）， so it was in the category of slight erosion. The moderate and under moderate erosion occupied 94.5% of the total watershed areas. The intensive erosion， extreme intensive erosion and severe erosion were 1.8%， 2.2% and 1.5%， respectively.

Keywords Soil erosion； GIS； USLE； The Basin of Jian Lake

小流域的水土流失和土壤侵蝕關(guān)系到流域生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展甚至影響到大流域可持續(xù)發(fā)展的大問題。水土流失包括水蝕、風(fēng)蝕、冰川侵蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕等多種類型，并且可能伴隨著滑坡、泥石流、崩崗等自然災(zāi)害，因而小流域的水土保持是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)。由于水土流失的嚴(yán)重性，其日益成為社會高度重視的問題之一。并且我國在土壤侵蝕定量預(yù)報方面已進(jìn)行了大量研究[1-3]，但由于喀斯特區(qū)域地形復(fù)雜，植被、土壤、土地利用方式差異很大，因而尚未見對西南喀斯特山區(qū)土壤侵蝕預(yù)報進(jìn)行系統(tǒng)性研究的報道。

傳統(tǒng)的土壤侵蝕調(diào)查手段耗時耗力，GIS技術(shù)為土壤侵蝕的調(diào)查、數(shù)據(jù)庫建設(shè)及模型構(gòu)建提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。本研究針對劍湖流域的水土流失問題，結(jié)合3S技術(shù)以及美國通用水土流失方程（USLE），對該區(qū)域的土壤侵蝕進(jìn)行定量評價，分析研究區(qū)土壤侵蝕空間分布特征，以期為劍湖流域水土保持和流域生態(tài)環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

劍湖流域位于云南省大理州劍川縣東北部，主要為山原地貌，山脈、河川呈北南走向，山勢西北高東南低，山巒起伏，河川交錯。劍湖流域?qū)儆跒憸娼饔蚝庸人?，由北向南展布，水資源較為豐富。屬南溫帶冬干夏濕季風(fēng)氣候類型，年平均氣溫12.3℃，年平均降水量856.7 mm，全年太陽輻射較強(qiáng)，年內(nèi)溫度變化不明顯，四季不分明，部分區(qū)域具有典型的立體氣候特征。流域內(nèi)主要分布有11個土壤類型，即亞高山草甸土、棕色針葉林土、暗棕壤、棕壤、黃棕壤、紅棕壤、紅壤、紫色土、沖積土、沼澤土和水稻土，其中，紅壤分布面積最大，其次為棕壤和黃棕壤。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2006年的 Land-sat/TM影像（空間分辨率30 m），主要用于提取流域土地利用類型數(shù)據(jù)。ASTER GDEM（先進(jìn)星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型），其與SRTM一樣為數(shù)字高程模型，其全球空間分辨率為30 m，用于提取劍湖流域的坡度坡長因子。劍川縣1∶50 000土壤型圖，并利用GIS對該圖件進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)、柵格矢量化，建立劍湖流域數(shù)字化土壤類型圖，用于提取土壤的K值因子。

2.2 土壤侵蝕模型的選取

目前用于評估土壤侵蝕量的模型有很多，主要分為以下4個類別：經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?、過程模型、概念模型及隨機(jī)模型[4]，其中，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)簡單，計算方便，如USLE、RUSLE 和IDEROSI 等[5]。我國坡面經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭饕獏⒖蓟蛑苯永?USLE的基本形式，結(jié)合當(dāng)?shù)氐孛蔡卣?，根?jù)我國的觀測資料，計算土壤侵蝕的各影響值。這些模型中比較有代表性的是文獻(xiàn)[6]和文獻(xiàn)[7]的經(jīng)驗(yàn)侵蝕模型。

本研究采用修正的通用土壤流失方程（RUSLE）預(yù)測劍湖流域年平均土壤流失量，其核心內(nèi)容是6個因子的計算：

A=R×K×L×S×C×P。 （1）

式中，A為年土壤流失量[t/（hm2?a）]；R為降雨和徑流因子[MJ?mm/（hm2?h?a） ]；K為土壤可蝕性因子[t?hm2?h/（hm2?MJ?mm）]；LS 為坡長坡度因子（無量綱）；C 為植被與經(jīng)營管理因子（無量綱）；P為水土保持因子（無量綱）。

2.3 模型因子的確定

2.3.1 降雨侵蝕力因子 R 降雨是水蝕的基本動力，降雨侵蝕力并非物理學(xué)中“力”的概念，而是衡量降雨侵蝕作用強(qiáng)弱的指標(biāo)，與降雨量、雨強(qiáng)和下落速度等有關(guān)。降雨侵蝕力難以直接測定，一般使用水文氣象站整編記錄的資料如雨強(qiáng)、雨量來估算降雨侵蝕力。基于研究區(qū)降雨資料的可得性，決定采用劍湖流域汛期（5-10月）年平均降雨量計算降雨侵蝕力，即

R=0.44488P0.96982。（2）

式中，R為降雨侵蝕力系數(shù)[MJ?mm/（hm2?h?a）]；P為汛期年均降雨量（mm）。

本研究選擇能覆蓋流域范圍的5個氣象站多年年均汛期降雨量，然后根據(jù)公式（2），計算得出每個測站的年降雨侵蝕因子R值。然后利用ArcGIS 10.1中的樣條函數(shù)插值法，生成流域的年降雨侵蝕力R值空間分布圖，見圖1。

2.3.2 土壤可蝕性因子 K K值反映了土壤被降雨侵蝕力分離和搬運(yùn)的難易程度，主要由土壤類型決定。本研究采用劍川縣1∶50 000土壤類型圖，經(jīng)坐標(biāo)校準(zhǔn)后進(jìn)行矢量化，按照30 m×30 m的網(wǎng)格大小進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)柵格，然后采用楊子生[5-7]在云南北部山區(qū)進(jìn)行坡耕地土壤可蝕性試驗(yàn)的相關(guān)實(shí)測值，得到劍湖流域土壤類型分布及K值，見圖2、表1。

2.3.4 植被與經(jīng)營管理因子 C 因子C是侵蝕動力的抑制因子，主要與植被覆蓋和土地利用類型有關(guān)。其取值范圍在0～1之間，值越小表示越不易受到侵蝕，值越大表示越易受到侵蝕，而值的大小取決于具體的作物覆蓋、輪作順序及管理措施的綜合作用等。根據(jù)Wischmeier等[11]的方法并結(jié)合劍湖流域土地利用狀況，獲得劍湖流域不同土地利用方式下的C因子表（表2）。

2.3.5 水土保持措施因子 P P因子是采取水土保持措施后的土壤流失量與順坡種植時的土壤流失量之比[12]。通常的水土保持措施包括等高耕作、修筑梯田等。一般情況下沒有采取任何水土保持措施的土地利用類型P值為1，其它情況下P值介于0～1之間。由于缺乏實(shí)驗(yàn)資料，主要參照美國農(nóng)業(yè)部手冊703號和在亞熱帶區(qū)域的相關(guān)研究，對P值進(jìn)行率定，結(jié)果見表2。

3 結(jié)果與分析

利用ArcGIS10.3的空間分析模塊，將劍湖流域各土壤侵蝕因子進(jìn)行連乘，得到各像元年土壤流失量A值，然后根據(jù)水利部頒布的《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》（SL190-2007）將土壤侵蝕劃分為6個等級（見表3），進(jìn)而得到劍湖流域土壤侵蝕分布圖（圖3），并對不同等級的侵蝕進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果見表4。結(jié)果顯示，劍湖流域年均土壤侵蝕模數(shù)為12.56 t/（hm2? a），為輕度侵蝕，但是仍然大于國家水利部頒發(fā)的西南土石山區(qū)土壤允許流失量；占流域面積89.3%的區(qū)域?qū)儆谖⒍然蛘咻p度侵蝕，但其對流域土壤侵蝕量的貢獻(xiàn)率僅為34.2%，而整個流域65.8%的土壤侵蝕量來自于僅占流域面積10.7%的中度及以上等級的侵蝕區(qū)域。

劍湖流域絕大部分地區(qū)屬于微度或者輕度侵蝕。對于劍湖流域湖濱區(qū)、壩子地區(qū)以及入湖河流上游河谷區(qū)，是劍湖流域的主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，通過大規(guī)模退耕還林來防治水土流失的做法不符合實(shí)際。因而該區(qū)域應(yīng)該采取一些農(nóng)業(yè)措施，比如地埂種植、作物間作套種、生物籬技術(shù)等。土壤侵蝕會威脅基本農(nóng)田設(shè)施，降低土地生產(chǎn)力，造成河道湖泊淤積，加劇洪澇災(zāi)害。因此，需根據(jù)流域土壤侵蝕空間分布，分析區(qū)域土壤侵蝕特點(diǎn)，針對不同的問題分別采取不同的防治措施：對于屬微度或者輕度侵蝕的劍湖流域絕大部分地區(qū)，如湖濱區(qū)、壩子地區(qū)以及入湖河流上游河谷區(qū)，作為劍湖流域的主要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，通過大規(guī)模退耕還林來防治水土流失的做法不符合實(shí)際，應(yīng)采取地埂種植、作物間作套種、生物籬技術(shù)等農(nóng)業(yè)措施；而僅占流域面積10.7%但土壤侵蝕量占整個流域65.8%的中度及以上侵蝕區(qū)域，主要位于流域的上游和流域內(nèi)邊界山地，其土壤侵蝕危害主要表現(xiàn)在降低土壤肥力、淤積河道和水庫，該區(qū)域可以采取退耕還林、坡改梯以及修復(fù)和治理河道等措施來控制土壤侵蝕，從而減少水土流失量。

4 討論與結(jié)論

（1）本文采用的遙感數(shù)據(jù)精度有限，在解譯流域土地利用類型的過程中不可避免地存在誤差，這會導(dǎo)致在率定與土地利用類型相關(guān)的植被與經(jīng)營管理因子C和水土保持措施因子P時存在難度，因而，要想獲得比較好的結(jié)果，應(yīng)該盡量使用高分辨率影像。鑒于高分辨率影像的可獲得性難度系數(shù)，應(yīng)該充分發(fā)揮遙感影像融合技術(shù)，以更好地利用RS與GIS提取流域土壤侵蝕的相關(guān)信息。

（2）目前的土壤侵蝕模型應(yīng)用，大多是借鑒國內(nèi)外前人的研究方法和成果。在以后的土壤侵蝕模型應(yīng)用中，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)對研究區(qū)水土保持的監(jiān)測，得到流域水土流失實(shí)測值，并使用該實(shí)測值對土壤侵蝕模型進(jìn)行校準(zhǔn)，改善土壤侵蝕各個因子的率定方法，從而提高土壤侵蝕模型預(yù)測的可靠性與準(zhǔn)確性。

（3）本研究利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)空間管理功能，進(jìn)行USLE模型各個因子的輸入與計算，并結(jié)合地理空間柵格數(shù)據(jù)空間內(nèi)插方法，對中小尺度流域進(jìn)行土壤侵蝕預(yù)測。這與傳統(tǒng)的集中式的土壤侵蝕預(yù)測相比，極大地提高了土壤侵蝕的預(yù)測效率。并且依托于地理信息技術(shù)強(qiáng)大的制圖功能，提高了侵蝕結(jié)果的顯示效果，這對于管理者制定有關(guān)防治流域水土流失的決策提供了有益借鑒。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1]

Wei W， Chen L D， Fu B L. The effect of land use and rainfull regimes on runoff and soil erosion in the semi-arid loses hilly area， China [J]. Journal of Hidrology， 2007， 335（3）： 247-258.

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[4] 章文波，付金生.不同類型雨量資料估算降雨侵蝕力[J].資源科學(xué)，2003，25（1）：35-41.

[5] 楊子生.云南省金沙江流域土壤流失方程研究[J].山地學(xué)報，2002，20（增刊）：1-9.

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土壤侵蝕概念范文第2篇

水蝕是土壤侵蝕中的一種重要形式，根據(jù)水利部公布的全國第二次水土流失遙感調(diào)查結(jié)果，全國水土流失面積356萬km2，占國土面積的1/3強(qiáng)，其中水蝕面積165萬km2，水蝕治理是我國今后很長一段時間的重要任務(wù)。自20世紀(jì)50年代，國內(nèi)外許多學(xué)者開展了大量的水蝕預(yù)報模型研究，取得了豐碩的成果，并被用于水土保持措施配置和水土資源持續(xù)利用等方面。水蝕預(yù)報模型可分為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃臀锢磉^程模型。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵罁?jù)實(shí)際觀測資料，采用統(tǒng)計分析方法，建立侵蝕產(chǎn)沙量與其主要影響因素之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，而物理過程模型則強(qiáng)調(diào)模擬整個事件的過程，模型涉及多個指標(biāo)，一般通過實(shí)測獲取。我國國土面積遼闊，水蝕面積很大，目前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平難以保證大范圍、多指標(biāo)的實(shí)地觀測，因此在相當(dāng)長的時間內(nèi)，水蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯⑹俏覈帘３盅芯恐械闹饕獌?nèi)容。雖然目前已經(jīng)有學(xué)者對水蝕預(yù)報模型進(jìn)行了介紹［8-9］，但尚缺乏對經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型的系統(tǒng)研究。

1國外經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型發(fā)展歷程

國外經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型研究以美國為代表，經(jīng)歷了從考慮單因子、部分因子、到全因子的發(fā)展歷程，與此同時研究相對滯后的其他國家也開展了相關(guān)研究［10］。Zingg于1940年發(fā)表的計算田間土壤流失量的第一個數(shù)學(xué)方程式，描述了地形因子—坡度和坡長在土壤侵蝕中的作用［11］;1941年Smith在原來考慮地形因子的基礎(chǔ)上增加了反映天氣、土壤、耕作等的綜合特征的常數(shù)和水土保持措施因子［12］;隨后，Browning和他的助手們在此基礎(chǔ)上又增加了土壤可蝕性因子［13］;1948年Smith和Whitt提出了一個“概念性”土壤流失方程，他們根據(jù)一定條件下觀測侵蝕量的基礎(chǔ)上綜合考慮了地形、土壤、措施因子，并將其推廣應(yīng)用于美國密蘇里州的主要土壤類型，在應(yīng)用中引入了一個降水因子使該方程應(yīng)用于其他地方［14］;與此同時，美國農(nóng)業(yè)部土壤保持局認(rèn)識到土壤流失方程對于農(nóng)業(yè)規(guī)劃很有價值，通過學(xué)術(shù)研討會回顧了長久以來美國的土壤侵蝕研究資料，重新評估了以前方程中使用的各個因子，最終形成了包括了降水因子、包含坡度和坡長信息的地表徑流因子、土壤特征、植被覆蓋影響因子等的Musgrave方程［15］，Lloyd和Eley利用該方程繪制了Musgrave方程的圖解圖，并將美國東北部各州主要條件下的侵蝕影響數(shù)值制成表［16］;隨著州和地區(qū)級土壤侵蝕預(yù)報方程的應(yīng)用成功，土壤保持決策者建議全力研制全國性的土壤侵蝕預(yù)報方程，1954年美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局在印第安納州普度大學(xué)(PurdueUniversity)建立了國家數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行全國徑流和土壤流失資料的匯總、整理以便更進(jìn)一步的深入分析，利用中心收集的1萬多個小區(qū)的年徑流和土壤流失基礎(chǔ)資料，研制出了USLE，出版了美國第一個官方版的USLE手冊［2］，并且運(yùn)用USLE和風(fēng)蝕方程每5年進(jìn)行一次全國土壤侵蝕狀況定量調(diào)查，USLE用6個因子的乘積形式量化了土壤侵蝕，這6個因子分別是降雨侵蝕力、土壤可蝕性、坡度、坡長、覆蓋和管理、水土保持措施，至此涵蓋氣候、地形、土壤、植被、人類活動因素的水蝕預(yù)報模型正式形成。自USLE發(fā)表以來，新的研究和試驗(yàn)又使USLE得以改進(jìn):降雨侵蝕力、土壤可蝕性因子、覆蓋—管理因子、坡度坡長因子等的改進(jìn)，改進(jìn)結(jié)果即為1997年美國發(fā)表的USLE的修訂版RUSLE［1］。在經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報坡面模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合GIS工具，又發(fā)展了流域、區(qū)域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型，如AGNPS，SWAT等［17-19］。

1.1“地形因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型—Zingg模型

Zingg模型研究的是地形對土壤侵蝕的影響，模型集成了眾多個人和組織的研究結(jié)果，首次定量評價了坡度坡長對土壤侵蝕的影響，為土壤侵蝕定量評價、模型的建立開創(chuàng)了一個良好的開端，同時也將土壤侵蝕研究推向了一個新臺階—定量研究［11］。模型包括坡度、坡長及坡度坡長對土壤侵蝕的影響:Xc==0.065S1.49，Xc=0.0025L1.53，Xi=CSmLn，其中Xi為小區(qū)單位寬度侵蝕量，C為常數(shù)，由區(qū)域條件決定，S為百分比坡度，m為坡度指數(shù)，L為坡長，n為坡長指數(shù)。

1.2“地形—措施因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型—Smith模型

Smith利用許多水土保持和其他實(shí)驗(yàn)站點(diǎn)獲得的有關(guān)因子間關(guān)系的成果和自己小組研究結(jié)果，獲得了侵蝕量和坡度坡長的關(guān)系［12］:A=CS7/5L3/5，其式中，A為單位面積侵蝕量，單位為t/acre，S為坡度，L為坡長，C為常數(shù)，是天氣、土壤、作物、輪作制度和管理的綜合反映。與以往模型不同的是，考慮了水土保持措施的作用，同時根據(jù)允許流失量和地形條件、侵蝕量、措施情況等可以確定地塊的最大坡長。Smith模型考慮了措施因子，確定了土壤侵蝕和地”形的關(guān)系，根據(jù)土壤容許流失量為水土保持治理提供了確定最大坡長的方法。

1.3“地形—土壤—措施因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型—Smith、Whitt模型

Smith等通過系統(tǒng)總結(jié)前人的研究成果認(rèn)為影響農(nóng)地土壤侵蝕的主要因素包括了作物體系、地形、降雨特征、土壤性質(zhì)和各種水土保持措施，據(jù)此建立了農(nóng)地土壤侵蝕模型［14］:A=CSLKP，其中，A為單位面積侵蝕量，C為普通輪作小區(qū)上單位面積侵蝕量，單位為t/acre，S、L、K為坡度、坡長、土壤可蝕性的尺度轉(zhuǎn)換系數(shù)，P為措施因子。與此同時還系統(tǒng)研究了不同條件下普通輪作小區(qū)單位面積土壤侵蝕量和不同措施條件下的措施因子。

1.4“降雨—地形—植被覆蓋—土壤因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型—Musgrave方程

Musgrave基于前人已有的成果，匯集所有關(guān)于土壤侵蝕和影響因子間關(guān)系的數(shù)據(jù)，水土保持局組織了專門的研究隊(duì)伍來分析這些數(shù)據(jù)，得出了降雨—地形—植被覆蓋—土壤因子預(yù)報模型［15］:(1)侵蝕和降雨的關(guān)系:E∝P1.7530;(2)地形和侵蝕的關(guān)系:E∝S1.35，E∝L0.37;(3)植被覆蓋狀況和侵蝕的關(guān)系:Musgrave等發(fā)現(xiàn)關(guān)于植被覆蓋狀況對土壤侵蝕影響的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地形對侵蝕的影響研究，如果將非等高、連續(xù)耕種的地塊如棉花地、玉米地、煙草地等植被覆蓋條件下的侵蝕量等視為100，則草原、林地覆蓋情況下侵蝕約為1;(4)土壤狀況和侵蝕的關(guān)系:研究小組將不同的實(shí)驗(yàn)條件都統(tǒng)一轉(zhuǎn)到了標(biāo)準(zhǔn)30分鐘雨量、標(biāo)準(zhǔn)坡度坡長條件下的侵蝕，借此探討并確定了不同土壤和侵蝕的關(guān)系，對于那些尚沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀測的土壤，可根據(jù)和其理化特征接近的土壤來判斷可蝕性。

1.5“降雨—土壤—地形—覆蓋管理—措施因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型—USLE

隨著水蝕預(yù)報模型研究的進(jìn)一步深入，1965年W.H.Wischmerier和D.D.Smith以美國國家水土流失中心收集的美國30個州、近30年徑流小區(qū)觀測資料為基礎(chǔ)，經(jīng)過對近萬個徑流小區(qū)統(tǒng)計分析提出了美國第一個綜合考慮了降雨、土壤、地形、覆蓋管理、措施的較為成熟的侵蝕預(yù)報模型—通用水土流失方程USLE(UniversalSoilLossEquation)用來預(yù)報坡面或田間尺度的年平均侵蝕［2］，模型結(jié)構(gòu)如下:A=R×K×L×S×C×P，其中A為單位面積的年土壤侵蝕量;R為年降雨侵蝕力因子;K為土壤可蝕性因子;L為坡長因子;S為坡度因子;C為植被和管理因子，P為措施因子。USLE考慮因子全面，通過對侵蝕過程機(jī)理的分析確定了模型中考慮的影響侵蝕因素，方法上采用統(tǒng)計分析以建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑸楦鲊透鞯匮芯堪l(fā)展土壤侵蝕預(yù)報模型做出了示范，USLE可用來計算年均土壤侵蝕量，根據(jù)侵蝕狀況和容許侵蝕量對比可指導(dǎo)人們采取適當(dāng)?shù)乃帘３执胧┻M(jìn)行正確的耕作和經(jīng)營管理，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。但模型計算的是年均土壤侵蝕量，難以反映次降雨過程的土壤侵蝕狀況，而且方程建立在緩坡條件下，在地形復(fù)雜地區(qū)，尤其是陡坡地的應(yīng)用受到很大限制，模型中沒有考慮沉積量和溝道、河床、河岸侵蝕，不太適用于就地沉積的帶狀耕作及河道等。

1.6因子計算方法更為完善的“降雨—土壤—地形—覆蓋管理—措施因子”經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型—RUSLE

隨著研究的進(jìn)一步深入，科學(xué)家在USLE基礎(chǔ)上，對因子算法進(jìn)行了細(xì)化并大大提高了模型預(yù)測精度［1］，主要表現(xiàn)為:R因子采用分區(qū)對待，東部地區(qū)同USLE，用降雨動能與最大30分鐘降雨強(qiáng)度的乘積，用長時段降雨資料計算，西部地區(qū)則利用更多氣象數(shù)據(jù)訂正，針對緩坡積水、土壤凍融與融雪作用進(jìn)行了修正;K值計算則在USLE的基礎(chǔ)上考慮了凍融作用、土壤水分、土壤固結(jié)等;在LS因子上增加了細(xì)溝/細(xì)溝間侵蝕比率，可以處理復(fù)雜坡型;C值在考慮作物季相、表層覆蓋、糙度等。P值則在根據(jù)已布設(shè)削弱徑流、阻滯土壤移動的水保措施，根據(jù)坡度微起伏確定的基礎(chǔ)上由水文、土壤類型、坡度、冬播程度、壟高、十年一遇侵蝕指數(shù)等確定。RUSLE可以反映次降雨過程的土壤侵蝕狀況，但方程建立在緩坡條件下，在地形復(fù)雜地區(qū)，尤其是陡坡地的應(yīng)用受到很大限制。

1.7基于坡面模型的流域、區(qū)域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型—AGNPS，SWAT

流域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型是基于坡面模型研究成果，引入GIS工具來解決流域水土流失預(yù)報的工具。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染AGNPS(AgriculturalNonpointSource)將流域劃分為若干柵格單元，在每個柵格單元上輸入計算所需要的參數(shù)，采用USLE進(jìn)行侵蝕量的計算［17］;水土資源評價工具SWAT(SoilandWaterAssess-mentTool)則采用Williams根據(jù)USLE改進(jìn)的MUSLE(ModifiedUniversalSoilLossEquation)模型進(jìn)行流失量的計算［18］。

2我國經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型發(fā)展歷程

我國經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型是從20世紀(jì)50年代開始的，由于受觀測站點(diǎn)較少且長時段連續(xù)的不夠，雖然也建立了一些模型［5］，但更多的是在吸收國內(nèi)外已有成果的基礎(chǔ)上來建立適合我國國情的經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報坡面模型［3，20］。1953年劉善建等人根據(jù)甘肅天水水土保持科學(xué)實(shí)驗(yàn)站的小區(qū)觀測資料提出的農(nóng)地年侵蝕量模型，模型綜合考慮了降雨、徑流、地表覆被及地形對侵蝕的影響［5］。到20世紀(jì)70年代美國通用土壤流失方程引進(jìn)我國以后，一些研究者陸續(xù)以通用土壤流失方程為原型，綜合考慮了影響土壤侵蝕的各個因子，利用水蝕區(qū)徑流小區(qū)觀測資料和研究區(qū)的實(shí)際情況對各因子指標(biāo)及其算法進(jìn)行修正，建立了若干個地區(qū)性水蝕預(yù)報模型，主要包括東北漫崗丘陵區(qū)［21］、黃土高原區(qū)［5，22-23］、長江三峽庫區(qū)［24］、福建地區(qū)［25］、廣東地區(qū)［26］、滇東北山區(qū)［27］、紅壤丘陵地區(qū)［28］等。然而，我國國土面積廣闊，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國家相比相對程度低，能投入到水土流失監(jiān)測人力、物力、財力十分有限，無法像國外進(jìn)行大規(guī)模的監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)，因此觀測點(diǎn)布設(shè)相對稀疏、測次相對較少、測時相對較短、觀測數(shù)據(jù)相對較少，我國水蝕預(yù)報模型有著與國外迥然不同的特點(diǎn):國外基于大量監(jiān)測數(shù)據(jù)建立了坡面、區(qū)域、流域經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)半過程、過程水蝕區(qū)域模型［29-30］，我國坡面、流域、區(qū)域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型在借鑒國外水蝕模型發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)上得到了長足的發(fā)展發(fā)展，物理過程模型在近20年發(fā)展加快［31-33］。

2.1我國最早的經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型—劉善建模型

劉善建利用甘肅天水水土保持試驗(yàn)站在天水城南梁家坪沙壤土的坡地上布設(shè)了19個小區(qū)里記錄的1945～1950年不同降雨、地表覆蓋、坡度下徑流、沖刷數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析，得出了該地區(qū)土壤水蝕預(yù)報模型該模型是我國第一個比較完善的經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型［5］，為我國水蝕預(yù)報經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2基于USLE的中國特色的綜合因子經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型

江忠善、鄭粉莉等基于USLE在綜合分析我國坡面模型研究成果的基礎(chǔ)上，提出了適于我國侵蝕環(huán)境的坡面水蝕預(yù)報模型［20］，模型最大特點(diǎn)是考慮了淺溝侵蝕對坡面土壤侵蝕的貢獻(xiàn)，模型形式為A=RKLS-GCP，其中，A為年平均年土壤流失量;R為降雨侵蝕力，根據(jù)全國降雨侵蝕力的研究結(jié)果，擬定次降雨量為10mm的降雨為侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)，并選用EI30指標(biāo)作為全國降雨侵蝕力的統(tǒng)一評價指標(biāo)，基本兼顧了我國絕大多數(shù)地區(qū)的降雨特性，且預(yù)報效果較好;K為土壤可蝕性因子，以江忠善提出的標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)為基準(zhǔn)，以現(xiàn)有各地小區(qū)資料分析為主，補(bǔ)充必要的天然或人工降雨試驗(yàn)，研究主要土壤亞類的土壤可蝕性K值與土壤機(jī)械組成、水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量、土壤入滲和土層厚度的關(guān)系，繪制諾謨圖，用于查算我國土壤亞類的土壤可蝕性K值;L為無量綱的坡長因子;S為無量綱的坡度因子;G為無量綱的淺溝侵蝕影響因子，計算采用G=1+β，β為淺溝侵蝕影響因子的校正系數(shù)，主要受降雨、匯流強(qiáng)度、坡度坡長和土壤性質(zhì)的影響。當(dāng)坡面無淺溝侵蝕時，β=0;C為無量綱的覆蓋與管理因子;P為無量綱的水土保持措施因子。江忠善、鄭粉莉模型考慮了淺溝侵蝕對坡面侵蝕產(chǎn)沙的重要影響，結(jié)合我國地形復(fù)雜陡坡地比例大的地形特征，確定了我國標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)的規(guī)格，建立了我國坡面水蝕預(yù)報模型，利用自然坡面徑流小區(qū)實(shí)測資料對模型進(jìn)行驗(yàn)證表明模型具有較高的預(yù)報精度，在有淺溝和無淺溝的坡面上預(yù)報精度達(dá)88%以上。CSLE(ChineseSoilLossEquation)是劉寶元等以USLE為原型、以黃土高原丘陵溝壑區(qū)安塞、子洲、離石、延安、綏德等徑流小區(qū)實(shí)測資料為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，考慮了我國陡坡土壤侵蝕特征以及長期形成的系統(tǒng)化水土流失防治措施，建立了中國土壤侵蝕方程［3］:A=RKLSBET，其中A為單位面積的年土壤侵蝕量;R為降雨侵蝕力因子，是降雨量和最大10分鐘雨強(qiáng)的函數(shù)，實(shí)際應(yīng)用中，要獲得次降雨數(shù)據(jù)是很難的，為此建立了用日降雨數(shù)據(jù)計算半月降雨侵蝕力的模型;K為土壤可蝕性因子，計算采用的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)為20m長，5m寬，坡度為15°順坡耕作的清耕休閑地;L為坡長因子，S為坡度因子，長時間以來坡長和土壤侵蝕的關(guān)系在野外實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室模擬都做了大量的研究，結(jié)果表明，土壤侵蝕和坡長的指數(shù)成正比，只是指數(shù)大小略有不同，例如Zingg得到坡長指數(shù)為0.6［11］;Musgrave認(rèn)為坡長指數(shù)為0.35［15］;1965年出版的USLE建議坡度大于10%坡長指數(shù)采用0.6，坡長比較長的坡長指數(shù)采用0.3，其他情況坡長指數(shù)則用0.5;1978年，USLE調(diào)整了不同情況下坡長指數(shù)，對于坡度大于或等于5%，坡長指數(shù)為0.5，坡度介于3.5%和4.5%之間的坡長指數(shù)為0.4，坡度介于1%和3%之間的坡長指數(shù)為0.3，坡度小于1%坡長指數(shù)為0.2;1997年出版的RUSLE則用了一個坡度的連續(xù)函數(shù)來計算坡長指數(shù)。我國陡坡土壤侵蝕非常嚴(yán)重，劉寶元等利用中國黃土高原的綏德、安塞、子洲等地的觀測數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)RUSLE中的LS計算方法不適合陡坡條件，1978年出版的USLE中坡長因子計算模型在中國適用，同時繼承他人成果和完善陡坡地坡度因子計算，確定了CSLE中坡度因子的計算方法;B為生物措施因子;E為工程措施因子;T為耕作措施因子。這幾個因子均無量綱。與USLE模型相比，CSLE充分考慮了我國地形特征、水土保持措施的實(shí)際情況，將原來的作物覆蓋管理因子、措施因子根據(jù)我國水土保持實(shí)際情況重新歸納為了生物措施因子、工程措施因子和耕作措施因子，因子更能反映我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水土保持狀況，同時對地形因子算法，尤其是陡坡的地形因子進(jìn)行了改進(jìn)，使結(jié)果更符合中國實(shí)際情況。

2.3小流域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型

江忠善等利用陜北、晉西、隴東南黃土丘陵溝壑區(qū)10條典型溝道小流域1954～1970年期間的406場降雨洪水徑流泥沙的實(shí)測資料，分析了影響流域產(chǎn)沙的降雨、地形、土質(zhì)、植被等因素和產(chǎn)沙的一些特性，并將影響產(chǎn)沙的因素概括為洪水徑流總量、流域平均坡度、黃土中砂粒粉粒含量和植被作用系數(shù)，將這些作為產(chǎn)沙量預(yù)報模型的指標(biāo)，建立了未治理流域暴雨產(chǎn)沙量的預(yù)報模型［4］:Ms=0.37M1.15JKP，其中，Ms為一次暴雨的流域產(chǎn)沙模數(shù)，單位為t/km2，M為一次暴雨的洪量模數(shù)，單位為m3/km2，J為流域平均坡度，以比值計，K為土壤可蝕性因子，以黃土中砂粒和粉粒占總量比例表示可蝕性指標(biāo)，以小數(shù)計;P為與流域植被度有關(guān)的植被作用系數(shù)，模型提供了查找圖供使用者查找P值。江忠善、宋文經(jīng)模型根據(jù)黃土高原丘陵溝壑區(qū)內(nèi)不同地區(qū)小流域本身都存在著較好的水沙關(guān)系，綜合考慮了徑流、地形、土壤、植被對流域產(chǎn)沙的影響，模型考慮因素全面，結(jié)構(gòu)較為合理，為黃土高原丘陵溝壑區(qū)沒有開展水土保持工作的小流域產(chǎn)沙提供了工具，但模型預(yù)報的只是流域產(chǎn)沙總量，不能反映流域內(nèi)產(chǎn)沙的空間差異，可以對流域內(nèi)水土保持措施需求提供參考，但對內(nèi)部水土保持措施的具體配置則無法使用，同時模型所選用的水文觀測資料都是來自沒有開展水土保持治理的小流域，如果對水土保持治理程度較高的流域，則需要考慮治理程度對產(chǎn)沙量的影響。

2.4區(qū)域經(jīng)驗(yàn)水蝕預(yù)報模型

周佩華等分析了河流輸沙量與流域內(nèi)的水土流失之間的關(guān)系，建立了河流輸沙量與流域內(nèi)影響水土流失各主要因素之間的相關(guān)方程，用以進(jìn)行水土流失預(yù)測?？紤]到我國地域遼闊，區(qū)域間差異顯著，將我國分成了東北漫崗丘陵區(qū)、黃土高原區(qū)、青藏高原區(qū)、北方山地丘陵區(qū)、云貴高原及四川盆地區(qū)、江南丘陵區(qū)(含臺灣省)及華南山地丘陵區(qū)(含海南諸島)七大區(qū)，選擇了松花江、黃河、淮河、長江、贛江、西江作為代表河流，分區(qū)建立了模型［34］:黃土高原區(qū):y=0.075M2.399×Q－0.027×1.573(1－p)青藏高原區(qū):y=0.3357M－0.268×Q1.919×P－0.394北方山地丘陵區(qū):y=76100M0.705×Q0.986×P－2.477云貴高原及四川盆地區(qū):y=0.000765M0.409×Q1.131×P－0.629江南丘陵區(qū):y=66.09M0.988×Q0.178×P－0.151東北漫崗丘陵區(qū):y=0.226M－0.2×Q1.368(缺少水土保持?jǐn)?shù)據(jù)故未考慮P)華南山地丘陵區(qū):y=0.0127M0.076×Q1.698(缺少水土保持?jǐn)?shù)據(jù)故未考慮P)式中，y為河流年輸沙量，單位為億t，M為一日最大洪水量，Q為年徑流量，單位為億m2，P為水土保持治理面積占水土流失面積的百分比。該模型充分考慮了地域差異，對全國進(jìn)行了分區(qū)建模型，同時也考慮了徑流、降雨、水土保持措施對侵蝕的影響，但模型仍屬于集總模型，無法反映區(qū)域內(nèi)水土流失差異，也無法為水土保持措施配置提供參考，同時，模型基于一定水平水土保持水平下統(tǒng)計分析結(jié)果，當(dāng)水土保持措施發(fā)生變化時，需要重新率定?？紤]到目前國內(nèi)外對區(qū)域水土流失的研究還比較薄弱，如我國一般通過宏觀分區(qū)的方法來實(shí)現(xiàn)區(qū)域的整體評價［34］;國外如美國，則通常通過地面定位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)評價并結(jié)合統(tǒng)計匯總的方式，定期得到全國土壤侵蝕狀況的數(shù)據(jù)資料［1］;關(guān)于全球變化的研究則力圖在坡面研究的基礎(chǔ)上，通過尺度轉(zhuǎn)換的方法獲得區(qū)域乃至全球的土壤侵蝕數(shù)據(jù)［35］。胡良軍、李銳等對黃土高原的水土流失進(jìn)行系統(tǒng)、宏觀、綜合的分析，確定了一套適用于黃土高原的水土流失宏觀定量評價的指標(biāo)體系，建立了適用于黃土高原的水土流失預(yù)報的宏觀定量數(shù)學(xué)模型［23］:L=3.5210P0.7887S－0.09616G1.9945M0.01898e－0.00144C，式中，L為侵蝕模數(shù);P為汛期降雨量;S為大于0.25mm風(fēng)干土水穩(wěn)性團(tuán)粒含量;C為植被蓋度;G為溝壑密度;M為坡耕地面積比;其余字母為待定系數(shù)。模型是對區(qū)域水土流失進(jìn)行宏觀、定量的分析結(jié)果建立的區(qū)域水土流失快速預(yù)報模型，無論從理論上還是實(shí)踐上都具有十分重要的意義，同時結(jié)合了GIS技術(shù)進(jìn)行輔助計算，可以反映區(qū)域水土流失空間差異，從而克服了以往集總模型無法反映空間差異的缺點(diǎn)，但模型主要是針對黃土高原的具體情況建立和率定的，如果需要應(yīng)用到其他的區(qū)域，還需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行修正。

土壤侵蝕概念范文第3篇

關(guān)鍵詞土壤退化；概況；進(jìn)展；方向

中圖分類號S158.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1000－3037(2000)03－0280－05

鑒于土壤及土地退化對全球食物安全、環(huán)境質(zhì)量及人畜健康的負(fù)面影響日益嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)，從土壤圈與地圈—生物圈系統(tǒng)及其它圈層間的相互作用的角度研究土壤退化，特別是人為因素誘導(dǎo)的土壤退化的發(fā)生機(jī)制與演變動態(tài)、時空分布規(guī)律及未來變化預(yù)測與恢復(fù)重建對策，已成為研究全球變化的最重要的組成部分，并將繼續(xù)成為21世紀(jì)國際土壤學(xué)、農(nóng)學(xué)及環(huán)境科學(xué)界共同關(guān)注的熱點(diǎn)問題。但是，迄今為止，有關(guān)土壤退化的許多理論問題及過程機(jī)理尚不清楚，還沒有公認(rèn)的或統(tǒng)一的土壤退化指標(biāo)和定量化評價方法[1]。因此，及時了解國際土壤退化研究的最新動向，并結(jié)合我國實(shí)際創(chuàng)造性地開展該領(lǐng)域的研究工作，具有重要的學(xué)術(shù)價值和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)意義。

1土壤退化的概念

土壤退化(Soildegradation)是指在各種自然，特別是人為因素影響下所發(fā)生的導(dǎo)致土壤的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力或土地利用和環(huán)境調(diào)控潛力，即土壤質(zhì)量及其可持續(xù)性下降（包括暫時性的和永久性的）甚至完全喪失其物理的、化學(xué)的和生物學(xué)特征的過程，包括過去的、現(xiàn)在的和將來的退化過程，是土地退化的核心部分。土壤質(zhì)量(Soilquality)則是指土壤的生產(chǎn)力狀態(tài)或健康(Health)狀況，特別是維持生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和持續(xù)土地利用及環(huán)境管理、促進(jìn)動植物健康的能力[2]。土壤質(zhì)量的核心是土壤生產(chǎn)力，其基礎(chǔ)是土壤肥力。土壤肥力是土壤維持植物生長的自然能力，它一方面是五大自然成土因素，即成土母質(zhì)、氣候、生物、地形和時間因素長期相互作用的結(jié)果，帶有明顯的響應(yīng)主導(dǎo)成土因素的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性；另一方面，人類活動也深刻影響著自然成土過程，改變土壤肥力及土壤質(zhì)量的變化方向。因此，土壤質(zhì)量的下降或土壤退化往往是一個自然和人為因素綜合作用的動態(tài)過程。根據(jù)土壤退化的表現(xiàn)形式，土壤退化可分為顯型退化和隱型退化兩大類型。前者是指退化過程（有些甚至是短暫的）可導(dǎo)致明顯的退化結(jié)果，后者則是指有些退化過程雖然已經(jīng)開始或已經(jīng)進(jìn)行較長時間，但尚未導(dǎo)致明顯的退化結(jié)果。

2全球土壤退化概況

當(dāng)前，因各種不合理的人類活動所引起的土壤和土地退化問題，已嚴(yán)重威脅著世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。據(jù)統(tǒng)計，全球土壤退化面積達(dá)1965萬km2。就地區(qū)分布來看，地處熱帶亞熱帶地區(qū)的亞洲、非洲土壤退化尤為突出，約300萬km2的嚴(yán)重退化土壤中有120萬km2分布在非洲、110萬km2分布于亞洲；就土壤退化類型來看，土壤侵蝕退化占總退化面積的84%，是造成土壤退化的最主要原因之一；就退化等級來看，土壤退化以中度、嚴(yán)重和極嚴(yán)重退化為主，輕度退化僅占總退化面積的

38%[3～6]。

全球土壤退化評價(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究結(jié)果[3～6]顯示，土壤侵蝕是最重要的土壤退化形式，全球退化土壤中水蝕影響占56%，風(fēng)蝕占28%；至于水蝕的動因，43%是由于森林的破壞、29%是由于過度放牧、24%是由于不合理的農(nóng)業(yè)管理，而風(fēng)蝕的動因，60%是由于過度放牧、16%是由于不合理的農(nóng)業(yè)管理、16%是由于自然植被的過度開發(fā)、8%是由于森林破壞；全球受土壤化學(xué)退化（包括土壤養(yǎng)分衰減、鹽堿化、酸化、污染等）影響的總面積達(dá)240萬km2，其主要原因是農(nóng)業(yè)的不合理利用(56%)和森林的破壞(28%)；全球物理退化的土壤總面積約83萬km2，主要集中于溫帶地區(qū)，可能絕大部分與農(nóng)業(yè)機(jī)械的壓實(shí)有關(guān)。

3我國土壤退化狀況

首先，我國水土流失狀況相當(dāng)嚴(yán)重，在部分地區(qū)有進(jìn)一步加重的趨勢。據(jù)統(tǒng)計資料[7]，1996年我國水土流失面積已達(dá)183萬km2，占國土總面積的19%。僅南方紅黃壤地區(qū)土壤侵蝕面積就達(dá)6153萬km2，占該區(qū)土地總面積的1/4[8]。同時，對長江流域13個重點(diǎn)流失縣水土流失面積調(diào)查結(jié)果表明，在過去的30年中，其土壤侵蝕面積以平均每年1.2%～2.5%的速率增加[9]，水土流失形勢不容樂觀。

其次，從土壤肥力狀況來看，我國耕地的有機(jī)質(zhì)含量一般較低，水田土壤大多在1%～3%，而旱地土壤有機(jī)質(zhì)含量較水田低，＜1%的就占31.2%；我國大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下，其中山東、河北、河南、山西、新疆等5?。▍^(qū)）嚴(yán)重缺氮面積占其耕地總面積的一半以上；缺磷土壤面積為67.3萬km2，其中有20多個省（區(qū)）有一半以上耕地嚴(yán)重缺磷；缺鉀土壤面積比例較小，約有18.5萬km2，但在南方缺鉀較為普遍，其中海南、廣東、廣西、江西等?。▍^(qū)）有75%以上的耕地缺鉀，而且近年來，全國各地農(nóng)田養(yǎng)分平衡中，鉀素均虧缺，因而，無論在南方還是北方，農(nóng)田土壤速效鉀含量均有普遍下降的趨勢；缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。對全國土壤綜合肥力狀況的評價尚未見報道，就東部紅壤丘陵區(qū)而言，選擇土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表層土壤厚度等11項(xiàng)土壤肥力指標(biāo)進(jìn)行土壤肥力綜合評價的結(jié)果表明，其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影響，處于中、下等水平，高、中、低肥力等級的土壤的面積分別占該區(qū)總面積的25.9%、40.8%和33.3%，在廣東丘陵山區(qū)、廣西百色地區(qū)、江西吉泰盆地以及福建南部等地區(qū)肥力退化已十分嚴(yán)重[11]。

此外，其它形式的土壤退化問題也十分嚴(yán)重。以南方紅壤區(qū)為例，約20萬km2的土壤由于酸化問題而影響其生產(chǎn)潛力的發(fā)揮；化肥、農(nóng)藥施用量逐年上升，地下水污染不斷加劇，在部分沿海地區(qū)其地下水硝態(tài)氮含量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于WHO建議的最高允許濃度10mg/l；同時，在一些礦區(qū)附近和復(fù)墾地及沿海地區(qū)土壤重金屬污染也相當(dāng)嚴(yán)重[8]。

4土壤退化研究進(jìn)展

自1971年FAO提出土壤退化問題并出版“土壤退化"專著以來，土壤退化問題日益受到人們的關(guān)注。第一次與土地退化有關(guān)的全球性會議——聯(lián)合國土地荒漠化(desertification)會議于1977在肯尼亞內(nèi)羅畢召開。聯(lián)合國環(huán)境署(UNEP)又分別于1990年和1992年資助了Oldeman等開展全球土壤退化評價(GLASOD)、編制全球土壤退化圖和干旱土地的土地退化（即荒漠化）評估的項(xiàng)目計劃。1993年FAO等又召開國際土壤退化會議，決定開展熱帶亞熱帶地區(qū)國家級土壤退化和SOTER（土壤和地體數(shù)字化數(shù)據(jù)庫）試點(diǎn)研究。在1994年墨西哥第15屆國際土壤學(xué)大會上，土壤退化，尤其是熱帶亞熱帶的土壤退化問題倍受與會者的重視，不少科學(xué)家指出，今后20年熱帶亞熱帶將有1/3耕地淪為荒地，117個國家糧食將大幅度減產(chǎn)，呼吁加強(qiáng)土壤退化及土地退化恢復(fù)重建研究，并在土壤退化的概念、退化動態(tài)數(shù)據(jù)庫、退化指標(biāo)及評價模型與地理信息系統(tǒng)、退化的遙感與定位動態(tài)監(jiān)測和模擬建模及預(yù)測、土壤復(fù)退性能研究、退化系統(tǒng)恢復(fù)重建的專家決策系統(tǒng)等研究方面有了新的發(fā)展。國際水土保持學(xué)會也于1997在加拿大多倫多組織召開了以流域?yàn)榛A(chǔ)的生態(tài)系統(tǒng)管理的全球挑戰(zhàn)國際研討會，從生態(tài)系統(tǒng)、流域的角度探討土壤侵蝕等土壤退化等問題。而且，國際土壤聯(lián)合會于1996年和1999年分別在土耳其和泰國舉行了直接以土地退化為主題的第一屆和第二屆國際土地退化會議，并在第一屆會議上決定成立了土壤退化研究工作組專門研究土壤退化，在第二屆會議上則對土壤退化問題更為重視，并有學(xué)者倡議將土壤退化研究提高到退化科學(xué)的高度來認(rèn)識，并決定于2001年在巴西召開第三屆國際土壤退化會議[12]。同時，在亞洲，由UNDP和FAO支持的“亞洲濕潤熱帶土壤保持網(wǎng)(ASOCON)”和“亞洲問題土壤網(wǎng)”也在亞太土地退化評估與控制方面開展了大量的卓有成效的研究工作。總的說來，國際上土壤退化研究在以下方面取得了重要進(jìn)展：①從土壤退化的內(nèi)在動因和外部影響因子（包括自然和社會經(jīng)濟(jì)因素）的綜合角度，研究土壤退化的評價指標(biāo)及分級標(biāo)準(zhǔn)與評價方法體系；②從土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)過程及其相互作用入手，研究土壤退化的過程與本質(zhì)及機(jī)理；③從歷史的角度出發(fā)，結(jié)合定位動態(tài)監(jiān)測，研究各類土壤退化的演變過程及發(fā)展趨向和速率，并對其進(jìn)行模擬和預(yù)測；④側(cè)重人類活動（特別是土地利用方式和土壤經(jīng)營管理措施）對土壤退化和土壤質(zhì)量影響的研究，并將土壤退化的理論研究與退化土壤的治理和開發(fā)相結(jié)合，進(jìn)行土地更新技術(shù)和土壤生態(tài)功能保護(hù)的試驗(yàn)示范和推廣；⑤注重傳統(tǒng)技術(shù)（野外調(diào)查、田間試驗(yàn)、盆栽試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室分析測試、定位觀測試驗(yàn)等）與高新技術(shù)（遙感、地理信息系統(tǒng)、地面定位系統(tǒng)、模擬仿真、專家系統(tǒng)等）的結(jié)合；⑥從社會經(jīng)濟(jì)學(xué)角度研究土壤退化對土壤質(zhì)量及其生產(chǎn)力的影響。

我國土壤學(xué)研究工作在過去幾十年主要集中在土壤發(fā)生、分類和制圖（特別是土壤資源清查）；土壤基本物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)（特別是土壤肥力性狀）；土壤資源開發(fā)利用與改良（特別是土壤培肥，鹽漬土和紅壤的改良等）等方面。這些工作雖然在廣義上與土壤退化科學(xué)密切相關(guān)，但直接以土壤退化為主題的研究工作主要集中在最近10多年，其中又以熱帶亞熱帶土壤退化研究工作較為系統(tǒng)和深入，并在80年代參與了熱帶亞熱帶土壤退化圖的編制，完成了海南島1∶100萬SOTER圖的編制工作。90年代以來，中國科學(xué)院南京土壤研究所結(jié)合承擔(dān)國家“八五”科技攻關(guān)專題“南方紅壤退化機(jī)制及防治措施研究”和國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“我國東部紅壤地區(qū)土壤退化的時空變化、機(jī)理及調(diào)控對策的研究”任務(wù)，將宏觀調(diào)研與田間定位動態(tài)觀測和實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)相結(jié)合，將遙感、地理信息系統(tǒng)等高新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，將自然與社會經(jīng)濟(jì)因素相結(jié)合，將時間演變與空間分布研究相結(jié)合，將退化機(jī)理與調(diào)控對策研究相結(jié)合，對南方紅壤丘陵區(qū)土壤退化的基本過程、作用機(jī)理及調(diào)控對策進(jìn)行了有益的探索，并在以下方面取得了重要進(jìn)展[8、13]：①初步定義了土壤退化的概念，闡明了紅壤退化的基本過程、機(jī)制、特點(diǎn)。②在土壤侵蝕方面，利用遙感資料和地理信息系統(tǒng)技術(shù)編制了東部紅壤區(qū)1∶400萬90年代土壤侵蝕圖與疊加類型圖及典型地區(qū)70、80、90年代疊加土壤侵蝕圖，并在土壤侵蝕圖、土地利用圖、土壤母質(zhì)圖等基礎(chǔ)上，編制了1∶400萬土壤侵蝕退化分區(qū)概圖；對南方主要類型土壤可蝕性K值進(jìn)行了田間測定，并利用全國第二次土壤普查數(shù)據(jù)和校正的Wischmeier方程，計算我國南方主要類型土壤可蝕性K，編制了相關(guān)圖件。③在肥力退化機(jī)理方面，建立了南方紅壤區(qū)土壤肥力數(shù)據(jù)庫，初步提出了肥力退化評價指標(biāo)體系，進(jìn)行了土壤肥力退化評價的嘗試，并繪制了紅壤退化評價有關(guān)圖件；將養(yǎng)分平衡與土壤養(yǎng)分退化研究相結(jié)合總結(jié)了我國南方農(nóng)田養(yǎng)分平衡10年變化規(guī)律及其與土壤肥力退化的關(guān)系，認(rèn)為土壤侵蝕、酸化養(yǎng)分淋失等造成的養(yǎng)分赤字循環(huán)及養(yǎng)分的不平衡是土壤養(yǎng)分退化的根本原因；應(yīng)用遙感手段及歷史資料，編制了0～20cm及0～100cm土層的土壤有機(jī)碳密度圖，探討了紅壤有機(jī)碳庫的消長與轉(zhuǎn)化及腐殖質(zhì)組成性質(zhì)的變化規(guī)律；提出了磷素固定是紅壤磷素退化的主要原因，磷素有效性衰減的實(shí)質(zhì)是磷素的雙核化和向固相的擴(kuò)散，解決了紅壤磷素退化的實(shí)質(zhì)問題。④在土壤酸化方面，研究了紅壤的酸化特點(diǎn)，根據(jù)土壤的酸緩沖性能，建立了土壤酸敏感性分級標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了紅壤酸敏感性分級和分區(qū)，首次繪制了有關(guān)地區(qū)土壤酸敏感性分區(qū)概圖；采用MAGIC模型，并進(jìn)行校正對我國紅壤酸化進(jìn)行預(yù)測，揭示紅壤酸度的時空變化規(guī)律；并在作物耐鋁快速評估方面取得了重要進(jìn)展。⑤在土壤污染方面，利用多參數(shù)對重金屬的土壤污染進(jìn)行了綜合評估，建立了綜合污染指數(shù)(CPI)值的計算方法，對不同地區(qū)的污染狀況進(jìn)行了評估，繪制了重金屬污染概圖；應(yīng)用農(nóng)藥在土壤中的吸附系數(shù)(Kd)和半衰期(t1/2)及基質(zhì)遷移模式，闡明了土壤農(nóng)藥污染的機(jī)理；在重金屬污染對土壤肥力的影響方面的研究結(jié)果表明，重金屬污染可降低土壤對鉀的保持能力，促進(jìn)鉀的淋失；而對氮和磷而言，主要是降低與其催化降解和循環(huán)相關(guān)的酶的活性。⑥紅壤退化防治方面，提出了區(qū)域治理調(diào)控對策，“頂林—腰果—谷農(nóng)—塘魚”等立體種養(yǎng)模式等，并對一些開發(fā)模式進(jìn)行示范和評價。

然而，我國幅員遼闊，自然和社會經(jīng)濟(jì)條件復(fù)雜多樣，地區(qū)間差異明顯。各類型區(qū)在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展過程中均不同程度地面臨著各種資源環(huán)境退化問題，有些問題是全區(qū)共存的，有些則是特定類型區(qū)所特有的。過去的工作僅集中于江南紅壤丘陵區(qū)，而對其它地區(qū)觸及較少。而且，在研究工作中，也往往偏重于單項(xiàng)指標(biāo)及單個過程的研究。土壤退化綜合評價指標(biāo)體系的研究基本處于空白，對退化過程的相互作用研究不夠。同時，在合理選擇堿性物質(zhì)改良劑種類、提高經(jīng)濟(jì)效益以及長期施用改良劑對土壤物理、化學(xué)，特別是生物學(xué)性質(zhì)的影響等方面還有許多問題有待進(jìn)一步研究，對耐酸（鋁）作物品種的選擇研究也亟待加強(qiáng)。此外，對其它土壤退化問題，如集約化農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及礦產(chǎn)開發(fā)引起的土壤及水體污染、土壤生物多樣性衰減等問題，尚未開展系統(tǒng)研究。

5土壤退化的研究方向

土壤退化是一個非常綜合和復(fù)雜的、具有時間上的動態(tài)性和空間上的各異性以及高度非線性特征的過程。土壤退化科學(xué)涉及很多研究領(lǐng)域，不僅涉及到土壤學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)及環(huán)境科學(xué)，而且也與社會科學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)及相關(guān)方針政策密切相關(guān)。然而，迄今為止，國內(nèi)外的大多數(shù)研究工作偏重于對特定區(qū)域或特定土壤類型的某些土壤性狀在空間上的變化或退化的評價，而很少涉及不同退化類型在時間序列上的變化。而且，在土壤退化評價方法論及評價指標(biāo)體系定量化、動態(tài)化、綜合性和實(shí)用性以及尺度轉(zhuǎn)換等方面的研究工作大多處于探索階段。

我國土壤退化研究雖然在某些方面取得了一定的、有特色的進(jìn)展，但整體上還處于起步階段。為此，作者認(rèn)為，今后我國土壤退化的研究工作應(yīng)從更廣和更深的層次上系統(tǒng)綜合地開展土壤退化的綜合評價與主要退化類型農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的重建和恢復(fù)研究，并逐步向土地退化或環(huán)境退化方向拓展。具體來說，應(yīng)加強(qiáng)以下幾個方面的研究工作：

(1)土壤與土地退化指標(biāo)評價體系研究。主要包括用于評價不同土壤及土地退化類型的單項(xiàng)和綜合評價指標(biāo)、分級標(biāo)準(zhǔn)、閾值和彈性，定量化的和綜合的評價方法與評價模型等；

(2)土壤退化的監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)研究。主要包括建立土壤退化監(jiān)測研究網(wǎng)絡(luò)，對重點(diǎn)區(qū)域和國家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的類型、范圍及退化程度進(jìn)行監(jiān)測和評價，并進(jìn)行分類區(qū)劃，為退化土地整治提供依據(jù)；

(3)土壤與土地退化過程、機(jī)理及影響因素研究。重點(diǎn)研究幾種主要退化形式（如土壤侵蝕、土壤肥力衰減、土壤酸化、土壤污染及土壤鹽漬化等）的發(fā)生條件、過程、影響因子（包括自然的和社會經(jīng)濟(jì)的）及其相互作用機(jī)理；

(4)土壤與土地退化動態(tài)監(jiān)測與動態(tài)數(shù)據(jù)庫及其管理信息系統(tǒng)的研究。主要包括土壤退化監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)(Benchmarksites)的選建、3S(GIS、GPS、RS)技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)及尺度轉(zhuǎn)換等現(xiàn)代技術(shù)和手段的應(yīng)用與發(fā)展、土壤退化屬性數(shù)據(jù)庫和GIS圖件及其動態(tài)更新、土壤退化趨向的模擬預(yù)測與預(yù)警等方面的工作；

(5)土壤退化與全球變化關(guān)系研究。主要包括土壤退化與水體富營養(yǎng)化、地下水污染、溫室氣體釋放等；

(6)退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建研究。主要包括運(yùn)用生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理及專家系統(tǒng)等技術(shù)，研究和開發(fā)適用于不同土壤退化類型區(qū)的、以持續(xù)農(nóng)業(yè)為目標(biāo)的土壤和環(huán)境綜合整治決策支持系統(tǒng)與優(yōu)化模式，主要退化生態(tài)系統(tǒng)類型土壤質(zhì)量恢復(fù)重建的關(guān)鍵技術(shù)及其集成運(yùn)用的試驗(yàn)示范研究等方面的工作，為土壤退化防治提供決策咨詢和示范樣板；

(7)加強(qiáng)土壤退化對生產(chǎn)力的影響及其經(jīng)濟(jì)分析研究，協(xié)助政府制定有利于持續(xù)土地利用，防治土壤退化的政策。

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土壤侵蝕概念范文第4篇

關(guān)鍵詞：泥沙 災(zāi)害類型 成因機(jī)制

80年代響應(yīng)聯(lián)合國減災(zāi)十年委員會提出的開展“國際減輕自然災(zāi)害十年”(1990～2000年)的號召，在中國減災(zāi)委員會的領(lǐng)導(dǎo)下，有關(guān)部門投入大量的人力和物力開展減災(zāi)防災(zāi)的全面的、系統(tǒng)的研究。他們所研究的災(zāi)害類型涉及七大類，24種。奇怪的是在這七大類24種災(zāi)害中并沒有包括泥沙災(zāi)害，是何原因?qū)е履嗌碁?zāi)害的“疏漏”。筆者揣測并非真正的疏漏，主要原因之一是，由于某些泥沙災(zāi)害已反映在其他自然災(zāi)害類型中，主要反映在地質(zhì)災(zāi)害和洪水災(zāi)害中；二是由于泥沙本身的二重性，即既能成為致災(zāi)因子，也能成為豐富的資源。由于這兩方面的原因，故未能把部分泥沙引發(fā)的災(zāi)害特別地強(qiáng)調(diào)出來。客觀上迄今為止，甚至什么是泥沙，什么是泥沙災(zāi)害并沒有明確的，共識的概念，這也是未能成為獨(dú)立的一類災(zāi)害的原因之一。隨著人口的增加，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境的變異，溫室效應(yīng)等影響，由泥沙為致災(zāi)因子直接，或間接引發(fā)的災(zāi)害環(huán)境越來越為人們重視。正確地認(rèn)識泥沙與泥沙災(zāi)害的類型及其成因機(jī)制，對維持區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展是有十分重要的意義。下面就泥沙與泥沙災(zāi)害的有關(guān)問題提出自己的見解，不妥之處請同仁不吝賜教**。

1 泥沙的二重性

要研究泥沙災(zāi)害，首先要認(rèn)識泥沙。什么是泥沙，在很長的時段內(nèi)并沒有明確的概念；河流泥沙專家錢寧先生在“泥沙運(yùn)動力學(xué)”一書中是這樣定義泥沙的“凡是在流體中運(yùn)動或受水流、風(fēng)力、波浪、冰川及重力作用移動后沉積下來的固體顆粒碎屑”。定義不僅闡明什么是泥沙，而且還高度地概括泥沙的成因類型和動力機(jī)制。同時從定義中還可以看出泥沙粒級大小相差十分懸殊，其粒徑可相差百倍、千倍，甚至萬倍，其體積可相差億倍?？梢娔嗌呈遣煌燃夘w粒碎屑物的總稱。泥沙作為一種物質(zhì)，同其他任何物質(zhì)一樣都有其二重性，既有有利的一面，也有有害的一面，有害的一面為泥沙災(zāi)害，有利的一面稱之為泥沙資源。

1.1 泥沙的災(zāi)害性

什么是泥沙災(zāi)害，至今未見有明確報道；筆者是這樣理解泥沙災(zāi)害的，凡是致災(zāi)因子是泥沙，或由泥沙誘發(fā)其他載體給人類的生存，生存環(huán)境和物質(zhì)文明建設(shè)帶來危害，給經(jīng)濟(jì)帶來損失，這樣的泥沙事件就構(gòu)成泥沙災(zāi)害。由泥沙為致災(zāi)因子形成的災(zāi)害命其為泥沙的直接災(zāi)害；由泥沙誘發(fā)其他載體引發(fā)的災(zāi)害命其為泥沙的間接災(zāi)害。前者如因滑坡、泥石流及崩塌形成的泥沙物質(zhì)給人類、社會和環(huán)境造成的危害(至今仍被世人稱之為地質(zhì)災(zāi)害)。我國是一個多山的國家，2/3為山地，加之人類活動的影響，因滑坡、泥石流和崩塌形成的泥沙災(zāi)害相當(dāng)嚴(yán)重；據(jù)不完全統(tǒng)計，每年發(fā)生的滑坡數(shù)以萬計，有泥石流溝一萬多條，受到威脅的70多座城市和460多個縣城。1949～1990年因崩塌、滑坡、泥石流使我國至少造成100多億元的直接經(jīng)濟(jì)損失。因崩塌、滑坡、泥石流造成近萬人死亡，年均200多人。這些還使我國的鐵路、水庫和電站受到嚴(yán)重威脅。

泥沙間接災(zāi)害是指因土壤侵蝕形成的泥沙在河道或水庫年復(fù)一年又一年的淤積使河床抬高，泄洪能力降低，由不太大的洪水引發(fā)的漫堤、潰決的災(zāi)害(這一類災(zāi)害至今仍然歸咎于洪澇災(zāi)害)。在干旱半干旱地區(qū)地面堆積的風(fēng)砂在強(qiáng)風(fēng)暴作用下也能引起風(fēng)沙災(zāi)害；如1993年5月西北地區(qū)的黑風(fēng)暴形成嚴(yán)重的風(fēng)砂災(zāi)害。由泥沙堆積于河床導(dǎo)致的洪水災(zāi)害，在半干旱地區(qū)比較普遍，在我國主要出現(xiàn)在北方幾條高含沙河流，其中最為典型的是黃河，其次是遼河和永定河。黃河下游在建國前的2000多年的時間內(nèi)，兩岸大堤決溢1500多次，大小改道26次(又一說7次)。建國后由于三次加固加高防洪大堤才50年安然無恙。但由于近年黃河水沙形勢發(fā)生歷史性變化，中上游來水大幅度減少，與此同時，徑流量也大幅度的減少，斷流連續(xù)不斷，泥沙大量淤積在河槽中，使河床不斷地抬高，灘槽高差縮小，河道嚴(yán)重萎縮。1990年1月至1995年12月，小浪底至高村河段抬升34cm，平均每年抬升7cm。現(xiàn)在黃河下游的過洪能力已降低到歷史最低水平，1996年8月5日與8日13日花園口洪峰流量分別為7600m3/s和5520m3/s，8月5日洪峰水位達(dá)到94.73m，高出1958年22300m3/s水位0.91m。使夾河灘以上1855年黃河改道以來從未上過水的高灘居然也漫灘，使河南、山東兩省共有40個縣，173個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，1345個村莊，107萬人受災(zāi)，淹沒耕地23萬hm2，這就是由于泥沙導(dǎo)致的洪水災(zāi)害。因泥沙引起的洪水災(zāi)害在三門峽水庫、洞庭湖和太湖等都有不同程度的表現(xiàn)。如太湖流域1991年的降水量并沒有1954年的降水量大，但洪水淹沒的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1954年，其主要原因就是由于湖區(qū)及其周圍河道泥沙的長年累月的淤積，由此形成與洪量并不相稱的嚴(yán)重洪水災(zāi)害。由此可見，泥沙引發(fā)的洪澇災(zāi)害是不可忽視的泥沙間接災(zāi)害，但也不能因此把所有的洪水災(zāi)害都?xì)w咎于泥沙間接災(zāi)害。我國雖然是世界上洪水最多的國家之一，但真正由泥沙超常規(guī)的堆積，而誘發(fā)的泥沙洪水災(zāi)害也是不多的。

1.2 泥沙的資源性

泥沙不統(tǒng)統(tǒng)都是災(zāi)害，而且在許多方面也是人們離不開的寶貴資源；我國勞動人們很早就利用泥沙作為建筑材料，著名的秦磚漢瓦就是一例。農(nóng)業(yè)上，我國西北地區(qū)很早就有引洪漫地的習(xí)慣，就是把洪水有計劃地引入農(nóng)地，讓洪水中的泥沙沉積在農(nóng)地，既灌地，又改良了土壤，是一舉兩得。當(dāng)前有很多地方大力推廣應(yīng)用高含沙洪水引洪漫地，化害為利。在黃河下游引黃灌溉的同時，還起到洗堿壓堿，改造中低產(chǎn)田。

在人類歷史以前，由于不存在什么是泥沙災(zāi)害，由高處侵蝕產(chǎn)生的泥沙大量地堆積在流域的低洼處，為后人塑造了賴以生存的土地資源；例如黃河中上游的侵蝕產(chǎn)沙不僅塑造出河套平原，汾渭平原，而且還塑造出約20萬km2的華北平原。同樣，長江也由于中上游的侵蝕產(chǎn)沙塑造了肥沃的長江中下游平原和兩湖湖濱平原；在西南地區(qū)位于河谷中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，村莊乃至縣城都建于由滑坡、崩塌或泥石流堆積的沖洪積扇上，或河流階地上。這些泥沙堆積地貌區(qū)也還是當(dāng)前的主要基本農(nóng)地。即使進(jìn)入人類社會，泥沙也不全都是害，例如黃河的泥沙每年仍以23km2的速度在河口三角洲建造陸地。1855年黃河改道以來，使近代三角洲的面積達(dá)到2200km2。長江流域的泥沙在河口堆積，使在唐朝還不顯眼的，出水不久的沙洲，經(jīng)過一千多年的泥沙堆積，如今已成為面積約1083km2的崇明島。此外泥沙災(zāi)害與泥沙資源也是可以相互轉(zhuǎn)換的，開始是災(zāi)害，事后又轉(zhuǎn)化為資源，或原來是資源后來轉(zhuǎn)化為災(zāi)害；如黃土高原上的一些大型黃土、或紅土滑坡堵塞溝道，形成聚湫；開始可能造成一些經(jīng)濟(jì)損失，但不久形成天然淤地壩，成為旱澇保收的基本農(nóng)地。又如黃河高含沙水流泥沙本身含有相當(dāng)數(shù)量的粘土礦物和有機(jī)、無機(jī)膠體，可吸附種類繁多的污染物，因而具有凈化水環(huán)境的效應(yīng)。但泥沙又作為污染物和污染物載體對水環(huán)境和泥沙沉積區(qū)造成污染。轉(zhuǎn)貼于 2 泥沙災(zāi)害類型及其特征

2.1 類型劃分

同其他類型劃分一樣，泥沙類型劃分也應(yīng)該有類型劃分的原則與指標(biāo)；根據(jù)泥沙災(zāi)害，無論是直接災(zāi)害，還是間接災(zāi)害，其泥沙都是來自土壤侵蝕(廣義的土壤侵蝕)。為此有理由借助于土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展的營力作為分類指標(biāo)。土壤侵蝕分類的基本原則，國內(nèi)外多半采用發(fā)生學(xué)原則，以促使土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展的營力作為分類指標(biāo)。本文泥沙災(zāi)害分類也采用發(fā)生學(xué)原則，用產(chǎn)生侵蝕的營力，即流水、重力、風(fēng)力、冰融和人類作用為指標(biāo)。本文只研究前二者，流水和重力作用產(chǎn)生的泥沙災(zāi)害。泥沙災(zāi)害分類過程及系統(tǒng)見表1。這里必須特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，盡管泥沙災(zāi)害分類的原則是借助于侵蝕分類，產(chǎn)生泥沙災(zāi)害的泥沙又是來自土壤侵蝕，但絕不能把侵蝕危害與泥沙災(zāi)害混同。嚴(yán)格地說泥沙災(zāi)害是侵蝕的后果之一，而不是全部。例如黃河中游多沙粗沙區(qū)是強(qiáng)烈侵蝕區(qū)，但不是泥沙災(zāi)害區(qū)。多沙粗沙區(qū)的強(qiáng)烈侵蝕的后果表現(xiàn)是多方面的，一方面是中游的地形支離破碎，生態(tài)環(huán)境日益惡化；另一方面是侵蝕泥沙在三門峽水庫和下游河道堆積，為日后的間接的泥沙災(zāi)害奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。所以黃河下游才是真正的泥沙災(zāi)害區(qū)，關(guān)于它們之間的關(guān)系下文詳細(xì)分析。

土壤侵蝕概念范文第5篇

關(guān)鍵詞保護(hù)區(qū)生物多樣性經(jīng)濟(jì)價值

生物多樣性是維護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定和人類生存發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著科技的發(fā)展和對自然界認(rèn)識的提高，生物多樣性的重要性日益受到重視。目前，對生物多樣性價值的研究已成為生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一，許多學(xué)者對生物多樣性的價值提出了各自的觀點(diǎn)和計算方法，但是由于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、功能多樣行性和認(rèn)識上的差異，各種評價方法仍處于不斷探索和完善之中。

老禿頂子自然保護(hù)區(qū)是太子河上游的水源涵養(yǎng)林區(qū)，保護(hù)好現(xiàn)有森林植被、對于改善遼寧地區(qū)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)遼寧中部城市飲用水源具有重大意義。但是由于林區(qū)居民對森林植被的高度依賴性，保護(hù)與利用之間的矛盾尤為突出，本文試圖通過對該林區(qū)生物多樣性價值的計算，闡明其生態(tài)功能方面的作用，為提高林區(qū)居民對環(huán)保認(rèn)識，制定林區(qū)發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制提供依據(jù)。

1自然概況

老禿頂子自然保護(hù)區(qū)地處自然保護(hù)區(qū)位于遼寧東部，稱自然保護(hù)區(qū)地理位置在東經(jīng)1244906—1245708，北緯411638—412110。距桓仁縣城70公里，在桓仁縣和撫順新賓縣交界處，總面積1.5萬公頃。

老禿頂子保護(hù)區(qū)屬長白山龍崗支脈。森林植被屬長白植物區(qū)系。由最高峰老禿頂子山放射成三條河流分別注入渾江、太子河，最高峰老禿頂子海拔1376.3米，素有“遼寧屋脊”之稱，

老禿頂子保護(hù)區(qū)的土壤以棕壤和暗棕壤為主，棕壤為本區(qū)的地帶性土壤，主要分布于海拔900m以下的落葉闊葉林中，暗棕壤為本區(qū)的垂直地帶性土壤，主要分布于900m以上的中山草甸和暗針葉林中，土壤濕潤，有機(jī)質(zhì)含量高；

老禿頂子保護(hù)區(qū)位于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候中的遼東冷涼濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫6.3℃，絕對最高氣溫37.2℃，絕對最低氣溫—35.7℃，≥10℃年有效積溫為3005℃，年降水量為870--1060mm，是遼寧省最濕潤地區(qū)；無霜期為133天。

老禿頂子保護(hù)區(qū)水平地帶性原生型植被為紅松、闊葉混交林，垂直地帶性質(zhì)北溫性云冷杉暗針葉林，屬長白山、闊葉混交林林的西南延伸部分，日偽時期的掠奪是破壞和下部開墾耕地,原生型頂級群落已破壞殆盡，再加上上述經(jīng)營過程，形成了次生林的不同演替階段，森林覆蓋率為97％；植被類型多樣，主要有蒙古櫟林、山楊，白樺林、雜木林，和柳葉繡線菊灌叢、錦帶花灌叢及紅丁香灌叢等?，F(xiàn)有低高等植物232科，1788種；陸生脊椎動物63科，222種；昆蟲131科，7088種。其中，被列為國家重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危野生植物17種，野生動物22種。有古化石孑遺植物紫杉、天女木蘭，世界獨(dú)有的冰川時期孑遺植物雙蕊蘭。

2生物多樣性價值計算方法

生物多樣性經(jīng)濟(jì)價值是指生物多樣性所包括的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程所提供的具有經(jīng)濟(jì)意義的價值；我國在1994年國家科委組織的自然資源核算研究中，將森林資源環(huán)境價值分為使用價值和非使用價值。使用價值又分直接使用價值和間接使用價值；直接使用價值可分為消費(fèi)性的價值（生物為人類提供了食物、纖維、建筑和家具材料、藥物及其他工業(yè)原料）和非消費(fèi)性的價值（提供人類欣賞的對象）；間接使用價值（即生態(tài)功能，指間接地支持和保護(hù)經(jīng)濟(jì)活動和財產(chǎn)的環(huán)境調(diào)節(jié)功能，表現(xiàn)為涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、鞏固堤岸、防止土壤侵蝕、降低洪峰、改善地方氣候、吸收污染物，并作為CO2的匯在調(diào)節(jié)全球氣候變化中的作用等等）。按照我國對生物多樣性價值的分類，本文主要探討評價了使用價值，包括活立木價值、經(jīng)濟(jì)植物資源、森林旅游價值等直接使用價值，和涵養(yǎng)水源、保持水土、凈化空氣等間接使用價值。

3生物多樣性經(jīng)濟(jì)價值評價

3.1直接使用價值

3.1.1消費(fèi)性的價值

在老禿頂子保護(hù)區(qū)森林系統(tǒng)中，消費(fèi)性的價值主要包括活立木價值、藥材價值、食用野果、野菜價值、菌類價值、畜牧養(yǎng)殖價值等幾個方面；

⑴活立木價值（V活立木）

根據(jù)遼寧主要樹種動態(tài)序列立木林價和老禿頂子保護(hù)區(qū)森林資源統(tǒng)計資料，計算活立木價值。森林的活立木蓄積年增長量價值計算式去為：V活立木=Si*Gi*Pi

式中：Si—各林分的活立木蓄積量；Gi—各林分的凈生長率；Pi—各類林木的活立木林價。

對老禿頂子保護(hù)區(qū)森林活立木蓄積量、增長量及價值的統(tǒng)計結(jié)果。

(2)野果及其它林副產(chǎn)品價值

根據(jù)調(diào)查資料進(jìn)行統(tǒng)計計算，2002年林區(qū)野果及其它林副產(chǎn)品價值為657.99萬元，實(shí)際利用價值為120萬元。野果及其它林副產(chǎn)品包括以下幾個方面：

①野果：野果種類較多，但直接帶來經(jīng)濟(jì)效益的種類主要為榛子、毛榛、山梨、軟棗子與核桃楸。經(jīng)過對林區(qū)野果儲量及居民家庭采收情況進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計出五種主要野果總價值為12.79萬元，居民采收野果收入為7萬元，

②藥材：經(jīng)過調(diào)查保護(hù)區(qū)野生藥用植物達(dá)700多種，根據(jù)樣地調(diào)查資料和聚類方法進(jìn)行林區(qū)內(nèi)各藥用植物資源儲量的計算。經(jīng)統(tǒng)計，林區(qū)內(nèi)所分布的人參、遼五味、遼細(xì)辛、東北紅豆杉、黃檗、龍膽、羊乳、獐耳細(xì)辛、東北延胡索、北馬兜鈴、興安升麻、北烏頭、威靈仙、刺五加、花曲柳、地榆、朝鮮羊藿、鈴蘭及天南星等28種儲量大、經(jīng)常收購藥材的價值為1802.61萬元，以此作為藥材的儲蓄量價值，按照藥材的平均生長年限3年計算，則每年藥材資源產(chǎn)生的價值為700.8萬元，實(shí)際調(diào)查統(tǒng)計林區(qū)居民依靠藥材年收入為13萬元。

③食用菌：食用菌類包括榛蘑、松蘑、木耳等，食用菌價值以居民實(shí)際收入進(jìn)行計算，經(jīng)過統(tǒng)計，居民食用菌年收入44.4萬元。

④山野菜：我區(qū)山野菜資源十分豐富，主要有刺嫩芽、蕨菜、大葉芹、刺五加等，其價值按照居民收入計算，年收入可達(dá)56萬元。

（3）畜牧養(yǎng)殖價值

2002年，老禿頂子保護(hù)區(qū)周圍畜牧養(yǎng)殖業(yè)總產(chǎn)值155.3萬元，養(yǎng)殖種類主要包括牛、羊、豬、鴨和林蛙等。畜牧養(yǎng)殖不能完全依賴森林系統(tǒng)獲取食物，在計算該林區(qū)森林生物多樣性的畜牧養(yǎng)殖價值時，以畜牧養(yǎng)殖業(yè)當(dāng)年產(chǎn)值的一半進(jìn)行計算，則畜牧養(yǎng)殖價值為77.65萬元。

（4）種植業(yè)價值

2002年保護(hù)區(qū)周圍種植中草藥產(chǎn)值達(dá)700萬，主要品種有人參、細(xì)辛、穿龍薯蕷、輪葉黨參等，按其60%在林地種植，其年價值應(yīng)為420萬元。

3.1.2非消費(fèi)性價值

非消費(fèi)性價值應(yīng)包括科學(xué)研究價值、文化教育價值和旅游價值。在時間序列里，服務(wù)價值是個不確定數(shù)值。由于老禿頂子保護(hù)區(qū)的科學(xué)研究和文化教育活動較少，本項(xiàng)目主要評估其旅游價值。估計旅游價值一般采用旅行費(fèi)用支出法計算和統(tǒng)計，游行費(fèi)用支出包括交通費(fèi)用、住宿費(fèi)用、門票及服務(wù)費(fèi)用。2002年老禿頂子保護(hù)區(qū)門票純收入僅有2萬元，實(shí)際應(yīng)收約8萬元，估計游客人數(shù)為8000人。假設(shè)游客逗留2日，按最低消費(fèi)35元/(人*天)計算，則食宿費(fèi)用約28萬元；如果每4人使用一次導(dǎo)游(每次20元左右)，則服務(wù)費(fèi)用約2萬元。如果按此推算，2002年旅游業(yè)產(chǎn)值為38萬元，凈利潤約27萬元。

由于該區(qū)旅游業(yè)剛剛興起，正處于投資建設(shè)階段，游客人數(shù)目前較少。如果采用旅行費(fèi)用支出法評估，旅游價值可能偏低。截止2002年底，總投資額約1060萬元左右。根據(jù)投資決策，投資成本將在5-10年左右的時間收回，如果10年收回成本，則平均每年的最低產(chǎn)值應(yīng)為190萬元左右。

3.2間接使用價值

間接使用價值主要通過生態(tài)功能體現(xiàn)，反映在①提供生態(tài)系統(tǒng)演替與生物進(jìn)化所需要的豐富的物種與遺傳資源；②是生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能，主要是有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)、CO2的固定、O2的釋放、重要污染物質(zhì)降解以及在涵養(yǎng)水源，保護(hù)土壤的生態(tài)功能作用，然后再應(yīng)用市場價值法替代市場法、防護(hù)費(fèi)用法、恢復(fù)費(fèi)用法等方法評價其經(jīng)濟(jì)價值。

3.2.1有機(jī)物質(zhì)的生產(chǎn)

植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，合成有機(jī)物質(zhì)，是生物鏈中有機(jī)物的第一性生產(chǎn)者和生物能量的積累者。地球上植物生物產(chǎn)量約占全球生物產(chǎn)量的99%，而森林生態(tài)系統(tǒng)的生物產(chǎn)量又占植物生物產(chǎn)量的90%。不同地域，不同類型植被單位面積生產(chǎn)力各不相同。

3.2.2固定CO2與釋放O2由植物光合作用方程式，可推算出植物體固定有機(jī)物質(zhì)與吸收CO2、釋放O2之間的關(guān)系，即生成162g多糖有機(jī)物質(zhì)，可吸收264gCO2，釋放192gO2。也就是植物體每積累1g干物質(zhì)，可以固定1.63gCO2，釋放1.19gO2。據(jù)此可估算出老禿頂子保護(hù)區(qū)每年固定CO2與釋放O2的數(shù)量。

根據(jù)老禿頂子保護(hù)區(qū)各主要植被類型的總生物量與總生產(chǎn)力，計算出林區(qū)CO2的總儲存量為580.88噸，CO2的年固定量為408.45噸。

對于固定CO2經(jīng)濟(jì)價值的計算，目前國際上主要有兩種方法，即碳稅法和造林成本法。計算老禿頂子保護(hù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)每年固定CO2總經(jīng)濟(jì)價值為13218.3萬元，二者平均值為7993.0萬元。

O2的釋放量與CO2定量的計算方法相同，也是根據(jù)光合反應(yīng)中固定有機(jī)物與釋放O2的關(guān)系來計算，可估算出老禿頂子保護(hù)區(qū)O2的年釋放量為2.84×105噸。所釋放O2的經(jīng)濟(jì)價值為10691.6萬元。

3.2.3營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)與貯存

營養(yǎng)物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)流動，其中的一部分營養(yǎng)物質(zhì)合成各種有機(jī)物后參與生物體的構(gòu)建。在森林生態(tài)系統(tǒng)中主要表現(xiàn)為木材、林副產(chǎn)品和枯枝落葉而提供給外部環(huán)境，或在植物中保存，或歸還于土壤，因而這部分營養(yǎng)物質(zhì)避免了養(yǎng)分受雨水淋洗的直接流失。植物體所固定的這部分營養(yǎng)物質(zhì)，其主要成分為N、P、K三種元素，所固定營養(yǎng)物質(zhì)的價值，也以這N、P種元素的價值來計算。老禿頂子保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)每年所固定的營養(yǎng)物質(zhì)的間接經(jīng)濟(jì)價值為419.1萬元

3.2.4水土保持

通過林冠的截持降水、枯枝落葉層吸水、森林土壤的良好滲透以及森林各層植物的機(jī)械阻礙和地表植被、枯枝落葉層的防護(hù)，雨水和地表徑流對土壤表面的直接沖刷力大大減弱，地表徑流減少，從而有效地地降低了土壤侵蝕所造成的林地的破壞和土壤肥力的喪失，減輕了泥沙對河流、湖泊及水庫的淤積。

(1)減少土壤侵蝕

對森林所減少的土壤侵蝕量，一般采用有林地和無林地的侵蝕差異來計算，即假定在無林的情況下的土壤侵蝕總量，減去現(xiàn)有林地的土壤侵蝕總量。土壤侵蝕總量的計算，可用土壤侵蝕模數(shù)乘以林地面積求得。老禿頂子保護(hù)區(qū)的林分為重要的水源涵養(yǎng)林和水土保持林。多年來加強(qiáng)對天然林的保護(hù)，森林覆蓋率不斷上升，因而用老禿頂子保護(hù)區(qū)與其周圍地區(qū)的土壤侵蝕差異來計算老禿頂子保護(hù)區(qū)減少的土壤侵蝕量，更具有對比性。老禿頂子保護(hù)區(qū)的土壤侵蝕模數(shù)尚未測定，其森林覆蓋率97%，與本溪市森林覆蓋率72%，計算出由于森林系統(tǒng)的防護(hù)，老禿頂子保護(hù)區(qū)每年可減少的土壤侵蝕總量為二者之差，即508.2噸。

(2)減少土壤肥力損失

由于森林具有水土保持作用，使林地的土壤侵蝕大大降低，因而土壤中的N、P、K、Ga、Mg等元素和其它有機(jī)物也得以保留，所減少的營養(yǎng)物質(zhì)損失量等于減少的土壤侵蝕量乘以土壤中各營養(yǎng)物質(zhì)的含量，即：M=mi*pij其中，M為減少的營養(yǎng)物質(zhì)損失總量；mi為不同土類所減少的侵蝕量；pij為各土類中各營養(yǎng)元素的百分含量；i為各土壤類型；j為不同的營養(yǎng)物質(zhì)（N、P、有機(jī)質(zhì)）。

老禿頂子保護(hù)區(qū)土壤類型及所占比例為:暗棕壤占58%，棕壤42%，各土類的營養(yǎng)物質(zhì)含量見下表2。

表2老禿頂子地區(qū)不同土壤表層養(yǎng)分含量

土壤類型有機(jī)質(zhì)(%)全N(N%)全P(P2O5%)

棕壤10.560.48460.1831

暗棕壤9.860.53280.1635

根據(jù)以上算法，計算老禿頂子保護(hù)區(qū)植被減少的有機(jī)質(zhì)、全N、速效P的流失量分別為2.044×104噸、1.043×103噸、8.09噸。每年減少土壤N、P經(jīng)濟(jì)損失價值為209萬元

3.2.5涵養(yǎng)水源

年涵養(yǎng)水源量用水量平衡法，即公式R=P-E計算：其中：R為年平均徑流量(森林涵養(yǎng)水源量)；P為年平均降水量；E為年平均蒸散量。平均徑流深乘以有林地面積，即為森林涵養(yǎng)水源總量，由此推算出森林每年涵養(yǎng)水源量為2661.3萬m3。森林涵養(yǎng)水源的價值，用年涵養(yǎng)水源總量(m3)乘以1m3水的價格計算。則涵養(yǎng)水源總價值為1783萬元。

3.2.6凈化環(huán)境

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，使大氣中SO2、HF、Cl2、氮氧化物及其它有害氣體含量增加。森林不僅可吸收這些氣體，而且還具有降低光化學(xué)煙霧污染、凈化放射性物質(zhì)、過濾塵埃的作用。老禿頂子保護(hù)區(qū)廣布的森林，作為遼寧東部的綠色屏障，對提高空氣質(zhì)量、保護(hù)居民健康具有重要意義。森林對環(huán)境的凈化作用主要有兩方面，即吸收有害氣體和滯塵能力。

對有害氣體的吸收能力隨林分類型不同而異，闊葉林每年吸收SO2能力為88.65kg/hm2，松林117.6kg/hm2，灌木林地為18.91kg/hm2。根據(jù)此數(shù)據(jù)可計算出老禿頂子保護(hù)區(qū)植被每年可吸收SO2的潛在能力為14250噸。吸收SO2的經(jīng)濟(jì)價值計算，按照削減SO2的投資額為5萬元/100噸，運(yùn)行費(fèi)為1萬元/100噸，即每削減1噸SO2投資成本為600元的數(shù)值計算。則老禿頂子保護(hù)區(qū)植被每年可吸收SO2的潛在經(jīng)濟(jì)價值為855萬元

植物葉片表面凹凸不平，且生長著附屬物或能分泌粘液，可吸附空氣中的塵埃，針葉林年滯塵能力為33.2t/hm2，闊葉林年滯塵能力為10.11t/hm2；削減粉塵成本為170元/噸。老禿頂子保護(hù)區(qū)植被每年滯塵能力為1.95×105噸，削除粉塵的間接經(jīng)濟(jì)價值為3315.0萬元。

4結(jié)論

老禿頂子保護(hù)區(qū)森林系統(tǒng)生物多樣性當(dāng)年所產(chǎn)生的直接接使用價值為木材蓄積年增長價值、果品及其它林副產(chǎn)品價值、畜牧養(yǎng)殖價值和旅游價值之和，即845.67萬元，其間接使用價值為25265萬元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其直接使用價值，即生物多樣性所產(chǎn)生的生態(tài)功能價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其產(chǎn)生的實(shí)物價值，體現(xiàn)了老禿頂子保護(hù)區(qū)森林系統(tǒng)生物多樣性生態(tài)功能與遼寧人民生活密切相關(guān)，保護(hù)好該區(qū)生物多樣性尤為重要。

5討論

5.1森林系統(tǒng)有機(jī)物質(zhì)總生產(chǎn)力的計算是估算林區(qū)植被吸收CO2和釋放O2的基礎(chǔ)，本研究中各群落類型的生產(chǎn)力借用相近地區(qū)組成結(jié)構(gòu)相似的同類型群落生產(chǎn)力，因此在計算中會存在一定程度的誤差。

5.2直接使用價值中以藥材價值最大，為700.8萬元/年，但林區(qū)居民依靠藥材的收入僅13萬元/年，這與藥材資源未被充分開發(fā)利用有關(guān)，因此，充分開發(fā)利用藥材資源，應(yīng)是增加林區(qū)居民直接經(jīng)濟(jì)收益的有效途徑之一，但應(yīng)主要發(fā)展藥材的人工栽植，杜絕濫采濫挖野生資源。

5.3盡管老禿頂子保護(hù)區(qū)森林系統(tǒng)生物多樣性的生態(tài)功能價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其產(chǎn)生的實(shí)物價值，但林區(qū)居民享受的生態(tài)價值僅是其中很小一部分，受益最大的則是廣大市區(qū)居民，因此，為了彌補(bǔ)林區(qū)居民為保護(hù)環(huán)境所作出的犧牲，緩解林區(qū)內(nèi)部保護(hù)與利用之間的矛盾，保護(hù)遼寧的優(yōu)良生態(tài)環(huán)境、保護(hù)好水源，根據(jù)生態(tài)價值貢獻(xiàn)大小對林區(qū)居民進(jìn)行適當(dāng)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償是必要的。

5.4保護(hù)區(qū)的廣大職工在保護(hù)生物多樣性方面起著主要作用，他們承擔(dān)著保護(hù)區(qū)的資源保護(hù)，科研等重要工作，但保護(hù)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施落后，經(jīng)費(fèi)緊缺，專業(yè)人員缺乏，遠(yuǎn)不能適應(yīng)保護(hù)區(qū)工作的需要，需要各級政府和社會各界共同關(guān)注保護(hù)區(qū)事業(yè)，加大建設(shè)力度，保證這塊珍貴的自然資源得到有效保護(hù)。

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