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水土保持學(xué)緒 論水土保持學(xué)及其研究?jī)?nèi)容水土保持的意義水土保持的發(fā)展歷史與其他學(xué)科的關(guān)系一、水土保持學(xué)及其研究?jī)?nèi)容 1、幾個(gè)重要概念 土壤侵蝕： 土壤或其他地面組成物質(zhì)在外營(yíng)力的作用下，被剝蝕、破壞、分離、搬運(yùn)和沉積的過(guò)程。 水土流失： 在外營(yíng)力的作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力遭受的破壞和損失，包括土地表層侵蝕及水的損失。水土保持： 防治水土流失，保護(hù)、改良與合理利用水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，以利于充分發(fā)揮水土資源的效益和建立良好的生態(tài)環(huán)境。 水土保持學(xué)： 研究水土流失形式、發(fā)生原因和規(guī)律、水土保持基本原理，據(jù)以制定規(guī)劃和運(yùn)用綜合措施，防治水土流失，治理江河與風(fēng)沙，保護(hù)、改良和合理利用水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，建立良好的生態(tài)環(huán)境的應(yīng)用科學(xué)。 2、研究?jī)?nèi)容 ① 土壤侵蝕的形式、分布和危害；小流域徑 流的形成與損失過(guò)程；土壤侵蝕特征。 ② 水土流失規(guī)律和水土保持措施。 ③ 水土流失與水土資源調(diào)查和評(píng)價(jià)的方法。 ④ 水土保持的效益。二、 水土保持的意義 1. 水土流失現(xiàn)狀 1990年的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全國(guó)土壤侵蝕面積492萬(wàn)平方公里，占國(guó)土面積的51%。其中水力侵蝕面積179萬(wàn)平方公里，風(fēng)蝕面積188萬(wàn)平方公里，凍融侵蝕125萬(wàn)平方公里。福建省的情況 根據(jù)2000年福建省土壤侵蝕遙感調(diào)查的結(jié)果，福建省以水力侵蝕為主，土壤侵蝕總面積為13127.31平方公里，占全省土地總面積的10.72%。其中： 輕度侵蝕6572.91平方公里，占侵蝕總面積的50.07%； 中度侵蝕3815.41平方公里，占侵蝕總面積的29.06%； 強(qiáng)度侵蝕2547.23平方公里，占侵蝕總面積的19.40%； 極強(qiáng)度侵蝕180.25平方公里，占侵蝕總面積的1.37%； 劇烈侵蝕11.51平方公里，占侵蝕總面積的0.09%。 福建土壤侵蝕現(xiàn)狀的特征： 以低強(qiáng)度侵蝕為主，極強(qiáng)度和劇烈侵蝕的面積和比例小； 東南沿海地市比中西部山區(qū)地市嚴(yán)重； 局部地區(qū)侵蝕很?chē)?yán)重 2、水土流失的危害破壞資源河道、水庫(kù)淤淺，加劇洪澇災(zāi)害影響交通運(yùn)輸危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全三、水土保持的發(fā)展歷史 20世紀(jì)30年代，美國(guó)貝內(nèi)特（H.H.Bennet）創(chuàng)立了“土壤保持學(xué)”。 20世紀(jì)初葉，前蘇聯(lián)和日本也發(fā)展了具有特色的土壤侵蝕與水土保持學(xué)科。 我國(guó)40年代初期，設(shè)立了甘肅天水、陜西長(zhǎng)安和福建長(zhǎng)汀水土保持實(shí)驗(yàn)區(qū)；開(kāi)展大量的考察工作；取得了顯著的治理成效。國(guó)外以美國(guó)為例 圍繞三個(gè)方面開(kāi)展研究： 1、土壤侵蝕與水質(zhì)管理； 2、土壤侵蝕與土壤資源管理； 3、基于保持規(guī)劃與環(huán)境保護(hù)的侵蝕預(yù)報(bào)技術(shù)； 1、土壤侵蝕與水質(zhì)管理研究： 沉積物分離、運(yùn)移和沉積的定量關(guān)系； 地表?xiàng)l件與徑流和土壤侵蝕的定量關(guān)系； 不同耕作和管理措施條件下，不同農(nóng)業(yè) 化學(xué)物質(zhì)向地表徑流的排放量； 有效控制污染物向地表徑流排放措施； 改進(jìn)WEPP。 2、土壤侵蝕與土壤資源管理研究： 有效的土壤保持技術(shù)； 獲取更多的資料為制定土壤保持措施提 供依據(jù)。 3、基于保持規(guī)劃與環(huán)境保護(hù)的侵蝕預(yù)報(bào)技術(shù)把WEPP應(yīng)用于營(yíng)養(yǎng)和殺蟲(chóng)劑流失的預(yù)報(bào) 中國(guó)土壤侵蝕研究的特點(diǎn)： ① 土壤侵蝕調(diào)查與基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性問(wèn)題的研究 研究建立了土壤侵蝕分類(lèi)原則和系統(tǒng)； 建立了土壤侵蝕區(qū)劃的原則和系統(tǒng)（如侵蝕營(yíng) 力劃分一級(jí)區(qū)）； 土壤侵蝕調(diào)查研究方法的進(jìn)展（3S技術(shù)）。 ② 土壤侵蝕過(guò)程及其機(jī)理研究 地質(zhì)時(shí)期和歷史時(shí)期以來(lái)土壤侵蝕過(guò)程的研究 （通過(guò)對(duì)黃土高原古地貌演變及黃土層內(nèi)古環(huán)境信息的研究，論證了自然侵蝕的發(fā)生演變過(guò)程） 坡耕地土壤侵蝕過(guò)程及其機(jī)理研究 中國(guó)土壤侵蝕預(yù)報(bào)的研究。 ③ 土壤侵蝕與溝道河流泥沙輸移及洪澇災(zāi)害關(guān)聯(lián)研究 中國(guó)水土保持應(yīng)重視的幾個(gè)問(wèn)題： ①加強(qiáng)水土流失基礎(chǔ)理論研究。 ②加強(qiáng)流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的管理與調(diào)控研究。 ③以可持續(xù)發(fā)展理論指導(dǎo)區(qū)域水土流失綜合治 理與開(kāi)發(fā)。 ④把防止與調(diào)控地表徑流放在首位。 ⑤加強(qiáng)科學(xué)研究，進(jìn)一步提高成果轉(zhuǎn)化率。 ⑥建立中國(guó)土壤侵蝕監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)。四、與其他學(xué)科的關(guān)系 1、與基礎(chǔ)性自然科學(xué)的關(guān)系 氣象學(xué) 水文學(xué) 地貌學(xué) 地質(zhì)學(xué) 土壤學(xué) GPS的組成 1.空間部分（衛(wèi)星星座） 24顆在軌衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，每軌4顆衛(wèi)星均勻分布，衛(wèi)星軌道幾乎為圓形。在地球上的任意地點(diǎn)、任意時(shí)刻至少可以同時(shí)看到4顆以上的衛(wèi)星，滿足定位的需要。地面部分 2.地面控制部分：監(jiān)測(cè)站、主控站、地面注入站、通訊及輔助系統(tǒng) 3.用戶設(shè)備 GPS接收機(jī)、微機(jī)、氣象儀器等 什么是GIS GIS = CAD+DATABASE+SPATIAL OPERATION 采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。支持地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)的獲取、管理、操作、分析、模型化和顯示打印輸出數(shù)據(jù)、信息、地理信息 GIS應(yīng)具備的功能支持對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的獲取能對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理顯示、打印、編輯、查詢(xún)、特征提取等支持以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的分析支持對(duì)空間數(shù)據(jù)的模型化提供規(guī)劃、管理等問(wèn)題的決策支持 GIS的組成 以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的硬件設(shè)備 Hardware　　　　　　　　　　　　　　　軟件 Software 空間數(shù)據(jù)庫(kù) Database GIS管理的對(duì)象人員 Lifeware 最重要但又最容易被忽視硬件設(shè)備 高速處理器大容量的存儲(chǔ)設(shè)備輸入、輸出設(shè)備等其它輔助設(shè)備 GIS軟件 專(zhuān)門(mén)的GIS軟件，一般具有：數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、地圖制圖、數(shù)據(jù)庫(kù)的組織管理、空間信息的查詢(xún)和空間分析等功能新的GIS軟件進(jìn)一步提出了網(wǎng)絡(luò)功能，特別提出了對(duì)INTERNET的支持預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和決策支持的要求土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)土壤侵蝕面積減少，侵蝕比率下降土壤侵蝕強(qiáng)度明顯減輕沿海地市侵蝕面積和侵蝕強(qiáng)度降低幅度大于內(nèi)地沿海地市土壤侵蝕仍比內(nèi)地嚴(yán)重土壤侵蝕比率降幅趨緩，完成“十五”水土流失治理目標(biāo)任重道遠(yuǎn)。第一章 水土保持基本原理第一節(jié) 水土流失帶性規(guī)律 影響水土流失的因素主要有： 氣候:降雨，風(fēng)等； 地質(zhì)、地貌：巖石、構(gòu)造、坡度等； 土壤：透水性、抗蝕性和抗沖性等； 植被：覆蓋度、植被類(lèi)型等； 人為因素。 其中自然地理要素在地球表面是成帶性分布的。 一、自然地理環(huán)境的地域分異規(guī)律 地球的形狀、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn) 地表的太陽(yáng)輻射量由北向南呈規(guī)律性排列 氣候、植物和動(dòng)物也成帶狀分布。 但是，地球表面不是一個(gè)連續(xù)的、均勻的、具有相同物質(zhì)組成的行星，大陸占地表的29％，海洋占71％，這種面積的數(shù)量對(duì)比關(guān)系，使大陸與海洋以及大陸的東岸、西岸和內(nèi)部的自然地理要素分布更為復(fù)雜。 （一）全球性的地域分異： 海陸對(duì)比：地表有大洋和大陸之分，這是自然地理環(huán)境的基本分異。它除表現(xiàn)為海與陸的強(qiáng)烈對(duì)比外，還構(gòu)成兩種明顯不同的陸地生態(tài)環(huán)境與海洋生態(tài)環(huán)境，并通過(guò)其間的相互影響，造成次一級(jí)的地域分異。 熱力分帶：太陽(yáng)輻射隨地理緯度不同而發(fā)生的熱力分帶性是一種全球性的地域分異規(guī)律。它決定著氣溫、氣壓、濕度、降水、風(fēng)向等要素在地表呈帶狀分布。 （二）大陸和大洋的地域分異 大陸的地域分異規(guī)律：貫穿整個(gè)大陸，如緯度分異等； 大洋的地域分異：大洋表層緯向自然帶大洋底層自然區(qū)。（三）區(qū)域性的地域分異 地帶段性；地區(qū)性；垂直帶性。（四）地方性的分異規(guī)律 地形的垂直分化，地面組成物質(zhì)和地方氣候的差異。如坡向不同引起水熱分布上的差異。 二、土壤侵蝕的地理分布 1、地表水熱狀況與外營(yíng)力 地表水熱狀況不同，決定了不同性質(zhì)的外營(yíng)力作用及其強(qiáng)度。 土壤侵蝕的過(guò)程：風(fēng)化剝蝕、搬運(yùn)和沉積 風(fēng)化作用： 指暴露在地表的巖石，由于受到各種因素的作用，其形狀、結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生改變的現(xiàn)象。 風(fēng)化為搬運(yùn)創(chuàng)造了條件！ 不同水熱條件下，風(fēng)化作用有鮮明的特點(diǎn)： 物理風(fēng)化發(fā)生在高寒區(qū)； 化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)烈發(fā)生于高溫高濕區(qū)，等等。 搬運(yùn)作用： 將風(fēng)化的松散物質(zhì)由原來(lái)的地方搬運(yùn)到附近或很遠(yuǎn)的地方并堆積起來(lái)的過(guò)程。 搬運(yùn)與風(fēng)化關(guān)系密切： 風(fēng)化為搬運(yùn)準(zhǔn)備了物質(zhì)； 搬運(yùn)為進(jìn)一步風(fēng)化創(chuàng)造條件。 沉積作用： 風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的搬運(yùn)后，由于介質(zhì)的搬運(yùn)能力減弱而沉積下來(lái)的過(guò)程。 認(rèn)真分析可見(jiàn)，土壤侵蝕與地表水熱狀況是分不開(kāi)的： 高溫少雨地區(qū)，風(fēng)化作用以物理風(fēng)化為主，風(fēng)蝕嚴(yán)重； 高溫多雨區(qū)，化學(xué)風(fēng)化為主，水力侵蝕活躍； 低溫少雨區(qū)，風(fēng)蝕為主。 2、侵蝕的地帶性規(guī)律 有三個(gè)氣候侵蝕帶： 冰雪氣候侵蝕帶：氣候特點(diǎn)是降雪量大于消融量，形成冰川，或融水下滲，結(jié)成凍土； 濕潤(rùn)氣候侵蝕帶：氣候特點(diǎn)是：氣溫較高，降水量大于蒸發(fā)量，多余的水滲入地下成為潛水或地下徑流，未滲入地下的水形成地表徑流。所以，以水力侵蝕為主； 干旱氣候侵蝕帶：在地面蒸發(fā)量大于降水量的地區(qū)，空氣十分干燥，植被生長(zhǎng)受到限制，風(fēng)力作用極為強(qiáng)烈，形成風(fēng)沙流破壞地表。 。 第二節(jié) 水、沙平衡原理 一、水量平衡 水分循環(huán)：地球表面的廣大水體，在太陽(yáng)輻射作用下，大量水分被蒸發(fā)，上升到空中，被氣流帶動(dòng)送到各地。在這個(gè)過(guò)程中，遇冷凝結(jié)而以降水形式落到地面上，再?gòu)暮拥阑虻叵铝魅撕Ｑ螅核�分這樣往返循環(huán)不斷轉(zhuǎn)移交替的現(xiàn)象稱(chēng)為水分循環(huán)或水循環(huán)。包括了降水、徑流和蒸發(fā)三過(guò)程。 大、小循環(huán)。 大循環(huán)：大循環(huán)是海陸間的水分交換 ； 小循環(huán)：從海洋上蒸發(fā)的水汽，上升遇冷凝結(jié)后又降落在海洋上，或陸地上蒸發(fā)的水汽上升遇冷凝結(jié)后又降落到陸地上，這種局部的循環(huán)稱(chēng)為小循環(huán)。 水量平衡： I = O + △W I 某時(shí)段內(nèi)輸入水量； O 某時(shí)段內(nèi)輸出水量； △W 時(shí)段內(nèi)儲(chǔ)水量增量。 二、容許土壤流失量（T值） 1、概念 小于或等于成土速率的年土壤流失量。 對(duì)于坡耕地，是使作物在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)能經(jīng)濟(jì)、持續(xù)穩(wěn)定地獲得高產(chǎn)而允許的年最大土壤流失量。 2、T值范圍 美國(guó)依據(jù)滿足作物生長(zhǎng)需要的土層深度、流失區(qū)域大小、保證下游的安全等條件確定不同情況的T值（P17）。 一般來(lái)說(shuō)，耕地土層深厚且剖面土壤肥力接近的情況下，容許流失量可大些；對(duì)于土層薄、少量侵蝕即會(huì)顯著降低生產(chǎn)力的情況，其值要低。 4-11噸/公頃·年和2-6噸/公頃·年 我國(guó)采用的T值 我國(guó)根據(jù)有效土層厚的抗蝕年限，劃分出土壤潛在侵蝕危害程度（P18）。顯然，無(wú)險(xiǎn)型土壤抗蝕年限最長(zhǎng)，容許流失量可大些；極險(xiǎn)型和毀壞型，容許流失量應(yīng)取最小值。 在《水土保持技術(shù)規(guī)范》中，明確提出：在不同成土條件下，容許流失量T值分別采用200t／(km2·a)、500t／(km2·a)和1000t／(km2·a)。 三、沖淤平衡 縱向平衡： 不沖不淤：來(lái)水的含沙量，通過(guò)河段即不發(fā)生沖 刷，又不產(chǎn)生淤積的平衡狀態(tài)； 沖淤平衡：河段內(nèi)有沖有淤，但一定時(shí)間內(nèi)（1年） 其沖淤達(dá)到平衡。 斷面平衡：床面上水流的作用流速，與床面土質(zhì)的抗沖能力以及斷面內(nèi) 的橫向輸沙都能互相平衡，不致引起斷面形狀的改變。 平面平衡：指游蕩型河流的穩(wěn)定問(wèn)題。 第三節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)平衡原理 一、生態(tài)系統(tǒng)的概念 指生物群落及其無(wú)機(jī)環(huán)境相互作用的一個(gè)自然系統(tǒng)。 二、生態(tài)系統(tǒng)的組成 生產(chǎn)者（producers）又稱(chēng)初級(jí)生產(chǎn)者（primary producers），利用太陽(yáng)光能把CO2和H2O合成有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。消費(fèi)者 不能利用無(wú)機(jī)物質(zhì)制造有機(jī)物質(zhì)，而是直接或間接依賴(lài)于生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì)。它們屬于異養(yǎng)生物。 分解者（composers），指利用動(dòng)植物殘?bào)w及其它有機(jī)物為食的小型異養(yǎng)生物，主要有真菌、細(xì)菌、放線菌等微生物。小型消費(fèi)者使構(gòu)成有機(jī)成分的元素和貯備的能量通過(guò)分解作用又釋放到無(wú)機(jī)環(huán)境中去。 三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 指生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)體內(nèi)部與彼此之間在時(shí)空上的聯(lián)系方式及物質(zhì)、能量的轉(zhuǎn)移關(guān)系。 營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)：食物鏈和食物網(wǎng)。 空間結(jié)構(gòu)：垂直和水平空間結(jié)構(gòu)。 垂直結(jié)構(gòu)：指生物群落在空間上的垂直分化規(guī)律。 水平結(jié)構(gòu)： 是指生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者有機(jī)體、種群或群落的水平分布狀況和動(dòng)態(tài)，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的二維水平結(jié)構(gòu)。 種群：生態(tài)系統(tǒng)中或一定區(qū)域內(nèi)同一種生物的個(gè)體總和。 群落：由生態(tài)系統(tǒng)中所有生物種群構(gòu)成的有機(jī)整體。 四、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程起史于綠色植物的光合作用，經(jīng)歷了草食性（herbivory）和肉食性（carnivory）過(guò)程，最后經(jīng)微生物分解釋放，并以熱的形式散發(fā)到環(huán)境中去�？梢�(jiàn)，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是在系統(tǒng)的生產(chǎn)、消費(fèi)和分解的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。 1、初級(jí)生產(chǎn) 幾個(gè)重要概念 生產(chǎn)： 綠色植物通過(guò)光合作用，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并積累在植物體中，這就叫做生產(chǎn)。 初級(jí)生產(chǎn)：由于生產(chǎn)是生態(tài)系統(tǒng)最初的和最基本的能量?jī)?chǔ)存形式，所以叫做初級(jí)生產(chǎn)。 初級(jí)生產(chǎn)力：?jiǎn)挝粫r(shí)間和單位面積積累的能量叫初級(jí)生產(chǎn)力。 總初級(jí)生產(chǎn)：植物吸收的總光能，也就是總光合作用量叫做總初級(jí)生產(chǎn)。 凈初級(jí)生產(chǎn)：總初級(jí)生產(chǎn)除去植物呼吸消耗的能量后，以有機(jī)物的形式儲(chǔ)存起來(lái)的能量叫做凈初級(jí)生產(chǎn)。 凈初級(jí)生產(chǎn)= 總初級(jí)生產(chǎn)- 呼吸消耗 2、食物鏈、食物網(wǎng)、營(yíng)養(yǎng)級(jí)和生態(tài)金字塔 食物鏈:在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，生物之間形成以食物營(yíng)養(yǎng)為中心的連鎖關(guān)系，即食物鏈。 一個(gè)食物鏈的例子 “螳螂捕蟬，黃雀在后” 食物網(wǎng):生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈很少是單條、孤立出現(xiàn)的，它往往成交叉鏈索，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這就是食物網(wǎng)。營(yíng)養(yǎng)級(jí):食物鏈上的每一環(huán)節(jié)稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)級(jí)。 食物鏈和食物網(wǎng)的意義： 食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的形象體現(xiàn)； 生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)正是沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的； 食物鏈和食物網(wǎng)還揭示了環(huán)境中有毒污染物轉(zhuǎn)移、積累的原理和規(guī)律。 生態(tài)金字塔: 由于營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量在向上傳遞過(guò)程中的大量損失。因此，沿食物鏈逐級(jí)向上，儲(chǔ)藏在各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量也越來(lái)越少，形成—底寬、上窄的金字塔形生態(tài)系統(tǒng)能量分布模式，這就是“生態(tài)金字塔”。 有三種表達(dá)形式：生物量金字塔； 生物數(shù)量金字塔； 能量金字塔。 3、次級(jí)生產(chǎn) 次級(jí)生產(chǎn)是指儲(chǔ)存在消費(fèi)者中的能量值。 有兩個(gè)指標(biāo)用來(lái)度量生態(tài)系統(tǒng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間次級(jí)生產(chǎn)的效率： 林德曼效率=N營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量/ N-1營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量 消費(fèi)率=輸入N營(yíng)養(yǎng)級(jí)的量/N-1營(yíng)養(yǎng)級(jí)的凈生產(chǎn)力林德曼效率近乎一個(gè)常數(shù)，大約是10%左右。消費(fèi)率其值在20—25%之間。 4、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng) 5、能量流動(dòng)的特征 生態(tài)系統(tǒng)的能量可以由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另外一種狀態(tài)； 能量傳遞過(guò)程，大約只有10%的能量從生產(chǎn)者傳遞消費(fèi)者； 能量的流動(dòng)是單向的。 五、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán) 1、物質(zhì)循環(huán)路徑 生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)：指組成生物體的C、H、O、N、P、K等元素在無(wú)機(jī)環(huán)境與有機(jī)界(生物群落)之間形成的往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。 可區(qū)分為兩條途徑：氣態(tài)循環(huán)路徑和沉積循環(huán)途徑。 氣態(tài)循環(huán)：指在生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程中有一定階段以氣態(tài)的形式存在于大氣中的化學(xué)元素循環(huán)過(guò)程。 沉積循環(huán)：指化學(xué)元素始終以非氣態(tài)形式進(jìn)行生物地球化學(xué)循環(huán)的過(guò)程。 2、沉積循環(huán)路徑 3、氣態(tài)循環(huán)路徑 六、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)的功能 生物多樣性 ： 指生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過(guò)程的總和。 通常被認(rèn)為有四個(gè)層次： 遺傳、物種、生態(tài)系統(tǒng)和景觀多樣性。 1、“鉚釘”假說(shuō) 2、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是指系統(tǒng)受到外部擾動(dòng)后保持和恢復(fù)其初始狀態(tài)的能力 。 生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念一般包括抵抗力、恢復(fù)力、持久性和變異性等4個(gè)方面的內(nèi)涵。。 生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力：指系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力。 特定資源生產(chǎn)力水平下群落種群多樣性的高低直接影響到群落對(duì)擾動(dòng)的抵抗力。 例如，對(duì)因外來(lái)種入侵而引起的擾動(dòng)： 多樣性程度高 缺乏閑置生態(tài)位 外來(lái)種群 難以立足 抵抗力強(qiáng)恢復(fù)力：指群落經(jīng)擾動(dòng)后恢復(fù)到初始狀態(tài)的能力。 它直接決定了擾動(dòng)后群落中種群構(gòu)件和種子庫(kù)的豐富度。 持久性和變異性： 持久性和變異件是測(cè)度群落在正常的環(huán)境變化中所表現(xiàn)出的群落特征，亦即群落適應(yīng)環(huán)境正常波動(dòng)的能力大小。 種群多樣性高的群落必然較多地包含了具有不同生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性的種群，抵抗波動(dòng)的能力也強(qiáng)。 所以，多樣性可以導(dǎo)致穩(wěn)定性 ！ 七、生態(tài)平衡 生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)發(fā)育與調(diào)節(jié)所達(dá)到的一種穩(wěn)定狀態(tài)。 特征： 物質(zhì)和能量的輸入和輸出接近平衡； 種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量比例持久地沒(méi)有明顯變化。 第四節(jié) 景觀生態(tài)學(xué)原理第五節(jié) 環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展。 第二章 土壤侵蝕類(lèi)型 第一節(jié) 土壤侵蝕分類(lèi)系統(tǒng) 一、土壤侵蝕的四級(jí)分類(lèi)系統(tǒng) 1、土壤侵蝕類(lèi)型 在不同營(yíng)力作用下，土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展過(guò)程中所呈現(xiàn)的各種形式或形態(tài)。 2、土壤侵蝕分類(lèi)依據(jù) 國(guó)內(nèi)權(quán)威的分類(lèi)是四級(jí)分類(lèi)系統(tǒng)，各級(jí)分類(lèi)依據(jù)： 一級(jí)類(lèi)型：按侵蝕營(yíng)力劃分； 二級(jí)類(lèi)型：按侵蝕方式或主體形態(tài)； 三級(jí)類(lèi)型：按侵蝕方式的不同形態(tài)或性態(tài)； 四級(jí)類(lèi)型：按侵蝕強(qiáng)度或侵蝕程度分類(lèi)。 3、中國(guó)土壤侵蝕分類(lèi)系統(tǒng) 第二節(jié) 水力侵蝕 指由大氣降水及所形成的徑流引起的侵蝕過(guò)程和一系列土壤侵蝕形式。 水力侵蝕的主要形式是面蝕、溝蝕和潛蝕。 一、面蝕 降雨和地表徑流使坡地表土比較均勻剝蝕的一種侵蝕形式。 主要發(fā)生于坡耕地、稀疏牧草地和林地。 面蝕包含：濺蝕、片蝕和細(xì)溝侵蝕。 1、濺蝕 雨滴打擊地面，使細(xì)土粒與土體分離，并被濺散躍起的水滴帶動(dòng)而產(chǎn)生位移的現(xiàn)象。 特別注意：濺蝕也發(fā)生于平地上。沒(méi)風(fēng)時(shí)，雨滴落在水平地面上，土粒濺高可達(dá)0.75米，最大位移達(dá)1.2米。 位移情況決定于雨滴的打擊力、打擊方向、地面坡度和土壤團(tuán)聚體情況。 雨滴打擊力：可用降雨侵蝕力（R）來(lái)衡量（后續(xù) 課程講解）。 黃土高原的研究表明：坡度7%（4°） -9%（5.1°）下，0.87-1.58mm/min情 況下，雨滴侵蝕量達(dá)100-668.3t/km2。打擊方向不同：位移情況不同。坡度不同：上下坡移動(dòng)量和移動(dòng)距離不同。土壤團(tuán)聚狀況：影響土壤抗濺蝕量。 濺蝕的后果： 破壞土壤結(jié)構(gòu)； 片蝕的主要物質(zhì)來(lái)源； 堵塞土壤孔隙。 2、片蝕 淺而分散的坡面片狀薄層水流引起土粒比較均勻流失的過(guò)程。又稱(chēng)片狀侵蝕或?qū)訝钋治g。 一般發(fā)生在比較平緩的坡地上。 帶走的是溶解的物質(zhì)或呈懸浮狀的微細(xì)土�；驖L動(dòng)的微凝聚體。 3、細(xì)溝侵蝕 坡面徑流逐步匯集成小股水流，并將地面沖成深度和寬度一般不超過(guò)20厘米小溝的水力侵蝕。 主要發(fā)生在3°以上的坡耕地。特征： 常成槽形，溝緣線與斜坡的分界很明顯； 縱斷面與坡面平行，溝頭有一小跌差； 在距分水嶺不遠(yuǎn)的地方開(kāi)始出現(xiàn)； 出現(xiàn)的位置不固定，可被耕耘作業(yè)填平。 二、溝蝕 坡面徑流沖刷土壤或土體，并切割陸地地表形成溝道的過(guò)程。也叫線狀侵蝕或溝狀侵蝕。 根據(jù)溝蝕發(fā)生的形態(tài)和演變過(guò)程，分為： 淺溝侵蝕 切溝侵蝕 懸溝侵蝕 沖溝侵蝕 1、淺溝侵蝕 坡面開(kāi)始形成的薄層地表徑流在流動(dòng)過(guò)程中匯集成較大的股流，向下沖刷切入心土或底土，形成寬度大于深度的溝蝕過(guò)程。 特征： 縱斷面與斜坡面大致平行； 橫斷面成V形，有時(shí)底部成淺槽形； 在花崗巖區(qū)，寬約1. 0m，深度不超過(guò)0.5m。 2、切溝侵蝕 淺溝侵蝕的進(jìn)一步發(fā)展，在集中地表徑流形成的股流沖刷下，溝道深切入母質(zhì)層、風(fēng)化層或深至基巖面的過(guò)程。 特征： 有明顯的溝頭； 深度1m以上，有的數(shù)米甚至數(shù)十米； 溝底縱斷面與坡面大致平行； 地形破碎，不能耕作。 3、懸溝侵蝕 當(dāng)丘陵坡面徑流匯集到谷緣遇直立形溝坡時(shí)，匯流驟然呈垂直下瀉式?jīng)_刷陡壁而形成直立式的切溝侵蝕。 4、沖溝侵蝕 水流經(jīng)過(guò)切溝進(jìn)一步集中，使溝道繼續(xù)向?qū)捄蜕畹姆较虬l(fā)展的侵蝕過(guò)程。 特征： 橫斷面常成弧形； 溝底縱斷面與原坡面不同。 第三節(jié) 重力侵蝕 坡地表層土石物質(zhì)，主要因重力的作用，失去平衡，發(fā)生位移和堆積的現(xiàn)象。 一、產(chǎn)生重力侵蝕的條件 土石松軟破碎，內(nèi)聚力��； 高差大、坡度陡，臨空土石體外張力大，不穩(wěn)定； 缺少植物覆蓋，無(wú)人工保護(hù)措施； 坡體存在難透水層。 二、重力侵蝕的類(lèi)型 根據(jù)土石物質(zhì)破壞的特征和移動(dòng)的方式，可分為： 崩塌、滑坡和瀉溜等。 1、崩塌 邊坡上部巖（土）體突然向外傾倒、翻滾、墜落的現(xiàn)象。 2、滑坡 廣義：指斜坡上的部分巖（土）體脫離母體，以各種方式順坡向下運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。 狹義：指斜坡上的部分巖（土）體在重力的作用下，沿一定的軟弱面（帶）產(chǎn)生剪切破壞，整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。 成因： 斜坡上的巖（土）體順坡向下運(yùn)動(dòng)的促滑力大于阻滑力； 組成斜坡的巖土體易為水軟化的粘性土或軟巖，或者巖體中的層理、片理、節(jié)理裂隙、斷層面等不連續(xù)面為軟弱結(jié)構(gòu)面，且產(chǎn)狀有利于轉(zhuǎn)化為破壞面（滑動(dòng)面）時(shí)。防治： 改變斜坡形態(tài)； 排水； 支擋結(jié)構(gòu)物； 斜坡內(nèi)部加固。 3、瀉溜 巖壁和陡坡上的土石經(jīng)風(fēng)化形成的碎屑，在重力的作用下，沿著坡面下瀉的現(xiàn)象。 第四節(jié) 復(fù)合侵蝕 兩種或兩種以上侵蝕營(yíng)力共同作用下所形成的侵蝕類(lèi)型。 一、泥石流 1、定義 泥石流以巨大的沖擊力和強(qiáng)大的搬運(yùn)能力沖刷溝道，破壞和淤埋各種設(shè)施的過(guò)程。 泥石流： 指飽含固體物質(zhì)的高粘性流體。 2、 泥石流侵蝕的形成條件： 兩岸谷坡陡峻，溝床坡降較大，利于匯流； 大量的松散固體物質(zhì)； 上中游有充沛的突發(fā)性洪水水源。 3、侵蝕特征 以沖、淤危害為特征。 流通區(qū)有沖有淤，以沖為主。沖擊力很大，侵蝕深度可達(dá)2—30米，輸出物質(zhì)可達(dá)幾十萬(wàn)至上千萬(wàn)方。 泥石流流出溝口后，形成堆積區(qū)。 4、防治措施 （1）防護(hù)工程 防止沖蝕、沖擊等。 如修護(hù)坡、擋土墻等。 （2）排導(dǎo)工程 改善泥石流流程的邊界條件，使之按設(shè)計(jì)流路至預(yù)定場(chǎng)所停積。 （3）攔擋工程 控制流量和總量，減少或防止對(duì)下游的危害。 （4）造林種草 抑制泥石流的發(fā)育。 二、崩崗侵蝕 在水力和重力的作用下，山坡土（石）體受破壞而崩塌和受沖刷的侵蝕現(xiàn)象。 1、崩崗的要素 2、崩崗的危害 崩崗侵蝕集中分布于福建、廣東、海南、江西、湖南、湖北和安徽南方七省。 根據(jù)2005年的調(diào)查，南方七省的崩崗數(shù)量達(dá)到22.19萬(wàn)個(gè)。 福建省8637個(gè)。 分布在25個(gè)縣。 最嚴(yán)重的有兩個(gè)縣：安溪（4744個(gè)）　 長(zhǎng)�。�1414個(gè)） 坡面支離破碎 崩崗 崩坡式侵蝕 大量泥沙下瀉 3、崩崗發(fā)育的條件 ① 深厚花崗巖風(fēng)化殼是崩崗發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ) 。 一般風(fēng)化殼在10m以上才可能發(fā)生崩崗（曾昭璇）；崩崗集中發(fā)生在風(fēng)化殼20m以上的坡地上（張淑光）。 ③ 降雨的影響 有兩個(gè)方面的作用： 形成地表徑流。崩崗是溝蝕發(fā)育而成，而地表徑流是侵蝕溝發(fā)育的動(dòng)力。 降雨入滲土體。引起土體自重增加，粘結(jié)力下降。 所以，地表徑流的作用主要發(fā)生在水蝕階段，即崩崗形成前。降雨入滲的作用發(fā)生在重力侵蝕階段，即崩崗崩壁侵蝕擴(kuò)展期。 4、崩崗侵蝕的治理措施 ① “上攔、下堵、中綠化” 效果：把集水區(qū)的徑流排到安全處，減少進(jìn)入 　 崩崗的徑流量；　 固定崩積堆，減少二次侵蝕量；　 攔擋泥沙，防止下瀉。 ② 常規(guī)綜合治理模式 把崩崗當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合治理： 集水坡地根據(jù)立地條件不同采用開(kāi)發(fā)性治理（有 紅土層時(shí)）或恢復(fù)坡面植被（砂土層出露時(shí)）； 崩積堆種竹、種草固定； 崩崗溝底建谷坊攔泥攔沙； 沖積扇擬種草、種竹，或發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物等。 ③ 強(qiáng)度開(kāi)發(fā)性綜合治理模式 典型案例：安溪恒美崩崗群的治理 第五節(jié) 風(fēng)力侵蝕一、定義 在氣流沖擊作用下土粒、沙粒脫離地表、被搬運(yùn)和堆積的過(guò)程。二、影響因素 1、風(fēng)力強(qiáng)弱 當(dāng)氣流的剪切力和沖擊力大于顆粒的重力和彼此的聯(lián)結(jié)力，并能克服地表的磨察阻力時(shí)。 啟動(dòng)風(fēng)速5m/s。 2、地表狀況 3、顆粒大小 2mm以下 三、侵蝕形式 1、懸移 粒徑小于0.1mm的沙�；蛘沉１伙L(fēng)卷?yè)P(yáng)至高空，隨風(fēng)運(yùn)行。 2、躍移 粒徑在0.1—0.5mm的中細(xì)沙粒，受風(fēng)力沖擊脫離地面，升高到10cm的峰值后，受到水平風(fēng)力和本身重力的作用，沿著兩者的合力方向，急速下降，返回并沖擊地表，使一些較大的顆粒移動(dòng)。 3、滾動(dòng) 粒徑在0.5—2.0mm的較大顆粒，不易被風(fēng)吹離地面，沿地面滾動(dòng)或滑動(dòng)。 以躍移為主要方式。 第三章 土壤侵蝕程度和強(qiáng)度分級(jí)第一節(jié) 幾個(gè)重要的概念 一、土壤侵蝕程度 土壤原生剖面已被剝蝕的厚度。 反映了：侵蝕結(jié)果； 目前的發(fā)展階段； 土壤肥力水平。 二、土壤侵蝕強(qiáng)度 地殼表層土壤在自然營(yíng)力和人類(lèi)活動(dòng)作用下，單位面積和單位時(shí)段內(nèi)被剝蝕并發(fā)生位移的土壤侵蝕量。 三、土壤侵蝕模數(shù) 單位面積土壤及土壤母質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)侵蝕量的大小。 表征單位面積年度侵蝕量時(shí)：t/（km2.a） 某區(qū)域某次降雨條件下單位面積侵蝕量時(shí)：t/km2 四、侵蝕深 侵蝕區(qū)域每年平均地表侵蝕的厚度（mm）。 第二節(jié) 土壤侵蝕程度分級(jí)一、定義以土壤發(fā)生層被蝕去的厚度或殘留的厚度為標(biāo)準(zhǔn)。 二、部頒的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 分級(jí) 指標(biāo) 無(wú)明顯侵蝕 A、B、C三層剖面保持完整 輕度侵蝕 A層保留厚度大于1/2，B、C層完整 中度侵蝕 A層保留厚度小于1/2，B、C層完整 強(qiáng)度侵蝕 A層無(wú)保留、B層開(kāi)始裸露，受到剝蝕 劇烈侵蝕 A 、B層無(wú)保留， C層出露，受到剝蝕 第三節(jié) 土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí) 一、中國(guó)的土壤水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)定量指標(biāo) 按1997年5月1日水利部頒布的SL190—96《土壤侵蝕分類(lèi)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。 二、水力侵蝕模數(shù)的確定方法 1、根據(jù)資料確定侵蝕模數(shù) 根據(jù)研究機(jī)構(gòu)所代表的區(qū)域取得的實(shí)測(cè)徑流泥沙資料進(jìn)行計(jì)算和分析獲得。這些資料包括： 標(biāo)準(zhǔn)徑流場(chǎng)的資料； 全坡面大型徑流場(chǎng)資料； 各類(lèi)實(shí)驗(yàn)小流域的資料。 2、野外和室內(nèi)人工模擬降雨 室內(nèi)：國(guó)內(nèi)有中科院水土保持研究； 國(guó)外有美國(guó)國(guó)家侵蝕研究實(shí)驗(yàn)室。野外便攜式： 3、野外土壤侵蝕調(diào)查 坡面細(xì)溝和淺溝侵蝕量的量算； 竹簽法等。 4、利用小水庫(kù)、塘壩等的淤積量測(cè)算 5、利用《水文手冊(cè)》年輸沙模數(shù)資料，用泥沙輸移比進(jìn)行推算。 6、利用土壤侵蝕或產(chǎn)沙數(shù)學(xué)模型計(jì)算 如通用土壤流失方程： A=RKLSCP 那么，如果要你去調(diào)查某地的土壤侵蝕狀況，你能依據(jù)如上的定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)判斷該區(qū)的土壤侵蝕狀況嗎？ 難�。�！ 為什么？ 因?yàn)�，盡管有方法，實(shí)際上侵蝕量是很難獲得的！ 三、土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)參考指標(biāo) 1、土壤侵蝕強(qiáng)度面蝕（片蝕）分級(jí)指標(biāo) 2、溝蝕分級(jí)指標(biāo) 3、重力侵蝕分級(jí)指標(biāo) 部頒標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定： 土壤侵蝕強(qiáng)度分級(jí)，必須以年平均侵蝕模數(shù)為判斷指標(biāo)，只有缺少實(shí)測(cè)及調(diào)查侵蝕模數(shù)資料時(shí)，可以在經(jīng)過(guò)分析后，運(yùn)用參考指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，各分級(jí)的侵蝕模數(shù)與水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)相同。第四章 影響土壤侵蝕的因素教學(xué)目標(biāo)：掌握影響土壤侵蝕的因素和作用機(jī)理。也就是搞清楚兩個(gè)問(wèn)題： 哪些因素影響土壤侵蝕？ 這些因素是如何起作用的？主要參考書(shū)： 唐克麗主編. 中國(guó)水土保持. 科學(xué)出版社，2004年 黃炎和等著.閩南地區(qū)的土壤侵蝕與治理.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版 社，2002年 E=f（c·t·g·s·pc·m） E：土壤侵蝕 c：氣候 t：地形 g：地質(zhì) s：土壤 pc：植被 m：人類(lèi)活動(dòng) 第一節(jié) 氣候主要內(nèi)容： 降水、風(fēng)。對(duì)于南方來(lái)說(shuō)，最重要的是降雨。 降雨對(duì)土壤的作用： 雨滴打擊地面：濺蝕和堵塞土壤孔隙（與雨滴特征有關(guān)）； 產(chǎn)流沖刷：水蝕區(qū)的侵蝕動(dòng)力（與降雨量、雨強(qiáng)、降雨侵蝕力等有關(guān)）。 一、主要降雨參數(shù) 1、雨滴特征 大小、分布、終點(diǎn)速度、動(dòng)能等。 ① 雨滴大小 雨滴大小的測(cè)定方法：濾紙色斑法。 濾紙色斑法的具體做法是： 取一張濾紙，在其表面薄薄地涂上一層水溶性的1：10的曙紅（干時(shí)無(wú)色、遇水變紅）和滑石粉的混合粉未，當(dāng)雨滴落在濾紙上后，每一個(gè)雨滴就產(chǎn)生一個(gè)永久性的粉紅色圓形色斑。 實(shí)際雨滴在濾紙上所形成的色斑直徑與雨滴直徑密切相關(guān)（竇葆璋率定）: d=0.365D 0.712 d為雨滴直徑；D為色斑直徑。 雨滴色斑直徑還受到濾紙性能的影響。 但是，就同一濾紙而言，其性能是一定的。 所以，只要采用與竇褒璋相同的濾紙，就能采用以上式子計(jì)算雨滴直徑。 濾紙是：新華造紙廠出品的直徑為150mm的定性中速濾紙。 通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，可以得到什么數(shù)據(jù)？ 雨滴直徑：d ② 雨滴的分布(Best分布) 一定雨強(qiáng)下，大小雨滴的比例構(gòu)成。 F=1－exp[－(d/a)n ] 其中 a=AIP 式中 : F為雨滴中直徑小于或等于d的雨滴 累積體積（%）； d為雨滴直徑(mm)； I為降雨強(qiáng)度（mm/min）； n、a、p為常數(shù)。(實(shí)際應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)n、a不是常數(shù)） 福建： a=3.39I0.27 n不是常數(shù)，n～I(xiàn)關(guān)系受地理位置影響。 閩南： n=5.19I0.11 雨滴大小分布的例子: 閩南地區(qū)天然降雨雨滴的分布是遵守如下的函數(shù)關(guān)系的： F=1－exp[－(d/a)n ] 其中 a=AIP （A=3.39，P=0.27） n=5.19I0.11 ③雨滴的中數(shù)直徑 指所有大于這一直徑的雨滴總體積等于小于這一直徑的雨滴總體積時(shí)的雨滴直徑。 假如告訴你雨強(qiáng)，能計(jì)算中數(shù)直徑嗎（以閩南為例）？ 以閩南為例: F=1－exp[－(d/a)n ] 其中 a=AIP （A=3.39，P=0.27） n=5.19I0.11 ④降雨的終點(diǎn)速度 雨滴降落到地面時(shí)的速度。 當(dāng)d<1.9㎜時(shí)，用修正的沙玉清公式計(jì)算，即： V=0.496antilog(28.32+6.524log0.1d-(log0.1d)2)½-3.665 當(dāng)d≥1.9㎜時(shí)，用修正的牛頓公式計(jì)算，即： V=（17.20-0.844d）（0.1d）½ 式中： V —— 雨滴的降落速度（m/s） d —— 雨滴的直徑（㎜）閩南雨滴最小終點(diǎn)速度是2.28m/s，最大的雨滴降落終點(diǎn)速度是9.41m/s。 ⑤降雨動(dòng)能 E=1/2*mv2 根據(jù)每次降雨雨滴組成，即可計(jì)算該次降雨在單位面積上每1mm降雨量的降雨動(dòng)能。 很多人研究建立了雨強(qiáng)與動(dòng)能的關(guān)系 福建省動(dòng)能與雨強(qiáng)關(guān)系是冪函數(shù)關(guān)系： e=34.32I0.27 降雨動(dòng)能的簡(jiǎn)便算法: 通過(guò)回歸建立動(dòng)能與容易獲得的降雨參數(shù)的關(guān)系，尋找簡(jiǎn)便算法. （以閩南為例）： 一場(chǎng)降雨總動(dòng)能ET與降雨量P的回歸關(guān)系： ET=11.36P1.17 月降雨量與月降雨總動(dòng)能的回歸關(guān)系： EMT=9.85PM1.14 年降雨量與月降雨總動(dòng)能的回歸關(guān)系： EYT=∑（EMT） M=1，2，3，…，12。 2、 降雨侵蝕力是指降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。是通用土壤流失方程（USLE）的一個(gè)計(jì)算參數(shù)。 USLE: A=RKLSPC ①威斯奇邁爾(Wischmeier)的研究工作 R＝∑EI30 式中：∑E —— 一次降雨總動(dòng)能； I30 —— 一次降雨過(guò)程中連續(xù)30分鐘最 大降雨強(qiáng)度。是經(jīng)驗(yàn)公式，用于研究區(qū)以外要校正！ ② R值的雨量算法（經(jīng)驗(yàn)式） R＝∑1.735×10（1.5lgP1/P-0.818）式中： P1 —— 多年平均月降雨量； 　　 P —— 多年平均年降雨量； 　　 R —— 年降雨侵蝕力。 ③其他研究者的成果 不同研究條件下，有不同的值計(jì)算方法。 比如黃土高原： R＝E60I10 東北黑土地區(qū)： R＝E60I30 ④降雨侵蝕力R最佳計(jì)算組合的確定原則：保留威氏結(jié)構(gòu)，同時(shí)又與土壤流失量有顯著相關(guān)，用于 通用土壤流失方程（USLE）時(shí)能合理預(yù)測(cè)土壤流失量。以閩南為例： R＝∑EI60 式中：R —— 降雨侵蝕力指標(biāo)（J.cm/m2.h）； ∑E—— 一場(chǎng)侵蝕性降雨總動(dòng)能（J/m2）； I60 —— 該場(chǎng)降雨最大60min雨強(qiáng)（cm/h）； ⑤降雨侵蝕力R值的簡(jiǎn)便算法以閩南為例： R＝∑0.0016Pi1.9288 式中：R —— 年降雨侵蝕力指標(biāo)（英制單位） 　　 Pi —— 各月降雨總量（mm） ⑥R值及其分布以閩南為例 3、降雨量降雨量的大小、分布 ① 降雨量的年際分布特征 降雨的年際變化很大。 以閩南為例：閩南地區(qū)降雨量的年際變化很大最大年降雨量一般為平均降雨量的1.3～1.8倍最大年降雨量一般為最小年降雨量的1.7～3.0倍。 ② 降雨量的年內(nèi)分布特征有三種模式： 4、降雨強(qiáng)度單位時(shí)間的降雨量。平均雨強(qiáng)：一場(chǎng)降雨的單位歷時(shí)降雨量。時(shí)段雨強(qiáng)：均勻雨強(qiáng)段內(nèi)的單位歷時(shí)降雨量。最大時(shí)段雨強(qiáng)：一場(chǎng)雨中的時(shí)段最大降雨量。閩南地區(qū)的降雨強(qiáng)度均勻雨強(qiáng)段發(fā)生次數(shù)最多、歷時(shí)最長(zhǎng)的是小于2 mm/hr的降雨大于等于20 mm/hr的均勻雨強(qiáng)段發(fā)生的次數(shù)不多、歷時(shí)不長(zhǎng)，然而其降雨量卻很大，占全年降雨的31.1%。二、降雨與土壤侵蝕 1、降雨量與土壤侵蝕量 ① 可蝕性降雨所謂可蝕性降雨是指能產(chǎn)生地表徑流而引起土壤流失模數(shù)≥1t/km2的降雨量。在閩南，順坡拋荒地可蝕性降雨的臨界雨量標(biāo)準(zhǔn)為10.7㎜，其它各處理小區(qū)的可蝕性降雨的臨界雨量標(biāo)準(zhǔn)變化于15.1～24.6㎜之間。 閩南地區(qū)多年平均總降雨量中有80%以上屬于可蝕性降雨�？晌g性降雨的年內(nèi)分布規(guī)律與降雨年內(nèi)分布規(guī)律相似，集中在５至９月份。 ③ 土壤侵蝕與次降雨量的關(guān)系順坡休耕拋荒區(qū)采取了工程和植物措施后 緩坡 14° 22° 26° 18° 順坡休耕拋荒區(qū)： y=a+bx b>0，采取了工程和植物措施后的變化規(guī)律因坡度而異在較緩坡度下，降雨量與土壤侵蝕量不存在顯著相關(guān)。 當(dāng)坡度提高到14°時(shí)遵循y=axb，且有a>0，b>1的回歸特征，其圖象如圖。 當(dāng)小區(qū)坡度為22°時(shí)，土壤侵蝕量（y）與降雨量（x）之間遵守y=aebx的指數(shù)曲線變化規(guī)律，且都有a>0，b>0的回歸特征，其圖象如圖 當(dāng)小區(qū)坡度為26°時(shí)，土壤侵蝕量（y）與降雨量（x）之間遵守y=axb的冪函數(shù)變化規(guī)律，且有a>0，00，b>0的函數(shù)變化規(guī)律；也包含了y=axb，且有a>0，b>1的函數(shù)變化規(guī)律。各小區(qū)土壤侵蝕量與降雨量的關(guān)系圖象如圖。 小結(jié)第一，順坡拋荒區(qū)的土壤侵蝕量與降雨量呈線性關(guān)系。第二，采取了一定工程和植物措施后低坡度區(qū)二者沒(méi)有顯著關(guān)系。 第三，采取了工程和植物措施后14°～22°各小區(qū)的土壤侵蝕量隨降雨量的變化遵守y=axb且a>0，b>1或y=aebx，且a>0，b>0的函數(shù)規(guī)律。第四，當(dāng)坡度達(dá)到26°時(shí)，各工程和植物措施區(qū)的土壤侵蝕量隨降雨量的變化遵守y=axb，且a>0，00，b>1的函數(shù)圖象。 ② 順坡植草區(qū)降雨強(qiáng)度與土壤侵蝕與順坡拋荒區(qū)比較，雨強(qiáng)與土壤侵蝕量之間關(guān)系也發(fā)生了一定的變化：首先是相關(guān)系數(shù)普遍下降。第二，關(guān)系方程中冪指數(shù)發(fā)生了明顯變化 10°和26°坡度級(jí)的冪指數(shù)b值由順坡拋荒區(qū)的b>1降為01的函數(shù)變化規(guī)律等高平臺(tái)區(qū) 14º、26º小區(qū)時(shí)段最大雨強(qiáng)與土壤侵蝕量之間存在極顯著的相關(guān)關(guān)系，并遵守y=axb，且b>1的函數(shù)變化規(guī)律 10º的等高平臺(tái)區(qū)平均雨強(qiáng)和60分鐘最大時(shí)段雨強(qiáng)與土壤侵蝕量沒(méi)有顯著相關(guān)，而I10、I20和I30與土壤侵蝕量之間存顯著的相關(guān)性，并遵守y=axb，且01 工程和植物措施區(qū)的b變化較大，有些b>1，有些區(qū)01。第二節(jié) 地形 主要受坡度、坡長(zhǎng)、坡向、坡形、溝壑密度等次級(jí)因子的影響。 一、坡度 1、坡度對(duì)滲透量的影響 水分入滲量與坡度成反比關(guān)系： 坡度小，流速小則入滲量大；坡度大，流速大則入 滲量小。 2、坡度對(duì)徑流的影響 關(guān)系比較復(fù)雜（徑流與坡度、降雨和入滲有關(guān)）。 不考慮入滲時(shí)，坡度與徑流成反比關(guān)系。 為什么？ 受雨面積不同！坡度大，受雨面積小，徑流��；反之也然！ 3、坡度與土壤侵蝕的關(guān)系哈德遜（N.W.Hudson）指出，隨著坡度的增大，土壤侵蝕量增加得更快；津格（A.W.Zingg）的研究也表明，坡度增加一倍，土壤侵蝕量增加2.61-2.80倍； 霍頓（R.E.Horton）認(rèn)為，在較小坡度下，侵蝕量與坡度之間的關(guān)系可表達(dá)為E=Asb b為1.35-1.40 因此，土壤侵蝕量與坡度之間的關(guān)系可以描述為： 隨著坡面坡度的增加，土壤侵蝕量呈冪函數(shù)方式（冪指數(shù)b大于1）遞增。 土壤侵蝕量與坡度的冪函數(shù)關(guān)系規(guī)律，只有在較低坡度下是存在的，當(dāng)坡度增加到一定的界限時(shí)，隨著坡度的增加，土壤侵蝕量反而下降，出現(xiàn)臨界坡度。臨界坡度: 當(dāng)坡度增加到一定值，土壤侵蝕量不隨坡度增加而增加，反而出現(xiàn)下降趨勢(shì)，這一坡度就叫臨界坡度。 福建25°-27.6° 二、坡長(zhǎng) 在其他條件相同的情況下，水力侵蝕強(qiáng)度決定于坡長(zhǎng)。 土壤侵蝕量隨坡長(zhǎng)的變化遵守冪函數(shù)規(guī)律，但其變化速率卻因研究條件不同而異。 坡度(S)坡長(zhǎng)(L)因子與土壤侵蝕的關(guān)系: 坡度(S)坡長(zhǎng)(L)因子是美國(guó)通用土壤流失方程（USLE）中的因子，含義是： 任一坡度坡長(zhǎng)條件下的土壤流失量與特定坡度、坡長(zhǎng)（22.13m，9%）的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)土壤流失量的比值。 根據(jù)研究，閩南地區(qū)的LS值可用下式表達(dá)： LS=0.08λ0.35θ0.66 λ為坡長(zhǎng)（m） θ為坡度（°） 上式的含義：LS值指任一坡度坡長(zhǎng)條件下土壤流失量與坡度為10°、坡長(zhǎng)為20 m的徑流小區(qū)土壤流失量的比率。三、坡形 自然界的坡形一般可分為直線形坡、凸形坡、凹形坡和階段形坡四種基本類(lèi)型。 1、直線形坡 從分水嶺到坡底坡度保持不變。 嚴(yán)重侵蝕發(fā)生在下半部。 2、凸形坡 坡度隨著距分水嶺距離的增大而增大。 侵蝕嚴(yán)重程度也隨著增加。 3、凹形坡 坡的上半部較陡，下半部較緩。 上部侵蝕，下部沉積。 4、階段形坡 斜直坡與階地相間的復(fù)式坡形。 可增加入滲，減少?gòu)搅髁�，降低徑流流速�?第三節(jié) 地質(zhì)地質(zhì)因素中主要是巖性和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)土壤侵蝕有較大的影響。 一、巖性 巖石的基本特性，對(duì)風(fēng)化過(guò)程、風(fēng)化產(chǎn)物、土壤類(lèi)型及抗蝕能力都有重要影響。 容易風(fēng)化的巖石易受強(qiáng)烈侵蝕，如花崗巖等； 塊狀堅(jiān)硬的巖石可抵抗較大的沖刷； 巖石透水性對(duì)于降雨的滲透、地表徑流和地下潛水的形成有重要影響。 二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 是引起侵蝕基準(zhǔn)變化的根本原因。土壤侵蝕地區(qū)如果地面上升運(yùn)動(dòng)比較顯著，就會(huì)引起這個(gè)地區(qū)沖刷的復(fù)活。第四節(jié) 土壤 是侵蝕作用的主要對(duì)象，所以它的特性，尤其是透水性、抗蝕性和抗沖性對(duì)土壤侵蝕有很大影響。 一、土壤的透水性（滲透性） 透水性決定著地表徑流的大小。所以土壤對(duì)水分的滲透能力是影響土壤侵蝕的重要因子。 如何測(cè)量土壤的滲透性？ 入滲的測(cè)定方法徑流觀測(cè)法；單（雙）環(huán)法。單環(huán)法雙環(huán)法 Keep water head to be about 5 cm depth. Maintain water level to be the same in both inside and outside rings. 土壤透水能力決定于土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)性、孔隙度、剖面構(gòu)造、土壤濕度等。 質(zhì)地越粗，透水越好； 結(jié)構(gòu)越好，透水性與持水量越大； 持水量取決于孔隙度； 透水性與孔隙大小有關(guān)； 透水性較小的土層距地面越近，越易侵蝕； 濕度大，透水性差。 二、土壤的抗蝕性 指土壤抵抗雨滴打擊分散和抵抗徑流懸浮的能力。 可用分散率、分散系數(shù)和侵蝕率表示。 分散率：土壤在水中的分散程度的指標(biāo)。 測(cè)定方法：1%的懸濁液1000ml，震蕩20次，然后測(cè)定粉粒（0.02-0.002mm）和粘粒（＜0.002mm）的含量與機(jī)械法全分散粉粒和粘粒的含量的比值的百分?jǐn)?shù)。 計(jì)算： 分散率=（水散粉粒+水散粘粒）/（粉粒+粘粒）*100% 分級(jí)： 5.2%-15%為耐蝕性土壤；15%-55%為易蝕性土壤。南方花崗巖在25%-64%。 分散系數(shù)：土壤團(tuán)聚體在水中破壞的指標(biāo)。 隨有機(jī)質(zhì)和粘粒含量的增高而降低。 東北黑土：11.4 河田侵蝕紅壤：41.0 侵蝕率：表示土壤可蝕性程度的指標(biāo)。三、土壤抗沖性 土壤抵抗地表徑流的機(jī)械破壞和推動(dòng)下移的能力。 用土壤崩解度表示。 第五節(jié) 植被一、攔截雨滴 次降雨量（10-20mm）有15-40%首先為樹(shù)冠截流；5-10%林內(nèi)蒸發(fā)；50-80%入滲土壤。二、調(diào)節(jié)地表徑流 枯枝落葉吸收降雨，很少形成地表徑流， 好的植被只有1%的降雨形成地表徑流。三、固結(jié)土體四、改良土壤性狀五、降低風(fēng)速，防止風(fēng)害 第六節(jié) 人類(lèi)活動(dòng)一、人類(lèi)加劇土壤侵蝕的活動(dòng) 破壞森林 陡坡開(kāi)荒 過(guò)度放牧 不合理的耕作方式 工程建設(shè)二、人類(lèi)控制土壤侵蝕的積極作用 改變地形 改良土壤 改善植被 第五章 水土保持工程措施第一節(jié) 概述一、概念 指為達(dá)到保持水土，合理利用山區(qū)水土資源，防治水土流失而修筑的各種建筑物。二、類(lèi)型 根據(jù)修建目的及其應(yīng)用條件，分為： 山坡防護(hù)工程； 山溝治理工程； 山洪導(dǎo)排工程； 小型水利工程。 1、山坡防護(hù)工程 指為防止山坡水土流失而修筑的一些工程措施。 如梯田、山邊溝、邊柵護(hù)坡、攔水溝埂、水平溝、水平階、魚(yú)鱗坑、蓄水池等。 2、山溝治理工程 指為固定溝床、攔蓄泥沙、防止或減輕山洪及泥石流災(zāi)害而在山區(qū)溝道中修筑的各種工程措施。 如溝頭防護(hù)工程、谷坊工程、各種攔沙壩等。 3、山洪導(dǎo)排工程 指為了防止山洪、泥石流的危害，保護(hù)村莊、道路、工礦企業(yè)及生產(chǎn)安全的各種工程。 如排洪溝、泄水建筑物等。 4、小型水利工程 如小水庫(kù)、塘壩等。 二、水土保持工程的作用 1、改變小地形，防止土壤侵蝕 這是山坡防護(hù)工程的作用。 2、防止溝頭前進(jìn)，溝床下切 山溝治理工程的作用。 3、防止山洪和泥石流危害 山洪導(dǎo)排工程的作用。 4、攔蓄坡地徑流，減輕水土流失 小型水利工程的作用。第二節(jié) 坡面治理工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)一、規(guī)劃 1、原則 工程、生物和農(nóng)業(yè)措施合理配置的原則； 溝道、山坡兼治，上、下游治理結(jié)合的原則； 堅(jiān)持預(yù)防為主、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、加強(qiáng)管理、注重效益的原則。 2、目標(biāo) 減少水土流失，恢復(fù)地表植被，合理利用土地資源，合理利用水資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。 3、內(nèi)容 土地利用規(guī)劃； 灌溉工程規(guī)劃； 排水工程規(guī)劃； 小型水利工程規(guī)劃； 田間道路工程規(guī)劃； 支擋工程規(guī)劃。 二、坡面治理工程設(shè)計(jì) 包括斜坡固定工程、山坡截流和溝頭防護(hù)工程。 1、斜坡固定工程 為防止斜坡巖土體的運(yùn)動(dòng)，保證斜坡穩(wěn)定而布置的工程措施。 如擋土墻、護(hù)坡工程、削坡、排水工程等。 2、山坡截流溝 在斜坡上每隔一定距離，在平行等高線或近平行等高線修筑的水溝。 作用：截短坡長(zhǎng)，減免徑流沖刷。 布置：與縱向布置的排水溝相連。 3、溝頭防護(hù)工程 根據(jù)防護(hù)工程的作用，將其分為：蓄水式和泄水式溝頭防護(hù)工程（P74-76）： 蓄水式用于溝上部來(lái)水較少時(shí)； 泄水式用于：溝頭來(lái)水量大；溝頭近村莊或交通。 4、編柵護(hù)坡工程 編柵護(hù)坡：用于表土較松，坡度較大的裸露坡面上。做法是：在坡面上每隔70厘米設(shè)置一個(gè)20厘米高的柵欄，用于上坡徑流泥沙，柵欄分兩層，里層為無(wú)紡布，外層為塑料網(wǎng)格，柵欄用鋼筋固定于坡面上。柵欄上方設(shè)一溝底寬20厘米的排水溝，將徑流排入排水總溝。在坡面上種植美化環(huán)境的植物。 5、梯田工程 在丘陵山坡地上沿等高線方向修筑的條狀階臺(tái)式或波浪式斷面的田地。 分類(lèi)：按斷面形式分： 水平梯田：田面水平。 坡式梯田：每隔一定距離，沿等高方向堆土或挖溝筑埂，把原坡面分割成若干等高帶狀的斜坡段。 用于勞動(dòng)力缺乏，降雨少的地區(qū)。 隔坡水平梯田：由兩個(gè)一次性修平的水平梯田之間隔著一段原狀坡面的斜坡段組合而成的。 反坡梯田：田面由外向內(nèi)傾斜的臺(tái)階形田塊。 梯田斷面設(shè)計(jì)的基本任務(wù)： 確定在不同條件下的最優(yōu)斷面。最優(yōu)斷面的要求： ①適應(yīng)機(jī)耕和灌溉的要求； ②保證安全與穩(wěn)定； ③挖填土方平衡。 計(jì)算方法： 之一：根據(jù)土質(zhì)和地面坡度選定田坎高和田坎坡度，然后計(jì)算田面寬度。 之二：或根據(jù)地面坡度、機(jī)耕和灌溉需要先確定田面寬，然后計(jì)算田坎高度等。 各要素之間具體計(jì)算方法： 田面毛寬：Bm=Hcotθ 田埂占地：Bn=Hcotα 田面凈寬：B=Bm-Bn=H（cotθ-cotα） 田埂高度：H=B/ （cotθ-cotα） 在丘陵陡坡地區(qū)： 8-10米寬的田面，1米的田坎高度是合適的。 缺點(diǎn)： 費(fèi)工，成本高：在15-20度坡修梯田每公頃420-900工日，約8250-15000元； 土地利用率低：約64.8%； 田間作業(yè)不便。 6、山邊溝 定義：在坡面上，每隔適當(dāng)距離，沿等高方向所構(gòu)筑的淺三角形溝。 目的：截短坡長(zhǎng)，分段排水，以防止沖刷； 提供田間作業(yè)道路，建立坡地省工經(jīng)營(yíng)基礎(chǔ)。 優(yōu)點(diǎn)：省工經(jīng)營(yíng)，降低成本； 每公頃3150元，僅為梯田的35%； 提高土地利用率，比梯田高26%； 交通方便，便于機(jī)械化作業(yè)。 類(lèi)型：寬型和窄型山邊溝。 寬型適用于15°以下的緩坡地； 窄型適用于15°以上的坡地。 第三節(jié) 溝壑治理工程設(shè)計(jì)一、谷坊工程設(shè)計(jì) 1、谷坊定義 山區(qū)溝道內(nèi)為防止溝床沖刷及泥沙災(zāi)害而修筑的橫向攔擋建筑物。 是溝道治理的主要工程措施。 高度一般1—3米，最高5米。 2、類(lèi)型 根據(jù)建筑材料不同，分為： 土谷坊； 干砌石谷坊； 漿砌石谷坊； 混凝土谷坊； 柳谷坊。 3、谷坊規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 壩高；間距；斷面尺寸。 壩高：根據(jù)建筑材料、溝道地質(zhì)、地形條件確定。以能承受水壓力和土壓力而不被破壞為原則。 間距：與谷坊高度及淤積泥沙表面的臨界不沖 坡度有關(guān)。 穩(wěn)定坡度（I0）：谷坊淤滿后，淤積泥 沙表面的坡度。 計(jì)算： L=Ho/（I-Io） L為谷坊的間距（m）； Ho為谷坊的有效高度， m； I為溝底原來(lái)的縱坡； Io為穩(wěn)定坡度，決定于壩后淤積土的土質(zhì)：粘土Io取1%；沙土Io取0. 5%；粘壤土0.8%。 斷面尺寸：與建筑材料有關(guān)。 干砌石谷坊斷面尺寸 土谷坊斷面尺寸 二、淤地壩工程設(shè)計(jì) 在溝道里為了攔泥、淤地所建的壩，壩內(nèi)所淤成的土地稱(chēng)壩地。三、小型水庫(kù)工程 水庫(kù)由擋水壩、溢洪道和放水建筑物組成。 擋水壩：攔蓄水量，臺(tái)高水位； 溢洪道：排泄洪水的建筑物； 放水建筑物：放水用于下游灌溉。 我們研究小型水庫(kù)： 小（一）型水庫(kù)庫(kù)容100萬(wàn)-1000萬(wàn)m2； 小（二）型水庫(kù)庫(kù)容10萬(wàn)-100萬(wàn)m2。 1、庫(kù)址的選擇 從安全、經(jīng)濟(jì)、合理等方面考慮。 2、地質(zhì)調(diào)查 水庫(kù)地質(zhì)是決定性因素，主要調(diào)查庫(kù)底是否漏水，壩基是否堅(jiān)固。 適宜修壩的巖石： 花崗巖、花崗片麻巖、石英巖、石英砂巖等。宜修小型水庫(kù)的巖石： 頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖等。有斷層、節(jié)理發(fā)育不能修水庫(kù)。 3、死庫(kù)容和死水位（設(shè)計(jì)最低水位） 以灌溉為主的小型水庫(kù)，死庫(kù)容需滿足兩個(gè)條件： 死水位應(yīng)保證水庫(kù)自流灌溉； 庫(kù)容應(yīng)滿足泥沙淤積的要求。 4、水庫(kù)興利調(diào)節(jié)計(jì)算及設(shè)計(jì)水位的確定（自習(xí)為主） ①水庫(kù)的調(diào)節(jié)性能； ②年調(diào)節(jié)庫(kù)容 ③興利庫(kù)容和設(shè)計(jì)蓄水位的計(jì)算。 5、防洪庫(kù)容的確定（自習(xí)）第六章 水土保持生物措施第一節(jié) 概述一、定義 指在山地丘陵區(qū)以控制水土流失、保護(hù)和合理利用水土資源、改良土壤、維持和提高土地生產(chǎn)潛力為主要目的所采取的造林種草措施。也叫水土保持林草措施。 二、種類(lèi) 1、類(lèi)型劃分的要求 科學(xué)性：符合科學(xué)原理，類(lèi)型概念清晰，相互之間要有明顯的界限； 實(shí)踐性：符合生產(chǎn)實(shí)際，便于操作； 系統(tǒng)性：類(lèi)和種之間的 隸屬關(guān)系明確。 2、種類(lèi)的命名 根據(jù)地形（或小地貌）+防護(hù)性能+生產(chǎn)性能； 或地形（或小地貌）+防護(hù)性能（或生產(chǎn)性能）分類(lèi)。 舉例： 山頂防護(hù)林：山頂，保持水土，涵養(yǎng)水源，獲取木材。 護(hù)坡薪炭林：較緩坡，防止各類(lèi)坡面侵蝕，薪材。 坡面水土保持林：陡坡，防止各類(lèi)坡面侵蝕。 溝頭防護(hù)林：溝頭，防止水蝕和重力侵蝕。 三、作用（參考第四章“植被”的作用） 1、林冠截留降雨，減少土壤侵蝕 一般15—40% 2、枯枝落葉層吸水下滲，調(diào)節(jié)徑流 3、固持和改良土壤，提高土壤的抗沖和抗蝕性第二節(jié) 水土保持林規(guī)劃設(shè)計(jì)與造林技術(shù)一、規(guī)劃設(shè)計(jì)（一）內(nèi)容 1、立地條件類(lèi)型的劃分 意義：是選擇樹(shù)種、制定造林技術(shù)的依據(jù)。 劃分的方法有：生活因子法、立地指數(shù)法和主導(dǎo)環(huán)境因子法。 通常采用主導(dǎo)環(huán)境因子法（影響林木成活與生長(zhǎng)的環(huán)境因子）。 環(huán)境因子有： 地形：海拔、坡向、坡度等； 土壤：類(lèi)型、土層厚度、表土層厚度、土壤侵蝕等； 水文：季節(jié)性積水等； 生物：造林地群落狀況。 主導(dǎo)環(huán)境因子的分析： 從兩個(gè)方面進(jìn)行分析： 第一，環(huán)境因子與林木必須的生態(tài)因子的關(guān)系 （生態(tài)因子：光、熱、水、氣和養(yǎng)分） 從環(huán)境因子與林木必須的生態(tài)因子之間的關(guān)系 分析尋找與生態(tài)因子關(guān)系密切的主導(dǎo)環(huán)境因子。 第二、分析在極端狀態(tài)下可能限制林木生長(zhǎng)的環(huán)境因 子。 劃分立地條件類(lèi)型步驟： 繪制平面圖:可用地形圖勾繪平面圖。 劃分小斑：造林設(shè)計(jì)的基本單位，其地類(lèi)、權(quán)屬和立地條件基本一致。一般根據(jù)地面明顯標(biāo)志劃分小斑，小斑面積一般為1—20公頃。 確定劃分立地條件類(lèi)型的方法：主導(dǎo)環(huán)境因子法。 確定小斑調(diào)查的因子：根據(jù)主導(dǎo)環(huán)境因子的要求，確定小斑調(diào)查的具體因子。 劃分立地條件類(lèi)型和命名：根據(jù)小斑調(diào)查資料，通過(guò)分析找出主導(dǎo)環(huán)境因子，進(jìn)行分級(jí)并組合成不同的立地條件類(lèi)型，然后進(jìn)行命名。如低山陽(yáng)坡紫色土。 2、造林典型設(shè)計(jì) 是對(duì)各立地條件類(lèi)型的造林樹(shù)種、造林密度、配制方式、混交、整地、造林方法等進(jìn)行設(shè)計(jì)。 采用圖、表和文字相結(jié)合的形式表示，稱(chēng)為造林類(lèi)型配置圖。 舉例：引自長(zhǎng)汀2004年的治理設(shè)計(jì)立地條件類(lèi)型：山脊強(qiáng)度流失地（現(xiàn)有林木稀少，覆蓋度小 于10%）；整地方式：小水平溝整地。 溝面寬0.5米，溝底寬0.3米，溝深0.3米，溝長(zhǎng)4 米；沿等高線布置；溝間距3米；上下行距2米。整地時(shí)間：2003年12月； 造林樹(shù)種：木荷（喬）、胡枝子（灌）和寬葉雀稗（草）；造林密度：每條小水平溝種植胡枝子7株，木荷苗1株，每畝 溝埂用百喜草0.25kg或?qū)捜~雀稗0.5kg；混交：?jiǎn)坦嗖莼旖�；基肥：畝施鈣鎂磷20kg，生物有機(jī)肥20kg，均勻撒施于溝底 后，復(fù)土至溝深2/3。造林時(shí)間和方法：2004年2月造林；植苗造林，撒播草種。 關(guān)于樹(shù)種規(guī)劃： 按照適地適樹(shù)的原則，兼顧防護(hù)和群眾的需要來(lái)選擇樹(shù)種。 林種是按森林所起的作用來(lái)劃分的。 我國(guó)分為：防護(hù)林、用材林、薪碳林、經(jīng)濟(jì)林及特種用途林。 水土保持林是防護(hù)林中的一種。 廣義上，能夠產(chǎn)生防護(hù)及水土保持作用的林木都?xì)w入水土保持林。如分水嶺防護(hù)林、坡面水土保持林等。 在樹(shù)種規(guī)劃的基礎(chǔ)上，按各樹(shù)種的防護(hù)和生產(chǎn)性能，統(tǒng)計(jì)各林種的面積。 （二） 規(guī)劃設(shè)計(jì)的工作程序 1、準(zhǔn)備階段 培訓(xùn)：統(tǒng)一指導(dǎo)思想、規(guī)劃原則、規(guī)劃內(nèi)容、 要求和指標(biāo)。 2、資料的分析研究階段 影響造林成活和林木生長(zhǎng)的主要環(huán)境因子， 總結(jié)造林的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。 3、規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段 包括立地條件類(lèi)型的劃分、造林典型設(shè)計(jì)、樹(shù)種和林種規(guī)劃、造林順序、種苗規(guī)劃、幼林撫育、投入勞力和投資預(yù)算等。 4、設(shè)計(jì)圖的繪制和報(bào)告的編寫(xiě) 按立地條件類(lèi)型、樹(shù)種和林種繪制規(guī)劃設(shè)計(jì)圖。 要求：大比例尺成圖； 顯示小斑界、號(hào)和面積； 表明造林樹(shù)種和造林年限； 用顏色表示林種。 二、水土保持造林技術(shù) 1、適地適樹(shù) 就是使樹(shù)種的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特征與造林地的生態(tài)環(huán)境相匹配： 有三條途徑： 選地適樹(shù)或選樹(shù)適地； 改地適樹(shù)； 改樹(shù)適地。 2、混交造林 營(yíng)造水�；旖涣謺r(shí)，要為主要樹(shù)種選擇混交樹(shù)種。 混交樹(shù)種是指起輔助、改良土壤和護(hù)土作用的次要樹(shù)種。 3、整地工程小水平溝整地： 溝面寬0.5米，溝底寬0.3米，溝深0.3米，溝長(zhǎng)4米；沿等高線布置；溝間距3米；上下行距2米。穴狀整地： 種植穴在坡面沿等高線布設(shè)，上下行成品字形排列，根據(jù)不同造林樹(shù)種設(shè)計(jì)株行距。 如胡枝子和木荷混交的株行距是：2×2.7m； 造樟樹(shù)林：4×4m； 定植穴的規(guī)格（喬木）： 0.5×0.4×0.3m 4、造林方法 植苗造林： 最廣泛的水土保持林造林方法。播種造林： 人工或飛機(jī)播種造林。分植造林： 利用樹(shù)木的營(yíng)養(yǎng)器官直接進(jìn)行造林的方法。 只適用于營(yíng)養(yǎng)器官具有萌芽能力的樹(shù)種，如 杉木、竹類(lèi)、柳等。第三節(jié) 水土保持種草一、草種的選擇與配置 按適地適草的原則，因地制宜，選擇適生的草種，同時(shí)考慮種植和管理成本。 選擇草種有兩種方法： 對(duì)現(xiàn)狀草地進(jìn)行調(diào)查，選出不同生境條件下 的適生草種； 種植和引進(jìn)不同草種進(jìn)行對(duì)比，篩選出適宜 的草種。 配置：參見(jiàn)表格。 福建幾種水土保持草種： 百喜草、寬葉雀稗、圓葉決明、日本草等。 百喜草： 百喜草：百喜草屬禾本科、雀稗屬，為匍匐性草類(lèi)，須根系，其根系水平分布約65～80cm，在垂直分布方面50%以上的根系集中在表土層中；一般可延伸至地表下100cm以上。百喜草的須根常因地上部割除或地上走莖干枯而死亡；其干枯部分經(jīng)腐爛分解后，成為土壤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源。百喜草耐高溫，最適生長(zhǎng)溫度為28˚～33˚C；不耐寒，當(dāng)溫度低至0˚C以下時(shí)，則地上部變成黃褐色而枯萎。 寬葉雀稗屬禾本科、雀稗屬，多年生草本。其株高160㎝左右，叢生，莖半匍匐狀，具短粗的根莖。寬葉雀稗喜溫暖濕潤(rùn)氣候，耐熱，我國(guó)南方6～9月生長(zhǎng)旺盛；較不耐寒，對(duì)霜凍敏威，冬季地上部枯死；耐旱性強(qiáng)；對(duì)土壤要求不嚴(yán)，耐酸，較耐瘠，而以肥沃濕潤(rùn)的土壤生長(zhǎng)最好。 圓葉決明屬豆科決明屬。直根系，側(cè)根發(fā)達(dá)，根系主要分布在0-25cm土層，匍匐型多年生熱帶草本植物，喜高溫，適合于酸性土壤。 二、種植技術(shù) 1、播種方式 條播：開(kāi)溝、播種、復(fù)土； 撒播：把種子均勻地撒在土壤表面并輕耙復(fù)土； 帶肥播種：播種時(shí)把肥料條施在種子下4-6cm處； 犁溝播種：把種子條播進(jìn)溝底濕潤(rùn)土層的抗旱播種方法。適用于干旱和半干旱區(qū)。 2、播種要求 水分條件：豆科要求為田間持水量的40—80%； 禾本科要求為田間持水量的20—60%。 播種深度： 開(kāi)溝深度：依土壤墑情而定； 覆土深度：一般小粒種1-2cm； 中粒種不超過(guò)3-4cm。 播種量：適量播種，合理密植（參表4-3）。 3、混播技術(shù) 播種量：（參P108）； 播種時(shí)期：主要以生物學(xué)特性和當(dāng)?shù)貤l件為依據(jù)； 播種方法：同行條播、交叉播種，間行條播、撒播、撒播與條播結(jié)合。 三、草地管理與開(kāi)發(fā) 1、草地經(jīng)營(yíng)與管理 新建草地管護(hù)：圍欄建設(shè)與保護(hù)； 促進(jìn)成株成長(zhǎng)； 冬前追施草木灰。 成熟草地管理：利用； 病蟲(chóng)害防治； 更新復(fù)壯； 翻耕技術(shù)。 第七章 水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施 第一節(jié) 措施的特征一、以改變小地形增加地面糙率為主的措施 1、等高耕作 指沿著垂直于等高線方向進(jìn)行的橫向耕作。 實(shí)行等高耕作的要點(diǎn)： ①坡耕地的坡度越小越好，一般坡度在15°以下為 宜； ②種植行偏離等高線的坡降不超過(guò)3%； ③緩坡自下而上、較陡坡應(yīng)自上而下犁耕； ④雨水較多的濕潤(rùn)地區(qū)，等高犁溝應(yīng)有一定坡降， 0.5-1.0%為宜，并結(jié)合草溝排水； ⑤在土層薄或降水多的地區(qū)，在上下間隔2-3米開(kāi) 挖水平防沖溝； ⑥等高耕作可加寬作物的行距，縮小株距，實(shí)行密 植； ⑦若在坡地栽種果茶等稀植作物，必須實(shí)施套種。 2、等高溝壟耕作 在水土流失的坡地上沿等高線或在風(fēng)蝕地上垂直主風(fēng)向開(kāi)溝、起壟、蓄水、防風(fēng)、保土的耕作法。 3、其他 區(qū)田、圳田等。 二、增加植物為主的措施 1、輪作 不同農(nóng)作物在一定的農(nóng)田上按一定的順序，周而復(fù)始地輪翻種植。 輪作能增加地表覆蓋的時(shí)間和覆蓋度。 制定輪作制度時(shí)應(yīng)遵守的原則： 根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀唤?jīng)濟(jì)條件，充分考慮后作對(duì) 前作的要求，以及前作對(duì)后作的影響，合理安排 輪作制度。 輪作應(yīng)該注意的問(wèn)題： ①把每一種作物都配置在最適的田塊上，使每一種作物都有良好的前作； ②中耕和非中耕作物應(yīng)間隔排列； ③注意作物對(duì)連作的反應(yīng)： 耐連作：玉米、甘薯、麥類(lèi)等（連作4-5年）； 不耐連作：大豆、花生、馬鈴薯等（種1年，停1- 2年）； 不宜連作：油菜、煙草、瓜類(lèi)（種1年，停3-5年）。 ④輪作中不安排休閑； ⑤注意豆科和非豆科的輪作。 草田輪作： 前后作物是農(nóng)作物和多年生牧草的就叫草田輪作。 2、間作、套種與混作 間作：在同一田塊于同一生長(zhǎng)期內(nèi)，分行或分帶相間種植兩種或兩種以上作物的種植方式。 套種：在前季作物生長(zhǎng)后期的株行間播種或移栽后季作物的種植方式。 混作：在同一塊地上，同時(shí)混合種植兩種或兩種以上作物的種植方式。 3、等高帶狀間作 沿等高線將坡地劃分成若干條帶狀，在各條帶上交互或輪換種植密生作物與疏生作物或牧草與農(nóng)作物的種植方式（P115）。 福建的研究： 用香根草做草帶，帶間種作物。 三、改善土壤物理性狀的措施 1、深耕 一般在夏、秋兩季進(jìn)行，深耕21-24cm。 2、少耕 指在常規(guī)耕作的基礎(chǔ)上盡量減少土壤耕作次數(shù)，或在全田間隔耕種，減少耕作面積的一類(lèi)耕作方法。 3、免耕 依靠生物的作用進(jìn)行土壤耕作，用化學(xué)除草代替機(jī)械除草的一種保土耕作法。 實(shí)施免耕的技術(shù)要點(diǎn)： ①地表有敷蓋物； ②化學(xué)除草劑的應(yīng)用； ③適合的農(nóng)機(jī)具（免耕播種機(jī)）； ④深厚的土層； ⑤有較高的有機(jī)質(zhì)含量，土壤不板結(jié)。第二節(jié) 措施的作用一、防止水土流失 水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的防蝕機(jī)理： 結(jié)合上述內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)（三個(gè)方面）。 舉例： 等高耕作：可減少?gòu)搅?9%和減少土壤流失80%； 間作：減少地表徑流30-40%，減少土壤沖刷30-70%； 免耕：翻耕地徑流量比免耕地大3.5-25倍，流失量 大15.5-769倍。 二、增加作物產(chǎn)量 如等高耕作增加產(chǎn)量25%，間作、套種增產(chǎn)38%。 第八章 水土保持效益估算與評(píng)價(jià)第一節(jié) 概述一、水土保持效益 是對(duì)實(shí)施水土保持措施后所獲得的利益或收益的預(yù)測(cè)和計(jì)算。 目的：分析措施當(dāng)前的效益； 檢驗(yàn)原規(guī)劃、設(shè)計(jì)的合理性； 預(yù)測(cè)規(guī)劃措施的效益。 二、水土保持效益的分類(lèi) 根據(jù)水土保持效益的性質(zhì)，分為： 蓄水保土效益； 經(jīng)濟(jì)效益； 社會(huì)效益； 生態(tài)效益。三、效益計(jì)算的原則 1、根據(jù)治理措施的使用年限確定效益計(jì)算期 一般20-30年 2、采用的數(shù)據(jù)資料要翔實(shí)可靠 3、從措施開(kāi)始生效之年計(jì)算效益 ①?gòu)拈_(kāi)始實(shí)施開(kāi)始計(jì)算效益的有： 梯田、保土耕作措施和小型蓄水保土工程的保水、保土效益； 保土耕作措施的增產(chǎn)效益； 采用工程措施造林種草的保水、保土效益。 ② 沒(méi)有整地工程時(shí)，灌木第三年，喬木第五年，種草 第二年開(kāi)始計(jì)算效益，其經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)在開(kāi)始有果品、 枝條和飼草等收益時(shí)； ③ 封禁治理第3年開(kāi)始計(jì)算。 4、多項(xiàng)措施的效益要分?jǐn)偂５诙��?jié) 水土保持效益的計(jì)算一、蓄水保土效益計(jì)算 包括： 單項(xiàng)措施的蓄水保土效益：如梯田、小水平溝造林等； 小流域或某區(qū)域的蓄水保土總體效益：比如2004年長(zhǎng)汀 重點(diǎn)治理小流域采取了果園改造、小水平溝造林、坡面種草、 攔沙壩等措施。（年蓄水增加958萬(wàn)m3，減少侵蝕19.3萬(wàn)噸） 蓄水保土效益計(jì)算方法：主要有水保和水文法。 1、水保法 指應(yīng)用水土保持單項(xiàng)措施來(lái)綜合計(jì)算全流域的蓄水保土效益。流域?qū)嵤┲卫砗鬁p沙、蓄水量計(jì)算： ①蓄水量的計(jì)算 W=W1+W2 W 為流域?qū)嵤┲卫砗蟮男钏�總量�?W1 為流域?qū)嵤┲卫砗笃旅娓鞣N措施蓄水量總和； W2 為流域?qū)嵤┲卫砗鬁瞎雀鞣N治理措施蓄水總和。 W=∑Ww·A·Iw+∑Vw·a Ww為坡面某項(xiàng)措施實(shí)施前的徑流模數(shù)； A為坡面某措施的面積； Iw坡面某措施的減流系數(shù)； Vw溝谷某項(xiàng)措施的平均蓄水體積； a溝谷某項(xiàng)工程措施的數(shù)量。 ②減沙效益的計(jì)算 M=M1+M2 M 為流域?qū)嵤┲卫砗蟮臏p沙總量； M1 為流域?qū)嵤┲卫砗笃旅娓鞣N措施減沙總量； M2 為流域?qū)嵤┲卫砗鬁瞎雀鞣N治理措施減沙總量。 M=∑Ms·A·Im+∑Vm·a Ms為坡面某項(xiàng)措施實(shí)施前的侵蝕模數(shù)； A為坡面某措施的面積； Im坡面某措施的減沙系數(shù)； Vm溝谷某項(xiàng)措施的平均攔沙體積； a溝谷某項(xiàng)工程措施的數(shù)量。 2、水文法 以水文站或徑流站等實(shí)測(cè)的降雨、徑流和泥沙資料為依據(jù)，用統(tǒng)計(jì)相關(guān)分析的方法來(lái)計(jì)算全流域?qū)嵤┧�土保持措施后的蓄水、減沙效率。 二、經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算 （一） 直接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算 以各項(xiàng)措施增產(chǎn)的產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算為基礎(chǔ)，并以貨幣定量表示。 各項(xiàng)治理措施的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)根據(jù)每年實(shí)際生產(chǎn)效益的有效面積、單位面積增加的產(chǎn)品數(shù)量以及產(chǎn)品價(jià)格，逐年計(jì)算，最后累加得到在效益計(jì)算期內(nèi)的總效益。 直接經(jīng)濟(jì)效益包括： 糧食和經(jīng)濟(jì)作物增產(chǎn)的效益； 栽植經(jīng)濟(jì)果林、種草的產(chǎn)品效益； 增加木材蓄積量的效益； 增加薪材的效益。 （二）間接經(jīng)濟(jì)效益 1、坡地（特別是果園）的間接效益 如節(jié)約化肥用量和節(jié)約勞動(dòng)力等帶來(lái)的效益。 節(jié)約化肥用量： 如果園生草（百喜草）可節(jié)約尿素、過(guò)鈣和氯化鉀470kg/hm2、133kg/hm2 、1321kg/hm2。 節(jié)約勞動(dòng)力： 果園生草（百喜草）每公頃節(jié)約60個(gè)工日（每畝節(jié)約4個(gè)工日），按每工日50元計(jì)算，每公頃節(jié)約3000元。 2、種草的間接經(jīng)濟(jì)效益 如以草養(yǎng)畜：增產(chǎn)的飼草養(yǎng)畜帶來(lái)的效益； 3、造林的間接經(jīng)濟(jì)效益 直接產(chǎn)品有：花與葉、枝條、果品、木材。 加工轉(zhuǎn)化提供間接經(jīng)濟(jì)效益的有如下幾方面： 編織； 加工； 藥用。 計(jì)算轉(zhuǎn)化效益要注意： 當(dāng)?shù)赜修D(zhuǎn)化條件，轉(zhuǎn)化多少計(jì)算多少； 必須扣除轉(zhuǎn)化中的投入； 只計(jì)算一次轉(zhuǎn)化提高的產(chǎn)值和投入，而且只限于 在當(dāng)?shù)剞r(nóng)村就地加工轉(zhuǎn)化。 三、社會(huì)效益的計(jì)算 水土保持社會(huì)效益包括減輕自然災(zāi)害和促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步兩個(gè)方面帶來(lái)的效益。 1、減輕自然災(zāi)害的效益計(jì)算 ① 保護(hù)耕地的效益 主要比較治理前后耕地的損失量變化。 ② 防洪效益計(jì)算 林草措施的防洪效益，采用兩種方法計(jì)算，即： 對(duì)等措施替代法，是以其他防洪措施 （水庫(kù)等）替代林草的防洪效能，而以此替代措施的投資定額計(jì)算其效益。 第二，淹沒(méi)損失替代法，有無(wú)林草措施的洪水淹沒(méi)損失差。 工程措施的防洪效益計(jì)算： 坡面水土保持工程措施的防洪效益計(jì)算： 用林草措施的對(duì)等措施替代法計(jì)算。 溝道水土保持工程措施的防洪效益計(jì)算： P = D – C P 為溝道工程的防洪效益； D 為無(wú)溝道措施時(shí)的洪水災(zāi)害損失； C 為溝道工程的防洪部分投資。 ③ 水土保持農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的社會(huì)效益計(jì)算 P = （A1-A2）* C P 為某單項(xiàng)措施的減沙效益（元/hm2）； A1 為措施區(qū)產(chǎn)沙量（m3/hm2）； A2 為實(shí)施措施區(qū)的產(chǎn)沙量（m3/hm2） ； C 為當(dāng)?shù)匦⌒退畮?kù)的修筑費(fèi)用定額（元/m3）。 2、促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的調(diào)查分析 提高土地生產(chǎn)率； 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 改善土地利用結(jié)構(gòu)與農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)； 促進(jìn)群眾脫貧致富； 提高環(huán)境容量等。 四、生態(tài)效益計(jì)算 1、農(nóng)田防護(hù)林效益（一般了解） 體現(xiàn)在農(nóng)作物的增產(chǎn)和減少土壤風(fēng)蝕的價(jià)值上。 2、林草措施改善水質(zhì)的效益 P=W（C1-C2）*N P改善水質(zhì)的效益； W某地區(qū)的用水量；C1未治理時(shí)該區(qū)的水處理費(fèi)； C2治理后該區(qū)的水處理費(fèi)； N實(shí)施措施的時(shí)間。 五、經(jīng)濟(jì)分析 靜態(tài)評(píng)價(jià)（P188）： 計(jì)算凈效益； 計(jì)算效益費(fèi)用比； 計(jì)算還本年限； 計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益系數(shù)。 標(biāo)準(zhǔn)還本年限10-12年；標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)效益系數(shù)為 0.08—0.10。 2、動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià) 考慮了各項(xiàng)費(fèi)用和效益的時(shí)間價(jià)值，因而在計(jì)算中需將不同年份的投資、年運(yùn)行費(fèi)和獲得的效益都換算到同一基準(zhǔn)年。第三節(jié) 流域綜合治理評(píng)價(jià)一、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建 1、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 由若干指標(biāo)按照一定規(guī)則，相互補(bǔ)充、相對(duì)獨(dú)立地組成的群體指標(biāo)體系。 2、指標(biāo)體系構(gòu)建的原則 ①指標(biāo)體系能全面反映綜合治理的效果； ②各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)有明確的概念，且要避免指標(biāo)內(nèi)涵的重疊； ③各項(xiàng)指標(biāo)都要無(wú)量綱化； ④評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的指標(biāo)容易獲得，計(jì)算方法簡(jiǎn)單。 3、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建 ①生態(tài)效益綜合指數(shù)（P190）； ②經(jīng)濟(jì)效益綜合指數(shù)（P190）； ③社會(huì)效益綜合指數(shù)（P190）； 以上三綜合指數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均即得流域管理綜合指數(shù)（P190）。 二、評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法 1、生態(tài)效益 土壤侵蝕減少率= （治理前侵蝕模數(shù)-治理后侵蝕模數(shù)）/治理前侵蝕模數(shù)×100%； 林草覆蓋率=林草地面積/土地總面積×100%； 治理度=已治理面積/需治理面積×100%。 還有光能利用率、土壤有機(jī)質(zhì)、環(huán)境質(zhì)量提高率、系統(tǒng)抗逆力。 2、經(jīng)濟(jì)效益 益本比、投資回收期、成本利潤(rùn)率等。 3、社會(huì)效益 農(nóng)產(chǎn)品商品率、勞動(dòng)力利用率等。 三、評(píng)價(jià)的方法 1、比較分析法 根據(jù)評(píng)價(jià)目的要求，選取一些具有代表性的指標(biāo)進(jìn)行比較，來(lái)評(píng)價(jià)不同管理措施實(shí)施前后效益的高低變化。 從內(nèi)容上： 單項(xiàng)比較分析：以單一指標(biāo)來(lái)分析管理效果； 綜合比較分析：以多項(xiàng)指標(biāo)來(lái)分析管理效果。從方法上： 相對(duì)評(píng)價(jià)法：對(duì)若干待評(píng)事物的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比 較，并排出次序； 絕對(duì)評(píng)價(jià)法：根據(jù)對(duì)事物本身的要求，評(píng)價(jià)其達(dá) 到的水平。 2、模擬評(píng)價(jià)法 分為： 數(shù)學(xué)模擬：把不同方案涉及的問(wèn)題、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的數(shù)據(jù)，按其內(nèi)在的聯(lián)系及總體規(guī)劃的要求，相應(yīng)地建立各種數(shù)學(xué)模型，從而計(jì)算各種方案的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。 實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬：設(shè)置實(shí)驗(yàn)，獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行評(píng)價(jià)。用于生態(tài)效益的評(píng)價(jià)。 3、其他方法 投入產(chǎn)出分析法、投資分析法等。 第九章 水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理第一節(jié) 概述一、水土保持監(jiān)測(cè)的作用 1、水土保持項(xiàng)目管理的重要手段 判斷水土保持是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 2、為項(xiàng)目建設(shè)提供基礎(chǔ)資料 建立本地信息庫(kù)，為其他項(xiàng)目評(píng)估、科研、規(guī)劃、 設(shè)計(jì)等提供資料。 3、為水土保持評(píng)價(jià)和決策提供科學(xué)依據(jù) 4、為水土保持監(jiān)督執(zhí)法提供依據(jù) 5、為水土保持宣傳提供新途徑 二、水土保持監(jiān)測(cè)的原則 充分考慮服務(wù)對(duì)象對(duì)信息的需求和服務(wù)的有效性， 同時(shí)遵循： 1、規(guī)范性 監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)方式和范圍的界定、指標(biāo)等必須統(tǒng)一，監(jiān)測(cè)的描述和表達(dá)等應(yīng)有全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 2、綜合性 指標(biāo)的綜合性(自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等方面選指標(biāo))、 監(jiān)測(cè)方法的多樣性（高新技術(shù)結(jié)合常規(guī)方法）。 3、動(dòng)態(tài)性 4、層次性 宏（全地區(qū)）、中（重點(diǎn)地區(qū)）、微觀（典型樣點(diǎn)）。 三、水土保持監(jiān)測(cè)的內(nèi)容 《中華人民共和國(guó)水土保持法實(shí)施條例》規(guī)定：國(guó)務(wù)院水行政主管部門(mén)和省、自治區(qū)、直轄市人民政府水行政主管部門(mén)應(yīng)當(dāng)定期分別公告水土保持監(jiān)測(cè)情況。公告應(yīng)當(dāng)包括下列事項(xiàng)： ①水土流失面積、分布狀況和流失程度； ②水土流失造成的危害及其發(fā)展趨勢(shì)； ③水土流失防治情況及其效益。 水土保持監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)包括： 1、水土流失變化； 2、土地利用現(xiàn)狀； 3、治理措施實(shí)施情況； 4、生產(chǎn)與收入的變化； 5、群眾物質(zhì)和文化活動(dòng)水平的變化情況。 四、監(jiān)測(cè)方法與技術(shù) 總體來(lái)說(shuō)，要用到RS、GPS、GIS技術(shù)、地面調(diào)查、專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)和數(shù)理分析與預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)等方法。第二節(jié) 水土流失預(yù)報(bào)一、USLE（Universal Soil Loss Equation，通用土壤流失 方程，20世紀(jì)80年代以前） A=RKLSCP 式中：A—土壤流失量 R—降雨侵蝕力因子 K—土壤可蝕性因子 L—坡長(zhǎng)因子 S—坡度因子 C—耕作和管理因子 P—輔助性保持措施因子 優(yōu)點(diǎn)： 形式簡(jiǎn)單，方便使用。不足： 數(shù)據(jù)來(lái)自落基山脈以東； 適用于緩坡地； 適用土壤是以蒙脫石為主要粘土礦物的土壤； 未考慮徑流因素； 因子交互作用被忽略，如坡長(zhǎng)與降雨等。 20世紀(jì)70年代后修改形成了RUSLE。 二、WEPP模型（Water Erosion Prediction Project，水蝕 預(yù)報(bào)計(jì)劃） 最新的預(yù)報(bào)模型； 有坡面、流域和網(wǎng)絡(luò)版。 優(yōu)點(diǎn)：是過(guò)程模型； 可以估算侵蝕的時(shí)空分布。 不足：復(fù)雜！ WEPP可以預(yù)報(bào)每天或每次的降雨、入滲、地面徑流過(guò)程產(chǎn)生的侵蝕和泥沙過(guò)程狀況，還可以計(jì)算日、月、年平均徑流、泥沙運(yùn)移狀況等等。 三、中國(guó)土壤侵蝕模型的研究概況 1、基于USLE建立坡面土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型 A=RKLSBET （CSLE） B、E、T分別為水土保持生物、工程和耕作措施因子。 2、陡坡地土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型 以江忠善為代表，建立了模型。 3、坡面水蝕物理過(guò)程模型 第三節(jié) 水土保持信息系統(tǒng)概述一、構(gòu)成 四部分：硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)和管理操作人員。 水土保持空間數(shù)據(jù)： 指以地球表面空間位置為參照的與水土保持有關(guān)的自然、社會(huì)和人文景觀數(shù)據(jù)。 包含三種互相聯(lián)系的特征： 已知坐標(biāo)系中的位置； 實(shí)體間的空間相關(guān)性（拓?fù)潢P(guān)系）； 與幾何位置無(wú)關(guān)的屬性。 二、水土保持信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建立 1、設(shè)計(jì)思想 運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理和方法，結(jié)合空間信息系統(tǒng)的特點(diǎn)實(shí)施建設(shè)。 2、建立過(guò)程 ①　可行性研究　　用戶需求調(diào)查、確定系統(tǒng)的目標(biāo)和任務(wù)、數(shù)據(jù)源調(diào)查和評(píng)估、系統(tǒng)處理工作量、數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和大小、服務(wù)范圍、輸出形式和質(zhì)量、系統(tǒng)的支持情況等。 ②系統(tǒng)設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)：應(yīng)有的空間操作功能； 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)：分類(lèi)、編碼、存儲(chǔ)和管理； 應(yīng)用設(shè)計(jì)：系統(tǒng)建模和產(chǎn)品的輸出。 ③建立系統(tǒng)的實(shí)施計(jì)劃 ④系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) ⑤系統(tǒng)運(yùn)行 3、軟件設(shè)計(jì) 4、用戶界面設(shè)計(jì) 5、系統(tǒng)評(píng)價(jià) 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 ① 系統(tǒng)效率 ② 可靠性 ③ 可擴(kuò)展性 ④ 可移植性 ⑤ 系統(tǒng)效益 三、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建立 1、源數(shù)據(jù)的獲取與預(yù)處理 2、數(shù)據(jù)錄入 3、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評(píng)價(jià) ①質(zhì)量衡量準(zhǔn)則 準(zhǔn)確性：測(cè)量值與真值的接近程度； 正確性：無(wú)遺漏無(wú)重復(fù)正確表示各類(lèi)屬性的編碼; 完整性：具有同一準(zhǔn)確度和精度的數(shù)據(jù)在類(lèi)型上和 特定空間范圍內(nèi)完整的程度； 一致性：同一或同類(lèi)現(xiàn)象表達(dá)的一致程度； 現(xiàn)勢(shì)性：數(shù)據(jù)反映客觀現(xiàn)象目前狀況的程度。 ② 數(shù)據(jù)誤差來(lái)源分析 數(shù)據(jù)誤差通常是一個(gè)累積的量。 采集、加工、存檔。來(lái)源主要有： 數(shù)據(jù)收集：測(cè)量、遙感和地圖數(shù)據(jù)等； 數(shù)據(jù)輸入：數(shù)字化和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)精度不夠和空間精度不夠；數(shù)據(jù)處理：分類(lèi)間隔不合理，多層疊加誤差傳播，比 例尺太小等；數(shù)據(jù)輸出：設(shè)備輸出精度低和媒介不穩(wěn)定；數(shù)據(jù)使用：對(duì)數(shù)據(jù)所包含信息的誤解和使用不當(dāng)。 ③ 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制技術(shù) 前期的誤差控制：采集過(guò)程的誤差控制； 后期的誤差處理：對(duì)空間數(shù)據(jù)的采點(diǎn)誤差和屬性數(shù) 據(jù)的輸入錯(cuò)誤進(jìn)行檢查，針對(duì)不 同情況進(jìn)行誤差處理。 ④ 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià) 依據(jù)準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià)。 4、數(shù)據(jù)維護(hù) 第四節(jié) 水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)一、水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng) 建立一個(gè)以GIS為平臺(tái)的實(shí)用化的信息管理系統(tǒng)，為有關(guān)部門(mén)提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、信息管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)的決策支持工具。 1、系統(tǒng)組成（以省級(jí)網(wǎng)絡(luò)為例） 省、地、市三級(jí)網(wǎng)絡(luò)。 2、系統(tǒng)功能 監(jiān)測(cè)信息綜合處理； 項(xiàng)目管理； 會(huì)議演示； 監(jiān)督執(zhí)法管理； 規(guī)劃輔助設(shè)計(jì)； 數(shù)據(jù)傳輸與通信模塊。 二、水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息子系統(tǒng) 在GIS支持下，利用遙感、遙測(cè)信息，定位、定量、動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)和分析區(qū)域水土保持及其資源環(huán)境變化規(guī)律。 1、建立系統(tǒng)的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo) 監(jiān)測(cè)范圍； 指標(biāo)的更新周期（一般為1年）； 點(diǎn)網(wǎng)的布設(shè)； 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立。 2、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3、系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 監(jiān)測(cè)指標(biāo)庫(kù)； 基礎(chǔ)年圖形和屬性庫(kù)； 監(jiān)測(cè)年份圖形和屬性庫(kù)； 監(jiān)測(cè)模型庫(kù)； 監(jiān)測(cè)指標(biāo)變化分析。 第五節(jié) 水土保持管理信息系統(tǒng) 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將流域內(nèi)各種資源與環(huán)境的信息按空間分布進(jìn)行存儲(chǔ)管理，把大量單一分散的數(shù)據(jù)資料變成活的綜合的信息資源，向用戶提供靈活方便的查詢(xún)檢索，統(tǒng)計(jì)計(jì)算和列表制圖的基本信息服務(wù)。 一、基礎(chǔ)信息管理子系統(tǒng) 對(duì)區(qū)域資源環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人文歷史方面的基本信息進(jìn)行管理，為其他子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 二、規(guī)劃子系統(tǒng) 三、效益評(píng)價(jià)子系統(tǒng)AdZ紅軟基地

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