曹文洪，劉國彬，魯勝力，王昭艷

(1.水利部水土保持生態(tài)工程技術(shù)研究中心，北京 100048;2.中國水利水電科學(xué)研究院，北京 100048;3.中國科學(xué)院/水利部 水土保持研究所，陜西 楊凌712100;4.水利部 水土保持司，北京 100053)

我國是世界上水土流失最為嚴(yán)重的國家，在長期治理水土流失的實踐過程中，科學(xué)技術(shù)發(fā)揮了重要的支撐作用，不斷提升了水土流失防治水平。尤其是“十一五”以來，在廣大水土保持科技工作者的努力下，開展了大量的科學(xué)研究和科技示范推廣工作，取得了一系列科技成果，為我國水土保持事業(yè)的發(fā)展做出了積極的貢獻。當(dāng)前，我國進入了全面建成小康社會，大力推動生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵時期，系統(tǒng)總結(jié)近期水土保持科技工作進展和科學(xué)研究取得的成果，明確近期水土保持重大基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的重點，對于加強科技創(chuàng)新，提高水土保持科技貢獻率，全面推進新時期水土保持事業(yè)發(fā)展，大力推動生態(tài)文明建設(shè)具有重大意義。

1 水土保持科技工作進展

1.1 編制印發(fā)了《全國水土保持科技發(fā)展規(guī)劃綱要》

2008 年，水利部印發(fā)了《全國水土保持科技發(fā)展規(guī)劃綱要》(2008—2020年)，明確提出經(jīng)過5～10年的努力，構(gòu)建水土保持科技示范與推廣、監(jiān)測評價兩大體系和國家基礎(chǔ)理論研究、水土保持科技協(xié)作和國家水土保持科學(xué)決策與工程設(shè)計支撐三大平臺，在水土保持重大基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用等方面取得突破的水土保持科技發(fā)展目標(biāo)。根據(jù)中國水土保持生態(tài)建設(shè)的實際情況和發(fā)展趨勢，強調(diào)水土保持科技要遵循“面向?qū)嶋H，理論研究與生產(chǎn)實踐相結(jié)合;重點突破，長遠目標(biāo)和近期目標(biāo)相結(jié)合;兼收并蓄，集成創(chuàng)新與引進吸收相結(jié)合;注重成效，實用技術(shù)開發(fā)與高新技術(shù)應(yīng)用并舉”等四項基本原則。

1.2 水利部、中國科學(xué)院和中國工程院聯(lián)合開展了中國水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察

2005—2008 年，水利部、中國科學(xué)院和中國工程院聯(lián)合開展了新中國成立以來水土保持領(lǐng)域影響最大的一次綜合性科學(xué)考察——“中國水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察”工作，摸清了我國水土流失現(xiàn)狀，全面總結(jié)了我國水土流失防治的成績與經(jīng)驗，系統(tǒng)揭示了我國水土流失防治工作中存在的問題，提出了水土流失防治對策及建議?？瓶汲晒哿吮姸嘣菏?、專家和廣大科技工作者的辛勤勞動，促進了我國水土保持科技創(chuàng)新，為防治水土流失、加強生態(tài)建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。

1.3 國家“973”、科技支撐項目等一系列國家級重大研究項目相繼開展

“十一五”以來，在“中國水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察”基礎(chǔ)上，緊緊圍繞黃河中游、長江上游、東北黑土地保護、石漠化治理、南方崩崗治理等國家重點工程和大型生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失治理中急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，相繼開展了“中國主要水蝕區(qū)土壤侵蝕過程與調(diào)控研究”、“西南喀斯特山地石漠化與適應(yīng)性生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控”、“黃河上游沙漠寬谷段風(fēng)沙水沙過程與調(diào)控機理”等國家“973”計劃項目，“黃土高原水土流失綜合治理關(guān)鍵技術(shù)”、“長江上游坡耕地整治與高效生態(tài)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)試驗示范”、“紅壤退化的阻控和定向修復(fù)與高效優(yōu)質(zhì)生態(tài)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與試驗示范”、“松嫩－三江平原糧食核心產(chǎn)區(qū)農(nóng)田水土調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”、“農(nóng)田水土保持關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”等國家科技支撐計劃項目，“水蝕地區(qū)坡面水土流失阻控技術(shù)研究”、“生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失測算共性技術(shù)研究”、“汶川地震區(qū)新生水土流失環(huán)境效應(yīng)分析研究”等水利部公益性專項，“三峽庫區(qū)水土流失與面源污染控制試驗示范”和“西南喀斯特生態(tài)系統(tǒng)退化機制與適應(yīng)性修復(fù)試驗示范研究”等中科院西部行動計劃，國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項目“流域水循環(huán)模擬與調(diào)控”、中科院重大方向性項目“水蝕風(fēng)蝕交錯區(qū)水土保持與受損生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與示范”以及教育部科研創(chuàng)新團隊項目“黃土高原流域生態(tài)系統(tǒng)中水土遷移機制及其調(diào)控原理”等一系列國家級重大研究項目。項目研究區(qū)涉及我國水土保持工作的七大片區(qū)，水土保持科學(xué)研究工作呈現(xiàn)領(lǐng)域不斷擴大、項目不斷增加的良好局面。

1.4 水土保持科學(xué)研究基礎(chǔ)平臺建設(shè)穩(wěn)步推進

初步建成了由1個部級中心、7個流域中心站、31個省級總站、175個地級分站和750多個監(jiān)測點組成、基本覆蓋各類水土流失類型區(qū)的監(jiān)測站網(wǎng)。建立了一批水土保持科學(xué)試驗站、國家級水土保持試驗區(qū)和土壤侵蝕國家重點實驗室。命名了84個國家水土保持科技示范園區(qū)和24個全國中小學(xué)水土保持教育社會實踐基地。在全國范圍內(nèi)全面啟動了國家水土保持生態(tài)文明工程建設(shè)，建成了一批國家水土保持生態(tài)文明縣、生態(tài)文明市、生態(tài)文明工程，起到了很好的帶動作用。中國水土保持學(xué)會科技協(xié)作工作委員會自2008年成立以來，學(xué)術(shù)交流活躍，渠道暢通，為全國產(chǎn)學(xué)研單位提供了溝通平臺。

1.5 科技成果轉(zhuǎn)化力度明顯增強

黃土高原地區(qū)的機修梯田、淤地壩設(shè)計與建設(shè)、雨水利用等技術(shù)發(fā)展良好。北方土石山區(qū)的旱作保墑，以及南方丘陵山區(qū)的崩崗防治等技術(shù)受到當(dāng)?shù)厝罕姷钠毡闅g迎。坡耕地水土保持微地形改造、土壤改良培育、坡面徑流調(diào)控與節(jié)水抗旱等技術(shù)在長江中上游地區(qū)得到全面的推廣應(yīng)用。生態(tài)修復(fù)、植物籬、水土流失動態(tài)監(jiān)測等技術(shù)進一步推廣。清潔小流域建設(shè)、面源污染防治等技術(shù)從試驗示范開始到逐步推廣。

2 水土保持科學(xué)研究進展

2.1 水土保持基礎(chǔ)理論研究進展

2.1.1 主要水蝕區(qū)土壤侵蝕過程觀測與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建設(shè)

新建野外觀測試驗小區(qū)135個，修復(fù)野外觀測試驗小區(qū)138個，建設(shè)野外觀測試驗基地(流域)81處，完善了全國土壤侵蝕觀測試驗體系;在全國選60個樣區(qū)，在4個水蝕區(qū)選典型縣進行了496組次抽樣調(diào)查，采集土壤、植物等樣品4萬多份，開展室外原位模擬降雨試驗2 000多場次、室內(nèi)模擬降雨試驗3 000多場次，構(gòu)建了全國土壤侵蝕環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫框架和水土保持?jǐn)?shù)據(jù)共享平臺，編繪了《中國土壤侵蝕地圖集》。

2.1.2 坡面水沙二相流侵蝕動力學(xué)過程

目前國內(nèi)外流域侵蝕動力過程一直采用清水動力學(xué)方程進行描述，而坡面水流是水沙共存的渾水運動。為此，我國科學(xué)工作者將河流動力學(xué)的水沙兩相流理論應(yīng)用于描述坡面水沙二相共存的渾水動力學(xué)過程，初步建立了坡面水沙二相流侵蝕動力學(xué)過程描述方程，進行了方程的參數(shù)測定、敏感性分析，并利用實測資料對方程進行了驗證。驗證結(jié)果表明，坡面水沙二相流侵蝕動力學(xué)方程能夠較好地模擬黃土區(qū)坡面侵蝕產(chǎn)沙過程及侵蝕量。

2.1.3 多尺度土壤侵蝕預(yù)報模型

構(gòu)建了適合我國坡面、流域、區(qū)域侵蝕特點的土壤侵蝕模型。在前人研究基礎(chǔ)上，依據(jù)分布在不同類型區(qū)徑流小區(qū)長期的觀測資料和大量人工降雨模擬實驗數(shù)據(jù)，構(gòu)建了適合我國的坡面土壤侵蝕模型(A=R·K·L·S·B·E·T)。在坡面模型研究基礎(chǔ)上，依據(jù)小流域定位觀測和模擬實驗數(shù)據(jù)，修訂了洪峰流量公式，構(gòu)建了適合中國的小流域分布式土壤侵蝕模型。結(jié)合坡面和小流域模型研究，在分析區(qū)域土壤侵蝕過程的基礎(chǔ)上，集成了產(chǎn)沙、匯沙研究成果，建立了基于GIS的區(qū)域土壤侵蝕模型。該模型在地形因子尺度轉(zhuǎn)換和多尺度模型集成方面取得了明顯突破，被主管部門指定用于國家水利普查。

2.1.4 黃河上游沙漠寬谷河道粗泥沙來源與傳輸機理

集成240根河道鉆孔近12萬個粒度級配數(shù)據(jù)，確定黃河內(nèi)蒙古河段粗泥沙界限應(yīng)為＞0.08 mm，而不能采用黃河下游＞0.05 mm的標(biāo)準(zhǔn)，并將沙漠沙納入黃河粗泥沙范疇，為黃河寧蒙河段粗泥沙的源區(qū)治理提供了依據(jù)。風(fēng)沙入河量大，填淤河槽與灘地，迫使河道東移，典型沙丘3D高精度掃描表明:2010年5—6月份沿岸沙丘向河道方向推移的沙量為5.25萬t/km，沙丘平均向前移動3.94 m;通過風(fēng)沙－水沙－河道三位一體泥沙平衡計算方法得到烏蘭布和沙漠段入黃沙量為0.2 億 ～0.4 億 t。

2.1.5 沙漠泥流形成機理

十大孔兌是黃河內(nèi)蒙古河段粗泥沙重要源區(qū)，風(fēng)－洪互作形成以高頻沙暴與低頻泥流為特征的水土流失與粗沙入黃過程。風(fēng)水復(fù)合侵蝕是十大孔兌泥流形成的動力機制，沙丘沙是沙漠泥流輸送的主要組分，十大孔兌小流域泥流風(fēng)－洪產(chǎn)沙比約為1∶1。對泥流入黃過程進行數(shù)值模擬，給出了泥流入黃沙壩形成的臨界條件。

2.1.6 流域系統(tǒng)侵蝕產(chǎn)沙傳遞與壩控流域數(shù)值模擬

建立了基于能量理論的水沙模型及流域地貌形態(tài)與侵蝕產(chǎn)沙耦合水土流失預(yù)報模型，構(gòu)建了反映流域侵蝕產(chǎn)沙物理過程的分布式模型;基于復(fù)合核素示蹤技術(shù)，分析了土地利用變化對壩控流域土壤侵蝕產(chǎn)沙變化的影響，確定了壩地沉積泥沙來源;提出了基于土地利用變化下的流域土壤侵蝕模數(shù)確定方法;實現(xiàn)了黃土高原坡溝系統(tǒng)小流域重力侵蝕數(shù)值模擬，闡明了溝壑整治技術(shù)對土壤侵蝕的調(diào)控機理。

2.1.7 紅壤水土流失與阻控機理

實測資料表明:雨季紅壤儲蓄徑流能力有限，降雨和徑流壓實地表，產(chǎn)生結(jié)皮，促進地表徑流;大團聚體破碎后，小團聚體容易流失，有機質(zhì)穩(wěn)定大團聚體;有結(jié)構(gòu)體的紅壤侵蝕量明顯減少，紅壤團聚體破壞后產(chǎn)流產(chǎn)沙增加。因此，基于紅壤團聚體破壞后產(chǎn)流產(chǎn)沙增加的特點，應(yīng)以減少雨滴和徑流的機械破壞為核心，保護紅壤團聚體;基于雨季紅壤儲蓄徑流能力有限的特點，不強調(diào)攔蓄徑流，以減緩徑流為主;基于旱地坡度，采用不同的工程和生物措施配套，緩坡(5°～10°)只需減緩徑流措施，中坡(10°～15°)減緩徑流措施結(jié)合工程措施，中陡坡(20°～25°)采取工程措施。

2.1.8 巖溶石漠化區(qū)水土流失強度的分級標(biāo)準(zhǔn)

分析碳酸鹽巖成土的基本過程及影響因素，通過對典型點的碳酸鹽巖侵蝕速率及對應(yīng)的降水量、溫度、NPP(植被凈初級生產(chǎn)力)、SR(土壤呼吸速率)的調(diào)查分析，建立數(shù)學(xué)模型，估算碳酸鹽巖成土速率。在此基礎(chǔ)上，初步厘定了巖溶石漠化區(qū)水土流失強度的分級標(biāo)準(zhǔn)，將西南巖溶區(qū)土壤侵蝕強度的標(biāo)準(zhǔn)劃分為微度、輕度、中度、強度、極強度、劇烈，相應(yīng)土壤侵蝕模數(shù)分別為:＜30、30 ～100、100 ～200、200 ～500、500 ～1 000、≥1 000 t/(km2·a)。

2.1.9 生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失測算方法

初步建立了生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失分類體系，確定了不同類型的水土流失特征及其與原生地表水土流失的關(guān)鍵差異;確定了工程堆積體的物質(zhì)結(jié)構(gòu)及概化比尺模型;構(gòu)建了針對一般擾動地表、工程開挖面和工程堆積體水土流失量以及建設(shè)項目風(fēng)力侵蝕量的測算模型及其參數(shù)體系;設(shè)計了基于三維激光掃描與數(shù)字高程模型對比的工程開挖面侵蝕量測算，基于超長坡擾動小區(qū)人工降雨觀測的農(nóng)林開發(fā)地表侵蝕量測算，基于便攜式風(fēng)洞野外觀測的工程擾動地表風(fēng)蝕特征參數(shù)測定等應(yīng)用于生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失測算研究的試驗方法和技術(shù)。

2.1.10 水蝕區(qū)坡面水土流失阻控理論

基于地統(tǒng)計學(xué)和GIS技術(shù)，繪制了近60年全國降雨侵蝕力及其變化斜率的等值線分布，解析了全國及不同水蝕類型區(qū)的降雨侵蝕力時空演變與分布特征;在新建降雨侵蝕力簡易算法、修訂土壤可蝕性算式的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了適用于南方紅壤坡地的通用土壤流失方程模型;針對超滲產(chǎn)流特征，建立了南方紅壤坡地的次降雨產(chǎn)流物理模型;搭建了可觀測地表徑流、輸沙和不同深度壤中流的坡面水分滲移觀測小區(qū)，基于試驗觀測確定了典型水土保持措施對南方紅壤坡地地表徑流、壤中流及土壤水的調(diào)控效應(yīng)。

2.2 水土保持關(guān)鍵技術(shù)研究進展

2.2.1 黃土高原坡面降雨徑流調(diào)控與高效利用技術(shù)

研發(fā)了適應(yīng)黃土高原水土資源利用的“土壤固化劑”材料和改進增滲擴蓄材料，開發(fā)了固化土水窖、場窖一體化柔性橡塑水窖、竹塑復(fù)合材料拼裝式水窖和PVC－U纏繞式水窖等徑流調(diào)控裝置，開發(fā)重力微壓滴灌，結(jié)合坡地土地資源利用，形成了黃土高原貧困劣質(zhì)水地區(qū)雨水安全集蓄人飲利用模式、丘陵溝壑區(qū)“梯田蘋果+水窖+節(jié)水灌溉”利用模式、高原溝壑區(qū)“蘋果+降雨徑流收集存貯+節(jié)水灌溉”高效利用模式及利用不同類型道路收集降雨徑流灌溉作物利用模式，初步實現(xiàn)了水土資源高效利用與模式示范。

2.2.2 黃土高原溝壑整治工程優(yōu)化配置與建造技術(shù)

提出了新時期黃土高原建設(shè)生態(tài)、節(jié)水、安全和可持續(xù)發(fā)展淤地壩的規(guī)劃技術(shù)思想，開發(fā)了淤地壩統(tǒng)籌規(guī)劃技術(shù)、水墜淤地壩排水技術(shù)、淤地壩放水工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、淤地壩臥管和涵洞新型設(shè)計技術(shù)、淤地壩建設(shè)破土面及壩體綠化技術(shù)、淤地壩“隨淤即用”等新技術(shù)，初步形成了新時期淤地壩規(guī)劃、布局、建設(shè)、建造、運行管理的技術(shù)體系。

2.2.3 黃土高原林草植被可持續(xù)恢復(fù)與營造技術(shù)

通過對典型區(qū)域植被生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中生物生態(tài)學(xué)機理的研究，初步解決了侵蝕環(huán)境下林草種配置與培育技術(shù)問題，構(gòu)建了不同地區(qū)天然植被封育及人工促進恢復(fù)技術(shù)、人工植被改造與天然化培育技術(shù)和嚴(yán)酷生境林草種類選擇與培育技術(shù)體系，提出了植被生態(tài)系統(tǒng)景觀格局優(yōu)化配置模式。以地帶性植被為參照，合理利用水資源，培育林草植被的具體途徑是:天然群落恢復(fù)——依靠自然恢復(fù)+人工促進;人工群落建設(shè)——利用鄉(xiāng)土植物+合理培育技術(shù)措施;退化人工群落——近自然經(jīng)營，通過間伐逐步取代衰退種群。通過對退耕地植被天然恢復(fù)的長期監(jiān)測，提出了黃土高原丘陵溝壑區(qū)退耕地恢復(fù)的階段性目標(biāo):群落蓋度80%以上，基本能夠發(fā)揮水土保持功能。

2.2.4 長江上游坡耕地水土保持微地形改造技術(shù)

通過人工降雨模擬實驗，137Cs、210Pb、7Be等核素示蹤技術(shù)，坡地微地貌掃描，徑流小區(qū)監(jiān)測資料等，基本查明了長江上游的三峽庫區(qū)、川中丘陵區(qū)、橫斷山區(qū)、云貴高原巖溶山區(qū)和秦巴山區(qū)優(yōu)勢坡度坡耕地發(fā)生細溝侵蝕的臨界坡長。在臨界坡長處采用橫坡截流溝截斷坡面，形成大橫坡;在大橫坡地塊內(nèi)，順坡起壟，形成小順坡;在此基礎(chǔ)上輔以地埂和植物籬。據(jù)此研發(fā)集成了“大橫坡+小順坡耕作技術(shù)”、“控制坡耕地細溝侵蝕的地埂+經(jīng)濟植物籬坡式梯地改造技術(shù)”，大大降低了坡耕地整治成本，減少水土流失60%以上。

2.2.5 長江上游坡耕地土壤改良培肥技術(shù)

針對長江上游坡耕地土層淺薄、土壤肥力退化問題和山區(qū)泥石流灘地廣泛分布的現(xiàn)狀，研發(fā)了川中丘陵區(qū)“紫色土坡耕地生產(chǎn)力穩(wěn)定的臨界土層厚度整治技術(shù)”、“紫色土土壤有機質(zhì)提升技術(shù)”、“干熱河谷區(qū)燥紅土肥力恢復(fù)與維持技術(shù)”、“喀斯特石質(zhì)坡地土壤補充礦質(zhì)養(yǎng)分技術(shù)”和“泥石流灘地整治技術(shù)”等，可有效提高土壤肥力。

2.2.6 紅壤稀疏馬尾松林植被重建技術(shù)

基于群落構(gòu)建的生態(tài)位理論(環(huán)境驅(qū)動)和中性理論(擴散和隨機)的結(jié)合，確定了侵蝕紅壤劣地馬尾松林植被恢復(fù)重建的群落構(gòu)建指標(biāo)，提出了提升林地地力的工程－植物－施肥技術(shù)和適生性喬、灌、草物種篩選與種植技術(shù)。針對花崗巖紅壤侵蝕劣地，構(gòu)建了水保草覆蓋、喬灌草混交、老頭松近自然改造和經(jīng)濟林生草覆蓋4等種群落快速恢復(fù)模式。

2.2.7 治坡+降坡+穩(wěn)坡三位一體崩崗治理模式

明確崩崗形成過程以及水分對崩崗剖面土層抗剪強度的影響，劃分崩崗功能區(qū)，提出分區(qū)匹配工程治理技術(shù)，建立了“治坡+降坡+穩(wěn)坡三位一體”崩崗經(jīng)濟開發(fā)型治理模式。治坡是對溝頭集水坡面進行開發(fā)性治理，以生物措施為主，輔之必要的工程措施;降坡是采用機械或人工的方法對地形破碎的崩崗群坡地，進行削坡開級并修整成平臺;穩(wěn)坡是治理溝口沖積區(qū)，提高侵蝕基準(zhǔn)面，穩(wěn)定坡腳，降低崩塌的危險。

2.2.8 侵蝕黑土農(nóng)田水土保持耕作技術(shù)

針對黑土土壤滲透弱和雨季水蝕較重的問題，研發(fā)了侵蝕黑土農(nóng)田水土保持耕作技術(shù)。其要點包括:①壟溝深松。適宜坡度＜3°的坡地，苗期壟溝深松，增加土壤水分入滲，涵養(yǎng)水分。②壟向區(qū)田。壟向區(qū)田犁沿壟溝間隔60～200 cm修筑土埂形成儲水格，適于坡形不規(guī)整和坡度＜6°的坡地。③等高耕作條帶種植。坡度＜5°時，橫坡起壟，等高耕作。④高稈與矮稈作物間作護埂植物帶。坡度＞5°時，沿等高線修筑地埂，埂上種胡枝子、草木樨、馬蓮或黃花菜等經(jīng)濟植物。⑤留茬保護性耕作。適于＞3°的坡耕地。

3 水土保持科技的重點方向

《全國水土保持科技發(fā)展綱要》明確提出:強化十大基礎(chǔ)理論研究，突出九項關(guān)鍵技術(shù)，明晰不同土壤侵蝕區(qū)水土保持研究重點。為充分發(fā)揮科技的支撐作用，解決水土保持學(xué)科發(fā)展的重大科學(xué)問題和水土保持生態(tài)建設(shè)中的技術(shù)難題，我們提出了近期水土保持科學(xué)研究的重點方向。

3.1 近期水土保持重大基礎(chǔ)理論研究重點

3.1.1 土壤侵蝕動力學(xué)機制及其過程

采用多學(xué)科交叉的研究方法，開展坡面和溝道水流運動力學(xué)、輸沙力學(xué)及侵蝕動力學(xué)研究，剖析流域泥沙的侵蝕、輸移和沉積等3個主要過程，揭示坡面侵蝕產(chǎn)沙與溝道泥沙輸移耦合作用機制，探討人為侵蝕與特殊侵蝕過程機制。

3.1.2 多尺度的土壤侵蝕模型

在我國坡面侵蝕過程與河流泥沙運動研究的基礎(chǔ)上，將坡面侵蝕產(chǎn)沙、溝道匯沙、河流輸沙等過程納入一個系統(tǒng)進行整體研究，重點研發(fā)大尺度區(qū)域土壤侵蝕預(yù)測和評價模型，構(gòu)建適合我國侵蝕特點的坡面、流域、區(qū)域三種尺度土壤侵蝕模型。

3.1.3 水土保持效應(yīng)及對江河泥沙演變的作用機理

研究大規(guī)模水土流失綜合治理條件下流域侵蝕特征和土壤侵蝕模數(shù)的變化規(guī)律，揭示水土保持措施對入河水沙的作用機制，分析流域產(chǎn)流產(chǎn)沙與河流水沙過程的響應(yīng)關(guān)系，闡明水土保持措施對江河泥沙演變的作用機理，為新形勢下水土保持與江河治理決策提供科學(xué)依據(jù)。

3.1.4 退化生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)機制

研究生物過程與地學(xué)過程耦合作用機理，特別是不同區(qū)域地理環(huán)境直接或間接作用于生物過程，進而影響到侵蝕過程。開展生態(tài)系統(tǒng)退化的過程和機理研究，提出人工恢復(fù)和自然恢復(fù)的途徑和效應(yīng)評價方法。

3.1.5 水土保持與全球氣候變化的耦合關(guān)系

水土流失與水土保持改變下墊面，影響全球碳循環(huán)，引起氣候的變化，同時全球氣候的變化也會影響區(qū)域水土流失強度與水土保持的效果。研究全球氣候變化大環(huán)境下土壤侵蝕的形成、演變、危害及其調(diào)控機理，定量評估氣候變化與人為因素對侵蝕產(chǎn)沙的作用份額，分析水土流失、水土保持與全球氣候變化的內(nèi)在聯(lián)系及其對土壤碳匯的影響，為制定控制區(qū)域水土流失的低碳生態(tài)策略提供科學(xué)依據(jù)。

3.2 近期水土保持關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)重點

3.2.1 水土流失區(qū)植被快速恢復(fù)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)

研發(fā)不同類型區(qū)生態(tài)自我恢復(fù)與促進恢復(fù)技術(shù)，高效、抗逆性速生林草種選育與快速繁殖技術(shù)，林草植被抗旱營造與適度開發(fā)利用技術(shù)，林草植被立體配置模式與豐產(chǎn)經(jīng)營利用技術(shù)，特殊類型區(qū)植被的營造及更新改造與綜合利用技術(shù)，生物能源物種的篩選與水土保持栽培管理技術(shù)，經(jīng)濟與生態(tài)兼營型林、灌、草種的選育與栽培技術(shù)。

3.2.2 坡耕地水土流失綜合整治和高效利用技術(shù)

研發(fā)坡耕地土壤保育及持續(xù)利用關(guān)鍵技術(shù)、坡耕地徑流調(diào)蓄及高效利用關(guān)鍵技術(shù)、坡耕地整治工程與優(yōu)質(zhì)材料配置技術(shù)、坡耕地整治效應(yīng)評估技術(shù)，形成一套全國性坡耕地整治技術(shù)體系;結(jié)合不同地區(qū)水－土－氣－生關(guān)系和水土流失特點，集成區(qū)域優(yōu)良技術(shù)，建立不同類型區(qū)示范樣板，為我國坡耕地水土資源持續(xù)高效利用提供支撐。

3.2.3 中小河流水土保持減災(zāi)作用與高效配置示范

水土保持可有效減少中小河流泥沙淤積，調(diào)控洪峰流量、凈化水質(zhì)環(huán)境，對中小河流防災(zāi)減災(zāi)及生態(tài)治理具有重要作用。分析水土保持治理在中小河流災(zāi)害防治中的作用和機制，開發(fā)高效的中小河流水土保持減災(zāi)技術(shù)，并在典型中小河流開展高效配置示范，為中小河流綜合治理提供技術(shù)支撐。

3.2.4 生態(tài)清潔型流域治理技術(shù)與集成示范

研發(fā)流域內(nèi)非點源污染物質(zhì)的遷移過程與模擬技術(shù)，揭示水土保持對流域非點源污染的調(diào)控機制，集成農(nóng)業(yè)面源污染綜合調(diào)控技術(shù)、農(nóng)村生活垃圾分級處理技術(shù)、水土流失綜合治理技術(shù)、小型水利徑流調(diào)控技術(shù)等，研發(fā)不同類型的生態(tài)清潔型流域治理技術(shù)體系，并進行示范。

3.2.5 水土流失試驗方法與動態(tài)監(jiān)測技術(shù)

研發(fā)區(qū)域水土流失快速調(diào)查技術(shù)，坡面和小流域水土流失觀測設(shè)施設(shè)備，溝蝕過程與流失量測驗技術(shù)，風(fēng)蝕測驗技術(shù)，滑坡和泥石流預(yù)測方法與觀測設(shè)備，凍融侵蝕監(jiān)測方法，水土流失測驗數(shù)據(jù)整編與數(shù)據(jù)庫建設(shè)等。