王 彬，鄭粉莉，R?mkens M J M

（1．西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊凌712100；2．中國(guó)科學(xué)院 水利部 水土保持研究所，陜西 楊凌712100；3．USDA－ARS National Sedimentation Laboratory，Oxford，MS 38655）

土壤侵蝕是全球性的重要環(huán)境問(wèn)題之一，土壤侵蝕不僅造成土地資源嚴(yán)重退化甚至徹底破壞，而且大量徑流泥沙及其挾帶的污染物對(duì)水體質(zhì)量和河道運(yùn)行安全造成嚴(yán)重威脅。因此，為了針對(duì)性地防治土壤侵蝕，就必須加強(qiáng)土壤侵蝕定量評(píng)價(jià)研究。而土壤可蝕性作為土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型的基礎(chǔ)研究，在土壤侵蝕研究中占有重要地位。自20世紀(jì)30年代以來(lái)，土壤可蝕性研究一直受到高度重視，并在土壤性質(zhì)與土壤侵蝕的關(guān)系、土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)、土壤可蝕性測(cè)定與計(jì)算方法等方面取得了顯著性的研究進(jìn)展。但由于土壤可蝕性影響因素復(fù)雜，且受試驗(yàn)條件和人們認(rèn)識(shí)水平的限制，現(xiàn)有的研究成果與土壤侵蝕預(yù)報(bào)的要求仍有相當(dāng)大的差距。尤其在我國(guó)人類耕懇歷史悠久、地形地貌復(fù)雜、土壤類型多樣的情況下，土壤可蝕性的研究成果遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前土壤侵蝕建模的需求，迫切需要開(kāi)展適用于我國(guó)侵蝕環(huán)境的土壤可蝕性指標(biāo)。本文基于對(duì)土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)與體系、土壤可蝕性的測(cè)定與計(jì)算方法等研究成果的述評(píng)，分析當(dāng)前土壤可蝕性研究存在的問(wèn)題，提出尚需加強(qiáng)的研究領(lǐng)域，以期為土壤侵蝕定量預(yù)報(bào)提供支持。

1 土壤可蝕性相關(guān)概念

土壤可蝕性是指土壤在雨滴打擊、徑流沖刷等外營(yíng)力作用下被分散、搬運(yùn)的難易程度［1］。Middleton［2］首于1930年先定義了土壤可蝕性（Soil Erodibility），并提出了評(píng)估土壤可蝕性的兩個(gè)重要指標(biāo)，即侵蝕率和分散率。隨后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于土壤對(duì)侵蝕作用敏感程度的被動(dòng)性和抵抗侵蝕的主動(dòng)性，提出了許多相關(guān)概念。目前，國(guó)外多采用土壤可蝕性概念，并將其分為可分離性和可搬運(yùn)性［3］。國(guó)內(nèi)則多采用抗沖抗蝕性概念，并進(jìn)一步分為抗蝕性和抗沖性［4］。其中，抗蝕性主要指土壤抵抗水體對(duì)土粒的分散和懸浮作用；抗沖性則指土壤抵抗水等外營(yíng)力產(chǎn)生的機(jī)械破壞和推移的能力［5］?？箾_抗蝕性的概念在土壤侵蝕機(jī)理研究中具有重要意義，但由于尚不能將其從侵蝕過(guò)程中分離出來(lái)，故不適于土壤侵蝕定量評(píng)價(jià)。

1963年，Olson和 Wischmeier［6］定義了標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)，提出土壤可蝕性因子K，并從侵蝕預(yù)報(bào)的角度將土壤可蝕性定義為在標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)上單位降雨侵蝕力所產(chǎn)生的土壤侵蝕量。這一概念物理意義明確、適用性強(qiáng)，在土壤侵蝕定量評(píng)價(jià)研究中具有里程碑式的意義，目前為多數(shù)學(xué)者采用。

2 土壤可蝕性的評(píng)價(jià)指標(biāo)與體系

土壤可蝕性是土壤自身性質(zhì)對(duì)外營(yíng)力、氣候等綜合作用所反映出的復(fù)雜土壤特性。因此不能簡(jiǎn)單地以某一土壤理化性質(zhì)的測(cè)定來(lái)表示，而需通過(guò)在試驗(yàn)條件下實(shí)測(cè)土壤流失量或測(cè)定作為土壤可蝕性指標(biāo)的某些土壤性質(zhì)等，對(duì)土壤可蝕性進(jìn)行評(píng)價(jià)。幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從土壤理化性質(zhì)、侵蝕動(dòng)力等方面進(jìn)行了大量研究，提出了一系列土壤可蝕性指標(biāo)（表1）。

表1 土壤可蝕性指標(biāo)

2．1 基于土壤內(nèi)在性質(zhì)的土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)與體系

20世紀(jì)30年代起，各國(guó)學(xué)者便從土壤內(nèi)在性質(zhì)出發(fā)，尋求適宜的指標(biāo)用以評(píng)價(jià)土壤可蝕性。其中，美國(guó)的研究最多。早期的研究多集中于土壤礦物組成和質(zhì)地等基本屬性對(duì)土壤可蝕性的影響。如Bennett［7］首先通過(guò)測(cè)定和比較土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量及化學(xué)組成等對(duì)土壤可蝕性的影響程度，提出二氧化硅和氧化硅與氧化鐵之比與土壤侵蝕之間存在顯著相關(guān)關(guān)系，建議采用硅鋁鐵率判定土壤侵蝕程度。爾后，Middleton［2］發(fā)現(xiàn)土壤浸濕熱與土壤侵蝕率成正比，提出可將侵蝕率和分散率作為土壤可蝕性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。Bouyoucos［10］則推薦使用土壤中粉沙含量與黏粒含量的比率作為土壤可蝕性指標(biāo)，并通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)它與土壤可蝕性之間具有正比關(guān)系。而其它學(xué)者則將土壤入滲率考慮在內(nèi)，認(rèn)為滲透性指數(shù)、滲透率與懸浮率和分散率組成土壤可蝕性的最佳評(píng)價(jià)指標(biāo)體系［9，11］。隨著研究的深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到土壤團(tuán)聚體對(duì)可蝕性產(chǎn)生重要影響，相繼提出團(tuán)聚體表面率（≥0．05mm顆粒表面積與團(tuán)聚體含量之比）、＞0．5mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量、水穩(wěn)性團(tuán)聚體風(fēng)干率等指標(biāo)作為土壤可蝕性指標(biāo)［14，29］。土壤可蝕性是一種復(fù)雜的土壤特性，而早期研究結(jié)果卻多以一個(gè)或幾個(gè)土壤基本屬性構(gòu)成指標(biāo)體系，與實(shí)際情況相差較大。鑒于此，Wischmeier［20－21］等人通過(guò)大量的分析計(jì)算，最終確立了以粉粒＋極細(xì)砂含量（0．002～0．1 mm）、≥1mm的砂粒含量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤結(jié)構(gòu)等級(jí)、土壤滲透等級(jí)5項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的土壤可蝕性評(píng)價(jià)體系。這一評(píng)價(jià)體系的建立為土壤可蝕性定量化研究奠定了基礎(chǔ)，目前仍被多數(shù)學(xué)者作為基本體系采用，并被廣泛用作土壤侵蝕建型中表征土壤參數(shù)的定量指標(biāo)。

我國(guó)土壤可蝕性領(lǐng)域的相關(guān)研究始于20世紀(jì)50年代。1954年，朱顯謨［4］通過(guò)測(cè)定土壤膨脹系數(shù)及分散速率與土壤侵蝕的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)土體的易分散性與土壤抗蝕力及土體吸水后的膨脹度有關(guān)；同時(shí)，朱顯謨等［13］指出土壤透水性是影響土壤侵蝕的主要原因，土體在靜水中的崩解情況可作為土壤抗沖性指標(biāo)。爾后，田積瑩等［17］通過(guò)對(duì)子午嶺林區(qū)不同植被條件下8個(gè)土壤剖面的土壤物理性質(zhì)進(jìn)行研究，提出土壤團(tuán)聚體總量、1～10mm團(tuán)聚體總量、團(tuán)聚度、團(tuán)聚狀況、團(tuán)聚體分散度以及分散率和侵蝕率可作為土壤抗蝕性指標(biāo)。唐克麗［18－19］則從土壤物理化學(xué)、黏土礦物組成及微結(jié)構(gòu)等土壤內(nèi)在性質(zhì)出發(fā)，研究了土壤侵蝕的發(fā)生發(fā)展過(guò)程與其抗蝕性能的作用機(jī)理。這些研究為我國(guó)土壤可蝕性研究的開(kāi)展積累了豐富的資料，但由于研究較為分散，未能形成較為完善的評(píng)價(jià)體系。20世紀(jì)90年代后，隨著土壤可蝕性研究的發(fā)展，學(xué)者們?cè)谇叭说难芯炕A(chǔ)上，結(jié)合國(guó)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)不同地區(qū)的土壤可蝕性進(jìn)行了研究。其中，楊玉盛［28］通過(guò)研究不同土地利用方式下紫色土的可蝕性，提出侵蝕率、分散率、結(jié)構(gòu)體破壞率可較好評(píng)價(jià)土壤可蝕性。王佑民等［31］認(rèn)為影響黃土高原土壤抗蝕性的主導(dǎo)因子是腐殖質(zhì)及黏粒含量，水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量為最佳指標(biāo)。安和平［33］在北盤江中游地區(qū)進(jìn)行了類似的研究，指出≥0．25mm的水穩(wěn)性團(tuán)聚體量可作為土壤抗蝕性指標(biāo)?？偨Y(jié)這些研究可以發(fā)現(xiàn)，基于土壤自身性質(zhì)的土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)中除水穩(wěn)性團(tuán)聚體外，其余均具有一定的不穩(wěn)定性，其指標(biāo)組合會(huì)隨地區(qū)不同而產(chǎn)生變化。

基于土壤自身性質(zhì)對(duì)侵蝕作用敏感性所選取的大量指標(biāo)在土壤可蝕性評(píng)價(jià)中已被廣泛采用。這些指標(biāo)的提出有助于分析土壤性質(zhì)與土壤侵蝕之間的關(guān)系，為土壤可蝕性指標(biāo)體系的建立奠定了基礎(chǔ)。

2．2 基于侵蝕動(dòng)力的土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)與體系

20世紀(jì)40年代起，部分研究者開(kāi)展了基于土壤侵蝕動(dòng)力的土壤抗沖性研究，并借助水滴或水流直接沖刷土樣的微型試驗(yàn)設(shè)備測(cè)定土壤可蝕性。1938年，Voznesenskil［1］首次提出了土壤可蝕性指數(shù)的概念E＝dh／a（d為分散率，h為土壤親水性，a為在1h強(qiáng)度為1．7cm／h的水流沖刷下保留的≥0．25mm團(tuán)聚體量）。此概念首次將土壤自身性質(zhì)與外營(yíng)力侵蝕作用相結(jié)合，為土壤可蝕性研究提供了新思路。一些學(xué)者延續(xù)該思路進(jìn)行了大量研究，如Gussak［12］于1946年設(shè)計(jì)了古薩克抗沖槽，將不同水流流速下沖走100 cm3土壤所需要的水量作為土壤抗沖性指標(biāo)。但通過(guò)大量試驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)不同土壤對(duì)流速的敏感性存在顯著的差異。隨后，Ellison［3］提出侵蝕動(dòng)力是由分離能力和搬運(yùn)能力兩個(gè)相互獨(dú)立因素組成，建議將土壤可蝕性研究分為土壤可分離性和土壤可搬運(yùn)性兩個(gè)部分。這一概念的提出，加深了人們土壤侵蝕過(guò)程的認(rèn)識(shí)。

1963年，Olson等［6］提出土壤可蝕性K因子的概念，并將土壤可蝕性定義為在標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)上單位降雨侵蝕力所引起的土壤侵蝕量。這一概念的提出為土壤侵蝕預(yù)報(bào)做出了巨大貢獻(xiàn)，使土壤可蝕性研究發(fā)生了質(zhì)的飛躍。此后，學(xué)者們從可分離性和可搬運(yùn)性兩個(gè)方面開(kāi)展了更為深入的研究，設(shè)計(jì)制造了索波列夫儀等類似的測(cè)定裝置，并提出可用水滴破壞土體數(shù)、水沖坑大小等指標(biāo)對(duì)土壤可蝕性進(jìn)行描述［8，11］。其中，Chandra等［22］提出侵蝕系數(shù)以判斷土壤可蝕性大小，并推導(dǎo)出計(jì)算式：

式中：K——侵蝕系數(shù)；X——被侵蝕前土壤樣品重量；x——被侵蝕后土壤樣品重量；t——侵蝕歷時(shí)。經(jīng)分析得出侵蝕系數(shù)與侵蝕率，分散率，黏粒率等相關(guān)性較好。

國(guó)內(nèi)學(xué)者朱顯謨［4］將土壤抗侵蝕性分為抗沖性和抗蝕性。他認(rèn)為水沖穴的深度能夠在一定程度上反映出土體抵抗雨滴打擊及地面徑流沖刷等作用破壞的程度；并于1955年在晉西地區(qū)采用索波列夫裝置進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)，所得結(jié)果與土體在靜水中崩解的情況基本一致。蔣定生［15］則改進(jìn)了古薩克原狀土沖刷水槽，提出可采用控制條件下（相同坡度和流量）單位水量沖刷的土量作為土壤抗沖性評(píng)價(jià)指標(biāo)，并將土壤抗沖性分為四個(gè)等級(jí)。隨后，竇保璋［35］采用蔣定生的改進(jìn)土壤沖刷槽，對(duì)不同土地利用條件下的黃綿土抗沖性進(jìn)行了測(cè)定，得到了相似的結(jié)論。黃義端［36］在總結(jié)前人研究成果后認(rèn)為：“土壤分散率、侵蝕率、分散系數(shù)、團(tuán)聚度等均可作為土壤抗沖性能的指標(biāo)”，并提出土壤抗蝕性主要與黏粒及有機(jī)質(zhì)含量或膠體性質(zhì)有關(guān)，而土壤抗沖性則主要與土體的緊實(shí)度及植物根系數(shù)量和固結(jié)情況有關(guān)。此后，部分學(xué)者在不同地區(qū)開(kāi)展了土壤抗蝕性研究，分別提出了土壤團(tuán)聚體分散性、水穩(wěn)性指數(shù)、土壤結(jié)構(gòu)特征以及單個(gè)水滴打散0．7～1cm 土 粒 所 需 要 水 滴 數(shù) 等 評(píng) 價(jià) 指 標(biāo)［23，25，37］。 李勇［38－39］和劉國(guó)彬等［40－41］使用抗沖槽等試驗(yàn)設(shè)備，在黃土高原地區(qū)進(jìn)行沖刷試驗(yàn)研究，提出了植物根系能夠有效強(qiáng)化土壤抗沖性，并指出影響土壤抗沖性的主導(dǎo)因素為：粗粉粒含量（0．01～0．05mm）、砂粒（＞0．05 mm）含量、土壤緊實(shí)度、水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量及土壤容重等。周佩華等［30］通過(guò)對(duì)土壤抗沖抗蝕性的試驗(yàn)方法進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，單位徑流深所對(duì)應(yīng)的侵蝕模數(shù)可作為表征土壤抗沖性的指標(biāo)。但隨后部分學(xué)者通過(guò)試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)該指標(biāo)值隨坡度發(fā)生較大變化，穩(wěn)定性差［42］。蔣定生等［16］提出可沖刷性系數(shù)C＝Qt／W這一指標(biāo)（Q為沖走W克士壤所需要的水量，t為沖走W克土壤所需要的時(shí)間），并指出土壤可沖刷系數(shù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)值，它應(yīng)為土壤屬性、地形條件、降水特征和人為活動(dòng)共同作用的函數(shù)。目前，部分國(guó)內(nèi)學(xué)者考慮到土壤力學(xué)性質(zhì)，認(rèn)為土壤抗剪強(qiáng)度可作為較為理想的土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)［43－44］。

3 土壤可蝕性的測(cè)定與計(jì)算

自20世紀(jì)50年代起，研究者們就開(kāi)始運(yùn)用數(shù)學(xué)方法定量描述各因子對(duì)土壤侵蝕的影響，并將土壤可蝕性作為土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型的必要參數(shù)進(jìn)行研究，建立了土壤侵蝕量與主導(dǎo)因子間的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突蛑Z謨圖以及物理過(guò)程模型。同時(shí)，人工模擬降雨和小區(qū)試驗(yàn)逐漸發(fā)展，于20世紀(jì)60年代被廣泛應(yīng)用于土壤可蝕性的測(cè)定，大大加快了土壤可蝕性定量研究的進(jìn)程。

3．1 人工模擬降雨及小區(qū)試驗(yàn)

根據(jù)Olson等［6］提出的土壤可蝕性指標(biāo)定義，研究者們可通過(guò)小區(qū)觀測(cè)數(shù)據(jù)直接求算土壤可蝕性值，并能對(duì)不同地區(qū)的土壤可蝕性值進(jìn)行比較。但使用該方法必須建立和維持小區(qū)試驗(yàn)，存在耗費(fèi)高且觀測(cè)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)。為解決此問(wèn)題，Wischmeier等［20］利用人工模擬降雨的方法，分析計(jì)算了55種土壤的理化性質(zhì)指標(biāo)與可蝕性因子K值的關(guān)系，得出包含24個(gè)變量的土壤K值估算方程。運(yùn)用該方程，雖可解決無(wú)小區(qū)觀測(cè)資料地區(qū)的K值估算問(wèn)題，但由于其包含變量太多，使得方程的理解和應(yīng)用都存在極大困難。故此 Wischmeier等［21］又通過(guò)主成分分析等方法，最終選用粉粒＋極細(xì)砂含量（0．002～0．l mm）、≥1mm的砂粒含量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤結(jié)構(gòu)等級(jí)、土壤滲透等級(jí)5項(xiàng)土壤特征指標(biāo)，建立了查找土壤可蝕性K的諾謨圖及關(guān)系式。該成果為人們提供了一種簡(jiǎn)便獲取土壤可蝕性值的方式，同時(shí)也為今后土壤可蝕性定量計(jì)算提供了模板。隨后，研究者們根據(jù)不同地區(qū)的實(shí)際情況，提出了不同的土壤可蝕性計(jì)算方法。如對(duì)于粉粒和極細(xì)砂含量之和小于70%的士壤，可以用下式計(jì)算：

式中：M＝（粉砂含量＋極細(xì)砂含量）×（100－黏粒含量）；OM——土壤有機(jī)質(zhì)含量；S——結(jié)構(gòu)系數(shù)；P——滲透性等級(jí)。

上述指標(biāo)不僅形式簡(jiǎn)單，而且均能通過(guò)常規(guī)試驗(yàn)測(cè)定或土壤剖面描述確定。考慮到上式的適用范圍有限，部分學(xué)者便利用不同地區(qū)的大量數(shù)據(jù)對(duì)土壤可蝕性值進(jìn)行求算，得到了適用范圍更廣的計(jì)算方法。對(duì)于溫帶中等質(zhì)地土壤，利用公式（2）計(jì)算K值［45］。對(duì)于熱帶火山灰土壤，利用公式（3）計(jì)算K值［46］：

式中：X1——大于0．25mm的非穩(wěn)定性團(tuán)聚體的比例；X2——修訂的粉砂（0．002～0．1mm）含量與修訂的砂粒（0．1～2mm）含量之積；X3——基礎(chǔ)飽和度；X4——原土中粉砂含量；X5——修訂的砂粒含量。

對(duì)含有2∶1型晶架結(jié)構(gòu)類黏土礦物的土壤，利用公式（4）［47］或公式（5）［48］計(jì)算K值：

式中：X6——團(tuán)粒系數(shù)；X7——土壤中蒙脫石的含量；X8——深為50～125mm土層土壤的平均容重（g／cm3）；X9——土 壤 分 散 率；X10——修 訂 粉 砂（0．002～0．1mm）含量與修訂砂粒（0．1～2mm）含量之積；X11——土壤中用CDB（檸檬酸鹽—硫酸鹽—碳酸鹽）可提取氧化物（Al2O3，F(xiàn)e2O3）的百分比。

若土壤不屬于公式（2）至公式（5）的計(jì)算范圍，且無(wú)充分資料的情況下，建議使用公式（6）或公式（7）［48－49］計(jì)算K值：

式中：Dg——土壤顆粒的幾何平均粒徑。

在國(guó)內(nèi)，史學(xué)正［50－51］、邢廷炎等［52］先后采用人工模擬降雨法和田間實(shí)測(cè)法對(duì)比研究了我國(guó)亞熱帶7種代表性土壤的可蝕性，得出土壤可蝕性K值以紫色土最高，第四紀(jì)紅黏土發(fā)育的土類最低的結(jié)論。隨后，一些學(xué)者考慮到人工模擬降雨的組合形式及入滲性能等因素對(duì)土壤可蝕性的影響，在南方主要水蝕類型區(qū)開(kāi)展了試驗(yàn)研究［53－55］。其中，于東升等［53－54］得出采用間歇式降雨模式可獲得較為可靠的土壤可蝕性K值的研究結(jié)論，同時(shí)指出土壤表層飽和入滲率與土壤可蝕性之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3．2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃椭Z謨圖

通用土壤流失方程（USLE，Universal Soil Loss Equation）是土壤可蝕性研究中最具影響力的模型之一。1958年，美國(guó)土壤保持局最先將USLE用于土壤侵蝕預(yù)報(bào)與評(píng)估。經(jīng)過(guò)20余年的應(yīng)用與資料積累，Wischmeier等［56］通過(guò)修正模型參數(shù)，提出了新版的通用土壤流失方程。隨后又相繼頒布了應(yīng)用范圍更廣的修正土壤流失方程（RUSLE，Revised Universal Soil Loss Equation）及 其 不 同 更 新 版 本［45，57－59］。根據(jù)上述方程中土壤可蝕性K值的內(nèi)涵，研究者們應(yīng)用數(shù)學(xué)方法推求出了大量的土壤可蝕性計(jì)算公式，并計(jì)算了不同土壤類型的土壤可蝕性。隨后，Sharply等［60］在 EPIC（Erosion Productivity Impact Calculator）模型中，得出土壤可蝕性的計(jì)算公式為：

式中：SAN——砂粒百分含量（%）；SIL——粉砂粒含量（%）；CLA——黏粒含量（%）；C——有機(jī)碳含量（%）；SN1＝1－SAN／100。

我國(guó)研究者也對(duì)土壤可蝕性K值的計(jì)算方法進(jìn)行了大量的研究。呂喜璽等［61］通過(guò)二次樣條函數(shù)插值法轉(zhuǎn)換土壤質(zhì)地并結(jié)合土壤可蝕性K值經(jīng)驗(yàn)計(jì)算模型，計(jì)算了我國(guó)南方主要易蝕土壤的K值，結(jié)果表明，第四紀(jì)紅黏土發(fā)育的紅壤K值最大，紫色土次之，花崗巖發(fā)育的紅壤最小。楊子生［62］則通過(guò)對(duì)滇東北山區(qū)耕地土壤的多年小區(qū)實(shí)測(cè)，建立了適合于該地區(qū)的修正諾謨公式，并指出犁底層土壤K值明顯大于耕層。隨后，安和平［33］采用等級(jí)系數(shù)混合模型計(jì)算法，得到了土壤可蝕性預(yù)測(cè)模型。在K值圖編制方面，卜兆宏等［63－64］最早通過(guò)查圖表法獲得了剖面點(diǎn)K值，編制了我國(guó)第一張地區(qū)級(jí)土壤可蝕性K值圖；此后他又對(duì)K值圖的編制方法進(jìn)行進(jìn)一步完善，首次制出了具有準(zhǔn)確幾何位置可與地形圖配準(zhǔn)的土壤可蝕性K值圖。爾后，姜小三等［65］、劉吉峰等［66］采用數(shù)學(xué)模型和GIS分析相結(jié)合的方法，通過(guò)對(duì)各因子的修正計(jì)算出各地土種的土壤可蝕性K值，并做出了相應(yīng)區(qū)域的土壤可蝕性K值分布圖。

由表2可見(jiàn)，我國(guó)研究者目前大多采用USLE模型的K值求算方法，而在國(guó)外已被廣泛采用的RUSLE及RUSLE2模型的K值求算方法使用甚少；另外，不同學(xué)者在進(jìn)行K值求算時(shí)選用的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)規(guī)格不統(tǒng)一，且計(jì)算降雨侵蝕力R值的方法也各不相同，使得不同地區(qū)間土壤可蝕性K值的橫向比較存在極大不便。盡管如此，這些研究工作仍為我國(guó)不同地區(qū)土壤可蝕性因子K值的研究奠定了基礎(chǔ)。

3．3 WEPP模型

由于USLE等經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒荒軐?duì)單場(chǎng)降雨所產(chǎn)生的土壤流失量、侵蝕過(guò)程、沉積位置等進(jìn)行預(yù)測(cè)，難以模擬復(fù)雜坡面的侵蝕狀況。20世紀(jì)80年代中期美國(guó)農(nóng)業(yè)部開(kāi)展了用以替代USLE的新一代水蝕預(yù)報(bào)模型 WEPP（Water Erosion Prediction Project）的開(kāi)發(fā)［27，73］，并于1995年正式頒布，目前頒布的最新版本是 WEPP（v2008．907）［74］。土壤可蝕性作為 WEPP的重要參數(shù)，被進(jìn)一步劃分為細(xì)溝間可蝕性（Ki）、細(xì)溝可蝕性（Kr）、臨界剪切力（τc）。其中，細(xì)溝間侵蝕是指侵蝕的初期雨滴和層流造成的土體分離和搬運(yùn)過(guò)程［27］，細(xì)溝侵蝕則指由于水流的沖刷力大于臨界剪切力而造成的土體分離。目前，通常將土壤分為砂土（砂粒體積分?jǐn)?shù)≥30%）和黏土（砂粒體積分?jǐn)?shù)＜30%）兩組，并考慮農(nóng)田土壤與牧場(chǎng)土壤的不同特性，用較為簡(jiǎn)單的公式分別推算Ki、Kr和τc［75－79］。

4 土壤可蝕性動(dòng)態(tài)變化研究

早期研究認(rèn)為土壤可蝕性由土壤性質(zhì)決定，故針對(duì)某一特定土壤，其土壤可蝕性為定值［8，80］。但隨著研究的深入，研究者們發(fā)現(xiàn)土壤可蝕性受空間、氣候及人為活動(dòng)的影響而發(fā)生變化，土壤可蝕性應(yīng)為一相對(duì)概念，其動(dòng)態(tài)變化主要表現(xiàn)為空間和時(shí)間變化。20世紀(jì)70年代以來(lái)，土壤特性空間變異性的研究逐漸受到關(guān)注，隨后這個(gè)概念被引入土壤侵蝕領(lǐng)域，并成為土壤可蝕性研究的一個(gè)熱點(diǎn)。部分學(xué)者通過(guò)對(duì)不同地區(qū)土壤可蝕性的研究［31，81－85］，證實(shí)了其空間變異性的存在，并得出區(qū)域性的土壤可蝕性分布規(guī)律。

表2 我國(guó)學(xué)者對(duì)土壤可蝕性值的部分研究結(jié)果

更多研究者則對(duì)土壤可蝕性的時(shí)間變化產(chǎn)生了濃厚興趣，并分別從干濕交替和凍融交替兩個(gè)方面對(duì)土壤可蝕性的影響開(kāi)展研究。一些學(xué)者認(rèn)為，土壤可蝕性的主要決定因子——土壤結(jié)構(gòu)及團(tuán)聚體穩(wěn)定性對(duì)干濕交替作用敏感［86］。從這一角度出發(fā)開(kāi)展了大量研究，證明暴雨間的持續(xù)干旱會(huì)引起土壤條件發(fā)生明顯改變，以致土壤可蝕性發(fā)生變化［87］；并建議在進(jìn)行USLE推廣時(shí)，應(yīng)按干濕季分別計(jì)算K值，以避免由于可蝕性在干濕季節(jié)產(chǎn)生的較大差異而引起的預(yù)報(bào)精度降低的問(wèn)題［46，88］。其中，Misra［89］通過(guò)人工模擬降雨試驗(yàn)研究了土壤干濕變化與可蝕性的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果卻表明由于土壤抗剪切強(qiáng)度隨土壤特性發(fā)生變化，土壤可蝕性的變化具有不確定性。由此可見(jiàn)，干濕交替作用對(duì)土壤可蝕性確實(shí)存在影響，但其作用機(jī)制目前尚無(wú)定論。另外一些學(xué)者則從氣溫變化、凍融交替作用對(duì)土壤性質(zhì)的影響方面，對(duì)土壤可蝕性的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了深入研究。Mutchler等［84］較早通過(guò)對(duì)美國(guó)緬因州徑流小區(qū)6a的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，指出土壤可蝕性的年內(nèi)季節(jié)變化呈余弦關(guān)系，一年內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)極值：2月達(dá)到最高值為年平均可蝕性的1．69倍，8月達(dá)到最低值為年平均可蝕性的0．31倍。同時(shí)指出，土壤可蝕性與溫度變化有高度相關(guān)關(guān)系。隨后，Kirby［90－91］等在魁北克西南部的試驗(yàn)得到了類似結(jié)論，并分析產(chǎn)生峰值的原因有可能是由于土壤表層融化導(dǎo)致表層土壤飽和而下層仍為凍土所致。Coote［92］也認(rèn)為土壤在春季解凍時(shí)比生長(zhǎng)季節(jié)更容易發(fā)生侵蝕。但他認(rèn)為導(dǎo)致土壤可蝕性變化的主要因素是土壤抗剪切力和團(tuán)聚體穩(wěn)定性隨著時(shí)間變化，同時(shí)土壤水分和溫度的重新組合會(huì)影響土壤對(duì)侵蝕的抵抗能力。更多的學(xué)者延續(xù)這一假設(shè)并進(jìn)行了更為深入的研究，同樣得出了類似的結(jié)論，并提出了諸如土壤穩(wěn)定性團(tuán)聚體在冬季減少、融雪造成土壤表層含水量增大等影響土壤可蝕性發(fā)生變化的原因及提高其計(jì) 算 精 度 的 初 步 解 決 辦 法［13，85，93－95］。 其 中，Salvador等［96］探討了氣候因素對(duì)土壤可蝕性動(dòng)態(tài)變化的影響，并通過(guò)對(duì)月平均土壤可蝕性數(shù)據(jù)的分析得出，當(dāng)?shù)貧夂蝾愋蛯?duì)土壤可蝕性具有顯著的影響。同時(shí)指出，實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的土壤特性，如：土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量等因素，由于在溫?zé)岘h(huán)境或干寒環(huán)境的掩蓋下與土壤可蝕性的直接關(guān)系不強(qiáng)。目前，美國(guó)農(nóng)業(yè)部ARS最新頒布的RUSLE2已考慮到土壤可蝕性的時(shí)間變化，在K值計(jì)算時(shí)加入了夏季模塊、冬季模塊及冬夏混合模塊，以避免季節(jié)變化對(duì)土壤侵蝕預(yù)報(bào)精度的影響［97］。但國(guó)內(nèi)對(duì)于這一方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道，張科利等［98］運(yùn)用野外觀測(cè)資料計(jì)算分析了我國(guó)黑土、黃土及日本火山灰土等土壤可蝕性的季節(jié)變化規(guī)律，并研究了其隨次降雨強(qiáng)度、不同強(qiáng)度段降雨組合的變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，土壤可蝕性具有明顯的季節(jié)性變化，而且其變化規(guī)律還存在地帶性差異。

5 存在的問(wèn)題與建議

5．1 存在的問(wèn)題

縱觀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，土壤可蝕性研究目前存在或有待解決的主要問(wèn)題有：（1）缺乏較為統(tǒng)一的土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。由于研究目的及內(nèi)容等的不同，導(dǎo)致土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)選取各異，使得不同區(qū)域的土壤可蝕性資料無(wú)法共享。（2）尚無(wú)適用于我國(guó)實(shí)際情況的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)定義。部分學(xué)者定義了我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)規(guī)格［42－43，99－100］，但由于地區(qū)差異性及實(shí)際條件不同，尚無(wú)被大家普遍認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)規(guī)格，這在一定程度上限制了我國(guó)土壤可蝕性研究的發(fā)展。（3）土壤可蝕性動(dòng)態(tài)變化方面的研究甚少。土壤可蝕性存在動(dòng)態(tài)變化的事實(shí)已被多數(shù)學(xué)者認(rèn)同，但其發(fā)生機(jī)理、主要影響因素至今尚無(wú)定論。此外，土壤可蝕性的變化與人類的活動(dòng)以及侵蝕的強(qiáng)度與方式也存在密切關(guān)系［14，42，84，101］，而 目 前 此 方 面 的 研 究 基 本 為 空白。（4）土壤侵蝕機(jī)理研究尚待深入。

5．2 建議研究重點(diǎn)

（1）土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系：在確立適用于我國(guó)特殊侵蝕環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)一的研究方法和測(cè)試手段，系統(tǒng)化研究我國(guó)主要水蝕類型區(qū)土壤可蝕性與土壤內(nèi)在性質(zhì)及侵蝕過(guò)程的關(guān)系，建立測(cè)定方法簡(jiǎn)單、應(yīng)用簡(jiǎn)便、適用性強(qiáng)的土壤可蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為侵蝕預(yù)報(bào)模型建立提供支持。

（2）土壤可蝕性動(dòng)態(tài)變化：針對(duì)我國(guó)不同水蝕類型區(qū)特殊的侵蝕環(huán)境，研究主要水蝕區(qū)土壤可蝕性動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，為提高我國(guó)土壤侵蝕預(yù)報(bào)精度提供理論支持。

（3）土壤侵蝕過(guò)程機(jī)理。結(jié)合土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展的過(guò)程，深入研究土壤可蝕性與土壤侵蝕的作用機(jī)理，從侵蝕動(dòng)力學(xué)角度揭示土體分離、剝蝕和搬運(yùn)作用機(jī)理，為土壤侵蝕防治提供理論基礎(chǔ)。

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