徐相忠 王碩

摘 要：土壤侵蝕是土地利用過程中所發(fā)生的環(huán)境問題之一，土地的不合理利用和地表覆被的減少對(duì)土壤侵蝕具有放大效應(yīng)。只有深入研究土壤侵蝕，才能有效評(píng)估土地利用方式的合理性。介紹了國(guó)內(nèi)外土地利用與土壤侵蝕研究的成果和方法，如基于模型的定量研究、基于3S技術(shù)的研究、基于137Cs核素示蹤技術(shù)的研究、基于景觀生態(tài)學(xué)的研究、基于湖泊沉積物的研究等5種方法。

關(guān)鍵詞：土壤侵蝕;土地利用;研究方法;覆被

文章編號(hào)：1004-7026（2019）09-0087-02? ? ? ? ?中國(guó)圖書分類號(hào)：S157.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

土地利用是指人類有目的地開發(fā)和利用土地資源的活動(dòng)[1]。土地利用變化包括土地資源的數(shù)量、質(zhì)量和土地利用的結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化，土地利用的變化對(duì)土壤侵蝕有著直接的影響[2]。土壤侵蝕可以定義為土壤及其母質(zhì)在水力、風(fēng)力、凍融、溫度變化、重力、其他自然或人類活動(dòng)的作用下被破壞、剝離、搬運(yùn)[3]。土壤侵蝕引起的土地退化已經(jīng)成為世界上最普遍、最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一[4]。地表覆被的減少和土地利用的變化會(huì)加劇土壤侵蝕，這也是土地利用被納入土壤侵蝕研究中的主要原因。

從以前的研究中可以發(fā)現(xiàn)，土地利用會(huì)極大地影響徑流和土壤侵蝕的程度[5]，通過改變?cè)械乇砀脖活愋图捌涓采w度、徑流狀況和土壤理化性質(zhì)，從而影響土壤侵蝕的發(fā)展。人類活動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響土壤自然侵蝕的速率，例如土地種植與管理、不合理的土地利用、放牧、砍伐森林等。其中，土地利用方式的不合理是導(dǎo)致侵蝕速率加快的主要因素。不合理利用土地使地形條件發(fā)生改變，土壤性質(zhì)惡化，加劇了土壤的侵蝕，導(dǎo)致土地生產(chǎn)力退化。

1? 基于模型的定量研究

對(duì)于土壤侵蝕的研究最早可追溯到1877年德國(guó)土壤學(xué)家Ewald Wollny所做的土壤侵蝕試驗(yàn)，他對(duì)坡度、坡向、植被、土壤類型等影響徑流和土壤侵蝕的因子進(jìn)行了深入研究。Middleton于1930年最早提出了土壤可蝕性的概念。土壤侵蝕的定量研究一般認(rèn)為始于Cook（1936），他認(rèn)為地表植被對(duì)于地表具有一定的保護(hù)作用。經(jīng)過多年的發(fā)展，土地利用方式被證實(shí)為影響土壤侵蝕的重要因素，土壤的可蝕性是土壤本身對(duì)土壤侵蝕能力的敏感程度。自20世紀(jì)60年代以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究出了眾多土壤侵蝕預(yù)報(bào)模型，有 USLE、RUSLE、EUROSEM、WEPP、SWAT和InVEST等。土壤侵蝕模型可作為預(yù)報(bào)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)土壤侵蝕量的重要工具，這些模型將土地利用作為影響土壤侵蝕的一個(gè)因子，將不同的土地利用方式劃分為不同的因子值，以此來計(jì)算不同的土地利用方式下土壤侵蝕狀況的差異，以便根據(jù)土壤侵蝕狀況的差異選擇合理的土地利用方式。根據(jù)土壤侵蝕模型建模手段的差異，可以將以上土壤侵蝕模型分為經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型（Empirical Model）和物理過程模型（Physical-based Model）。

2? 基于3S技術(shù)的研究

建立模型研究土地利用與土壤侵蝕的關(guān)系是行之有效的方法，但是這些模型通常只是將土地利用作為影響土壤侵蝕的一個(gè)因子，通過對(duì)比和分析不同土地利用方式下的土壤侵蝕量，選擇合適的土地利用方式，因而土地利用變化實(shí)質(zhì)上是通過改變模型中相關(guān)因子的數(shù)值，影響土壤的理化性質(zhì)，改變土壤的外部環(huán)境，從而使土壤可蝕性發(fā)生變化。運(yùn)用模型研究存在的一個(gè)問題是部分?jǐn)?shù)據(jù)獲取難度較大，而且缺乏統(tǒng)一的評(píng)價(jià)指標(biāo)，難以對(duì)不同地區(qū)和不同流域進(jìn)行比較分析。遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)能在很大程度上對(duì)不同土地利用背景下的土壤侵蝕情況進(jìn)行定量研究[12]，為水土流失的防治和土地資源的合理利用提供有效幫助。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中仍存在許多的問題，如偏遠(yuǎn)地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)難以獲取、遙感數(shù)據(jù)的處理技術(shù)與土壤侵蝕模型的結(jié)合等。

3? 基于137Cs核素示蹤技術(shù)

環(huán)境同位素示蹤技術(shù)應(yīng)用于土壤侵蝕研究已經(jīng)有幾十年的歷史。其中，應(yīng)用放射性核素技術(shù)（如137Cs、210Pb、7Be 等）示蹤土壤侵蝕已經(jīng)成為L(zhǎng)UCC與土壤侵蝕研究的熱門領(lǐng)域。其中，由于137Cs簡(jiǎn)單、高效、可靠，能同時(shí)進(jìn)行宏觀大尺度和微觀小尺度的研究，可以用來反映土地利用與土壤侵蝕之間的關(guān)系，雖然利用137Cs示蹤法研究土壤侵蝕起步較晚，但是發(fā)展迅速。自然界不存在天然的137Cs，土壤中的137Cs主要來自20世紀(jì)60年代前后人類的大氣核實(shí)驗(yàn)，137Cs的半衰期只有30年，而近幾十年全球范圍內(nèi)沒有進(jìn)行大氣核實(shí)驗(yàn)。隨著137Cs半衰期的到來， 尋找一種能夠代替137Cs的環(huán)境同位素成為當(dāng)務(wù)之急。

4? 基于景觀生態(tài)學(xué)的研究

土壤侵蝕與土地利用景觀格局有重要的關(guān)系。利用景觀生態(tài)學(xué)研究土地利用與土壤侵蝕關(guān)系，拓寬了研究的視角，彌補(bǔ)了土壤侵蝕研究在宏觀尺度上的不足，為土地利用格局規(guī)劃提供了理論依據(jù)。但是，目前大多數(shù)的研究基于單一土地利用或土地利用格局對(duì)于土壤侵蝕的影響，缺乏景觀格局演變與土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化之間的研究。因此，在今后的研究中，應(yīng)將景觀格局變化與區(qū)域土壤侵蝕變化相結(jié)合。

5? 基于湖泊沉積物的研究

基于湖泊沉積物的研究在土壤侵蝕的過程、機(jī)制和環(huán)境效應(yīng)中顯示出了重大作用。通過利用放射性同位素、環(huán)境磁學(xué)等不同方法，對(duì)湖泊沉積物進(jìn)行分析，提取土壤侵蝕的信息，彌補(bǔ)觀測(cè)資料的不足，拓展了土壤侵蝕學(xué)科的研究思路和方法?；诤闯练e物的研究方法已經(jīng)成熟，但運(yùn)用湖泊沉積物研究土壤侵蝕和土地利用關(guān)系的研究較少，研究方法比較單一。在今后的研究中，應(yīng)將放射性同位素、磁性分析、元素地球化學(xué)分析、粒度分析等多種方法運(yùn)用于土壤侵蝕與土地利用關(guān)系的研究中，將基于湖泊沉積物分析的研究與基于區(qū)域土壤侵蝕的研究相結(jié)合，提高研究的精度和可信度。

6? 結(jié)束語

土地利用變化從不同角度對(duì)土壤侵蝕產(chǎn)生了重要影響。二者之間的相互關(guān)系引起了學(xué)者的關(guān)注，并取得了大量的研究成果。國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍認(rèn)為，人類及其活動(dòng)是導(dǎo)致土壤侵蝕的主要原因，土地利用通過改變環(huán)境條件，從多角度對(duì)土壤侵蝕產(chǎn)生影響，不合理的土地利用和覆被減少對(duì)土壤侵蝕有放大作用。

5種研究土地利用與土壤侵蝕的方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，不同的方法有其適用的前提和時(shí)空尺度，具體選擇哪種方法需要結(jié)合研究的目的、時(shí)間、地點(diǎn)、精度等和研究區(qū)的具體情況（土地利用、地形、將水、尺度等）而定。

在未來的研究中，土地利用與土壤侵蝕的研究方法更傾向于創(chuàng)新型和多樣性?；诤闯练e物和基于景觀生態(tài)學(xué)的土地利用與土壤侵蝕的研究是近幾年興起的，利用湖泊沉積物進(jìn)行研究可以彌補(bǔ)研究區(qū)域觀測(cè)資料的不足，利用同位素示蹤和沉積物環(huán)境磁學(xué)特征進(jìn)行研究可以得到流域土壤侵蝕量和侵蝕速率的變化，進(jìn)一步推算土地利用的時(shí)空變化對(duì)土壤侵蝕的影響?；诰坝^生態(tài)學(xué)原理進(jìn)行土地利用與土壤侵蝕的研究彌補(bǔ)了坡面研究的不足，在不同程度上將土地利用與土壤侵蝕聯(lián)系起來，拓寬了土壤侵蝕的研究視角。將不同學(xué)科、不同領(lǐng)域的理論和方法引入土地利用與土壤侵蝕的研究中，可以有力地推動(dòng)土地利用與土壤侵蝕研究的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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