高晨迪  姚頑強  李朋飛  穆興民

摘 要：黃土高原地區(qū)地形破碎、高差大，土層厚度大、形態(tài)保持能力弱，重力侵蝕嚴重且隨機性強、影響因素眾多，對其監(jiān)測、定量研究、防治的難度較大，是黃土高原水土流失治理的相對薄弱面。在閱讀大量相關文獻的基礎上，對黃土高原重力侵蝕分類、監(jiān)測手段、侵蝕過程及時空分布規(guī)律、影響因素和力學機理、模擬模型等方面的研究成果進行了系統(tǒng)梳理。黃土高原重力侵蝕研究已取得不少成果，為進一步深化研究和治理奠定了一定基礎，但研究基礎仍較為薄弱，重力侵蝕分類體系尚不完善，大區(qū)域（如流域尺度）連續(xù)監(jiān)測鮮有開展，重力侵蝕與影響因素的關系、重力侵蝕力學機制的研究缺乏定量化成果，發(fā)生發(fā)展機理和過程模型開發(fā)尚處于起步階段。后續(xù)研究應充分利用3S技術(shù)等精確測量方法，對較大區(qū)域重力侵蝕進行連續(xù)觀測，規(guī)范重力侵蝕分類體系，深化對重力侵蝕過程和機理的定量化研究并構(gòu)建模型，與已有土壤侵蝕模型耦合，為黃土高原水土保持和生態(tài)修復提供評估工具。

關鍵詞：重力侵蝕;監(jiān)測方法;影響因素;力學機制;研究進展;黃土高原

中圖分類號：S157.1;TV882.1文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.06.020

Research Progress of Gravity Erosion of the Loess Plateau

GAO Chendi1， YAO Wanqiang1， LI Pengfei1， MU Xingmin2，3

（1.College of Geomatics， Xian University of Science and Technology， Xian 710054， China;

2.State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau， Northwest A & F University， Yangling 712100， China;

3. Institute of Soil and Water Conservation， Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources， Yangling 712100， China）

Abstract： The Loess Plateau has been suffering from seriousgravity erosion because of the fragmented and complicated topography， great elevation variations， thick soil layer and their poor morphological retention. However， little is known about gravity erosion processes given the difficulty in monitoring， quantitative assessment and conservation of these processes resulting from their high randomness and the non-linear correlation among their impacting factors. Our study reviewed the literature published in last decades and analyzed the recent research progress in the systematic classification， monitoring methods， process and spatial-temporal pattern， influencing factors and underlying mechanisms and modeling of mass movement on the Loess Plateau. Contemporary studies have yielded some meaningful findings， providing a solid foundation for further work. However， the overall research progress in the field is still limited and some crucial research needs have yet been addressed. For an example， little work has been done to develop a systematic classification system for the loess plateau gravity process， or to assess gravity process over large areas， or to study the relationship between gravity and its influencing factors and its underlying mechanical mechanisms. This eventually limits the development of process-based models for gravity process. In the future， accurate measurement techniques， such as 3S technology should be employed along with traditional field observations to monitor long-term gravity process over large areas （e.g. catchment）. Based on the measured data， further studies should be undertaken to understand the process and mechanism of gravity， develop systematic classification systems and models of gravity and integrate the gravity model into existing soil erosion models.

重力侵蝕指巖土體在以重力為主的營力作用下失去平衡而發(fā)生位移并堆積的過程，可分為滑坡、崩塌、瀉溜、泥( 石) 流等類型［1－3］。黃土高原地區(qū)地形破碎、高差大，土層厚度大、形態(tài)保持能力弱，重力侵蝕嚴重，是黃河泥沙的主要來源之一［4－7］。對陜北岔巴溝、韭園溝、王茂溝等和晉西地區(qū)的研究表明，重力侵蝕產(chǎn)沙量占流域總產(chǎn)沙量的 20% ～60%［8－10］。1999 年國家開始實施大規(guī)模退耕還林( 草) 措施后，黃土高原植被明顯恢復［11］，土壤侵蝕強度總體大幅下降，但溝坡重力侵蝕仍然嚴重且可能加?。?2－14］。重力侵蝕隨機性強、影響因素眾多，對其監(jiān)測、定量研究、防治的難度較大［15］，是黃土高原水土流失治理的相對薄弱面。筆者在廣泛查閱相關文獻的基礎上，系統(tǒng)梳理了黃土高原重力侵蝕分類體系、監(jiān)測方法、侵蝕過程及時空分布特征、影響因素和力學機理、模擬模型等方面的研究進展及成果，以期為黃土高原重力侵蝕的深化研究與防治提供參考。

1 重力侵蝕分類研究

在黃土高原重力侵蝕分類研究方面，僅曹銀真、王德甫等進行了系統(tǒng)分類: 曹銀真［1］按照重力侵蝕物質(zhì)的類型和物理性質(zhì)將黃土高原地區(qū)重力侵蝕分為崩塌、墜落、塌陷、滑坡、錯落、土溜、瀉溜、蠕動、泥石流和泥流; 王德甫等［2］將黃土高原重力侵蝕中剛性的塊體運動類侵蝕分為滑坡、滑塌、崩塌、瀉溜。比較而言，曹銀真根據(jù)巖土體含水量與坡面坡度對重力侵蝕的分類更細致，但重力侵蝕類型鑒別時極難考慮含水量等因素，如根據(jù)其定義，墜落與崩塌在野外調(diào)研中難以區(qū)分，故此分類方法在黃土高原應用極少。

目前研究中普遍將黃土高原重力侵蝕分類為崩塌、滑塌、滑坡、瀉溜、泥( 石) 流。鄭書彥［3］把滑塌定義為上部坍塌下部滑動的現(xiàn)象，然而在黃土高原地區(qū)局部地形變化極大，坍塌的產(chǎn)生并不取決于坍塌體是否位于滑動體的上部，而取決于整個滑動面的局部地形、植被及土壤含水量等，故對黃土高原滑塌現(xiàn)象的描述還需研究。曹銀真［1］、王玉杰等［16］認為錯落是滑坡－崩塌的過渡形式，王德甫等［2］認為滑塌是滑坡－崩塌的過渡形式，在黃土高原地區(qū)錯落和滑塌皆有發(fā)生且都可認為是滑坡－崩塌的過渡形式，但錯落與滑坡本質(zhì)上都屬于巖土體在重力作用下沿某一滑動面滑動，故是否有必要將錯落作為滑坡－崩塌的過渡形式還待商榷。由于滑坡、泥石流、崩塌是黃土高原重要的土壤侵蝕形式，因此針對其的分類研究較為深入，而關于滑塌、瀉溜的分類研究鮮有開展。黃土高原泥石流分類研究始于 20 世紀 80 年代中期，姚一江［17］、金凌燕［18］、譚萬沛等［19］根據(jù)流域形態(tài)、物質(zhì)組成、流體性質(zhì)等對泥石流進行了分類。20 世紀末以來，黃土高原滑坡、崩塌的分類研究相繼開展，如吳瑋江等［20－22］按滑坡物質(zhì)及接觸面對滑坡進行了分類研究，王根龍等［23－26］根據(jù)巖土體變形破壞特征和地質(zhì)現(xiàn)象、破壞驅(qū)動機制、主導因素等對崩塌進行了分類研究。目前黃土高原重力侵蝕的主要分類方式已基本形成共識，部分細節(jié)因研究區(qū)不同而存在差異。

2 重力侵蝕監(jiān)測方法研究

黃土高原重力侵蝕監(jiān)測方法有實地調(diào)查法、模擬試驗法、測針法、3S( GPS、GIS、ＲS) 集成法等。實地調(diào)查法從 20 世紀 80 年代黃土高原重力侵蝕研究起步階段至今一直在廣泛使用［4，13，21，27－30］，然而該方法存在投入高、周期長、效率低等問題［31］。模擬試驗法通過控制試驗條件來研究單個或多個因素對重力侵蝕的影響，既可在室內(nèi)開展以研究重力侵蝕規(guī)律，又可在野外開展以觀測原狀溝坡的重力侵蝕產(chǎn)沙過程，該方法在黃土高原應用較少，在研究單個或少數(shù)因素對重力侵蝕的作用時效果較好，但重力侵蝕過程復雜、影響因素眾多，限制了模擬試驗法的應用［30－31］。測針法可通過調(diào)整測針間距，以達到不同的精度要求，且測針長度、粗細可靈活選取，監(jiān)測成本較低，多用于監(jiān)測瀉溜、小型崩塌等重力侵蝕［6］，然而在地形復雜或較大區(qū)域不易布設測針，侵蝕嚴重時測針易被埋沒、破壞［32］，在黃土高原重力侵蝕研究中應用有限。20 世紀 90 年代以來 3S 技術(shù)在重力侵蝕定量監(jiān)測中的應用逐漸增多［33－34］，其具有精度高、速度快、自動化程度高等優(yōu)勢，在黃土高原重力侵蝕的監(jiān)測和研究中應用價值巨大，其中 GPS 和 ＲS 為數(shù)據(jù)獲取的主要手段，利用 GPS可得到地形數(shù)據(jù)，采用遙感技術(shù)可獲取部分重力侵蝕發(fā)生的位置、規(guī)模等信息。主動式遙感傳感器有合成孔徑雷達( SAＲ) 、激光雷達( LiDAＲ) 、雷達高度計、微波輻射計等，其中 LiDAＲ 技術(shù)已在世界各地侵蝕監(jiān)測中廣泛應用［35－37］。

實地調(diào)查法、模擬試驗法、3S 集成法是目前黃土高原重力侵蝕監(jiān)測的重要手段，三者各有優(yōu)勢，實地調(diào)查法在定性分析上更為實用，3S 集成法在定量分析上更加精確，模擬試驗法在研究重力侵蝕個別影響因素時效果突出，但目前將多種監(jiān)測手段結(jié)合的研究較少，僅郭文召［31］在研究中先通過實地調(diào)查法對研究區(qū)重力侵蝕現(xiàn)狀進行初步了解，然后通過模擬試驗法分析了重力侵蝕發(fā)生機理、產(chǎn)沙過程等，在此基礎上利用地貌儀( 三維激光掃描儀) 對崩塌、滑坡進行了定量觀測。在黃土高原重力侵蝕研究中，如何將三種主要監(jiān)測手段結(jié)合實際應用以達到最優(yōu)效果，是未來重力侵蝕監(jiān)測研究的重點。

3 重力侵蝕過程與時空分布特征研究

已有重力侵蝕過程與時空分布特征研究主要從坡面、流域和區(qū)域三個空間尺度上展開。

從 20 世紀 90 年代起，流域尺度的重力侵蝕研究陸續(xù)開展，主要通過實地調(diào)查獲取重力侵蝕及其類型的空間分布情況。劉秉正等［27］對泥河溝流域調(diào)查發(fā)現(xiàn)，崩塌多產(chǎn)生于 55°以上陡坡，滑坡( 含滑塌) 多發(fā)生于 35° ～ 55°坡面，瀉溜在裸露坡面分布廣泛; 孫尚海等［38］對中溝流域的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，淺層滑坡主要分布在峁邊線和溝緣線之間，表土滑移主要分布在紅黏土出露或黃土層薄的 35°以上陰坡，滑塌和崩塌主要分布在現(xiàn)代侵蝕溝溝岸，瀉溜主要發(fā)生在紅黏土出露的坡面特別是溝岸立壁帶附近; 楊吉山等［4，6］對橋溝流域的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，重力侵蝕( 滑坡、崩落和瀉溜) 主要發(fā)生在42°以上的陡峭坡面、溝坡和溝頭部位的陡坎; 曹斌挺等［13］對延河流域特大暴雨后的滑坡進行實地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)強降雨引起的滑坡多為淺層滑坡，分布在 20° ～ 60°的斜坡上，滑坡量與頻率呈南部＞中部＞北部的規(guī)律。

在區(qū)域尺度方面，?？∪A等[39]對延安地區(qū)重力侵蝕時空分布特征進行研究，發(fā)現(xiàn)延安地區(qū)的滑坡集中于北部一二級河流河谷區(qū)兩側(cè)及多條河流交匯處、陰坡、交通工程密集區(qū)域;朱同新等[10]把晉西重力侵蝕分布區(qū)分為晉西北崩坍區(qū)、近黃河狹窄條帶瀉溜區(qū)、中部滑坍瀉溜崩坍區(qū)、南部滑坍瀉溜區(qū)、東部重力侵蝕輕微區(qū);姚文波等[40]于“5·12”汶川大地震后對隴東黃土高原的調(diào)查表明，慶陽市和平?jīng)鍪械谋浪突乱孕⌒蜑橹?，主要分布在現(xiàn)代侵蝕溝邊緣部位的斷崖和陡坡上;王軍、張信寶等[41-42]對黃河中游河龍區(qū)間進行模型模擬發(fā)現(xiàn)，重力侵蝕主要發(fā)生于溝谷發(fā)育、地形破碎的區(qū)域，而植被覆蓋度高的區(qū)域重力侵蝕微弱。

對黃土高原重力侵蝕過程的研究多通過模擬試驗在坡面尺度上展開。韓鵬等[30]通過室內(nèi)模擬降雨試驗，研究了細溝發(fā)育不同階段的重力侵蝕情況;郭文召[31]在野外原狀溝坡進行模擬降雨試驗，研究了重力侵蝕的群發(fā)性特征和侵蝕產(chǎn)沙過程。對重力侵蝕時間分布特征的研究多基于實地調(diào)查法在短時間尺度、區(qū)域尺度上開展，鮮有人在長時間尺度上對黃土高原或其中某個區(qū)域重力侵蝕時間分布特征進行研究。有關研究[39，43-44]表明，重力侵蝕多發(fā)生在雨季，發(fā)生規(guī)模與降雨量正相關。

4 重力侵蝕影響因素及力學機制研究

4.1 重力侵蝕影響因素研究

重力侵蝕成因復雜，影響因素可分為內(nèi)因和外因兩類[15]，內(nèi)因指黃土理化性質(zhì)和地貌形態(tài)等，外因包括氣候變化、植被、人類活動、地震等。從大空間尺度看，地質(zhì)、地貌和氣候條件等因素決定了一個區(qū)域重力侵蝕的特點;從短時間尺度看，溝道地貌發(fā)育階段、溝坡巖土體風化程度、植被發(fā)育情況以及降雨、凍融等都是重力侵蝕的重要影響因素[45]。

（1）巖土理化性質(zhì)。巖土理化性質(zhì)是影響黃土高原重力侵蝕的重要因素，巖土礦物組成不同、組合結(jié)構(gòu)不同，決定了重力侵蝕類型、方式、規(guī)模和速率的不同。巖土理化性質(zhì)是影響瀉溜的決定性因素，當巖土體內(nèi)部所含礦物質(zhì)具有遇水膨脹、脫水龜裂等性質(zhì)時，瀉溜更容易產(chǎn)生[46];地層巖性對重力侵蝕影響的本質(zhì)是礦物組成的不同，在砒砂巖地區(qū)，巖土體礦物組成決定其坡面穩(wěn)定的臨界坡角[47];楊立中等 [48] 對隴東黃土丘陵區(qū)滑坡的研究發(fā)現(xiàn)，各類滑坡都會受到地層巖性和地形構(gòu)造的影響，含不同結(jié)構(gòu)強度、不同物質(zhì)成分巖土層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)強度存在差異，強度差的巖土體容易被剪切破壞或崩解破壞;黃土中黏土礦物含量較高，親水性強，易引起滑動，且黃土失水后體積收縮會引起土體破裂松散，易發(fā)生重力侵蝕[1];巖土體理化性質(zhì)影響巖土體風化強度 [44，49]，風化層的發(fā)育程度和坡面的穩(wěn)定性顯著相關[50]，風化速度與重力侵蝕等引起的剝蝕速度的對比關系是坡面穩(wěn)定的控制因素[51]，風化導致的巖土體強度降低、風化層土體蠕動造成的裂縫等是重力侵蝕發(fā)生的誘發(fā)因素[52-55]。

（2）地貌發(fā)育階段。地貌發(fā)育階段決定內(nèi)外營力對抗強度，影響著重力侵蝕的作用方向、發(fā)生頻率及侵蝕強度[38]。地貌發(fā)育階段中最主要的重力侵蝕影響因素為坡度，重力侵蝕空間分布特征均與坡度存在相關性，坡度影響重力侵蝕的發(fā)生頻率、類型和規(guī)模[56]。當坡度較大時，巖土體所受剪切力增大，易在其他重力侵蝕誘因的作用下失穩(wěn)，導致重力侵蝕的發(fā)生，黃土內(nèi)摩擦角約為25°，只有溝坡的坡度大于黃土的內(nèi)摩擦角時才容易發(fā)生重力侵蝕[41]。有關學者[4，10，27，31，38，56]在橋溝流域、泥河溝、中溝等流域的觀測表明，重力侵蝕主要發(fā)生于陡峭坡面，在切溝（如橋溝第一支溝）階段溝壁崩塌頻繁、重力侵蝕十分強烈，而沖溝（如橋溝第二支溝和主溝）階段重力侵蝕相對變?nèi)?，溝坡坡度與重力侵蝕發(fā)生的頻率和規(guī)模均呈冪函數(shù)關系，發(fā)生頻率隨著坡度的增大而增大，而規(guī)模隨坡度增大而減小。

（3）氣候因素。影響重力侵蝕的氣候因素主要為降水，降水增大了巖土體質(zhì)量、減小了巖土體黏聚力，進而減小巖土體抗剪強度[1，57]。有關研究[27，38-39，56，58-60] 表明，重力侵蝕發(fā)生頻率和規(guī)模均與降水量、降水持續(xù)時間有關，重力侵蝕對降水的響應有一定的滯后性，降雨徑流沖刷導致的溝道展寬和下切使溝壁坡度增大、臨空高度增加，為崩塌、滑坡等重力侵蝕的發(fā)生創(chuàng)造了條件。此外，凍融作用使巖土體裂縫增大、結(jié)構(gòu)松散，可促使重力侵蝕的發(fā)生[1，3]。

（4）植被因素。植被可消除地表的干濕和冷熱變化，防止新碎屑層的產(chǎn)生并對已有碎屑層進行攔護，控制瀉溜侵蝕的發(fā)生[27，55];植被能夠增大土壤抗剪力，減輕土壤層的蠕動，增加雨水下滲，減少坡面徑流，抑制坡面裂縫，進而削弱重力侵蝕[32，56];植被根系可以通過弱化根系層應力，分擔巖土體部分應力以避免應力集中，提高邊坡的穩(wěn)定性并減少形變，從而對重力侵蝕起到抑制作用[61]。然而，在一定條件下植被根系會增加徑流入滲，加之根系具有根劈作用，使溝坡系統(tǒng)失穩(wěn)，從而對重力侵蝕可能具有促進作用[38，62];植被能夠加速坡面風化層的形成，從而增大淺層滑坡的發(fā)生頻率[29];在強降水基礎上，特別是當降水量達到誘發(fā)滑坡發(fā)生的臨界值時，植被及其根系會促進滑坡的發(fā)生[28]。

（5）其他因素 。人類活動可改變地形、巖土體結(jié)構(gòu)、植被覆蓋度等重力侵蝕影響因素，進而影響重力侵蝕的發(fā)生和發(fā)展。建設大型土木工程如路橋、隧道及采礦等，易導致邊坡失穩(wěn)，為重力侵蝕提供條件[63-70]。地震可誘發(fā)重力侵蝕災害，如“5·12”汶川大地震引發(fā)了數(shù)量眾多的小型崩塌、滑坡、泥石流[40]，有關學者[71-73]證實地震是黃土高原重力侵蝕的影響因素之一。黃土高原是我國地震高發(fā)區(qū)之一， 探討重力侵蝕的成因時應關注地震的影響。

4.2 重力侵蝕的力學機制研究

重力侵蝕影響因素本質(zhì)上是影響巖土體的受力情況，其發(fā)生的根本原因在于其力學機理[31]。已有研究多通過土力學、水動力學等方法，將重力侵蝕轉(zhuǎn)化為巖土體失穩(wěn)，結(jié)合受力分析，探討重力侵蝕的力學機制，其中抗剪強度是巖土體結(jié)構(gòu)強度的重要指標。對巖土體抗剪強度的研究已有數(shù)百年歷史，1773年法國學者Coulomb提出黏性土抗剪強度計算公式τ=σtan φ+c（式中：τ為抗剪強度，σ為巖土體應力，φ為內(nèi)摩擦角，c為黏聚力）。在此基礎上Bishop等[74]于1960年提出了非飽和土抗剪強度的有效應力公式，F(xiàn)redlund等[75]于1978年提出了非飽和土抗剪強度公式。

黃土高原重力侵蝕力學機制研究主要分為對巖土體抗剪強度中應力合力、內(nèi)摩擦角、黏聚力的研究。黃土高原多為非飽和黃土，張伯平等[76]在不考慮內(nèi)摩擦角變化的情況下，將非飽和黃土的黏聚力表示為c（ω）=aω-b（式中：ω為含水量，a、b為試驗得到的系數(shù)和指數(shù)），由該式可知非飽和黃土黏聚力與含水量呈負相關關系。

黨進謙、魯克新等[77-79]對非飽和黃土內(nèi)摩擦角的研究表明，只要密度不發(fā)生改變，其內(nèi)摩擦角就不會產(chǎn)生較大變化（變化幅度一般為±2°），內(nèi)摩擦角可表示為φ（ω）=dω-e （式中d、e為試驗得到的系數(shù)和指數(shù)），由該式可知非飽和黃土內(nèi)摩擦角與含水量也呈負相關關系。

巖土體抗剪強度中應力合力包含眾多力學指標，如孔隙水壓力、靜水側(cè)壓力、土體重力、入滲水重力、水流切割力等[80-81]。已有研究多圍繞某一項或幾項力學指標進行研究，如部分學者[80，82-83]圍繞孔隙水壓力、靜水側(cè)壓力等討論了河岸崩塌的力學機理，王光謙等[81]將土體重力、入滲水重力、水流切割力等納入模型中對黃土高原溝坡重力侵蝕進行了模擬。

干密度也是影響巖土體抗剪強度的重要因素，干密度越大，抗剪強度越大、侵蝕量越小[31]。

綜上所述，如圖1所示，黃土高原重力侵蝕影響因素中巖土體理化性質(zhì)、地貌發(fā)育階段、植被等決定了巖土體抗剪強度，為重力侵蝕提供了初始條件，地震等地質(zhì)運動、降水、凍融以及人類活動等通過影響巖土體抗剪強度和所受剪切力誘發(fā)重力侵蝕，當抗剪強度小于所受剪切力時重力侵蝕就會發(fā)生，這些因素控制重力侵蝕強度、速率、規(guī)模，但在侵蝕過程中的耦合關系尚不明了，需要進一步研究。

5 重力侵蝕模型研究

20世紀80年代以來，有關學者[10，42，84]基于模糊聚類、回歸分析等方法構(gòu)建了黃土高原重力侵蝕經(jīng)驗模型，然而，經(jīng)驗模型對土體失穩(wěn)力學機理及隨機性未充分考慮，所以其移植性較差。近年來，學者們開始對重力侵蝕發(fā)生發(fā)展過程進行模擬研究，首先獲取重力侵蝕易發(fā)性，進而估算重力侵蝕規(guī)模。在邊坡穩(wěn)定性評價方面，耦合水文模型和無限斜坡穩(wěn)定性模型的TRIGRS模型、SINMAP模型是常用的暴雨型淺層滑坡易發(fā)性評價模型[85-86]，以有限元和離散元力學分析方法為基礎的FLAC3D軟件也常被應用于溝坡穩(wěn)定性評價[65，87-88]，在此類模型中，安全系數(shù)是用于判斷邊坡穩(wěn)定性的常用指標，然而其不考慮巖土體中實際存在的不確定性和相關性因素，如材料參數(shù)的變異性、相關性以及計算模型的不確定性等，因此建立在不確定性概念之上的破壞概率和可靠度指標常被引入邊坡穩(wěn)定性評價之中，用于描述邊坡保持穩(wěn)定的概率[81，88]。目前常用的邊坡可靠性分析理論方法主要包括均值一次二階矩法、改進的一次二階矩法、蒙特卡羅模擬法、響應面法、遺傳算法、蒙特卡羅-免疫遺傳算法、最大熵法、點估計法、Rosenblueth法等[88]，其中一次二階矩法、Rosenblueth法、蒙特卡羅模擬法等已成功應用于黃土溝坡的穩(wěn)定性評價[87-88，89]。已有模擬研究主要是評價黃土溝坡的穩(wěn)定性及破壞概率，鮮有對重力侵蝕規(guī)模的模擬研究，僅有王光謙等[81，90]構(gòu)建的溝坡重力侵蝕模型模擬了重力侵蝕的發(fā)生概率與發(fā)生規(guī)模，并在數(shù)字黃河模型框架下與坡面降雨徑流和土壤侵蝕模型、溝道不平衡輸沙模型耦合集成，以模擬黃土高原重力侵蝕產(chǎn)沙過程。

6 問題與展望

黃土高原重力侵蝕研究已取得不少成果，為進一步深化研究和治理奠定了一定基礎，但研究基礎仍較為薄弱，存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾方面：①重力侵蝕分類體系還不規(guī)范，整體分類研究極少，已有的分類方式也不盡相同，導致采用不同分類方法的研究成果在對比分析時缺乏統(tǒng)一標準，限制了黃土高原重力侵蝕基礎研究的發(fā)展;②由于黃土高原重力侵蝕分布范圍廣且具有極強的隨機性，因此坡面尺度試驗研究代表性不足，大尺度（流域或區(qū)域）雖可涵蓋各類重力侵蝕但其連續(xù)觀測受限于高精度定量監(jiān)測手段應用不足而難以實施，制約了對重力侵蝕時空過程的深入研究;③重力侵蝕與影響因素的關系、重力侵蝕力學機制的研究缺乏定量化成果，且較少研究影響因素間、營力間的耦合關系，難以描述多種因素與營力聯(lián)合影響重力侵蝕的方式;④重力侵蝕過程模型稀缺，已有模擬研究主要是評價黃土溝坡的穩(wěn)定性及破壞概率，鮮有對重力侵蝕發(fā)生過程及規(guī)模的模擬研究。綜上，黃土高原重力侵蝕研究尚處于起步階段，難以滿足重力侵蝕治理的需求。

未來對黃土高原重力侵蝕的研究，需制定統(tǒng)一、規(guī)范、權(quán)威的重力侵蝕分類方法，為后續(xù)研究奠定統(tǒng)一標準;充分利用3S技術(shù)等精確測量方法，開展較大尺度重力侵蝕連續(xù)觀測，強化流域和區(qū)域尺度重力侵蝕的時空變化特征研究;進一步明確重力侵蝕影響因素、力學機制的變化特征及其耦合關系，在此基礎上深入研究重力侵蝕與影響因素的量化關系、重力侵蝕發(fā)生發(fā)展的驅(qū)動機制，如植被與坡面穩(wěn)定性的關系、重力侵蝕與巖土體理化性質(zhì)指標的關系等;研發(fā)黃土高原重力侵蝕過程模型，并與已有土壤侵蝕模型耦合，為黃土高原水土保持和生態(tài)修復提供評估工具。

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【責任編輯 張智民】