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1、绪 论一、水土保持学研究的对象、内容与特点（一）水土保持学的研究（一）水土保持学的研究对对象和内容象和内容中国农业百科全书水利卷对水土保持学的定义是：研究水土流失形式、发生的原因和规律，阐明水土保持的基本原理；据以制定规划和运用措施，防治水土流失，保护、改良和合理利用水土资源，维护和提高土地生产力；为发展农业生产，治理江河与风沙，建立良好的生态环境服务的一门应用技术科学。这个定义决定了水土保持学的主要研究对象是地壳表层的水和土。水和土是人类赖以生存的基本物质，是发展农业生产的基本要素。可见，水土保持学在国民经济建设中具有十分重要的作用和意义。由水土保持学的根本任务和当前学科发展状况来看，它的基
2、本研究内容可归纳为以下几个方面：1、研究水土流失的形式、分布和危害。即研究地表土壤及其母质、基岩受水力、风力、重力、冻融和化学等作用所产生的侵蚀形式，以及被侵蚀物质的搬运、堆积形式及危害；研究径流的形成与损失过程；研究水土流失的分布情况，包括水土流失类型区的自然特点和水土流失特征；研究水土流失对国民经济，包括对农业生产、江河湖泊、工矿企业、水陆交通、城镇居民安全以及生态环境等方面的危害。2、研究水土流失规律和水土保持原理。即研究在不同气候、地形、地质、土壤、植被等多种自然因素综合作用下，水土流失产生和发展的规律，以及人类活动因素在水土流失和水土保持中的作用。3、研究水土流失、水土资源调查和评价
3、的方法及水土保持区划；研究合理利用土地，组织和运用工程、林草、农业耕作等措施保持水土，发展农业生产的规划原则与方法。4、研究综合治理措施及效益评价（二）水土保持学的特点（二）水土保持学的特点水土保持学水土保持学（soil and water conservation）是集农、林、水、牧、地理、土壤、经济学等学科之大成而形成的一门新兴学科，因此，其特点主要体现在以下 3 个方面：1、综合性水土保持的综合性特点是由水土流失的原因所决定的。造成水土流失的原因不仅有自然因素，还有社会因素，因此，防治水土流失的措施必须是综合的，而不是单一的。水土保持是跨学科的，与其它学科互相渗透、互相影响、互相吸收。但
4、不能把多学科渗透的内容与某一学科等同。水土保持是一项复杂的系统工程，应该以生态学观点、系统工程方法，在治理区因害设防，综合配置各种措施，措施间应是互为补充，达到高效、多功能，充分而合理利用水土资源，将水土流失减少到最低限度，从而使土地生产力达到最好的水平。因此，其任务的完成，往往是要通过多个部门的联合攻关来实现。2、水土保持监督监督、预防水土流失是水土保持的又一个特点。水土流失的形成除与自然因素有关外，还与社会因素关系密切，特别是现代加速侵蚀，多起因于人类对土地的不合理利用。因此，预防人为造成新的水土流失是监督的主要任务。监督要建设从工程设计审批阶段开始，负责审批与水土保持有关的生产建设项目中
5、的水土保持方案。此外，还必须建立监测站进行监测，以便掌握水土流失发展的趋势，提出合理的防治对策。3、水土保持的效益水土保持的第三个特点是不仅具有生态效益和社会效益，更重要的是有经济效益。现阶段，在水土流失治理中，人们常将经济效益寓于治理措施之中，选择生态效益与经济效益兼优的措施。特别是要把小流域建成为发展商品生产的基地，就是在保持水土的同时，培育再生资源和增加资源量，并使资源得到永续利用。第一章第一章 水土保持基本原理水土保持基本原理水土保持是一门综合性很强的学科。它的主要功能是恢复生态、保护环境和促进农村经济健康持续发展。因此，水土保持除依据本学科特有的基本原理展开工作外，还融汇了其他学科的
6、基本原理。第一节第一节 水土流失带性规律水土流失带性规律自然地理要素在地球表面的规律性组合与分布导致了水土流失也出现了相应的差异，这样就使水土流失的研究和治理更具有针对性。进一步来讲，就是区域不同，水土流失成因、类型、类型组合及侵蚀强度等不同，水土流失的治理也就不同。一、自然地理环境的地域分异规律 由于地球的形状、自转和公转等特征，使到达地表的太阳辐射量按一定的顺序由北向南呈规律性的排列，从而可划分为若干热量带。与之相应地气候、植物和动物也在地表形成了带状分布。但是，地球表面不是一个连续的、均匀的、具有相同物质组成的行星，大陆占地表的 29，海洋占 71，这种面积的数量对比关系，使大陆与海洋以
7、及大陆的东岸、西岸和内部的自然地理要素分布更为复杂。地球表面最高处珠穆朗玛峰 8848m，而最深的马里亚纳海沟深达海平面下 10700m，高差的悬殊也使自然地理要素分布在垂直方向上出现了差异。可见，各自然地理要素在地表有其特定的空间位置，这就是所谓的自然地理地带自然地理地带性性（physical geographic district） ，即：地球表面的自然地理要素、过程和现象在空间分布上都依据各自所有的自然地理特点，呈有规律的带状排列。各自然地理要素虽有其相对固定的空间位置，但也不是孤立存在的，而是某一要素与其他要素不断地进行着相互作用，他们有成生的联系。这就构成了人们经常讲的“自然地自然地
8、理环境理环境” （physical geographic environment） 。自然地理环境的整体性表现又可称为自然综合自然综合体体（natural complex） 。二者沿地理坐标确定的方向，从高级单位分化成低级单位的现象，可称为地域分异地域分异（differences of geographic regions） 。它既是自然界各种自然现象的综合体现，又是人们认识自然和改造自然的基础。通常由高到低可将地域分异划分为以下等级：（一）全球性的地域分异（一）全球性的地域分异规规律律 地带性分异因素即太阳能按纬度分布不均和非地带性分异因素即地球内能引起的海陆分布是造成全球性地域分异规律的基
9、本原因。由于这种分异的规模是全球性的，故称为全球性的分异规律，它的表现有：1、海陆对比地球表面具有 4 个大洋和 6 个大陆之分，这是自然地理环境的基本分异，他除表现为海与陆的强烈对比外，还构成两种明显不同的陆地生态环境与海洋生态环境，并通过其间的相互影响，造成次一级的地域分异。2、热力分带太阳辐射随地理纬度不同而发生的热力分带性具有全球规模，是一种全球性的地域分异规律。无论是在大陆还是在海洋，这种热力分带性都有明显的表现，它决定着气温、气压、湿度、降水、风向等要素在地表呈带状分布。（二）大（二）大陆陆和大洋的地域分异和大洋的地域分异规规律律 1、大陆地域分异规律大陆的地域分异规律是贯穿整个大
10、陆的。可分为纬度地带和经度省性两类。（1）纬度地带性分异规律纬度地带性规律是指自然地理环境组成成分及自然综合体，大致按纬线方向延伸而按纬度方向有规律的变化。这是太阳能按纬度呈带状分布所引起的温度、降水、蒸发、气候、风化和成土过程、植被等呈带状分布的结果。当它的延伸遇到海洋时，就会被切断，并为大洋地带性规律所代替。（2）经度省性经度省性是指自然地理环境各组成成分和整个自然综合体从沿海向内陆按经度方向发生有规律的更替。从海岸到大陆内部，气候状况、植被群落及土壤类型都有规律的变化。在大陆东岸、大陆西岸和大陆内部各有自己独特的地带组合。2、大洋地域分异规律（1）大洋表层纬向自然带大洋表层是指大洋表面以
11、下 200m 深的范围。由于太阳能按纬度方向分布不均引起的大洋温度、盐度和含氧量不同，以致海洋生物也有相应的区别，从而引起该层自然综合体按纬线方向延伸而按纬度方向有规律的变化。这一分布规律虽受寒流、暖流影响而与纬线略有偏斜，但与大陆相比还是比较平直的。（2）大洋低层自然区大洋底层自然区域随海底地形及距岸远近，发生有规律的更替，底栖生物有机体和海底软泥也发生有规律的变化。由于大洋底层太阳能的影响微弱，所以它不表现地带性规律，而海底地形是大洋底层自然区域分异的直接因素。（三）区域性的地域分异（三）区域性的地域分异规规律律 1、地带段性地带段性是地带性分异规律受海陆分布影响及大地构造地貌规律的作用在
12、大陆东岸、大陆西岸和大陆内部的区域性表现。在大陆东岸地段性十分明显，如欧亚大陆东岸和北美东岸由北向南，地带段性的排列顺序是：温带针阔叶混交林暗棕壤地带暖温带落叶阔叶林棕壤地带亚热带常绿阔叶林红黄壤地带。但他们都只延续于大陆的东部边缘。在大陆内部，地带段性的表现是围绕大陆的干旱中心，大致呈马蹄形分布。如欧亚大陆从北向南的地带段分布是：温带森林草原黑钙土地带温带草原栗钙土地带温带干旱荒漠地带等。在大陆西岸的欧亚大陆部分，地带段排列顺序则为：温带针阔叶混交林暗棕壤地带温带阔叶林棕壤地带地中海常绿硬叶林褐土地带等。2、地区性地区性是由海陆分布带来的经度省性与大地构造地势单元同热量带的相互作用形成的大陆
13、内部、大陆东岸内部、大陆西岸内部的区域性的分异规律，如中国自然区划草案中所划分的兴安副区、东北平原副区等 22 个副区。3、垂直带性垂直带性是指自然地理综合体和它的组成成分大致沿等高线方向延伸，而随山势高度发生带状更替的规律。这种分异现象只有当山体达到一定高度以后才可能出现。在温带一般大于 800m，热带在 1000m 以上。（四）地方性的分异规律（四）地方性的分异规律地方地形的垂直分化、地面组成物质和地方气候的差异是造成地方性分异规律的主要原因。地方性分异规律主要表现为：系列性。即由于地方地形的影响，自然环境各组成成分及单元自然综合体，按确定方向从高到低或从低到高有规律的依次更替的现象。微域
14、性。由于受小地形和成土母质影响，在小范围内最简单的自然地理单元既重复出现又相互更替或呈斑点状相间分布的现象。坡向的分异作用。坡向对光照、水文有再分配作用，故植被和土壤也会出现差异。上述各等级的地域分异规律，相互间存在着密切的关系，如图 11 所示。图图 1 11 1 地域分异规律相互关系地域分异规律相互关系二、土壤侵蚀的地理分布土壤侵蚀土壤侵蚀（soil erosion）是各种侵蚀力与土壤（含母质）相互作用的产物，由于地表水、热状况的差异控制着其形式的地理分布不同。（一）地表水、（一）地表水、热热状况与外状况与外营营力的关系力的关系 地表水、热状况不同，决定了不同性质的外营力作用及其强度。岩石
15、的风化是侵蚀搬运的准备阶段，在不同水、热条件下，风化作用具有明鲜的地带性的特点。物理风化以冻融崩解最强烈；其次是热力风化，它发生在中、低纬干旱地区；化学风化随温度升高、降水量增大而加快；生物风化与植被繁茂相一致。坡面上块体运动与水、热关系十分密切。土体岩屑的流动、滑动和蠕动都需水参加，因此干旱地区最弱，高温湿润区最强。另外，在低温下，当有一定降水量时，由于地下冻土存在，地表水难以下渗，块体运动也有较大强度；在冻融交替频繁的地区，块体运动强度也是很大的。流水作用与水、热关系更明鲜，在干旱地区流水作用最弱，但并不是在降雨最多的地带作用最强，因为那里植物非常茂密，阻碍了流水的侵蚀作用，所以流水作用最
16、强烈的地方反而是雨量中等的地区。风沙作用在干旱地区最强，在高温多雨地区最弱。物理风化 化学风化 风 块体运动 流水 流水 物理 化学 风化 流水 物理风化 块体运动 冰川，冰融 风 30 20 10 0 -10 0 500 1000 1500 2000 图图 12 侵蚀形式与水、热关系侵蚀形式与水、热关系冰川、冻融等作用更是与水、热状况密不可分，冰川侵蚀只能发生在年平均气温在0以下，降雪量大于消融量和蒸发量的地区。没有一定的水分和温度条件，冻融、溶蚀是不能发生的。图 12 表示的是侵蚀形式与水、热状况的关系。可以看出，不同气候下有不同的外营力组合，且在组合中各种侵蚀的相对重要性不同。左上角是高温少雨地区，风化作用以物理风化为主，风蚀最突出，流水侵蚀次之；右上角是高温多雨地区，化学风化居首位，块体运动由于水分多而很活跃，水力侵蚀因植被茂密而较弱；左下角是低温
