风水复合侵蚀与生态恢复研究进展

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1、第 29 卷 第 1 期2010 年 01 月地理科学进展PROGRESS IN GEOGRAPHYVol.29, No.1Jan., 2010收稿日期：2009-04；修订日期：2009-10.基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-442)；黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室基金项目（10501-225）；中国博士后科学基金资助项目（20090460421）；中科院院长奖获得者科研启动专项。作者简介：李秋艳（1978），女，山东金乡人，博士后，主要从事水土保持与生态恢复研究。E-mail:通讯作者：蔡强国（1946-），研究员 ，博士生导师，从事土壤侵蚀、水土

2、保持、流域侵蚀产沙模拟研究。E-mail: 065072页风水复合侵蚀与生态恢复研究进展李秋艳1, 3， 蔡强国2, 3， 方海燕2(1.中国农业大学水利与土木工程学院，北京100083；2.中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室，北京100101;3.中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室， 杨凌712100 )摘 要:风水复合侵蚀是风力与水力共同或交替作用相互增强或者削弱的过程。从侵蚀区划分、驱动因素、侵蚀机理和生态恢复对策等方面论述了风水复合侵蚀的研究进展，简述了半干旱风水复合侵蚀区和海岸复合侵蚀区是两个影响最大的风水复合侵蚀区。 晋

3、陕蒙接壤区为半干旱风水复合侵蚀区的强烈侵蚀中心，在土地利用上属农牧交错区，生态环境极为脆弱。 海岸复合侵蚀岸段分布广泛，侵蚀岸线在总岸线中所占比例较大。 影响风水复合侵蚀的因素包括自然和人为因素，且地域差异显著。 半干旱区风水复合侵蚀研究主要从侵蚀特点、土壤特性、侵蚀产沙、侵蚀能量研究等方面；海岸复合侵蚀区从侵蚀特征、风暴潮与海岸复合侵蚀关系等方面分析了取得的进展和存在的不足。 总结了生物措施和工程措施对风水复合侵蚀区生态恢复的作用，展望了风水复合侵蚀与生态恢复的研究方向，并指出复合侵蚀机理与评估、生态恢复机理与评价研究是今后研究的趋势。关 键 词:半干旱风水复合侵蚀区；海岸风水复合侵蚀区；风

4、暴潮；土壤侵蚀；生态修复土壤侵蚀是指土壤和成土母质在外营力作用下的分离、破坏和移动1，是限制当今人类生存与发展的全球性环境问题之一，严重制约着全球社会经济的持续发展2。 风蚀和水蚀是两种主要的土壤侵蚀类型，风蚀多发生在我国西北部的干旱、半干旱地区，水蚀主要分布在降水量较大的东部和南部地区3。 然而，风蚀和水蚀经常同时或者交替发生，形成了风水复合侵蚀。 风水复合侵蚀是指风力、水力对同一侵蚀对象的共同作用和交替作用，实质是一种侵蚀营力对另一种侵蚀营力所造成的侵蚀形态的再作用过程，即在水蚀形态的基础上发生风蚀或在风蚀基础上发生水蚀，风蚀水蚀地区侵蚀的发展过程即是风蚀水蚀交互作用的过程，并形成风蚀水蚀

5、地区特有的侵蚀形态4。 宋阳等5把风水复合侵蚀概括为风力与水力共同或交替作用相互增强或者削弱的过程。 强烈的风水复合侵蚀是脆弱环境形成的根源之一，也是脆弱环境的重要体现6。1风水复合侵蚀研究1.1 风水复合侵蚀区的划分根据复合区水土流失的特点，以两种侵蚀营力在行政区内的侵蚀模数比重和侵蚀面积比重作为划分依据，王涛等7把北方农牧交错带风水蚀复合区划分为3个类型区：风水蚀相当的复合区、以风蚀为主的复合区和以水蚀为主的复合区。 从自然景观上看， 风水蚀复合区以温带草原占绝对优势，并以干草原为核心。 根据侵蚀最终结果，海春兴等6将侵蚀方式总结为5种类型：风力搬运为主的风水两相侵蚀、破坏性的风水两相侵蚀

6、、高原风蚀为主的风水两相侵蚀、河流作用下的风、水、重力三相侵蚀、风选为主的风水两相侵蚀。 运用遥感与GIS为技术支撑，邹亚荣等8把我国的风水侵蚀复合区在空间上分成4个区域：西北部沙漠周边地区、北部山脉沿线地区、中部河流沿岸地区、南部滨海滨湖地区，以西部沙漠和北部山脉沿线为重，并计算出49.6风水侵蚀复合带的降水量小于200 mm。 风水侵 蚀 复 合 带 的 土 地 利 用 主 要 以 草 地 为 主 ， 占41.8，其次为耕地。对半干旱区的风水侵蚀复合带已有大量研究，虽然邹亚荣等提到了滨海地区8，但对滨海风水复合侵蚀区的研究还很少。 风暴潮是海岸侵蚀最重要和最直接的因素，风和水对海岸共同作用

7、9。 风暴潮期间强风浪对海岸和高潮滩的冲刷非常强烈。 一次地理科学进展29卷强台风对海岸的侵蚀量，往往与全年正常波浪侵蚀量相当，其中一些突出后果在以后若干年仍会显示它的影响10。 我国大部分海岸面向台风源方向，有34的热带气旋在我国登陆，猛烈的台风浪直扑海岸，是南方海岸演变最强的外营力。 北方渤海和黄海沿岸也常受台风影响，而且又多温带气旋和寒潮大风袭击，也可造成海堤溃决或海岸后退11。 所以，本文认为海岸侵蚀也是风水复合侵蚀的一个重要组成部分。我国的风水复合侵蚀区在空间上可分为两大区域： 半干旱风水复合侵蚀区和海岸风水复合侵蚀区。 半干旱风水复合侵蚀区和海岸风水复合侵蚀区是两个影响最大的风水复

8、合侵蚀区，其中晋陕蒙接壤区为半干旱风水复合侵蚀区的强烈侵蚀中心，年土壤侵蚀模数多在1.52.0万tkm2，黄土高原最大侵蚀模数和最高含沙量均出现在这一地区12-13。 该区在土地利用上属农牧交错区，有其独特的环境背景和土壤侵蚀过程，生态环境极为脆弱，虽可从事农牧业生产活动，但不合理的经营可导致生态平衡破坏，使土壤侵蚀急剧发展，甚至达到不可逆转的沙漠化境地13。 海岸复合侵蚀岸段分布广泛，侵蚀岸线在总岸线中所占比例较大。 在渤海沿岸为46，黄海沿岸为49，东海沿岸(包括台湾岛)为44，南海沿岸(包括海南岛)为2111。 海岸侵蚀常与沿海台风、 风暴潮和地面下沉等灾害叠加发生，使灾情加剧14。1.

9、2 驱动因素研究影响风水复合侵蚀的因素包括自然和人为因素，且地域差异显著。1.2.1自然因素(1)半干旱区风水复合侵蚀。 气候主要通过降水来影响土壤侵蚀方式，该地区位于东亚季风气候区与内陆干旱气候区的过渡地带，大部分年降水量在400 mm以下，占总面积的77.4，而年降水量低于200 mm的面积占了总面积的49.68， 降水量少，风沙大。 当季风气候系统势力强劲时，降水量多，土壤以水力侵蚀为主；当西北内陆干旱气候系统占优势时，降水量少，土壤以风力侵蚀为主。 除降水对土壤侵蚀影响外，地表的物质组成对侵蚀方式也有很大影响。 复合区表层多为黄土地和沙地，植被稀疏，地面起伏不平，易发生土壤侵蚀。(2)

10、海岸风水复合侵蚀。 从中长期看，海平面上升是引起大范围岸线内移的重要因素。 气候的变异和海平面上升将引起风暴潮灾害频度的增加和强度的加大。 风暴潮加剧，高潮位和强力风浪对海岸破坏的作用增大。 风暴潮对海岸的侵蚀作用具有突发性和局部性，其危害程度极为严重15。海岸特性，如物质组成、力学性质、地形地貌等对侵蚀也有很大影响。 一般松散的泥沙质海岸比坚硬的基岩海岸易侵蚀，岩石整体性好和硬度等力学性质愈强，愈不易被侵蚀。 面对水动力最强方向的海岸易被侵蚀，岬角比海湾易受侵蚀。 特殊地形地貌环境可使海流、潮汐、波浪的能量大大增强，其沿岸受蚀程度可几倍甚至十几倍的大于其它岸段。 地形的渐窄与水动力的渐强互促

11、迭加，使岸滩的侵蚀后退速度锐强16。1.2.2人为因素(1)半干旱区风水复合侵蚀。 在半干旱复合侵蚀区，受人类活动的影响，土地利用方式各种各样，既有农耕方式，又有林地和牧草地。 不合理的土地利用、陡坡开荒、乱砍滥伐森林等加剧了水土流失；工矿基础建设和传统养畜习惯，特别是牧区，牲畜对植被的践踏破坏和过度采食，使土壤不能得到及时覆盖，汛期暴雨季节，拦蓄洪水能力低，造成水土流失。(2)海岸风水复合侵蚀。 海岸带地区是人类活动频繁的地区，人类活动频繁，包括沿岸挖沙、破坏海滩植被和珊瑚礁、修筑海岸工程、修建水库等，都可改变水动力状况，使沉积泥沙动态失去平衡，造成海岸侵蚀。1.3 复合侵蚀机理研究1.3.

12、1半干旱区风水复合侵蚀目前，半干旱区风水复合侵蚀研究主要集中在侵蚀特点、土壤特性、侵蚀产沙、侵蚀能量研究等方面。(1)侵蚀特点研究。 半干旱区风水复合侵蚀特点主要表现为风蚀和水蚀在时间上的交错与空间上的叠加。 在干旱年份风蚀相对较强，水蚀相对较弱，但在暴雨时的水蚀会因为地表干燥变得更强烈；在湿润年份则相反5。 在一年之间，侵蚀营力随着季节周期性交替，表现为冬春季节以风蚀为主，夏秋季节以水蚀为主。 风力侵蚀和水力侵蚀在时间上不同步，延长了土壤遭受侵蚀的时间。 水蚀对地表物质的搬运与堆积，为风力侵蚀准备了物质基础，加剧了风沙活动；风蚀的搬运与堆积也为水力侵蚀提供物质来源17。 水蚀作用和风蚀作用两

13、者相互促进，661期李秋艳 等：风水复合侵蚀与生态恢复研究进展从而使复合区的侵蚀能量明显高于单纯水蚀地区或风蚀地区，这表明风水侵蚀复合区是潜在侵蚀强度较大的地区18。目前对侵蚀特点的研究取得了较大进展，但由于风水复合侵蚀野外监测的复杂性，至今对侵蚀特点的研究大多是定性描述，在风蚀对水蚀贡献的监测与估算方法、 风蚀堆积物的监测等方面仍不完善，有待于从野外监测、试验研究、理论分析等方面进行深入研究。(2)土壤特性研究。 对土壤特性进行研究，不仅对于揭示风水复合侵蚀区土壤侵蚀过程、流域水文模型精度的提高以及水土保持措施的配置等有着重要意义，而且可以为植被恢复和土壤资源的开发与综合利用等提供一定的科学

14、依据。 水蚀风蚀交错带的强烈侵蚀中心坡面土壤入渗特性，如稳定入渗率、 平均入渗率和前30 min累积入渗量等三个参数的变异系数分别为0.48、0.36与0.40， 在坡面上的变异程度属于中等变异性19，该地区160 cm土壤剖面可以处理成均质剖面20。 长期严重的土壤侵蚀使得侵蚀交错带土壤有机碳密度显著低于黄土高原中部，处于全国最低水平，土壤呼吸速率季节性变化均呈现单峰型曲线， 与气温变化趋势一致，其7、8月份土壤呼吸速率均显著高于其它月份21。该地区土壤存在不同程度退化现象，表现在土壤机械组成粗化，有机质含量较低，氮磷营养成分贫乏，土壤交换性能较差等方面22。对风水复合侵蚀区土壤特性的研究取

15、得了不少成果，为定量研究土壤可蚀性奠定了基础，然而，大多研究集中在某一剖面土壤特性的定量描述阶段， 有待于加强不同土质混合后土壤的可蚀性研究。 通过野外监测和室内模拟实验，进一步研究土壤可蚀性及其与土壤特性的关系，选择土壤可蚀性参数，确定不同土质比例下土壤可蚀性计算的基本方法。(3)侵蚀产沙研究。 在黄土或风化基岩裸露的黄土丘陵沟壑区， 特别是片沙覆盖的黄土丘陵区，风与水的协同作用可能是一种重要的泥沙侵蚀搬运形式。 风力与水力的耦合作用是这一地区产沙模数较高的主要机制23。 风力作用与水力作用在时间上是相异的，前者为高含沙水流搬运作用准备了大量粗颗粒泥沙，存贮在坡面、沟道和河道中，后者则形成了

16、富含细颗粒的暴雨径流，为粗颗粒泥沙的搬运提供了动力条件，由此形成了高含沙水流，导致了这一地区高强度的侵蚀产沙过程24。 风水两相作用最有利于高含沙水流的发育，导致了含沙量高值带的出现25。 张平仓等26研究出各种不同地层的产沙能力排序为新黄土风成沙老黄土。陕北窟野河六道沟小流域除汛期6-10月以水蚀能量较高外，一年中其他月份风蚀能量均较大，年内风蚀量约占水蚀量的1/527。风水复合侵蚀产沙研究为多沙粗沙区的产沙机理提供了基础，可为为粗沙来源区的水土流失治理提供技术上的指导。 但目前还不能定量确定风蚀对水蚀贡献量的大小及其与水蚀的关系，需要进一步展开定位观测与示踪研究，进而揭示风、水蚀贡献率。(

17、4)侵蚀能量研究。 在风水复合侵蚀区，在降雨侵蚀能量的基础上，由于风蚀能量的迭加，加之地形附加侵蚀能量也较高，使风蚀水蚀交错带成为黄土高原的高侵蚀能量环境区和潜在侵蚀强度较大的地区。 随着向风蚀区的过渡，侵蚀能量逐渐增大。有效水蚀风蚀能量是土壤侵蚀形成的动力因素。 张平仓和唐克丽28研究得出六道沟风水复合侵蚀区从2-5月、11-l2月地表裸露，气候干旱，风力强盛，有效风蚀能量表现最高， 其中4-5月和11月是风蚀能量的高峰时期。6-10月份，有效风蚀能量低，风力不强，加之地面湿润，风蚀风积作用表现微弱，但有效水蚀能量高，并集中于7-8月份，形成水力侵蚀的高峰。 这种水力与风力侵蚀能量在一年之中

18、相互交替、促进的结果是该地区土壤侵蚀强烈的重要原因。对风蚀和水蚀能量的分别研究为风水复合侵蚀能量研究奠定了基础，但由于风水复合侵蚀的复杂性， 目前流域风水复合侵蚀能量研究成果还较少。 有待于进一步分析流域风水复合侵蚀能量及年内分配特征， 以揭示该流域土壤侵蚀的时空特征。土壤侵蚀能量的空间分布还取决于外动力因素与下垫面因素的结合，将有效复合侵蚀能量进行再分配，从而全面确定土壤侵蚀的时空特征。1.3.2海岸风水复合侵蚀(1)海岸风水复合侵蚀特征。 我国海岸侵蚀岸线所占比例较大，侵蚀海岸分布广泛，侵蚀程度存在差异。70的沙质海滩和大部分开阔水域的泥质潮滩受到侵蚀，侵蚀岸线长度占全国大陆岸线总长度的三

19、分之一29。 杭州湾长江口以北，不仅遭受侵蚀的岸段十分普遍，而且侵蚀速率也较大30。 季子修1167地理科学进展29卷认为海岸侵蚀具有普遍性、多样性和加剧发展等三个特点。 普遍性主要表现为侵蚀岸段分布广泛，侵蚀岸线在总岸线中所占比例较大，发生在各种海岸类型中和各种环境条件中。 多样性包括岸线后退、滩面下蚀、高滩稳定而低滩下蚀三种形式。 加剧发展表现为海岸侵蚀范围在扩大，原有的侵蚀岸段仍在继续，新的侵蚀段不断出现，侵蚀总量也在不断增加。尽管对海岸侵蚀特点的研究取得了一定的进展， 但至今对侵蚀特点的研究大多是定性描述，且多限于局部、地区性的工作。 今后应大力加强采用先进仪器的现场观测，建立长期定点

20、观测站，对不同类型侵蚀的剖面进行持续的水文、泥沙、地貌、沉积、化学和生物等综合观测，获取长时间的观测资料；对全国海岸侵蚀，尤其河口海岸侵蚀机制的研究，提高对海岸侵蚀的预测水平，为海岸港口建设、生态安全和可持续发展服务。(2)风暴潮与海岸风水复合侵蚀。 风暴潮是指由于强烈的大气扰动，如强风和气压骤变所导致的海平面异常的现象。 风暴潮有两种类型：一类为台风引起风暴潮，另一类为温带气旋引起风暴潮31。 我国暴潮灾的分布几乎遍布各滨海地区32， 从1949年到1997年， 我国沿海共发生过最大风暴增水值大于l m的台风风暴潮301次， 其中增水大于2 m的有52次，增水大于3 m的11次33。风暴潮与

21、巨浪对海岸的侵蚀作用具有突发性和局部性，其危害程度极为严重。 在台风袭击的过程中，风和雨是主要的成灾因素34。 风暴潮来临时，近岸或沿岸水位猛烈增长，沿岸水位比正常情况下高出25 m，波浪和潮流作用的边界迅速向陆地扩展，岸线遭受侵蚀、滩面遭受冲刷、潮滩结构破碎、沉积物质改变、植被遭受毁坏、地貌形态改观等现象随之发生35。2001-2005年间，南海沿岸地区受风暴潮灾害与海浪灾害年均有8次， 风暴潮增加一次，海岸侵蚀加宽0.5 m36。1981年，14号台风风暴潮使江苏海州湾北部的沙岸后退110 m，东灶港至新港3200 m以内的海滩上，冲走泥沙近678万m3，相当于1981年7月1982年6月

22、一年内同一地区冲走的泥沙总量。1992年，9216号热带风暴引起的风暴潮过程中，山东沿岸沙质海岸后退312 m，最大达30 m。 风暴潮强大的海洋动力，使沿岸的海岸蚀退作用加剧。 风暴潮使海水水位升高，在海平面升高时，改变了原来的动态平衡条件，为达到新的均衡，只有侵蚀海岸，塑造新的均衡剖面。目前关于风暴潮与海岸复合侵蚀的研究定量研究缺乏，风暴潮对海岸周围地质环境的建造和改造过程也不清楚。 对风暴潮的成因和规律预测还有待于研究，尤其全球性气候变暖能否有利于台风等强天气系统强度和频度的增加，海平面上升能否导致更大的风暴增水等都是值得讨论的问题。2生态恢复对策研究水土流失是制约人类生存和社会可持续发

23、展的重大环境问题。 防治土壤侵蚀、改善生态环境、实现人与自然协调和资源-环境-社会经济可持续发展，已成为全世界普遍关注的重大环境问题。 生态恢复对策主要有生物措施和工程措施。2.1 生物措施研究植被恢复是控制水土流失、改善生态环境最有效措施。 植被恢复需要明确植被恢复的关键过程和影响植被恢复关键因素、潜力及人工调控措施37。在半干旱风水复合侵蚀区，土壤水分不仅是土壤侵蚀过程、植物生长、植被恢复的主要影响因子，而且是土地资源评价的主要因素之一38。 土壤水分含量在垂直剖面方向表现出随深度增加，土壤水分含量呈增加趋势，在100cm土层内变异最大39。 种植柠条等深根性植物是防止土壤侵蚀、利用深层土

24、壤水分的有效方法。 柠条幼林坡地土壤剖面储水量和消耗量表现为从坡顶至坡底呈逐渐增大的趋势40，切沟对柠条林地土壤水分影响水平宽度达到34 m，垂直深度达到6 m以下41。 柠条林冠截留量与林外降水量呈幂函数关系42。 表土结皮在降雨活动中可能会增加径流、降低入渗，阻碍水分亏缺条件下的植被恢复和生态环境建设43。 风水蚀复合区的植被重建应在查明本底值的基础上，建立以灌木为主体、灌草结合、常绿树种与灌草结合，以集流蓄水造林种草技术为手段，具有较高生态效益兼顾经济效益的稳定人工植被13,44。在海岸复合侵蚀区， 生物护岸方面措施有：建立防护林带、利用耐盐植物和海生贝类护岸。(1)建立海岸防护林体系。

25、 暴风浪是海岸及堤防遭受破坏主要动力因素。 营造乔、灌、草相结合海岸防护林是抗御大风飞沙、 保持水土的有效手段45。防护林和林前灌草带能够通过本身和林内植被的根系牢牢抓住海沙，同时枯枝落叶层也覆盖在林内681期李秋艳 等：风水复合侵蚀与生态恢复研究进展沙土之上，起到防止风起沙的作用46。 在防护林的有效防护范围内，风速明显降低，一般在20H(H为林带平均高)范围内， 林网内平均风速降低30%55%47，林内的蒸发作用也下降，从而保证了林内沙地的潮湿度，沙粒不易被风扬起。 红树林也是重要的护岸植物，能阻挡水流，减弱流速，起到防风消浪的作用。 当红树林覆盖度大于0.4和林带宽度在100 m以上时，

26、其消波系数可达85，能把10级大风刮起的巨浪化为平波48。(2)种植耐盐植物。 海滩植被能防止波浪长驱直入，消浪促淤，而且植被生长旺盛季节常常是海岸侵蚀最严重的季节，因而可以有效地防止海岸后退,保护海堤安全49。 湿地植物大米草、互花米草、芦苇等能促进海涂淤积，抬高滩面，同时以其庞大密集的根系固结土粒以减小波浪的冲击，并且有抗冰凌的能力，粗状的茎秆和浓密的叶冠层，能减小风力的侵蚀，具有防风、消浪功能50。(3)利用海生贝类护岸，如长重蛎，产量大，每个牡蛎群体能形成数层至数十层叠置的礁体，非常坚硬，具有极大抗蚀强度51。由于研究区的不同，控制土壤侵蚀的生物措施实施角度也会有所不同。 在干旱半干旱

27、区，水是限制植物生长和生态可持续发展的重要因素。 植被在减少土壤侵蚀的同时，也会减少径流，同时也与当地农民的生产效益密切相关。 因此，经济效益好、节水型植被是干旱半干旱区植被措施控制土壤侵蚀的研究方向。 与干旱半干旱地区相比，我国的海岸带地区通常是经济发展较为迅速、人类活动频繁的地区，同时土地盐碱化通常也很严重。 因此，在进行生物措施控制时，要利用那些适应当地环境、不污染且宜人的生物措施。2.2 工程措施研究水土保持工程措施是水土保持综合治理体系的重要组成部分。 在半干旱风水复合侵蚀区，水土流失土地分布广，气候、地貌、土壤、植被等自然因素差异明显，人类生产活动各异。 沟谷地是产沙的主要地段，治

28、理难度较大，要加强沟头、沟岸及沟坡防护，配置生物措施，并在切沟和干沟段修建淤地坝，在主沟和常流水沟，修建坝库，蓄水灌溉。 淤地坝是一种有效的水土保持工程措施。 道路、矿区建设等是人为侵蚀的重点，应加强管理，开展矿区复垦及环境绿化，矿区建设和环境整治统一规划和协调实施。 风水蚀复合区治理应该以预防为主、保护领先为原则，坚持因地制宜，生物措施、农业技术与工程措施相结合的综合治理原则52。不同于干旱半干旱地区，海岸的防护工程主要采取丁坝、潜坝、护坎、护坡、挡浪墙等多种形式，其工程结构及效益因地而异，其共同点就是使造成海岸侵蚀的动力因素在远离海岸之前就消能，使以往的全线防护变成线段防护，既可节省经费又

29、可美化海岸，也有利于海岸的开发53。 对于强侵蚀型海岸，泥沙亏损量巨大。 治理该岸段应从“治沙”入手，从“保沙”和“调沙”两方面进行。 保沙工程就是通过构筑海岸堤坝，如护岸堤、挡潮堤、导流堤和消浪堤等工程措施，削弱海洋动力对海岸的侵蚀，减少近岸带的泥沙流失。 调沙措施就是给海岸蚀退的地方通过泥沙调度或调节，增加泥沙来源，修复被破坏的海岸，起到缓冲侵蚀的作用。 在有条件的重要岸段，可采用人工养滩工程， 人为回填沙砾补充海滩54。海岸防护只有采取综合措施， 实行扩坡与护滩结合、工程措施与生物措施结合的方针，才能取得最好的社会经济效益和环境生态效益48。由于风水复合侵蚀过程复杂，同时不同地区的地理地

30、貌特点差异显著。 在干旱半干旱地区，风水复合侵蚀呈现面状(坡面)线状(不同类型的沟道)侵蚀；而在海岸带地区，风水复合侵蚀地貌类型多为狭窄的面状侵蚀区。 因此，在不同的地区控制复合侵蚀，应根据地貌特征进行工程措施的开展。 目前， 由于土壤侵蚀治理通常采用多种措施配合，研究单项措施，尤其是工程措施实施后土壤侵蚀演化和泥沙输移动态变化的研究很少。 为了控制条件，在室内开展工程措施实施后的土壤侵蚀和泥沙输移特征研究，是以后研究的重要方向。 因此，加强对各种工程措施的效益监测与评价方面的研究，从而在理论上指导区域生态恢复工作。3展望对于风蚀和水蚀的研究和治理措施已经很多，而风水复合侵蚀研究起步较晚，但其

31、是风水两相共同作用的结果，危害程度大，受到越来越广泛的重视。 但在研究中仍然存在着一些不足，还有待于完善，主要表现在以下几个方面：3.1 复合侵蚀过程与机理研究3.1.1风、水蚀贡献率研究目前的研究多是定性描述风蚀、水蚀的相互加69地理科学进展29卷速或减速的作用，虽然目前就风蚀对黄河下游水蚀贡献的研究已有很多，其中也不乏风蚀对于水蚀贡献的定量研究。 但以往研究，尤其是在黄土高原地区存在着很大的分歧。 部分学者认为粗泥沙主要来自黄土，风蚀产粗沙数量较少55-56，部分学者认为风蚀产沙对黄河粗泥沙的补给占有重要地位,其产沙量相当可观57-58。 以上结论的差异，很可能与选取的研究区、研究的空间尺

32、度有关。 此外，研究方法上的差别也很可能是造成以上差异的重要原因。 因此，以后的研究，应该在不同的空间尺度上，采用适当的风蚀监测技术、方法和设备，定量分析风蚀过程及其对多沙区流域产沙的贡献量研究。3.1.2侵蚀因子和预报模型研究由于风水复合侵蚀过程复杂， 影响因素很多，但不同地区侵蚀因子不同。 目前的研究大多是针对点的研究，没有形成系统性的规模研究，应该开展广泛深入的研究。 利用野外测试、遥感信息提取和GIS分析等方法，提取影响土壤侵蚀的各种因子，建立风水侵蚀与侵蚀因子之间的关系，探索侵蚀因子与侵蚀量之间的关系。 研究风水蚀过程的动力学过程及其机制，建立大尺度风水蚀预报模型，评价各类预报模型的

33、适用范围及效果。 开展复合侵蚀的预测性研究，判断目前的侵蚀状态，并进一步根据侵蚀因子，分析和预测侵蚀的深度和极限。3.2 复合侵蚀评估3.2.1土壤可蚀性评估对风蚀和水蚀的研究已经相当成熟，但对风水复合侵蚀下土壤可蚀性的研究还很少。 风水的复合侵蚀性、土壤的可蚀性与地形的结合代表着某个地点的潜在侵蚀性，这三个因素的定量表述构成了理解风水复合侵蚀过程的基础5。 应该加强野外监测、室内实验等，进一步研究土壤可蚀性及其与土壤性质的关系，确定估算土壤可蚀性的基本方法。 评估方法选择的正确与否，直接关系到对侵蚀灾害评估的客观性与准确度，应选取多项指标，并选取最能反映侵蚀程度和规模的一些指标，建立系统的侵

34、蚀灾害评估体系，研究侵蚀动态趋势。 将实地观测数据与理论研究公式相结合，定量地给出土壤稳定性评价。 应用GIS和遥感技术对土壤侵蚀进行定量评估，已成为复合侵蚀研究的重要发展趋势。3.2.2环境效应评价体系研究风水复合侵蚀过程复杂， 对生态措施建设后，对环境效益监测与评价方面的研究还很少。 有待于对侵蚀现状进行调查，建立侵蚀状况数据库和信息网。 预测在一定期间可能侵蚀的范围、强度、发展趋势等，以便安排生态防护措施。 多角度建立沿海风暴潮灾害风险评估指标体系、水土流失和水土保持环境效应评价理论与指标体系，分析土壤侵蚀与水土保持治理对区域环境的影响。3.3 生态恢复机理及评价3.3.1生态恢复机理研

35、究不同侵蚀类型生态系统退化原因不同，生态恢复的途径与方法也不同。 应该系统分析复合侵蚀区水土保持措施，阐明各种措施的防治机理。 以植被自然恢复为基础，分析植被与根系提高土壤抗冲性之间的关系，揭示植被蓄水减蚀力学作用机理与潜力，从群落结构、功能和演化等方面，揭示土壤侵蚀环境下植被生态系统的形成与维持机制。 进一步研究半干旱复合区人工植被和海岸防护植被的驱动机制，阐明侵蚀环境条件下人工建造可持续植被系统的机制及关键技术。3.3.2生态恢复措施适用性评价研究侵蚀类型复杂多样，同样的生态恢复措施在不同地区会有不同的效果，目前对生态恢复措施适用性评价研究还较少。 应该加强生态恢复监测与评价的研究，包括生

36、态修复评价指标体系、评价方法、标准及工程效益监测与评价方面的研究， 使之定量化、科学化。 分析生态恢复措施的有效性和可持续性，进行水土保持效益评价也是今后研究的趋势。参考文献1景可,陈永宗.我国土壤侵蚀与地理环境的关系.地理研究, 1990, 9(2): 29-38.2李锐.中国水土流失基础研究的机遇与挑战.自然杂志,2007, 30(1): 6-11.3邹亚荣,张增祥,王长有,等.中国农牧与风水蚀交错区的空间格局与生态恢复.水土保持学报, 2002, 16(3):132-134.4高学田,侯庆春,唐克丽.陕西神府矿区束鸡沟流域风蚀水蚀交互作用特征研究.干旱区地理, 1998, 21(1):3

37、4-39.5宋阳,刘连友,严平.风水复合侵蚀研究述评.地理学报,2006, 61(1): 77-88.6海春兴,史培军,刘宝元,等.风水两相侵蚀研究现状及我国今后风水蚀的主要研究内容.水土保持学报, 2002,16(2): 50-52, 56.7王涛,屈建军,姚正毅,等.北方农牧交错带风水蚀复合区水土流失现状与综合治理对策.中国水土保持科学,2008, 6(1): 28-36.701期李秋艳 等：风水复合侵蚀与生态恢复研究进展8邹亚荣,张增祥,王长有,等.中国风水侵蚀交错区分布特征分析.干旱区研究, 2003, 20(1): 67-70.9Robert A Morton, James C Gb

38、eaut, Jeffrey G Paine.Meso-scale transfer of sand during and after storms impli-cations for prediction of shoreline movement. Marine Ge-ology, 1995, 126: 161-179.10萧嗣荣,穆仲义,李庆辰,等.河北沿海海侵灾害初探.地理研究, 1998, 17(1): 75-81.11季子修.中国海岸侵蚀特点及侵蚀加剧原因分析.自然灾害学报, 1996, 5(2): 65-75.12查轩,唐克丽.水蚀风蚀交错带小流域生态环境综合治理模式研究.自然资源

39、学报, 2000, 15(1): 97-100.13唐克丽.黄土高原水蚀风蚀交错区治理的重要性与紧迫性.中国水土保持, 2000, 11: 11-12,17.14丰爱平,夏东兴.海岸侵蚀灾情分级.海岸工程, 2003,22(2): 60-66.15左书华,李九发,陈沈良,等.河口三角洲海岸侵蚀及防护措施浅析:以黄河三角洲及长江三角洲为例.中国地质灾害与防治学报, 2006, 17(4): 97-101, 109.16张裕华.中国海岸侵蚀危害及其防治.灾害学, 1996, 11(3): 15-21.17高学田,唐克丽.神府东胜矿区侵蚀营力及风、水蚀相互作用特征.水土保持通报, 1995, 15(

40、4): 33-38.18姚正毅,屈建军,郑新民,等.北方农牧交错带风水蚀复合区水土流失现状、 分布特点及发展趋势.中国水土保持, 2008, 12: 63-66.19姜娜,邵明安,雷廷武.水蚀风蚀交错带坡面土壤入渗特性的空间变异及其分形特征.土壤学报, 2005, 42(6):904-908.20郑纪勇,邵明安,李世清,等.水蚀风蚀交错带土壤剖面水力学性质变异.农业工程学报, 2005, 21(11): 64-66.21齐丽彬,樊军,邵明安,等.黄土高原水蚀风蚀交错带不同土地利用类型土壤呼吸季节变化及其环境驱动.生态学报, 2008, 28(11): 5428-5436.22安韶山,常庆瑞,李

41、壁成,等.陕北水蚀风蚀交错带土壤特性及系统分类研究.西北农林科技大学学报(自然科学版), 2002, 30(1): 27-32.23许炯心.黄河中游支流悬移质粒度与含沙量、 流量间的复杂关系.地理研究, 2003, 22(1): 39-48.24许炯心.黄河中游多沙粗沙区的风水两相侵蚀产沙过程.中国科学(D辑), 2000, 30(5): 540-548.25许炯心.风水两相作用对黄河流域高含沙水流的影响.中国科学(D辑), 2005, 35(9): 899-906.26张平仓,查轩,唐克丽.水蚀风蚀交错带小流域不同地层侵蚀产沙量及其特征.土壤侵蚀与水土保持学报,1997, 3(1): 1-9

42、, 79.27张平仓.水蚀风蚀交错带水风两相侵蚀时空特征研究:以神木六道沟小流域为例.土壤侵蚀与水土保持学报,1999, 5(3): 93- 96.28张平仓,唐克丽.六道沟流域有效水蚀风蚀能量及其特征研究.土壤侵蚀与水土保持学报, 1997, 3(2): 32-40.29王玉广,张宪文,孙小婷.海岸侵蚀灾害管理信息系统的实现.中国地质灾害与防治学报, 2007, 18(4): 50-53.30盛静芬,朱大奎.海岸侵蚀和海岸线管理的初步研究.海洋通报, 2002, 21(4): 50-57.31胡桂坤,张青田.风暴潮对我国沿海地区的影响及其预防措施.海洋信息, 2006, 4: 20-21.3

43、2叶琳,于福江.我国风暴潮灾的长期变化与预测.海洋预报, 2002, 19(1): 89-96.33杨桂山.中国沿海风暴潮灾害的历史变化及未来趋向.自然灾害学报, 2000, 9(3): 23-30.34卢益炳,马林芳. 0608号超强台风“桑美的主要特点和风暴潮影响特征分析.海洋预报, 2007, 24(4): 92-96.35张晓龙,李培英,刘月良.黄河三角洲风暴潮灾害及其对滨海湿地的影响.自然灾害学报, 2006, 15(2): 10-13.36刘孟兰,郑西来,韩联民,等.南海区重点岸段海岸侵蚀现状成因分析与防治对策.海洋通报, 2007, 26 (4): 80-84.37刘国彬,王国梁

44、,上官周平,等.黄土高原地区水土保持科学研究的重点领域.中国水土保持, 2008, 12: 37-39.38刘春利,邵明安,张兴昌,等.神木水蚀风蚀交错带退耕坡地土壤水分空间变异性研究.水土保持学报, 2005,19(1): 132-135.39姜娜,邵明安,雷廷武,等.水蚀风蚀交错带典型土地利用方式土壤水分变化特征.北京林业大学学报, 2007,29(6): 134-137.40曾辰,邵明安.黄土高原水蚀风蚀交错带柠条幼林地土壤水分动态变化.干旱地区农业研究, 2006, 24(6): 155-158.41霍竹,邵明安.黄土高原水蚀风蚀交错带沟岸灌木林地土壤水分变化.农业工程学报, 2005

45、, 21(6): 45-49.42霍竹,邵明安.黄土高原水蚀风蚀交错带降水及灌木林冠截留特性研究.干旱地区农业研究, 2005, 23 (5): 88-92.43程琴娟,蔡强国,李家永.表土结皮发育过程及其侵蚀响应研究进展.地理科学进展, 2005, 24(4): 114-122.44侯庆春,汪有科,杨光.关于水蚀风蚀交错带植被建设中的几个问题.水土保持通报, 1996, 16(5): 36-40.45张志权,周毅,陈绶柱,等.广东沙质海岸防护林前缘植草研究.林业科学研究, 1996, 9(2): 127-132.46董玉祥.中国的海岸风沙研究:进展与展望.地理科学进展, 2006,25(2)

46、: 26-35.47胡海波,张金池,鲁小珍.我国沿海防护林体系环境效应的研究.世界林业研究, 2001, 14(5): 37-43.48段舜山,徐景亮.红树林湿地在海岸生态系统维护中的功能.生态科学, 2004, 23(4): 351-355.49季子修,施雅风.海平面上升、海岸带灾害与海岸防护问题.自然灾害学报, 1996, 5(2): 56-64.50唐廷贵,张万钧.论中国海岸带大米草生态工程效益与“生态入侵”.中国工程科学, 2003, 5(3): 15-20.51高林宇,韩慕康.山东半岛北岸采砂和海蚀问题与对策.水土保持研究, 2003, 10(3): 109-113.71地理科学进展

47、29卷52蔡强国,何继军,田磊.土壤侵蚀治理范式与生态学理论的耦合关系.地理科学进展, 2007, 26(6): 11-20.53阮成江,谢庆良,徐进.中国海岸侵蚀及防治对策.水土保持学报, 2000, 14(1): 44-47.54陈沈良,张国安,谷国传.黄河三角洲海岸强侵蚀机理及治理对策.水利学报, 2004, (7): 1-6, 13.55陈永宗,景可,蔡强国.黄土高原现代侵蚀与治理.北京:科学出版社, 1988.56吴成基,甘枝茂,孙虎,等.陕北和陇中土壤侵蚀区域差异的地质地貌之剖析.水土保持学报, 1995, 9 (4): 49-55.57冯国安.黄河粗泥沙主要来自风沙.中国水土 保

48、持,1992, (3): 45-47.58杨根生.黄河沿岸风成沙入黄沙量估算.科学 通报,1988, 33(13): 1017-1017.Advances in Complex Erosion of Wind and Water and Ecological RestorationLI Qiuyan1, 3, CAI Qiangguo2, 3, FANG Haiyan2(1. College of Hydraulic and Civil Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083;2. Key Laboratory of

49、 Water Cycle and Related Land Surface Processes, Institute of Geographic Sciences and Natural ResourcesResearch, CAS, Beijing 100101; 3. State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Farming on the Loess Plateau,Institute of Soil and Water Conservation, CAS and Ministry of Water Resources, Yangli

50、ng 712100)Abstract: Complex erosion of wind and water is an effective link between the wind and waterprocess. The coupled wind-water erosion is a process that simultaneously or alternatively rein-forces or weakens individual wind or water erosion. The complex erosion by wind and water is dif-ferent

51、from individual water erosion or wind erosion, which has always induced more serious dam-age than individual wind or water erosion process. The distribution characteristics, influencingfactors, erosion mechanism and ecological restoration were reviewed in detail in this paper.Semiarid regions and co

52、astal area are among the most important regions for complex erosionof wind and water. The adjacent regions by the provinces of Shanxi, Shaanxi and Inner Mongoliais the most serious erosion zone of complex erosion of wind and water in semiarid regions, belong-ing to the ecotone between agriculture an

53、d animal husbandry. The length of eroded coastal lineamounts to one-third of the entire coastal line of China. Coastal erosion region is characterized bypopularity, diversity and aggravation.Erosion characteristics are different because of complex natural and human factors in differ-ent zones. Syste

54、matic analysis was done from the progresses and shortcomings in the study oncomplex erosion of wind and water from the aspects of erosion characteristics, soil properties, sed-iment yield, erosion energy in semiarid regions and erosion characteristics, storm surge in coastalarea. A summary was made

55、on the effects of biological and engineering measures on eco-restora-tion.The research trends of complex erosion of wind and water were prospected and summed up,and the future studies will focus on the following three aspects: the mechanism of erosion, evalua-tion of erosion and mechanism of ecological restoration.Key words: complex erosion of wind and water in semiarid regions; complex erosion of wind andwater in coastal area; storm surge; soil erosion; ecological restoration本文引用格式：李秋艳，蔡强国，方海燕.风水复合侵蚀与生态恢复研究进展.地理科学进展，2010，29(1)：65-72.72