土壤侵蚀原理第一章

水土保持原理,生 态 环 境 系 水土保持教研室 黄 荣 珍,第一章 绪论,1.1 课程性质及使用对象 1.2 课程涉及范围及与其他课程关系 1.3 土壤侵蚀在水土保持科学中的位置 1.4 土壤侵蚀及其危害 1.5 土壤侵蚀发展简史与现状,教学要求,1 课程目标 2 教学方法 3 适用范围 4 基本要求 5 学时要求 6 先修课程,1 课程目标,本课程从认知土壤侵蚀类型与形式入手，着重探讨土壤侵蚀的基本理论、土壤侵蚀发展规律，并使学生掌握调查和监测水土资源及土壤侵蚀的基本技能，为进行独立土壤侵蚀科学研究和生产实践的管理等工作奠定基础。,2 教学方法,课堂讲授与课下自学相结合； 室内实习与野外现场教学和野外实习相结合。,3 适用范围,本课程主要针对“水土保持与荒漠化防治专业”本科生教学，同时可供森林资源类和环境保护类有关专业本科生作为教学使用，也可作为从事水土保持与荒漠化防治、土地利用、国土整治、环境保护等方面从事科学研究、教学、管理和生产实践人员的参考内容。,4 基本要求,通过本课程的学习，建立起土壤侵蚀、土壤侵蚀类型、土壤侵蚀形式及其有关的基本概念，具备土壤侵蚀的基本知识，掌握土壤侵蚀发生发展的基本规律，掌握并能运用土壤侵蚀监测、预报和土壤侵蚀研究的基本技能。 三个基本： 基本知识、基本理论、基本技能,5 学时要求,课堂56学时,1周野外参观、实习。,6 先修课程,本课程的先修课为树木学、土壤学、气象学、测量与遥感、生态学、地学概论、水文与水资源学、水力学等。,重点: 土壤侵蚀危害 了解: 土壤侵蚀研究的历史与现状 学时： 学时,1.1 课程性质及使用对象,水土保持原理是高等院校“水土保持与荒漠化防治”专业本科生的一门核心专业基础课程。 本教材主要用于“水土保持与荒漠化防治专业”本科生教学，同时可供森林资源类、环境保护类有关专业本科生作为教学用书。也可作为相关专业从事科学研究、教学、管理和生产实践人员的参考书。,1.2 课程涉及范围及与其他课程关系,1.2.1 课程涉及范围 涉及到水力学、水文学、土壤学、气象学、生态学和岩土力学等学科内容。 在理论教学中，以讲授土壤侵蚀形式、土壤侵蚀发生发展规律和分析土壤侵蚀的影响因子为主。 在课程、综合实习等实践教学环节中，要求学生较为深刻地认识在不同外营力作用下土壤侵蚀的发生发展过程。,1.2.2 与其他课程关系,在土壤侵蚀规律方面，以与影响土壤侵蚀自然因素有关的学科为基础，在土壤侵蚀防治方面，随着新技术的不断应用，与许多学科发生了相互渗透、相互促进的作用。 土壤侵蚀原理与气象学、水文学的关系主要体现在各种气象因素和不同气候类型对土壤侵蚀都有直接或间接的影响，并形成不同的水文特征。 土壤侵蚀原理与地学的关系主要体现在地貌、地质及地理对土壤侵蚀量和土壤侵蚀过程的影响。,土壤侵蚀与土壤学及土地资源学的关系体现在土壤、母质及浅层基岩是土壤侵蚀作用破坏的主要对象。不同的土壤具有不同的蓄水、透水和抗蚀能力。 土壤侵蚀与流体力学、水力学、水文学学科的关系更为密切，无论是水力侵蚀、风力侵蚀还是重力侵蚀导致的径流、泥沙、风沙流等，都与以上学科有紧密联系。 土壤侵蚀与环境科学的关系在于前者所研究的问题正是山区、丘陵区和风沙区的生态环境问题。,070604巢湖局部区域出现蓝藻 湖水泛绿,1.3 土壤侵蚀在水土保持科学中的位置,土壤侵蚀研究是水土保持科学的基础。 水土保持科学研究主要是两方面： 土壤侵蚀机理 水土流失防治 （治理？）,1.4 土壤侵蚀及其危害,1.4.1 我国土壤侵蚀概况 我国是世界土壤侵蚀最严重的国家，其范围遍及全国各地。土壤侵蚀的成因复杂，危害严重，主要侵蚀类型有水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和冰川侵蚀等。 土壤侵蚀的发生除自然因素影响外，另一重要原因就是人类不合理的活动。 由于种种人为不合理活动，导致土壤侵蚀面积和侵蚀程度不断扩大加剧的趋势还没有从根本上得到遏制。,1.4.2 土壤侵蚀危害 (质量下降+数量减少）,1、破坏土地,吞食农田 西北黄土区、东北黄土区和南方花岗岩“崩岗”地区土壤侵蚀最为严重。黄土高原的侵蚀沟头一般每年前进13m。辽宁省12个市建国以来由于土壤侵蚀已损失土地71.2万hm2（1068万亩）。,耕地冲刷,“民以食为天，有土则有粮。”耕地为我们提供了赖以生存的食物，没有土地我们就没有办法生存。,严重的土壤侵蚀导致土地“沙化”。在我国西北干旱草原和与风沙区相邻的黄土丘陵区，常因风力侵蚀危害造成土地“沙化”现象。,黄土高原水土流失,草原退化,2、降低土壤肥力,加剧干旱发展,土壤中含有大量氮、磷、钾等各种营养物质，土壤流失也就是肥料的流失。据湖北省有关部门观测分析，坡耕地每年流失土壤约2.1亿t，其中含有机质273万t，氮、磷等养分231万t。,坡耕地水、土、肥流失后，土地日益瘠薄，田间持水能力降低，加剧了干旱发展。据统计全国多年平均受旱面积约1960万hm2（2.94亿亩），成灾面积约673.3万hm2（1.01亿亩）。,3、淤积抬高河床,加剧洪涝灾害,土壤侵蚀使大量坡面泥沙被冲蚀、运搬后沉积在下游河道，消弱了河床泄洪能力，加剧了洪水危害。,新中国成立以来，初步估计全国各地由于土壤侵蚀而损失的各类水库、山塘等库容历年累计在200亿m3以上，相当于损失大型水库200多座。,4、淤塞水库湖泊,影响开发利用,处理和利用河流泥沙要 “拦、排、放、调、挖”等措施并举。,5、严重影响人类的生活和安全,云霄县山体滑坡 8死4失060519,古代十大名桥之一漳州江东古桥,京九铁路南段因雨中断,美国东部洪水冲断公路0629,山体滑坡造成公路交通中断,陕西黄陵县街道的泥层,070830陕西佛坪泥石流,1.5 土壤侵蚀原理研究历史与现状,欧洲防治山洪、泥石流、滑坡等自然灾害最早从阿尔卑斯山区各国开始，然后推向全欧洲。1884年，奥地利制定了世界第一部有关防止土壤侵蚀的荒溪治理法，总结出一套综合防治土壤侵蚀的森林工程措施体系。 到现在，欧洲已建立起生物措施、工作措施、土地利用调整、法律措施等综合治理体系。,1.5.1 国际上研究历史与现状,欧 洲,美 国,美国从19世纪50年代后期逐渐兴起土壤侵蚀的防治工作，19世纪30年代在美国土壤保持局第一任局长贝内特博士(H. H. Bennett)的积极支持下，美国设立19个保土试验站。 1956年后威斯迈尔(W. H. Wischmeier) 推出了通用土壤流失方程式(简称USLE)。 近年来美国主要研究内容为研制评估、预测和监测土地生产能力和土地资源变化的新技术。,日 本,17世纪后期，学者河村瑞贤提出荒山恢复建议，要把造林与工程措施相结合，被政府采纳。1897年为防治山区灾害，制定了森林法。 第二次世界大战后，日本重又开始治山工作，并于1953年设立水土保持对策协议会，制订基本对策。 尽管日本防止土壤侵蚀的工程措施、工程施工方法较为先进，但其理论研究相对来说较为滞后。,澳大利亚,1938年通过新南威尔士土壤保护法和水土保持法后，各州相继立法。 重视土地资源评价等基础工作及草场基础建设，牧草的科学选育和牧场的规划管理是水土保持的主要内容。,前苏联土壤侵蚀学科始于18世纪中叶，进入19世纪，开展了土壤侵蚀调查，编绘了部分区域面蚀和沟蚀分布图。 1917年10月前苏联革命胜利后不久，在奥尔诺夫斯克州成立了世界第一个土壤保持试验站诺沃西里试验站(1923)。 1967年以后，全国有200多个科研单位从事土壤侵蚀及其综合治理的研究。这期间在侵蚀研究方法上有很大改进。,前苏联,1.5.2 国内发展简史与现状,早在公元前10世纪的西周时期，就有“平治水土”之说，诗经中记述了朴素的土壤侵蚀防治原理及合理土地利用的重要性。 1940年旧黄河水利委员会的一些科技人员针对治黄工作，提出了防治泥沙问题，并成立了林垦设计委员会，开展水土保持造林工作。 新中国成立后，1956年成立了国务院水保委员会，1991年，第七届全国人大常务委员会第20次会议一致通过了中华人民共和国水土保持法，至此我国的水土保持工作逐步走向了法制化、规范化和科学化的道路。,在土壤侵蚀防治和水土保持教研方面，建国初期在原北京林学院林业专业首先设置了“森林改良土壤学”课程，1980年北京林业大学成立了水土保持系，1985年开始培养博士研究生。 其后西北林学院、山西农大、甘肃农大、山东农大、华北水电学院、贵州大学、辽宁工程技术大学等高等院校相继成立了水土保持专业或开设了水土保持课程。1985年中国水土保持学会成立。 到目前为止我国土壤侵蚀方面的研究取得了丰硕成果，某些理论研究成果已步入世界前沿或达到国际领先水平。,目前全国19个院校设立了水土保持本科专业，并且研究生教育也有长足的发展。 具有硕士学位授予权的高校与科研机构34个，博士点的8个。,20世纪20年代初，金陵大学美籍教授罗德民在山西沁源等地首次建立了径流小区，研究观测不同森林植被和无植被坡面土壤侵蚀量的变化。 50年代起，开展了土壤侵蚀野外考察、调查，编制土壤侵蚀分区图。 70年代后期，提出确定USLE土壤侵蚀因子参数研究方法，同位素示踪测定侵蚀量。 近年，应用“3S”研究水土流失动态监测和侵蚀预报。,1.5.3 土壤侵蚀研究进展,引入现代系统科学、计算科学，如系统论、控制论、运筹学、生态经济理论、景观生态学原理等，进行土壤侵蚀机理和防治理论研究。 存在问题： P13,1.5.3 发展趋势及存在问题,1.1 土壤侵蚀原理的课程性质属于哪一类？ 1.2 土壤侵蚀原理课程涉及范围主要是哪些？ 1.4 土壤侵蚀原理课程与其他课程的关系如何？ 1.5 土壤侵蚀及其危害主要有哪些方面？ 1.6 我国目前的土壤侵蚀概况如何？ 1.7 土壤侵蚀原理研究历史与现状？ 1.8 国际上土壤侵蚀研究历史与现状如何？各有什么特点？ 1.9 国内土壤侵蚀研究研究历史如何？与国外相比，有什么特点？,