土壤侵蚀：从综合治理到生态调控
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展望
存在的主要问题
（1）在侵蚀过程与机理方面。我国土壤侵蚀类型的多样性、侵蚀过程的复杂性、人类活动影响的高强度性皆为世界之最，导致我国复杂侵蚀环境下土壤侵蚀过程及相应机制尚不明晰，基础理论仍显薄弱。目前土壤侵蚀过程描述趋向对植被截留、土壤入渗、地表产流、侵蚀输沙、搬运沉积等过程的物理定量表达。然而，技术手段限制导致薄层水流流速、流量等难以准确测定，水分入渗、蒸散等难以适时确定；坡面薄层流动力过程解析仍主要沿用河流泥沙运动学和明渠水力学等邻近学科的理论方法；风沙两相流传输主要依赖经典力学和流体力学在模拟环境下解释。由此造成学科理论体系不完善，制约了本学科的发展。同时，由于降雨过程的随机性、景观要素的空间变异及其格局的复杂性，导致异质景观流域的物流和能流复杂多变。坡面侵蚀与流域产沙的关系，以及景观要素对流域侵蚀产沙的作用不是简单的线性叠加，而是具有高度非线性的复杂系统。但是，流域景观异质性引起的坡面侵蚀与流域产沙间非线性变化规律和作用机制并不清楚。传统的流域侵蚀产沙研究往往用概化方法来处理坡面侵蚀与流域产沙的关系，将流域划分为坡面和沟道分别进行探讨，且处理中多数采用线性水沙汇集的传递条件。“坡面+沟道”描述的流域侵蚀产沙，不能系统地反映坡面侵蚀与流域产沙的耦合机制，科学研究与生产实践结合不够紧密。
（2）在水土保持措施防蚀机理方面。我国治理土壤侵蚀历史悠久，水土保持措施丰富多样；然而，水土保持措施防蚀理论研究却一直滞后于水土保持实践，难以满足指导生态环境整治的需求。水土保持措施主要包括生物、工程和耕作措施。植被是最常用的水土保持生物措施，植被既能拦截降雨，减少降雨侵蚀力；也能改善土壤结构，增强土壤抗蚀性。但以往研究多关注于植被的地上部分，植被地下部分作为控制土壤侵蚀的重要因素，由于具有隐蔽性，其作用机理仍不明确；植被重建过程中物种的选择和配置，及其分布格局是影响防蚀效果的关键，但该方面一直是研究的难点。同时，水保措施防蚀效果还具有时空差异性，但此方面尚缺乏系统的研究，如梯田、谷坊和拦沙坝等的防蚀效果随降雨强度、立地条件以及时间的变化规律仍不清楚。系统分析总结各地区水土保持措施，阐明各措施的防治机理，是进行水土保持措施设计和实施的理论基础。
建议与对策
（1）加强各类型土壤侵蚀多样性机理研究。土壤侵蚀发生在地表各圈层相互作用最为强烈的地区，几乎受到气象、水文、生物、地形地貌、土壤本身等所有自然因素的作用，且受到各种人类活动的干扰，多种因素综合影响使土壤侵蚀在时空过程与分布上极其复杂。另外，我国地域辽阔，各地自然与人文背景差异巨大，造成侵蚀特征各异，增加了土壤侵蚀规律认识的难度，进而影响水土保持措施的优化布局。进一步加强土壤侵蚀过程与机理的研究，是有效治理土壤侵蚀的关键。研究重点主要包括：基于含沙水流的水动力学关键参数与临界条件，侵蚀形态发生演变过程数值模拟；风沙流动力学特征及沙粒运动过程与机制，重力侵蚀与泥石流发生的力学机制与发生条件，高海拔寒区融水土壤侵蚀机理与过程模拟；水力-风力、水力-冻融、水力-重力等多重外力复合侵蚀过程与模拟；我国东北漫岗丘陵地区的长缓坡、西北黄土高原地区的陡坡、长江中上游山区的深切峡谷、西南喀斯特区的岩溶地貌等特殊环境下侵蚀过程与机制；流域侵蚀产沙对景观要素及其时空格局的响应；侵蚀泥沙输移过程及水沙汇集传递关系；坡面侵蚀与流域产沙间非线性作用机制等。
（2）从综合治理转向生态调控，以提升生态功能为主。经过大规模的生态工程实施，我国土壤侵蚀治理已取得显著成效，治理重心从遏制面积扩张转向生态功能提升为主，因此治理范式应从综合治理转向生态调控。综合治理主要基于区域的经济因素，兼顾社会和生态效益，侧重于各类措施直接对土壤侵蚀本身进行调节和控制；生态调控主要以生态系统功能与生态安全为前提，强调长期和整体的生态系统服务功能，侧重于通过措施来加强生态系统本身的健康程度，改变生态系统的物质、能量和信息流的关系。“综合治理”是“生态调控”的基础和手段，“生态调控”则是“综合治理”的继承和发展。土壤侵蚀生态调控围绕生态系统整体性，以生态系统功能和服务为出发点，使用包括综合治理在内的多种管理和治理技术，对侵蚀泥沙的功能流进行合理调节和控制，变对抗为利用，变控制为调节，将土壤侵蚀防治与其他高效农业技术融为一体。通过综合、优化、设计，结合上行效应（bottom to up）和下行效应（top to down）的策略，从整体上对土壤侵蚀进行调控，以达到土壤侵蚀治理的真正目的——农业生产的高效和环境的可持续。（作者：史志华 华中农业大学 资源与环境学院、中国科学院水利部水土保持研究所;王玲、黄萱 华中农业大学 资源与环境学院；方怒放 中国科学院水利部水土保持研究所；刘前进、张含玉 临沂大学 资源与环境学院 《中国科学院院刊》供稿）