第一节 土壤侵蚀的概念及导致土壤侵蚀的基本营力
一、土壤侵蚀的概念
美国土壤保持学会(1971)关于土壤侵蚀的解释是:土壤侵蚀是水、风、冰或重力等营力对陆地表面的磨损,或者造成土壤、岩屑的分散与移动。
在《中国大百科全书·水利卷》对土壤侵蚀所下的定义是:土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力的作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。
按照土壤侵蚀发生的速度,可分为正常侵蚀和加速侵蚀;
按土壤侵蚀发生的时间,可分为古代侵蚀和现代侵蚀。
土壤侵蚀量:土壤在外营力作用下产生位移的物质量。
土壤流失量:土壤侵蚀量中被输移出特定地段的泥沙量。
流域产沙量:在特定时段内,通过小流域出口某一观测断面的泥沙总量。
土壤的侵蚀模数:单位时间单位面积上的土壤侵蚀量。
二、导致土壤侵蚀的基本营力
1.内营力作用
内营力作用是由地球内部能量所引起的,它的主要表现是地壳运动、岩浆活动和地震等。
地壳运动使地壳发生变形和变位,改变地壳构造形态,因此又称为构造运动。
根据地壳运动的方向,可分为垂直运动和水平运动。
(1)垂直运动: 隆起和下沉等
(2)水平运动:褶皱运动;断裂运动;
(3)岩浆活动
(4)地震
2.外营力作用
外营力作用的主要能源来自于太阳能,它的作用形式很多,如:流水、地下水、冰川、风沙等等。外营力作用总的趋势是通过风化、剥蚀、搬运和堆积对地形进行再塑造。
第二节 土壤侵蚀的分类、形式
一、土壤侵蚀的分类
外营力的种类 |
土壤侵蚀的类型 |
以水的损失为主 |
空气干旱和旱风 坡地干旱 坡地土壤渗漏损失 垂直侵蚀 |
以降雨为主营力 |
肥力侵蚀 土壤结构的破坏 土壤养分的流失 |
以坡面径流为主 |
层状面蚀 细沟状面蚀 沙砾化面蚀 鳞片状面蚀 |
以集中股流为主 |
沟蚀 山洪侵蚀 |
以重力为主 |
坠石 滑坡 崩塌等 |
以水力和重力为主 |
石洪 泥流 |
以空气流动为主 |
害风 风蚀 沙尘暴 |
我国现在通用的分类,在以外营力作为主要依据的同时,还考虑侵蚀的形式和防治的特点。
二、土壤侵蚀形式
1.水力侵蚀:由于大气降水,尤其是降雨所导致的侵蚀过程及其一系列土壤侵蚀形式称为水力侵蚀。
(1)溅蚀
溅蚀是指裸露的坡地受到雨滴的击溅而引起的土壤侵蚀现象。它是一次降雨中最先导致的土壤侵蚀。它产生的危害有:破坏土壤表层结构;堵塞土壤孔隙;阻止雨水下渗;为产生坡面径流和层状侵蚀创造条件。
(2)面蚀
面蚀是指由于分散的地表径流冲走坡面表层土粒的一种侵蚀现象。根据面蚀发生的地质条件、土地利用现状的不同及其表现的形态差异,又可以分为以下四种:A.层状面蚀 B.沙砾化面蚀 C.鳞片状面蚀 D.细沟状面蚀
(3)沟蚀
沟蚀是指由汇集在一起的地表径流冲刷破坏土壤及母质,形成切入地表以下沟壑的土壤侵蚀形式。面蚀产生的细沟,在集中的地表径流侵蚀下继续加深、加宽、加长,当沟壑发展到不能为耕作所平复时,变成沟蚀,形成侵蚀沟。根据沟蚀程度及表现形式,可分为以下三种类型:
A.浅沟侵蚀:在细沟面蚀的基础上,地表径流进一步集中, 由小股径流汇集成较大的径流,既冲刷表土又下切底土,形成横断面为宽浅槽形的浅沟。特点是:没有形成明显的沟头跌水,正常的耕翻已不能复平,不妨碍耕犁通过,但已感到不便,由于耕犁作用,沟壁斜坡与坡面无明显界面。
B.切沟侵蚀:浅沟侵蚀继续发展,冲刷力量和下切力量增大,沟深切入母质中,有明显的沟头,并形成一定高度的跌水。
其特点是:横断面呈“V”字形,沟头有一定高度的跌水,长宽深三方面的侵蚀同时不同程度地进行,加之重力作用,沟岸不断坍塌。这种侵蚀在质地疏松、透水性好和具有垂直节理的地区,发展非常迅速。
C.冲沟侵蚀 :切沟侵蚀进一步发展,水流更加集中,下切深度越来越大,沟壁向两侧扩展,横断面呈“U”形并逐渐定型,沟底纵断面与原坡面有明显的差异,上部较陡,下部已日渐接近平衡断面。冲沟侵蚀形成的侵蚀沟是侵蚀沟发育的末期,但没有达到相对稳定的程度,这时沟底下切虽已缓和,但沟头的溯源侵蚀和沟坡沟岸的崩塌还在发生。
(4)山洪侵蚀
山洪侵蚀是指山区河流洪水对沟道堤岸的冲淘、对河床的冲刷或淤积过程。具有流速高、冲刷力大和暴涨暴落的特点,破坏力很大,能搬运和沉积泥沙石块。受山洪冲刷的河床称为正侵蚀,被淤积的称为负侵蚀。
自然陡坡的存在,其稳定性是由土体内的内摩擦力和凝聚力以及其生长的自然植被的固持作用来维持的。当受到外营力的作用时,其稳定被打破。
2.重力侵蚀
重力侵蚀是一种以重力作用为主引起的土壤侵蚀形式。以重力为主要外营力的侵蚀形式主要有:A.陷穴 B.泻溜 C.崩塌 D.滑坡
滑坡和崩塌的区别:
(1)崩塌主要出现在地势高差大,有临空面高山地区,特别是河流侵蚀地带,滑坡一般发生在12—32度范围内。
(2)滑坡发生后,可以看见明显的滑动面,滑坡体的层次未大乱,而崩塌没有明显的滑动面,层次被打乱。
(3)滑坡的堆积物有明显的分选性,而崩塌的堆积物则没有。
3. 冻融侵蚀
冻融侵蚀在我国北方寒温带较为广泛。其特点是:
(1)冻融使边坡上的土体含水量增大,加重了土体的不稳定性。
(2)冻融使土体发生机械变化,破坏了土壤内部的凝聚力。
(4)土壤解冻的时空差异性,形成不透水层。
4.冰川侵蚀
由于现代冰川的活动对地表造成的机械破坏作用称为冰川侵蚀。可分为剥蚀和拔蚀两种。
5.混合侵蚀
混合侵蚀是指在水流冲力和重力共同作用下的一种特殊侵蚀形式,在生产上常称混合侵蚀为泥石流。根据其所含固体物质的比例,可分为泥石流、石洪和泥流。
6.风力侵蚀
主要包括空气干旱和害风,风沙流、沙尘暴等。
7.植物侵蚀
土壤理化性质的恶化、肥力下降和土壤干化。
土壤干化的严重后果:土壤退化(土壤的化学性质和物理性质); 植被生长衰退;使天然植被发生逆向演替。
土壤干化的原因:
(1)植被类型选择失当
在干旱少雨的山西北部,大面积的栽植喜水湿的杨树,在民勤地区营造但面积人工乔木林和耗水性较大的灌木林都是明显的植被选择不当的离子。此外在降水量400mmm以下地区大规模营造乔木林也是植被类型选择。有写地区出于经济效益的考虑,在适合灌木生长的地区栽种乔木林,在只适宜栽植耐旱乔木树种的地段栽植耗水性强的速生树种。
(2)为能适当控制群落生产力
在黄土高原一些地区大面积种植沙打旺。
(3)群落密度过大