| 单词 | 土壤风蚀预报日程 |
| 释义 | 【土壤风蚀预报日程】 在当代土壤风蚀的研究中有4个比较突出的重点：(1)土壤风蚀预报方程的建立；(2)主要防治措施的发展；(3)风蚀对作物生产力和土壤退化的物理作用的评价；(4)风蚀过程中沙的起动、搬运、沉积的理论和经验的研究。土壤风蚀预报方程建立在对土壤风蚀机理研究的基础之上，直接用于指导土壤风蚀的防治工作，是土壤风蚀研究的一个重要方面。 土壤风蚀方程式按其建立的过程和依据可分为经验方程、半经验方程和理论方程3类。经验方程的建立完全以室内模拟和野外测定的数据为基础，按统计规律进行归纳，把风蚀强度指标与影响风蚀的某自然因素之间的对应关系用数学方程式表达出来，建立起风蚀方程。比较典型的有M．P．O′Brien．方程和B．D．Rindlaub方程(1936)，R．A．Bagnold方程(1941)和A．W．Zingg方程(1953)。它们都以风对风蚀床面的剪切作用为核心，通过模拟实验和实际观察建立起输沙率(或风蚀土壤输移率)与摩阻流速(其本质为风对地面剪切力的大小)之间的经验关系。此外，D．W．Fryrear(1985)通过在风洞中的模拟，建立了土壤风蚀流失率与田间植物残余物覆盖百分率之间的回归关系式。半经验方程建立在土壤风蚀力学机理和影响风蚀的各因子之间关系的研究成果之上，具有代表性的是N．P．Woodruff方程和F．H．Siddoway方程(1965)。早在1954年，Chepil就提出了土壤风蚀量与土壤可蚀性团聚体百分数、地面作物残余数量、土垄粗糙度之间的关系式。以后随着研究成果的不断积累，风蚀预报模式也不断得到修正。在综合了大量先期研究成果的基础上，Woodruff和Siddoway于1965年提出了直至90年代仍广为应用的风蚀方程。J．M．Gregory(1984)根据风蚀发生过程与能量传递过程的关系，从理论上推导出相对土壤流失率(有植被地面土壤流失量与裸地土壤流失量的比值)与地面各种覆盖之间的关系式。由于各方程式建立的目的不同，从而限制了方程的应用范围。在现有的土壤风蚀方程式中，以Woodruff和Suddiway方程应用范围最广。上面所述经验方程，主要着眼于风或其他某个单项因子与风蚀的关系，没有同时定量地考虑影响土壤风蚀的其他因子，故只能用于描述土壤风蚀的强度，而不能预报或衡量不同条件下具体地块的风蚀量，也就不能普遍用于指导防蚀措施的制定。Gregory根据风的能量传递过程推导出的理论公式，揭示了相对土壤风蚀量与地面以上冠层覆盖及植物残余物覆盖之间的关系，但该公式只能求出有植被地面与裸地在相同风速条件下土壤风蚀的相对量。对于具体的地块，则不能用方程直接求出其土壤风蚀绝对量。此外，该方程没有考虑土壤上不同植物类型及不同的覆盖状况，因此限制了方程的具体应用。Woodruff和Siddoway风蚀方程是在大量野外观察和室内模拟的基础上，对影响土壤风蚀的各自然因子及各因子间的相互关系进行综合分析后提出的。作者在方程中考虑了各自然因子在不同状态下的取值范围及组合关系，较为深刻和全面地揭示了风蚀与影响风蚀的各自然因子之间的内在联系。该方程最初是在美国大平原地区建立起来的，主要用于帮助土壤保持人员评价风蚀的危害程度和确定减轻风蚀危害应采取的措施。但方程提出以后，其它地区的科学家和技术人员对此都很感兴趣，使得方程的应用地区和应用领域都远超出了原来的范围。该方程用于制定防蚀措施时，必须先确定出作物或土壤本身所能忍耐的土壤风蚀允许值。W．A．Hayes(1965)通过田间大量观察和研究，确定出不同作物对土壤风蚀的忍耐程度。绝大多数作物对土壤风蚀的忍耐极限，都低于土壤本身所能接受的极限。防蚀措施的制订，取决于风蚀方程所预报的年土壤风蚀量。当土壤风蚀量大于植物或土壤所能忍受的极限时，可根据风蚀方程的计算结果确定将其减小到允许值以下时所需要的田间状况，如土壤结块程度、粗糙度、植物被覆盖度、防护林带以及地块的宽度和走向等。E．L．Skidmore(1979)利用风蚀方程制定了防止美国大平原地区风蚀的作物残茬管理措施。他们根据29种主要土壤类型的土壤可蚀性以及各自的气候因子等参数，确定12．36t土／ha·a为风蚀量允许值，用风蚀方程计算出控制田间风蚀所必需的作物残余重量，并对大麦、燕麦、玉米、谷子、高粱和小麦等不同作物残茬控制风蚀的有效性进行了对比。此外，L．J．Hagan(1972)还利用风蚀方程设计了控制风蚀的窄带障蔽系统。Lyles(1975)用风蚀方程计算了风蚀对土壤生产力的影响。方程在其他地区耕作土壤上的应用所遇到的主要问题是如何确定土壤可蚀性因子(Ⅰ′)的值。因在土壤中抗蚀性结块(＞0．84mm)所占比例相同的情况下，土壤可蚀性也会有所不同。Carreker(1966)通过对美国东南部沿海平原砂质土壤的研究，建立了土壤中粗沙和极粗沙所占百分比与土壤可蚀性的关系式。Briggs和Fraace(1982)用风蚀方程绘制英国南约克郡土壤风蚀图时，建立了土壤中抗蚀性结块与石块和粗沙含量之间的回归关系式。由风蚀方程求出的是以各种形式运动的土壤总量，包括跃移质、蠕移质和悬移质，而跃移质和蠕移质对空气污染来说意义并不大；造成严重空气污染的是悬移质，它只占土壤风蚀总量中极小一部分。在具体应用时，方程的求解非常繁复。因此，就有人对方程中的某些因子进行修正并提出了一些计算捷径。鉴于田间测定土壤可蚀性的工作量较大，美国土壤保持局(SCS)根据土壤结构及土壤中石灰结核的有无，将不同类型的土壤划分成不同的风蚀等级(WEG)，每一个风蚀等级都有确定的土壤可蚀性值与之对应。这样就可以用一般土壤调查的结果来推知其可蚀性。为了便于求解，Skidmore和Fisher(1970)编制了计算机求解方程的程序，每个因子的变化对风蚀的影响可以很快地计算出来。该程序还可用于编制某一地区(如1个县)的风蚀预报表。后来，又由美国土壤保持局和Graphic计算机公司合作研制出滑尺型的风蚀计算表，为方程的求算带来了很大的方便。风蚀程度随季节而变化，在1年中并非一个恒值。而风蚀方程是按年计算的，不能反映某一季节的情况。为了克服这一局限性，Bondy等(1980)提出用风能分布计算不同时期土壤风蚀量的方法。他们以韦伯(Weibull)函数来描述风速的月分布，求出各月侵蚀性风能(ESE)的百分比。具体计算时，C′值还是取年值，而Ⅰ′、K′、L′和V则取某一时期的值，然后将计算结果乘以该时期侵蚀性风能百分比，即为这一时期的实际风蚀量；若求年风蚀量，则需将作物轮作周期中各时期侵蚀量加起来除以轮作周期年数，即为平均年风蚀量。人们在逐步认识土壤风蚀过程的基础上，对该过程进行分析和模拟，并据此进行预报。模拟的精确程度取决于人们对风蚀过程的认识程度。随着研究手段和计算技术的不断改进，人们对土壤风蚀的预报能力也不能加强，并向更方便和更实用的方向发展。G．W．Cole(1983)从流体力学的角度出发，认为新的风蚀方程至少应包括以下几个方面：风蚀的物理过程必须用点通量或线强度表示。点通量为土壤流失通量沿地面的垂直方向分量；线强度为点通量在限定区域内沿X轴的积分；任何影响点通量或线强度的变量在时间和空间上须是独立的。基于这样的设想，Cole(1984)应用定常状态下的连续性方程，推导出遭受风蚀的田间表面土壤质量流动速率方程，用于预报单次风暴造成的土壤风蚀量。据报导，美国风蚀预报系统(WEPS)研究小组正在致力于制定一个包括风蚀模型、输入输出模型和数据库模型的预报系统。可望在不久的将来，土壤风蚀预报会有突破性进展。【参考文献】：1 Chepil W S．Soil Sci，1950，69：149～162，403～4142 Chepil W S J．Soil and Water Cons．，1950，IS：72～753 Chepil W S．Soil Sci．，1951，69：141～153，72：387～401，465～4784 Chepil W S J．Soil and Water Cons．，1959，14：214～2195 Nickling W G著，李玲译．第四届国际土壤保持会议论文摘要．中国科学院西北水土保持研究所情报室，1985(西北林学院吕悦来、李广毅撰) |
| 随便看 |
科学参考收录了7804条科技类词条，基本涵盖了常见科技类参考文献及英语词汇的翻译，是科学学习和研究的有利工具。