水土保持學(xué)(課件)

水土保持學(xué)1ppt課件緒論水土保持學(xué)及其研究內(nèi)容水土保持的意義水土保持的發(fā)展歷史與其他學(xué)科的關(guān)系2ppt課件一、水土保持學(xué)及其研究內(nèi)容1、幾個(gè)重要概念

土壤侵蝕：

土壤或其他地面組成物質(zhì)在外營力的作用下，被剝蝕、破壞、分離、搬運(yùn)和沉積的過程。

3ppt課件水土流失：

在外營力的作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力遭受的破壞和損失，包括土地表層侵蝕及水的損失。水土保持：

防治水土流失，保護(hù)、改良與合理利用水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，以利于充分發(fā)揮水土資源的效益和建立良好的生態(tài)環(huán)境。4ppt課件水土保持學(xué)：

研究水土流失形式、發(fā)生原因和規(guī)律、水土保持基本原理，據(jù)以制定規(guī)劃和運(yùn)用綜合措施，防治水土流失，治理江河與風(fēng)沙，保護(hù)、改良和合理利用水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，建立良好的生態(tài)環(huán)境的應(yīng)用科學(xué)。5ppt課件2、研究內(nèi)容

①土壤侵蝕的形式、分布和危害；小流域徑流的形成與損失過程；土壤侵蝕特征。②水土流失規(guī)律和水土保持措施。③水土流失與水土資源調(diào)查和評價(jià)的方法。④水土保持的效益。6ppt課件二、水土保持的意義

1.水土流失現(xiàn)狀

1990年的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全國土壤侵蝕面積492萬平方公里，占國土面積的51%。其中水力侵蝕面積179萬平方公里，風(fēng)蝕面積188萬平方公里，凍融侵蝕125萬平方公里。2000年全國情況侵蝕總面積：356萬km2

，占國土面積37%。其中，水蝕面積165萬km2

，風(fēng)蝕面積191萬km2

7ppt課件福建省的情況

根據(jù)2000年福建省土壤侵蝕遙感調(diào)查的結(jié)果，福建省以水力侵蝕為主，土壤侵蝕總面積為13127.31平方公里，占全省土地總面積的10.72%。其中：輕度侵蝕6572.91平方公里，占侵蝕總面積的50.07%；中度侵蝕3815.41平方公里，占侵蝕總面積的29.06%；強(qiáng)度侵蝕2547.23平方公里，占侵蝕總面積的19.40%；極強(qiáng)度侵蝕180.25平方公里，占侵蝕總面積的1.37%；劇烈侵蝕11.51平方公里，占侵蝕總面積的0.09%。

8ppt課件福建土壤侵蝕現(xiàn)狀的特征：以低強(qiáng)度侵蝕為主，極強(qiáng)度和劇烈侵蝕的面積和比例??；東南沿海地市比中西部山區(qū)地市嚴(yán)重；局部地區(qū)侵蝕很嚴(yán)重9ppt課件2、水土流失的危害破壞資源河道、水庫淤淺，加劇洪澇災(zāi)害影響交通運(yùn)輸危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全3、水土保持的意義①保護(hù)土地資源，維護(hù)土地生產(chǎn)力。②充分利用降水資源，提高抗旱能力。③改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣徒?jīng)濟(jì)發(fā)展。④減少江河湖庫泥沙淤積，減輕下游洪澇災(zāi)害。⑤減少江河湖庫非點(diǎn)源污染，保護(hù)與改善水質(zhì)。10ppt課件三、水土保持的發(fā)展歷史20世紀(jì)30年代，美國貝內(nèi)特（H.H.Bennet）創(chuàng)立了“土壤保持學(xué)”。20世紀(jì)初葉，前蘇聯(lián)和日本也發(fā)展了具有特色的土壤侵蝕與水土保持學(xué)科。我國40年代初期，設(shè)立了甘肅天水、陜西長安和福建長汀水土保持實(shí)驗(yàn)區(qū)；開展大量的考察工作；取得了顯著的治理成效。11ppt課件國外以美國為例

圍繞三個(gè)方面開展研究：1、土壤侵蝕與水質(zhì)管理；2、土壤侵蝕與土壤資源管理；3、基于保持規(guī)劃與環(huán)境保護(hù)的侵蝕預(yù)報(bào)技術(shù)；土壤侵蝕的研究進(jìn)展12ppt課件1、土壤侵蝕與水質(zhì)管理研究：沉積物分離、運(yùn)移和沉積的定量關(guān)系；地表?xiàng)l件與徑流和土壤侵蝕的定量關(guān)系；不同耕作和管理措施條件下，不同農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)向地表徑流的排放量；有效控制污染物向地表徑流排放措施；改進(jìn)WEPP。

13ppt課件2、土壤侵蝕與土壤資源管理研究：有效的土壤保持技術(shù)；獲取更多的資料為制定土壤保持措施提供依據(jù)。一個(gè)例子：聚丙稀酰胺用于防止陡坡地的土壤侵蝕14ppt課件3、基于保持規(guī)劃與環(huán)境保護(hù)的侵蝕預(yù)報(bào)技術(shù)把WEPP應(yīng)用于營養(yǎng)和殺蟲劑流失的預(yù)報(bào)重點(diǎn)：

繼續(xù)完善WEPP；水土流失與非點(diǎn)源污染的關(guān)系。15ppt課件中國土壤侵蝕研究的特點(diǎn)：①土壤侵蝕調(diào)查與基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性問題的研究研究建立了土壤侵蝕分類原則和系統(tǒng)；建立了土壤侵蝕區(qū)劃的原則和系統(tǒng)（如侵蝕營力劃分一級區(qū)）；土壤侵蝕調(diào)查研究方法的進(jìn)展（3S技術(shù)）。②土壤侵蝕過程及其機(jī)理研究地質(zhì)時(shí)期和歷史時(shí)期以來土壤侵蝕過程的研究（通過對黃土高原古地貌演變及黃土層內(nèi)古環(huán)境信息的研究，論證了自然侵蝕的發(fā)生演變過程）坡耕地土壤侵蝕過程及其機(jī)理研究中國土壤侵蝕預(yù)報(bào)的研究。③土壤侵蝕與溝道河流泥沙輸移及洪澇災(zāi)害關(guān)聯(lián)研究16ppt課件中國水土保持應(yīng)重視的幾個(gè)問題：①加強(qiáng)水土流失基礎(chǔ)理論研究。②加強(qiáng)流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的管理與調(diào)控研究。③以可持續(xù)發(fā)展理論指導(dǎo)區(qū)域水土流失綜合治理與開發(fā)。④把防止與調(diào)控地表徑流放在首位。⑤加強(qiáng)科學(xué)研究，進(jìn)一步提高成果轉(zhuǎn)化率。⑥建立中國土壤侵蝕監(jiān)測信息系統(tǒng)。17ppt課件四、與其他學(xué)科的關(guān)系1、與基礎(chǔ)性自然科學(xué)的關(guān)系氣象學(xué)水文學(xué)地貌學(xué)地質(zhì)學(xué)土壤學(xué)2、與應(yīng)用科學(xué)的關(guān)系農(nóng)業(yè)科學(xué)林業(yè)科學(xué)水利科學(xué)環(huán)境科學(xué)18ppt課件GPS的組成1.空間部分（衛(wèi)星星座）24顆在軌衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，每軌4顆衛(wèi)星均勻分布，衛(wèi)星軌道幾乎為圓形。在地球上的任意地點(diǎn)、任意時(shí)刻至少可以同時(shí)看到4顆以上的衛(wèi)星，滿足定位的需要。19ppt課件地面部分2.地面控制部分：監(jiān)測站、主控站、地面注入站、通訊及輔助系統(tǒng)3.用戶設(shè)備GPS接收機(jī)、微機(jī)、氣象儀器等20ppt課件遙感基礎(chǔ)遙感的概念

遙感是60年代在美國創(chuàng)造的技術(shù)用語，用來綜合以前所使用的攝影測量、像片判讀、地技攝影而提出的。1972年，隨著第一顆地球觀測衛(wèi)星Landsat的發(fā)射成功而迅速得到普及。遙感是一種遠(yuǎn)離目標(biāo)，通過非直接接觸而判定、測量并分析目標(biāo)性質(zhì)的技術(shù)。對目標(biāo)進(jìn)行信息采集主要是利用了從目標(biāo)反射或輻射的電磁波。此外重力和磁也作為信息采集手段而加以利用，這些都包含在廣義的遙感之中。接收從目標(biāo)中反射或輻射的電磁波的裝置叫作遙感器（remotesensor）。搭載這些遙感器的移動(dòng)體叫做遙感平臺（platform），如飛機(jī)及人造衛(wèi)星等。21ppt課件遙感基礎(chǔ)遙感的特性空間特性視域范圍大，具有宏觀特性（衛(wèi)片34225平方公里）光譜特性探測波段從可見光向兩側(cè)延伸，擴(kuò)大了人們對地物特性的研究時(shí)相特性能夠周期成象，有利于動(dòng)態(tài)監(jiān)測和研究22ppt課件什么是GISGIS=CAD+DATABASE+SPATIALOPERATION采集、模擬、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)。支持地理空間數(shù)據(jù)庫的獲取、管理、操作、分析、模型化和顯示打印輸出數(shù)據(jù)、信息、地理信息23ppt課件GIS應(yīng)具備的功能支持對空間數(shù)據(jù)庫的獲取能對空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理顯示、打印、編輯、查詢、特征提取等支持以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的分析支持對空間數(shù)據(jù)的模型化提供規(guī)劃、管理等問題的決策支持24ppt課件GIS的組成以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的硬件設(shè)備Hardware

軟件Software空間數(shù)據(jù)庫DatabaseGIS管理的對象人員Lifeware最重要但又最容易被忽視25ppt課件硬件設(shè)備

高速處理器大容量的存儲設(shè)備輸入、輸出設(shè)備等其它輔助設(shè)備26ppt課件GIS軟件

專門的GIS軟件，一般具有：數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、地圖制圖、數(shù)據(jù)庫的組織管理、空間信息的查詢和空間分析等功能新的GIS軟件進(jìn)一步提出了網(wǎng)絡(luò)功能，特別提出了對INTERNET的支持預(yù)測預(yù)報(bào)和決策支持的要求27ppt課件土壤侵蝕動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)土壤侵蝕面積減少，侵蝕比率下降土壤侵蝕強(qiáng)度明顯減輕沿海地市侵蝕面積和侵蝕強(qiáng)度降低幅度大于內(nèi)地沿海地市土壤侵蝕仍比內(nèi)地嚴(yán)重土壤侵蝕比率降幅趨緩，完成“十五”水土流失治理目標(biāo)任重道遠(yuǎn)。28ppt課件第一章水土保持基本原理第一節(jié)水土流失帶性規(guī)律影響水土流失的因素主要有：

氣候:降雨，風(fēng)等；

地質(zhì)、地貌：巖石、構(gòu)造、坡度等；

土壤：透水性、抗蝕性和抗沖性等；

植被：覆蓋度、植被類型等；

人為因素。

其中自然地理要素在地球表面是成帶性分布的。29ppt課件一、自然地理環(huán)境的地域分異規(guī)律地球的形狀、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)地表的太陽輻射量由北向南呈規(guī)律性排列氣候、植物和動(dòng)物也成帶狀分布。但是，地球表面不是一個(gè)連續(xù)的、均勻的、具有相同物質(zhì)組成的行星，大陸占地表的29％，海洋占71％，這種面積的數(shù)量對比關(guān)系，使大陸與海洋以及大陸的東岸、西岸和內(nèi)部的自然地理要素分布更為復(fù)雜。30ppt課件（一）全球性的地域分異：海陸對比：地表有大洋和大陸之分，這是自然地理環(huán)境的基本分異。它除表現(xiàn)為海與陸的強(qiáng)烈對比外，還構(gòu)成兩種明顯不同的陸地生態(tài)環(huán)境與海洋生態(tài)環(huán)境，并通過其間的相互影響，造成次一級的地域分異。熱力分帶：太陽輻射隨地理緯度不同而發(fā)生的熱力分帶性是一種全球性的地域分異規(guī)律。它決定著氣溫、氣壓、濕度、降水、風(fēng)向等要素在地表呈帶狀分布。31ppt課件（二）大陸和大洋的地域分異

大陸的地域分異規(guī)律：貫穿整個(gè)大陸，如緯度分異等；

大洋的地域分異：大洋表層緯向自然帶大洋底層自然區(qū)。（三）區(qū)域性的地域分異地帶段性；地區(qū)性；垂直帶性。（四）地方性的分異規(guī)律地形的垂直分化，地面組成物質(zhì)和地方氣候的差異。如坡向不同引起水熱分布上的差異。32ppt課件二、土壤侵蝕的地理分布

1、地表水熱狀況與外營力地表水熱狀況不同，決定了不同性質(zhì)的外營力作用及其強(qiáng)度。土壤侵蝕的過程：風(fēng)化剝蝕、搬運(yùn)和沉積33ppt課件風(fēng)化作用：指暴露在地表的巖石，由于受到各種因素的作用，其形狀、結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生改變的現(xiàn)象。

風(fēng)化為搬運(yùn)創(chuàng)造了條件！

不同水熱條件下，風(fēng)化作用有鮮明的特點(diǎn)：物理風(fēng)化發(fā)生在高寒區(qū)；化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)烈發(fā)生于高溫高濕區(qū)，等等。34ppt課件

搬運(yùn)作用：

將風(fēng)化的松散物質(zhì)由原來的地方搬運(yùn)到附近或很遠(yuǎn)的地方并堆積起來的過程。搬運(yùn)與風(fēng)化關(guān)系密切：風(fēng)化為搬運(yùn)準(zhǔn)備了物質(zhì)；搬運(yùn)為進(jìn)一步風(fēng)化創(chuàng)造條件。35ppt課件沉積作用：風(fēng)化產(chǎn)物經(jīng)過一段時(shí)間的搬運(yùn)后，由于介質(zhì)的搬運(yùn)能力減弱而沉積下來的過程。

認(rèn)真分析可見，土壤侵蝕與地表水熱狀況是分不開的：高溫少雨地區(qū)，風(fēng)化作用以物理風(fēng)化為主，風(fēng)蝕嚴(yán)重；高溫多雨區(qū)，化學(xué)風(fēng)化為主，水力侵蝕活躍；低溫少雨區(qū)，風(fēng)蝕為主。36ppt課件2、侵蝕的地帶性規(guī)律有三個(gè)氣候侵蝕帶：

冰雪氣候侵蝕帶：氣候特點(diǎn)是降雪量大于消融量，形成冰川，或融水下滲，結(jié)成凍土；

濕潤氣候侵蝕帶：氣候特點(diǎn)是：氣溫較高，降水量大于蒸發(fā)量，多余的水滲入地下成為潛水或地下徑流，未滲入地下的水形成地表徑流。所以，以水力侵蝕為主；

干旱氣候侵蝕帶：在地面蒸發(fā)量大于降水量的地區(qū)，空氣十分干燥，植被生長受到限制，風(fēng)力作用極為強(qiáng)烈，形成風(fēng)沙流破壞地表。。37ppt課件第二節(jié)水、沙平衡原理一、水量平衡水分循環(huán)：地球表面的廣大水體，在太陽輻射作用下，大量水分被蒸發(fā)，上升到空中，被氣流帶動(dòng)送到各地。在這個(gè)過程中，遇冷凝結(jié)而以降水形式落到地面上，再從河道或地下流人海洋：水分這樣往返循環(huán)不斷轉(zhuǎn)移交替的現(xiàn)象稱為水分循環(huán)或水循環(huán)。包括了降水、徑流和蒸發(fā)三過程。

38ppt課件大、小循環(huán)。大循環(huán)：大循環(huán)是海陸間的水分交換；小循環(huán)：從海洋上蒸發(fā)的水汽，上升遇冷凝結(jié)后又降落在海洋上，或陸地上蒸發(fā)的水汽上升遇冷凝結(jié)后又降落到陸地上，這種局部的循環(huán)稱為小循環(huán)。水量平衡：

I=O+△WI某時(shí)段內(nèi)輸入水量；

O某時(shí)段內(nèi)輸出水量；△W時(shí)段內(nèi)儲水量增量。39ppt課件二、容許土壤流失量（T值）1、概念小于或等于成土速率的年土壤流失量。對于坡耕地，是使作物在長時(shí)期內(nèi)能經(jīng)濟(jì)、持續(xù)穩(wěn)定地獲得高產(chǎn)而允許的年最大土壤流失量。2、T值范圍美國依據(jù)滿足作物生長需要的土層深度、流失區(qū)域大小、保證下游的安全等條件確定不同情況的T值（P17）。一般來說，耕地土層深厚且剖面土壤肥力接近的情況下，容許流失量可大些；對于土層薄、少量侵蝕即會顯著降低生產(chǎn)力的情況，其值要低。

40ppt課件4-11噸/公頃·年和2-6噸/公頃·年我國采用的T值我國根據(jù)有效土層厚的抗蝕年限，劃分出土壤潛在侵蝕危害程度（P18）。顯然，無險(xiǎn)型土壤抗蝕年限最長，容許流失量可大些；極險(xiǎn)型和毀壞型，容許流失量應(yīng)取最小值。在《水土保持技術(shù)規(guī)范》中，明確提出：在不同成土條件下，容許流失量T值分別采用200t／(km2·a)、500t／(km2·a)和1000t／(km2·a)。41ppt課件三、沖淤平衡縱向平衡：不沖不淤：來水的含沙量，通過河段即不發(fā)生沖刷，又不產(chǎn)生淤積的平衡狀態(tài)；沖淤平衡：河段內(nèi)有沖有淤，但一定時(shí)間內(nèi)（1年）其沖淤達(dá)到平衡。

斷面平衡：床面上水流的作用流速，與床面土質(zhì)的抗沖能力以及斷面內(nèi)的橫向輸沙都能互相平衡，不致引起斷面形狀的改變。平面平衡：指游蕩型河流的穩(wěn)定問題。

42ppt課件第三節(jié)生態(tài)系統(tǒng)平衡原理

一、生態(tài)系統(tǒng)的概念指生物群落及其無機(jī)環(huán)境相互作用的一個(gè)自然系統(tǒng)。

43ppt課件二、生態(tài)系統(tǒng)的組成

白尾鹿樹木枯枝落葉分解(微生物)土壤森林生態(tài)系統(tǒng)生物環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者44ppt課件生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者土壤、空氣生物非生物環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)45ppt課件

生產(chǎn)者（producers）又稱初級生產(chǎn)者（primaryproducers），利用太陽光能把CO2和H2O合成有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。消費(fèi)者

不能利用無機(jī)物質(zhì)制造有機(jī)物質(zhì)，而是直接或間接依賴于生產(chǎn)者所制造的有機(jī)物質(zhì)。它們屬于異養(yǎng)生物。46ppt課件分解者（composers），指利用動(dòng)植物殘?bào)w及其它有機(jī)物為食的小型異養(yǎng)生物，主要有真菌、細(xì)菌、放線菌等微生物。小型消費(fèi)者使構(gòu)成有機(jī)成分的元素和貯備的能量通過分解作用又釋放到無機(jī)環(huán)境中去。主要環(huán)境組分

輻射大氣水體土壤47ppt課件三、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)指生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)體內(nèi)部與彼此之間在時(shí)空上的聯(lián)系方式及物質(zhì)、能量的轉(zhuǎn)移關(guān)系。營養(yǎng)結(jié)構(gòu)：食物鏈和食物網(wǎng)?？臻g結(jié)構(gòu)：垂直和水平空間結(jié)構(gòu)。垂直結(jié)構(gòu)：指生物群落在空間上的垂直分化規(guī)律。48ppt課件水平結(jié)構(gòu)：是指生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者和各級消費(fèi)者有機(jī)體、種群或群落的水平分布狀況和動(dòng)態(tài)，體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的二維水平結(jié)構(gòu)。種群：生態(tài)系統(tǒng)中或一定區(qū)域內(nèi)同一種生物的個(gè)體總和。群落：由生態(tài)系統(tǒng)中所有生物種群構(gòu)成的有機(jī)整體。49ppt課件四、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程起史于綠色植物的光合作用，經(jīng)歷了草食性（herbivory）和肉食性（carnivory）過程，最后經(jīng)微生物分解釋放，并以熱的形式散發(fā)到環(huán)境中去?？梢?，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是在系統(tǒng)的生產(chǎn)、消費(fèi)和分解的過程中實(shí)現(xiàn)的。

50ppt課件1、初級生產(chǎn)

幾個(gè)重要概念生產(chǎn)：綠色植物通過光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并積累在植物體中，這就叫做生產(chǎn)。

初級生產(chǎn)：由于生產(chǎn)是生態(tài)系統(tǒng)最初的和最基本的能量儲存形式，所以叫做初級生產(chǎn)。

初級生產(chǎn)力：單位時(shí)間和單位面積積累的能量叫初級生產(chǎn)力。

總初級生產(chǎn)：植物吸收的總光能，也就是總光合作用量叫做總初級生產(chǎn)。

凈初級生產(chǎn)：總初級生產(chǎn)除去植物呼吸消耗的能量后，以有機(jī)物的形式儲存起來的能量叫做凈初級生產(chǎn)。

凈初級生產(chǎn)=總初級生產(chǎn)-呼吸消耗

51ppt課件2、食物鏈、食物網(wǎng)、營養(yǎng)級和生態(tài)金字塔

食物鏈:在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，生物之間形成以食物營養(yǎng)為中心的連鎖關(guān)系，即食物鏈。

52ppt課件一個(gè)食物鏈的例子

“螳螂捕蟬，黃雀在后”植物蟬(初級消費(fèi)者)螳螂(二級消費(fèi)者)黃雀(三級消費(fèi)者)鷹(四級消費(fèi)者)(頂極食肉動(dòng)物)53ppt課件食物網(wǎng):生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈很少是單條、孤立出現(xiàn)的，它往往成交叉鏈索，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這就是食物網(wǎng)。營養(yǎng)級:食物鏈上的每一環(huán)節(jié)稱為營養(yǎng)級。

54ppt課件食物鏈和食物網(wǎng)的意義：食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的形象體現(xiàn)；生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)正是沿著食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行的；食物鏈和食物網(wǎng)還揭示了環(huán)境中有毒污染物轉(zhuǎn)移、積累的原理和規(guī)律。55ppt課件生態(tài)金字塔:

由于營養(yǎng)級的能量在向上傳遞過程中的大量損失。因此，沿食物鏈逐級向上，儲藏在各營養(yǎng)級中的能量也越來越少，形成—底寬、上窄的金字塔形生態(tài)系統(tǒng)能量分布模式，這就是“生態(tài)金字塔”。有三種表達(dá)形式：生物量金字塔；生物數(shù)量金字塔；能量金字塔。

56ppt課件3、次級生產(chǎn)次級生產(chǎn)是指儲存在消費(fèi)者中的能量值。有兩個(gè)指標(biāo)用來度量生態(tài)系統(tǒng)各營養(yǎng)級之間次級生產(chǎn)的效率：

林德曼效率=N營養(yǎng)級同化量/N-1營養(yǎng)級同化量

消費(fèi)率=輸入N營養(yǎng)級的量/N-1營養(yǎng)級的凈生產(chǎn)力林德曼效率近乎一個(gè)常數(shù)，大約是10%左右。消費(fèi)率其值在20—25%之間。

57ppt課件4、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)生產(chǎn)者草食動(dòng)物肉食動(dòng)物光能分解者未利用同化的能量熱呼吸30001500151.50.3Kcal/m2/day58ppt課件5、能量流動(dòng)的特征

生態(tài)系統(tǒng)的能量可以由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另外一種狀態(tài)；能量傳遞過程，大約只有10%的能量從生產(chǎn)者傳遞消費(fèi)者；能量的流動(dòng)是單向的。

59ppt課件五、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)1、物質(zhì)循環(huán)路徑生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)：指組成生物體的C、H、O、N、P、K等元素在無機(jī)環(huán)境與有機(jī)界(生物群落)之間形成的往復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

可區(qū)分為兩條途徑：氣態(tài)循環(huán)路徑和沉積循環(huán)途徑。

氣態(tài)循環(huán)：指在生物地球化學(xué)循環(huán)過程中有一定階段以氣態(tài)的形式存在于大氣中的化學(xué)元素循環(huán)過程。

沉積循環(huán)：指化學(xué)元素始終以非氣態(tài)形式進(jìn)行生物地球化學(xué)循環(huán)的過程。60ppt課件2、沉積循環(huán)路徑

消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者土壤巖石水體61ppt課件3、氣態(tài)循環(huán)路徑消費(fèi)者分解者生產(chǎn)者土壤巖石或化石燃料水體大氣碳循環(huán)62ppt課件六、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)的功能

生物多樣性：

指生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。

通常被認(rèn)為有四個(gè)層次：

遺傳、物種、生態(tài)系統(tǒng)和景觀多樣性。63ppt課件1、“鉚釘”假說鉚釘物種“鉚釘”假說闡明：生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能是一種正的相關(guān)關(guān)系。

64ppt課件2、生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指系統(tǒng)受到外部擾動(dòng)后保持和恢復(fù)其初始狀態(tài)的能力。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念一般包括抵抗力、恢復(fù)力、持久性和變異性等4個(gè)方面的內(nèi)涵。。65ppt課件生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力：指系統(tǒng)抵抗外力干擾的能力。特定資源生產(chǎn)力水平下群落種群多樣性的高低直接影響到群落對擾動(dòng)的抵抗力。例如，對因外來種入侵而引起的擾動(dòng)：多樣性程度高缺乏閑置生態(tài)位外來種群難以立足抵抗力強(qiáng)恢復(fù)力：指群落經(jīng)擾動(dòng)后恢復(fù)到初始狀態(tài)的能力。它直接決定了擾動(dòng)后群落中種群構(gòu)件和種子庫的豐富度。

66ppt課件持久性和變異性：

持久性和變異件是測度群落在正常的環(huán)境變化中所表現(xiàn)出的群落特征，亦即群落適應(yīng)環(huán)境正常波動(dòng)的能力大小。種群多樣性高的群落必然較多地包含了具有不同生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性的種群，抵抗波動(dòng)的能力也強(qiáng)。

所以，多樣性可以導(dǎo)致穩(wěn)定性

！

67ppt課件七、生態(tài)平衡生態(tài)系統(tǒng)通過發(fā)育與調(diào)節(jié)所達(dá)到的一種穩(wěn)定狀態(tài)。特征：物質(zhì)和能量的輸入和輸出接近平衡；種群結(jié)構(gòu)和數(shù)量比例持久地沒有明顯變化。第四節(jié)景觀生態(tài)學(xué)原理第五節(jié)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展。

68ppt課件第二章土壤侵蝕類型69ppt課件第一節(jié)土壤侵蝕分類系統(tǒng)一、土壤侵蝕的四級分類系統(tǒng)

1、土壤侵蝕類型在不同營力作用下，土壤侵蝕發(fā)生發(fā)展過程中所呈現(xiàn)的各種形式或形態(tài)。70ppt課件2、土壤侵蝕分類依據(jù)國內(nèi)權(quán)威的分類是四級分類系統(tǒng)，各級分類依據(jù)：

一級類型：按侵蝕營力劃分；

二級類型：按侵蝕方式或主體形態(tài)；

三級類型：按侵蝕方式的不同形態(tài)或性態(tài)；

四級類型：按侵蝕強(qiáng)度或侵蝕程度分類。3、中國土壤侵蝕分類系統(tǒng)71ppt課件72ppt課件第二節(jié)水力侵蝕指由大氣降水及所形成的徑流引起的侵蝕過程和一系列土壤侵蝕形式。水力侵蝕的主要形式是面蝕、溝蝕和潛蝕。一、面蝕降雨和地表徑流使坡地表土比較均勻剝蝕的一種侵蝕形式。主要發(fā)生于坡耕地、稀疏牧草地和林地。

73ppt課件面蝕包含：濺蝕、片蝕和細(xì)溝侵蝕。

1、濺蝕雨滴打擊地面，使細(xì)土粒與土體分離，并被濺散躍起的水滴帶動(dòng)而產(chǎn)生位移的現(xiàn)象。特別注意：濺蝕也發(fā)生于平地上。沒風(fēng)時(shí)，雨滴落在水平地面上，土粒濺高可達(dá)0.75米，最大位移達(dá)1.2米。位移情況決定于雨滴的打擊力、打擊方向、地面坡度和土壤團(tuán)聚體情況。

74ppt課件雨滴打擊力：可用降雨侵蝕力（R）來衡量（后續(xù)課程講解）。黃土高原的研究表明：坡度7%（4°）

-9%（5.1°）下,0.87-1.58mm/min情況下，雨滴侵蝕量達(dá)100-668.3t/km2。打擊方向不同：位移情況不同。坡度不同：上下坡移動(dòng)量和移動(dòng)距離不同。土壤團(tuán)聚狀況：影響土壤抗濺蝕量。75ppt課件

濺蝕的后果：破壞土壤結(jié)構(gòu)；片蝕的主要物質(zhì)來源；堵塞土壤孔隙。76ppt課件2、片蝕淺而分散的坡面片狀薄層水流引起土粒比較均勻流失的過程。又稱片狀侵蝕或?qū)訝钋治g。一般發(fā)生在比較平緩的坡地上。帶走的是溶解的物質(zhì)或呈懸浮狀的微細(xì)土?；驖L動(dòng)的微凝聚體。

77ppt課件3、細(xì)溝侵蝕坡面徑流逐步匯集成小股水流，并將地面沖成深度和寬度一般不超過20厘米小溝的水力侵蝕。主要發(fā)生在3°以上的坡耕地。特征：常成槽形，溝緣線與斜坡的分界很明顯；縱斷面與坡面平行，溝頭有一小跌差；在距分水嶺不遠(yuǎn)的地方開始出現(xiàn)；出現(xiàn)的位置不固定，可被耕耘作業(yè)填平。78ppt課件二、溝蝕坡面徑流沖刷土壤或土體，并切割陸地地表形成溝道的過程。也叫線狀侵蝕或溝狀侵蝕。根據(jù)溝蝕發(fā)生的形態(tài)和演變過程，分為：淺溝侵蝕切溝侵蝕懸溝侵蝕沖溝侵蝕

79ppt課件1、淺溝侵蝕坡面開始形成的薄層地表徑流在流動(dòng)過程中匯集成較大的股流，向下沖刷切入心土或底土，形成寬度大于深度的溝蝕過程。特征：縱斷面與斜坡面大致平行；橫斷面成V形，有時(shí)底部成淺槽形；在花崗巖區(qū)，寬約1.0m，深度不超過0.5m。80ppt課件2、切溝侵蝕淺溝侵蝕的進(jìn)一步發(fā)展，在集中地表徑流形成的股流沖刷下，溝道深切入母質(zhì)層、風(fēng)化層或深至基巖面的過程。特征：有明顯的溝頭；深度1m以上，有的數(shù)米甚至數(shù)十米；溝底縱斷面與坡面大致平行；地形破碎，不能耕作。81ppt課件3、懸溝侵蝕當(dāng)丘陵坡面徑流匯集到谷緣遇直立形溝坡時(shí)，匯流驟然呈垂直下瀉式?jīng)_刷陡壁而形成直立式的切溝侵蝕。4、沖溝侵蝕水流經(jīng)過切溝進(jìn)一步集中，使溝道繼續(xù)向?qū)捄蜕畹姆较虬l(fā)展的侵蝕過程。特征：橫斷面常成弧形；溝底縱斷面與原坡面不同。82ppt課件第三節(jié)重力侵蝕

坡地表層土石物質(zhì)，主要因重力的作用，失去平衡，發(fā)生位移和堆積的現(xiàn)象。一、產(chǎn)生重力侵蝕的條件土石松軟破碎，內(nèi)聚力??；高差大、坡度陡，臨空土石體外張力大，不穩(wěn)定；缺少植物覆蓋，無人工保護(hù)措施；坡體存在難透水層。83ppt課件二、重力侵蝕的類型根據(jù)土石物質(zhì)破壞的特征和移動(dòng)的方式，可分為：崩塌、滑坡和瀉溜等。

1、崩塌邊坡上部巖（土）體突然向外傾倒、翻滾、墜落的現(xiàn)象。

84ppt課件2、滑坡廣義：指斜坡上的部分巖（土）體脫離母體，以各種方式順坡向下運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。狹義：指斜坡上的部分巖（土）體在重力的作用下，沿一定的軟弱面（帶）產(chǎn)生剪切破壞，整體向下滑動(dòng)的現(xiàn)象。

85ppt課件成因：斜坡上的巖（土）體順坡向下運(yùn)動(dòng)的促滑力大于阻滑力；組成斜坡的巖土體易為水軟化的粘性土或軟巖，或者巖體中的層理、片理、節(jié)理裂隙、斷層面等不連續(xù)面為軟弱結(jié)構(gòu)面，且產(chǎn)狀有利于轉(zhuǎn)化為破壞面（滑動(dòng)面）時(shí)。防治：改變斜坡形態(tài)；排水；支擋結(jié)構(gòu)物；斜坡內(nèi)部加固。86ppt課件3、瀉溜巖壁和陡坡上的土石經(jīng)風(fēng)化形成的碎屑，在重力的作用下，沿著坡面下瀉的現(xiàn)象。87ppt課件第四節(jié)復(fù)合侵蝕

兩種或兩種以上侵蝕營力共同作用下所形成的侵蝕類型。一、泥石流

1、定義泥石流以巨大的沖擊力和強(qiáng)大的搬運(yùn)能力沖刷溝道，破壞和淤埋各種設(shè)施的過程。泥石流：指飽含固體物質(zhì)的高粘性流體。

88ppt課件2、泥石流侵蝕的形成條件：兩岸谷坡陡峻，溝床坡降較大，利于匯流；大量的松散固體物質(zhì)；上中游有充沛的突發(fā)性洪水水源。3、侵蝕特征以沖、淤危害為特征。流通區(qū)有沖有淤，以沖為主。沖擊力很大，侵蝕深度可達(dá)2—30米，輸出物質(zhì)可達(dá)幾十萬至上千萬方。泥石流流出溝口后，形成堆積區(qū)。89ppt課件4、防治措施（1）防護(hù)工程防止沖蝕、沖擊等。如修護(hù)坡、擋土墻等。（2）排導(dǎo)工程改善泥石流流程的邊界條件，使之按設(shè)計(jì)流路至預(yù)定場所停積。

（3）攔擋工程控制流量和總量，減少或防止對下游的危害。（4）造林種草抑制泥石流的發(fā)育。90ppt課件二、崩崗侵蝕在水力和重力的作用下，山坡土（石）體受破壞而崩塌和受沖刷的侵蝕現(xiàn)象。

1、崩崗的要素

2、崩崗的危害崩崗侵蝕集中分布于福建、廣東、海南、江西、湖南、湖北和安徽南方七省。根據(jù)2005年的調(diào)查，南方七省的崩崗數(shù)量達(dá)到22.19萬個(gè)。福建省8637個(gè)。分布在25個(gè)縣。最嚴(yán)重的有兩個(gè)縣：安溪（4744個(gè)）長汀（1414個(gè)）91ppt課件坡面支離破碎崩崗崩坡式侵蝕大量泥沙下瀉92ppt課件3、崩崗發(fā)育的條件①深厚花崗巖風(fēng)化殼是崩崗發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。一般風(fēng)化殼在10m以上才可能發(fā)生崩崗（曾昭璇）；崩崗集中發(fā)生在風(fēng)化殼20m以上的坡地上（張淑光）。93ppt課件③降雨的影響有兩個(gè)方面的作用：

形成地表徑流。崩崗是溝蝕發(fā)育而成，而地表徑流是侵蝕溝發(fā)育的動(dòng)力。

降雨入滲土體。引起土體自重增加，粘結(jié)力下降。所以，地表徑流的作用主要發(fā)生在水蝕階段，即崩崗形成前。降雨入滲的作用發(fā)生在重力侵蝕階段，即崩崗崩壁侵蝕擴(kuò)展期。94ppt課件4、崩崗侵蝕的治理措施

①“上攔、下堵、中綠化”效果：把集水區(qū)的徑流排到安全處，減少進(jìn)入崩崗的徑流量；固定崩積堆，減少二次侵蝕量；攔擋泥沙，防止下瀉。

95ppt課件②常規(guī)綜合治理模式把崩崗當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合治理：

集水坡地根據(jù)立地條件不同采用開發(fā)性治理（有紅土層時(shí)）或恢復(fù)坡面植被（砂土層出露時(shí)）；

崩積堆種竹、種草固定；

崩崗溝底建谷坊攔泥攔沙；

沖積扇擬種草、種竹，或發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物等。

③強(qiáng)度開發(fā)性綜合治理模式典型案例：安溪恒美崩崗群的治理96ppt課件第五節(jié)風(fēng)力侵蝕一、定義在氣流沖擊作用下土粒、沙粒脫離地表、被搬運(yùn)和堆積的過程。二、影響因素

1、風(fēng)力強(qiáng)弱當(dāng)氣流的剪切力和沖擊力大于顆粒的重力和彼此的聯(lián)結(jié)力，并能克服地表的磨察阻力時(shí)。啟動(dòng)風(fēng)速5m/s。

2、地表狀況

3、顆粒大小

2mm以下

97ppt課件三、侵蝕形式

1、懸移粒徑小于0.1mm的沙粒或粘粒被風(fēng)卷揚(yáng)至高空，隨風(fēng)運(yùn)行。

2、躍移粒徑在0.1—0.5mm的中細(xì)沙粒，受風(fēng)力沖擊脫離地面，升高到10cm的峰值后，受到水平風(fēng)力和本身重力的作用，沿著兩者的合力方向，急速下降，返回并沖擊地表，使一些較大的顆粒移動(dòng)。3、滾動(dòng)粒徑在0.5—2.0mm的較大顆粒，不易被風(fēng)吹離地面，沿地面滾動(dòng)或滑動(dòng)。以躍移為主要方式。

98ppt課件第三章土壤侵蝕程度和強(qiáng)度分級99ppt課件第一節(jié)幾個(gè)重要的概念

一、土壤侵蝕程度土壤原生剖面已被剝蝕的厚度。反映了：侵蝕結(jié)果；目前的發(fā)展階段；土壤肥力水平。100ppt課件二、土壤侵蝕強(qiáng)度地殼表層土壤在自然營力和人類活動(dòng)作用下，單位面積和單位時(shí)段內(nèi)被剝蝕并發(fā)生位移的土壤侵蝕量。三、土壤侵蝕模數(shù)單位面積土壤及土壤母質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)侵蝕量的大小。表征單位面積年度侵蝕量時(shí)：t/（km2.a）某區(qū)域某次降雨條件下單位面積侵蝕量時(shí)：t/km2

四、侵蝕深侵蝕區(qū)域每年平均地表侵蝕的厚度（mm）。

101ppt課件第二節(jié)土壤侵蝕程度分級一、定義以土壤發(fā)生層被蝕去的厚度或殘留的厚度為標(biāo)準(zhǔn)。102ppt課件二、部頒的分級標(biāo)準(zhǔn)

分級指標(biāo)無明顯侵蝕A、B、C三層剖面保持完整輕度侵蝕A層保留厚度大于1/2，B、C層完整中度侵蝕A層保留厚度小于1/2，B、C層完整強(qiáng)度侵蝕A層無保留、B層開始裸露，受到剝蝕劇烈侵蝕A、B層無保留，C層出露，受到剝蝕103ppt課件三、花崗巖區(qū)的的分級指標(biāo)

104ppt課件第三節(jié)土壤侵蝕強(qiáng)度分級一、中國的土壤水力侵蝕強(qiáng)度分級定量指標(biāo)按1997年5月1日水利部頒布的SL190—96《土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行。105ppt課件106ppt課件二、水力侵蝕模數(shù)的確定方法

1、根據(jù)資料確定侵蝕模數(shù)根據(jù)研究機(jī)構(gòu)所代表的區(qū)域取得的實(shí)測徑流泥沙資料進(jìn)行計(jì)算和分析獲得。這些資料包括：標(biāo)準(zhǔn)徑流場的資料；全坡面大型徑流場資料；各類實(shí)驗(yàn)小流域的資料。2、野外和室內(nèi)人工模擬降雨室內(nèi)：國內(nèi)有中科院水土保持研究；國外有美國國家侵蝕研究實(shí)驗(yàn)室。野外便攜式：107ppt課件

3、野外土壤侵蝕調(diào)查坡面細(xì)溝和淺溝侵蝕量的量算；竹簽法等。

4、利用小水庫、塘壩等的淤積量測算

5、利用《水文手冊》年輸沙模數(shù)資料，用泥沙輸移比進(jìn)行推算。

6、利用土壤侵蝕或產(chǎn)沙數(shù)學(xué)模型計(jì)算如通用土壤流失方程：

A=RKLSCP108ppt課件那么，如果要你去調(diào)查某地的土壤侵蝕狀況，你能依據(jù)如上的定量分級標(biāo)準(zhǔn)判斷該區(qū)的土壤侵蝕狀況嗎？

難！??！

為什么？

因?yàn)?，盡管有方法，實(shí)際上侵蝕量是很難獲得的！109ppt課件三、土壤侵蝕強(qiáng)度分級參考指標(biāo)1、土壤侵蝕強(qiáng)度面蝕（片蝕）分級指標(biāo)5°-8°8°-15°15°-25°25°-35°＞35°林草覆蓋度（%）60-75輕度輕度輕度中度中度45-60輕度輕度中度中度強(qiáng)度30-45輕度中度中度強(qiáng)度極強(qiáng)＜30中度中度強(qiáng)度極強(qiáng)劇烈坡耕地輕度中度強(qiáng)度極強(qiáng)劇烈地類坡度110ppt課件2、溝蝕分級指標(biāo)溝谷占坡面面積（%）＜1010-2525-3535-50＞50溝壑密度（km/km2）1-22-33-55-7＞7強(qiáng)度分級輕度中度強(qiáng)度極強(qiáng)度劇烈111ppt課件3、重力侵蝕分級指標(biāo)崩塌占坡面面積（%）＜1010-1515-2020-30＞30強(qiáng)度分級輕度中度強(qiáng)度極強(qiáng)度劇烈112ppt課件部頒標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定：土壤侵蝕強(qiáng)度分級，必須以年平均侵蝕模數(shù)為判斷指標(biāo)，只有缺少實(shí)測及調(diào)查侵蝕模數(shù)資料時(shí)，可以在經(jīng)過分析后，運(yùn)用參考指標(biāo)進(jìn)行分級，各分級的侵蝕模數(shù)與水力侵蝕強(qiáng)度分級相同。113ppt課件第四章影響土壤侵蝕的因素教學(xué)目標(biāo)：掌握影響土壤侵蝕的因素和作用機(jī)理。也就是搞清楚兩個(gè)問題：

哪些因素影響土壤侵蝕？

這些因素是如何起作用的？主要參考書：

唐克麗主編.中國水土保持.科學(xué)出版社，2004年

黃炎和等著.閩南地區(qū)的土壤侵蝕與治理.中國農(nóng)業(yè)出版社,2002年

114ppt課件E=f（c·t·g·s·pc·m）

E：土壤侵蝕

c：氣候

t：地形

g：地質(zhì)

s：土壤

pc：植被

m：人類活動(dòng)

115ppt課件第一節(jié)氣候主要內(nèi)容：降水、風(fēng)。對于南方來說，最重要的是降雨。

116ppt課件降雨對土壤的作用：雨滴打擊地面：濺蝕和堵塞土壤孔隙（與雨滴特征有關(guān)）；產(chǎn)流沖刷：水蝕區(qū)的侵蝕動(dòng)力（與降雨量、雨強(qiáng)、降雨侵蝕力等有關(guān)）。117ppt課件一、主要降雨參數(shù)1、雨滴特征大小、分布、終點(diǎn)速度、動(dòng)能等。①雨滴大小

雨滴大小的測定方法：濾紙色斑法。

118ppt課件

濾紙色斑法的具體做法是：取一張濾紙，在其表面薄薄地涂上一層水溶性的1：10的曙紅（干時(shí)無色、遇水變紅）和滑石粉的混合粉未，當(dāng)雨滴落在濾紙上后，每一個(gè)雨滴就產(chǎn)生一個(gè)永久性的粉紅色圓形色斑。實(shí)際雨滴在濾紙上所形成的色斑直徑與雨滴直徑密切相關(guān)（竇葆璋率定）:

d=0.365D0.712

d為雨滴直徑；D為色斑直徑。119ppt課件

雨滴色斑直徑還受到濾紙性能的影響。

但是，就同一濾紙而言，其性能是一定的。所以，只要采用與竇褒璋相同的濾紙，就能采用以上式子計(jì)算雨滴直徑。濾紙是：新華造紙廠出品的直徑為150mm的定性中速濾紙。通過這一實(shí)驗(yàn)，可以得到什么數(shù)據(jù)？

雨滴直徑：d120ppt課件

②雨滴的分布(Best分布)

一定雨強(qiáng)下，大小雨滴的比例構(gòu)成。

F=1－exp[－(d/a)n

]

其中a=AIP

式中:F為雨滴中直徑小于或等于d的雨滴累積體積（%）；

d為雨滴直徑(mm)；

I為降雨強(qiáng)度（mm/min）；

n、a、p為常數(shù)。(實(shí)際應(yīng)用時(shí)發(fā)現(xiàn)n、a不是常數(shù)）

福建：a=3.39I0.27

n不是常數(shù)，n～I(xiàn)關(guān)系受地理位置影響。閩南：n=5.19I0.11121ppt課件雨滴大小分布的例子:

閩南地區(qū)天然降雨雨滴的分布是遵守如下的函數(shù)關(guān)系的：

F=1－exp[－(d/a)n

]

其中a=AIP（A=3.39，P=0.27）

n=5.19I0.11122ppt課件③雨滴的中數(shù)直徑指所有大于這一直徑的雨滴總體積等于小于這一直徑的雨滴總體積時(shí)的雨滴直徑。

123ppt課件

假如告訴你雨強(qiáng)，能計(jì)算中數(shù)直徑嗎（以閩南為例）？以閩南為例:

F=1－exp[－(d/a)n

]

其中a=AIP（A=3.39，P=0.27）

n=5.19I0.11

124ppt課件④降雨的終點(diǎn)速度雨滴降落到地面時(shí)的速度。當(dāng)d<1.9㎜時(shí)，用修正的沙玉清公式計(jì)算，即：

V=0.496antilog(28.32+6.524log0.1d-(log0.1d)2)?-3.665

當(dāng)d≥1.9㎜時(shí)，用修正的牛頓公式計(jì)算，即：

V=（17.20-0.844d）（0.1d）?

式中：V——

雨滴的降落速度（m/s）

d——

雨滴的直徑（㎜）閩南雨滴最小終點(diǎn)速度是2.28m/s，最大的雨滴降落終點(diǎn)速度是9.41m/s。125ppt課件⑤降雨動(dòng)能

E=1/2*mv2

根據(jù)每次降雨雨滴組成，即可計(jì)算該次降雨在單位面積上每1mm降雨量的降雨動(dòng)能。

很多人研究建立了雨強(qiáng)與動(dòng)能的關(guān)系福建省動(dòng)能與雨強(qiáng)關(guān)系是冪函數(shù)關(guān)系：

e=34.32I0.27126ppt課件降雨動(dòng)能的簡便算法:

通過回歸建立動(dòng)能與容易獲得的降雨參數(shù)的關(guān)系,尋找簡便算法.

（以閩南為例）：一場降雨總動(dòng)能ET與降雨量P的回歸關(guān)系：

ET=11.36P1.17

月降雨量與月降雨總動(dòng)能的回歸關(guān)系：

EMT=9.85PM1.14

年降雨量與月降雨總動(dòng)能的回歸關(guān)系：

EYT=∑（EMT）

M=1，2，3，…，12。

127ppt課件2、降雨侵蝕力是指降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。是通用土壤流失方程（USLE）的一個(gè)計(jì)算參數(shù)。

USLE:A=RKLSPC

①威斯奇邁爾(Wischmeier)的研究工作

R＝∑EI30

式中：∑E——

一次降雨總動(dòng)能；

I30——

一次降雨過程中連續(xù)30分鐘最大降雨強(qiáng)度。是經(jīng)驗(yàn)公式，用于研究區(qū)以外要校正！128ppt課件②R值的雨量算法（經(jīng)驗(yàn)式）R＝∑1.735×10（1.5lgP1/P-0.818）式中：P1

——

多年平均月降雨量；

P——

多年平均年降雨量；

R——

年降雨侵蝕力。129ppt課件③其他研究者的成果

不同研究條件下，有不同的值計(jì)算方法。比如黃土高原：

R＝E60I10

東北黑土地區(qū)：

R＝E60I30

130ppt課件④降雨侵蝕力R最佳計(jì)算組合的確定原則：保留威氏結(jié)構(gòu)，同時(shí)又與土壤流失量有顯著相關(guān)，用于通用土壤流失方程（USLE）時(shí)能合理預(yù)測土壤流失量。以閩南為例：

R＝∑EI60

式中：R——

降雨侵蝕力指標(biāo)（J.cm/m2.h）；∑E——

一場侵蝕性降雨總動(dòng)能（J/m2）；

I60

——

該場降雨最大60min雨強(qiáng)（cm/h）；131ppt課件⑤降雨侵蝕力R值的簡便算法以閩南為例：

R＝∑0.0016Pi1.9288

式中：R——

年降雨侵蝕力指標(biāo)（英制單位）

Pi

——

各月降雨總量（mm）132ppt課件⑥R值及其分布以閩南為例133ppt課件站名資料年限年R值平均R值最大R值最小R值最大/平均最大/最小同安56--90271.7866.5161.23.25.4崇武54--90141.3561.277.14.07.3晉江60--90171.9677.7102.43.96.6南安60--90291.8856.3134.02.96.4安溪60--90308.91061.6224.43.44.7永春57--90370.8893.4216.62.44.1德化60--90386.3927.8247.52.43.7薌城51--90297.3725.2186.82.43.9龍海60--90251.6695.6130.62.85.3云霄58--90399.0880.2344.62.22.6漳浦61--90272.3676.6112.52.56.0詔安58--90277.0698.9159.52.54.4長泰60--90279.5694.8164.72.54.2東山54--90165.8737.166.94.411.0南靖56--90372.2772.9213.12.13.6平和60--90372.5827.4190.02.24.4華安60--90328.7669.3327.42.02.0閩南地區(qū)

R值的年際分布134ppt課件3、降雨量降雨量的大小、分布135ppt課件①降雨量的年際分布特征

降雨的年際變化很大。以閩南為例：閩南地區(qū)降雨量的年際變化很大最大年降雨量一般為平均降雨量的1.3～1.8倍最大年降雨量一般為最小年降雨量的1.7～3.0倍。136ppt課件閩南地區(qū)主要站點(diǎn)的降雨量的年際變化站名資料年限年降雨量（mm）平均雨量最大雨量最小雨量最大/平均最大/最小同安56—901453.02296.41030.81.62.2崇武54—901050.51856.9628.91.83.0晉江60—901171.22088.5815.31.82.6南安60—901518.82283.7965.51.52.4安溪60—901581.52461.41193.21.62.1永春57—901712.22515.21224.21.52.1德化60—901762.92485.71303.81.41.9薌城51—901540.22143.51056.41.42.0龍海60—901415.52124.2897.31.52.4云霄58—901725.92612.31228.71.52.1漳浦61—901462.92202.4835.91.52.6詔安58—901443.42253.5920.61.62.4長泰60—901503.22063.31041.01.42.0東山54—901127.41972.8674.21.72.9南靖56—901737.52432.81172.31.42.1平和60—901728.22313.91152.81.32.0華安60—901631.52135.61255.81.31.7137ppt課件②降雨量的年內(nèi)分布特征有三種模式：溫帶降雨熱帶降雨亞熱帶降雨138ppt課件4、降雨強(qiáng)度單位時(shí)間的降雨量。平均雨強(qiáng)：一場降雨的單位歷時(shí)降雨量。時(shí)段雨強(qiáng)：均勻雨強(qiáng)段內(nèi)的單位歷時(shí)降雨量。最大時(shí)段雨強(qiáng)：一場雨中的時(shí)段最大降雨量。139ppt課件閩南地區(qū)的降雨強(qiáng)度均勻雨強(qiáng)段發(fā)生次數(shù)最多、歷時(shí)最長的是小于2mm/hr的降雨大于等于20mm/hr的均勻雨強(qiáng)段發(fā)生的次數(shù)不多、歷時(shí)不長，然而其降雨量卻很大，占全年降雨的31.1%。140ppt課件二、降雨與土壤侵蝕1、降雨量與土壤侵蝕量①可蝕性降雨所謂可蝕性降雨是指能產(chǎn)生地表徑流而引起土壤流失模數(shù)≥1t/km2的降雨量。在閩南，順坡拋荒地可蝕性降雨的臨界雨量標(biāo)準(zhǔn)為10.7㎜，其它各處理小區(qū)的可蝕性降雨的臨界雨量標(biāo)準(zhǔn)變化于15.1～24.6㎜之間。141ppt課件閩南地區(qū)多年平均總降雨量中有80%以上屬于可蝕性降雨?？晌g性降雨的年內(nèi)分布規(guī)律與降雨年內(nèi)分布規(guī)律相似，集中在５至９月份。142ppt課件②月土壤侵蝕量與降雨量的關(guān)系143ppt課件③土壤侵蝕與次降雨量的關(guān)系順坡休耕拋荒區(qū)采取了工程和植物措施后緩坡

14°22°26°18°144ppt課件順坡休耕拋荒區(qū)：

y=a+bxb>0，采取了工程和植物措施后的變化規(guī)律因坡度而異在較緩坡度下，降雨量與土壤侵蝕量不存在顯著相關(guān)。145ppt課件當(dāng)坡度提高到14°時(shí)遵循y=axb，且有a>0，b>1的回歸特征，其圖象如圖。146ppt課件當(dāng)小區(qū)坡度為22°時(shí)，土壤侵蝕量（y）與降雨量（x）之間遵守y=aebx的指數(shù)曲線變化規(guī)律，且都有a>0，b>0的回歸特征，其圖象如圖147ppt課件當(dāng)小區(qū)坡度為26°時(shí)，土壤侵蝕量（y）與降雨量（x）之間遵守y=axb的冪函數(shù)變化規(guī)律，且有a>0，0<b<1的回歸特征，其圖象如圖。148ppt課件18°各工程+植物措施小區(qū)土壤侵蝕量（y）與降雨量（x）的回歸關(guān)系既包含了y=aebx，且有a>0，b>0的函數(shù)變化規(guī)律；也包含了y=axb,且有a>0，b>1的函數(shù)變化規(guī)律。各小區(qū)土壤侵蝕量與降雨量的關(guān)系圖象如圖。149ppt課件18°各工程+植物措施區(qū)土壤侵蝕量隨降雨量的變化圖象

26°各工程+植物措施區(qū)土壤侵蝕量隨降雨量的變化圖象14°各工程+植物措施區(qū)土壤侵蝕量隨降雨量的變化圖象22°各工程+植物措施區(qū)土壤侵蝕量隨降雨量的變化圖象150ppt課件小結(jié)第一，順坡拋荒區(qū)的土壤侵蝕量與降雨量呈線性關(guān)系。第二，采取了一定工程和植物措施后低坡度區(qū)二者沒有顯著關(guān)系。151ppt課件第三，采取了工程和植物措施后14°～22°各小區(qū)的土壤侵蝕量隨降雨量的變化遵守y=axb且a>0，b>1或y=aebx，且a>0，b>0的函數(shù)規(guī)律。第四，當(dāng)坡度達(dá)到26°時(shí)，各工程和植物措施區(qū)的土壤侵蝕量隨降雨量的變化遵守y=axb，且a>0，0<b<1的函數(shù)規(guī)律。152ppt課件降雨強(qiáng)度與土壤侵蝕量

①順坡拋荒區(qū)降雨強(qiáng)度與土壤侵蝕平均雨強(qiáng)和各時(shí)段最大雨強(qiáng)（x）與順坡拋荒區(qū)土壤侵蝕量(y)之間存在極顯著的相關(guān)關(guān)系。且土壤侵蝕量隨雨強(qiáng)變化規(guī)律遵守y=axb，且a>0,b>1的函數(shù)圖象。153ppt課件②順坡植草區(qū)降雨強(qiáng)度與土壤侵蝕與順坡拋荒區(qū)比較，雨強(qiáng)與土壤侵蝕量之間關(guān)系也發(fā)生了一定的變化：首先是相關(guān)系數(shù)普遍下降。第二，關(guān)系方程中冪指數(shù)發(fā)生了明顯變化10°和26°坡度級的冪指數(shù)b值由順坡拋荒區(qū)的b>1降為0<b<1，這一變化改變了土壤侵蝕量隨雨強(qiáng)的變化規(guī)律。順坡區(qū)植草后，不變的是雨強(qiáng)與土壤侵蝕量仍然遵守y=axb的曲線變化規(guī)律。154ppt課件③工程措施區(qū)降雨強(qiáng)度與土壤侵蝕水平梯田10o區(qū)雨強(qiáng)與土壤侵蝕沒有顯著關(guān)系14o區(qū)時(shí)段最大雨強(qiáng)與土壤侵蝕量呈極顯著的相關(guān)關(guān)系，并遵守y=axb,且b>1的函數(shù)變化規(guī)律等高平臺區(qū)14o、26o小區(qū)時(shí)段最大雨強(qiáng)與土壤侵蝕量之間存在極顯著的相關(guān)關(guān)系，并遵守y=axb，且b>1的函數(shù)變化規(guī)律10o的等高平臺區(qū)平均雨強(qiáng)和60分鐘最大時(shí)段雨強(qiáng)與土壤侵蝕量沒有顯著相關(guān)，而I10、I20和I30與土壤侵蝕量之間存顯著的相關(guān)性，并遵守y=axb，且0<b<1的函數(shù)變化規(guī)律。155ppt課件小結(jié)第一、平均雨強(qiáng)和時(shí)段雨強(qiáng)與土壤侵蝕量之間恒遵守y=axb的函數(shù)變化規(guī)律。第二、關(guān)系式中的b值順坡拋荒區(qū)的b=1.638～3.328>1工程和植物措施區(qū)的b變化較大，有些b>1，有些區(qū)0<b<1，搖擺不定。第三、以|r|≥0.7為標(biāo)準(zhǔn)判斷因子的主次順坡拋荒區(qū)：各時(shí)段最大雨強(qiáng)是主導(dǎo)因子工程和植物措施各小區(qū)：各時(shí)段最大雨強(qiáng)是次要影響因子，有的小區(qū)甚至不存在相關(guān)關(guān)系。156ppt課件3、降雨動(dòng)能與土壤侵蝕量

降雨動(dòng)能與土壤侵蝕量的關(guān)系，大部分情況下，遵守y=axb的函數(shù)變化規(guī)律，但是決定著y隨x遞增規(guī)律的b值，在不同的下墊面條件下是有變化的，順坡拋荒區(qū)b恒大于1，順坡植草區(qū)恒0<b<1，而其它工程和生物措施組合的b有些小區(qū)0<b<1，有些小區(qū)b>1。157ppt課件第二節(jié)地形

主要受坡度、坡長、坡向、坡形、溝壑密度等次級因子的影響。158ppt課件一、坡度

1、坡度對滲透量的影響

水分入滲量與坡度成反比關(guān)系：坡度小，流速小則入滲量大；坡度大，流速大則入滲量小。2、坡度對徑流的影響關(guān)系比較復(fù)雜（徑流與坡度、降雨和入滲有關(guān)）。

不考慮入滲時(shí)，坡度與徑流成反比關(guān)系。為什么？

受雨面積不同！坡度大，受雨面積小，徑流小；反之也然！159ppt課件3、坡度與土壤侵蝕的關(guān)系哈德遜（N.W.Hudson）指出，隨著坡度的增大，土壤侵蝕量增加得更快；津格（A.W.Zingg）的研究也表明，坡度增加一倍，土壤侵蝕量增加2.61-2.80倍；霍頓（R.E.Horton）認(rèn)為，在較小坡度下，侵蝕量與坡度之間的關(guān)系可表達(dá)為E=Asbb為1.35-1.40160ppt課件

因此，土壤侵蝕量與坡度之間的關(guān)系可以描述為：隨著坡面坡度的增加，土壤侵蝕量呈冪函數(shù)方式（冪指數(shù)b大于1）遞增。土壤侵蝕量與坡度的冪函數(shù)關(guān)系規(guī)律，只有在較低坡度下是存在的，當(dāng)坡度增加到一定的界限時(shí)，隨著坡度的增加，土壤侵蝕量反而下降,出現(xiàn)臨界坡度。臨界坡度:

當(dāng)坡度增加到一定值，土壤侵蝕量不隨坡度增加而增加，反而出現(xiàn)下降趨勢，這一坡度就叫臨界坡度。福建25°-27.6°161ppt課件二、坡長

在其他條件相同的情況下，水力侵蝕強(qiáng)度決定于坡長。土壤侵蝕量隨坡長的變化遵守冪函數(shù)規(guī)律，但其變化速率卻因研究條件不同而異。

162ppt課件坡度(S)坡長(L)因子與土壤侵蝕的關(guān)系:

坡度(S)坡長(L)因子是美國通用土壤流失方程（USLE）中的因子，含義是：任一坡度坡長條件下的土壤流失量與特定坡度、坡長（22.13m，9%）的標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)土壤流失量的比值。根據(jù)研究，閩南地區(qū)的LS值可用下式表達(dá)：

LS=0.08λ0.35θ0.66

λ為坡長（m）

θ為坡度（°）上式的含義：LS值指任一坡度坡長條件下土壤流失量與坡度為10°、坡長為20m的徑流小區(qū)土壤流失量的比率。163ppt課件三、坡形自然界的坡形一般可分為直線形坡、凸形坡、凹形坡和階段形坡四種基本類型。164ppt課件165ppt課件1、直線形坡從分水嶺到坡底坡度保持不變。嚴(yán)重侵蝕發(fā)生在下半部。2、凸形坡坡度隨著距分水嶺距離的增大而增大。侵蝕嚴(yán)重程度也隨著增加。3、凹形坡坡的上半部較陡，下半部較緩。上部侵蝕，下部沉積。4、階段形坡斜直坡與階地相間的復(fù)式坡形?？稍黾尤霛B，減少徑流量，降低徑流流速。

166ppt課件第三節(jié)地質(zhì)地質(zhì)因素中主要是巖性和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對土壤侵蝕有較大的影響。一、巖性巖石的基本特性，對風(fēng)化過程、風(fēng)化產(chǎn)物、土壤類型及抗蝕能力都有重要影響。容易風(fēng)化的巖石易受強(qiáng)烈侵蝕，如花崗巖等；塊狀堅(jiān)硬的巖石可抵抗較大的沖刷；巖石透水性對于降雨的滲透、地表徑流和地下潛水的形成有重要影響。167ppt課件二、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是引起侵蝕基準(zhǔn)變化的根本原因。土壤侵蝕地區(qū)如果地面上升運(yùn)動(dòng)比較顯著，就會引起這個(gè)地區(qū)沖刷的復(fù)活。168ppt課件第四節(jié)土壤

是侵蝕作用的主要對象，所以它的特性，尤其是透水性、抗蝕性和抗沖性對土壤侵蝕有很大影響。一、土壤的透水性（滲透性）透水性決定著地表徑流的大小。所以土壤對水分的滲透能力是影響土壤侵蝕的重要因子。

如何測量土壤的滲透性？

169ppt課件入滲的測定方法徑流觀測法；單（雙）環(huán)法。170ppt課件單環(huán)法GraduatedCylinderKeepwaterheadintheinfiltrometertobeabout5cmdepth.171ppt課件雙環(huán)法Keepwaterheadtobeabout5cmdepth.Maintainwaterleveltobethesameinbothinsideandoutsiderings.GraduatedCylinder172ppt課件土壤透水能力決定于土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)性、孔隙度、剖面構(gòu)造、土壤濕度等。質(zhì)地越粗，透水越好；結(jié)構(gòu)越好，透水性與持水量越大；持水量取決于孔隙度；透水性與孔隙大小有關(guān)；透水性較小的土層距地面越近，越易侵蝕；濕度大，透水性差。173ppt課件二、土壤的抗蝕性指土壤抵抗雨滴打擊分散和抵抗徑流懸浮的能力。可用分散率、分散系數(shù)和侵蝕率表示。

分散率：土壤在水中的分散程度的指標(biāo)。

測定方法：1%的懸濁液1000ml，震蕩20次，然后測定粉粒（0.02-0.002mm）和粘粒（＜0.002mm）的含量與機(jī)械法全分散粉粒和粘粒的含量的比值的百分?jǐn)?shù)。174ppt課件計(jì)算：分散率=