(3)美国土壤保持局1971年把土壤侵蚀解释为“土壤侵蚀是个、风、冰或重力等营力对陆地表面的磨蚀,或者造成土壤、岩屑的分散与移动。”土壤保持(Soil Conservation)与土壤侵蚀防止(Soil Erosion Control )在美国是同义语,但土壤保持的意义要广泛些。它不仅包含沟道治理,广泛利用牧草、修筑梯田和作物带壮间作等,而且囊括了全部诸如正确利用土地和采用有效措施的一切事宜。目前,通用土壤流失方程USLE和“风蚀预报方程WEO被用来识别易蚀土,指导选定水保措施。
(4)1999年出版的《水土保持:生产力与环境保护》
(Frederick R. Troeh,J. Arthur Hobbs and Roy L.Donahue,1999, Soil and Water Conservation: Productivity and Environmental Protection)中也提出土壤侵蚀是由水和风引起的从土壤中带走大量的泥土和有机质,留下租沙、沙砾和石头。水土保持必须同时完成:等高耕作、梯田和保护土壤表面防止结皮的措施都有增加入渗和保持水分和土壤作用;保持泥沙不进入水体可以防止水体污染并延长水库寿命,以及干旱地区的水分保持促进植物生长并减少风蚀。
2.欧洲
(1)、英国著名水上保持学者N.W哈德逊在《土壤保持》
(1971)著作中定义土壤侵蚀为“就其本质而言,土壤侵蚀是一种夷平过程,使土壤和岩石颗粒在外力的作用下发生转运、滚动或流失。风和水是使颗粒变松和破碎的主要营力。]M.J.Kirby,P. C. R. Mprgan,在Soil Erosion一书中提出土壤侵蚀,是指由水或风引起的土地表面物质的移动。(王礼先等译 水利电力出版社, 1987)
(Water and Soil Miscellaneous Publication, No85. The New Zealand Land Resource Inventory, Erosion C1assification,National Water and Soil Conservation Authority,1985)
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只看楼主 我来说两句美国3S技术(遥感、地理信息系统和全球定位系统)的应用十分普遍。各所大学和实验室的3S技术不仅普及,而且应用水平较高。农业部自然资源保护局开展的全国自然资源清查,主要借助了遥感与地理信息系统技术。路易斯安那州立大学海岸、能源和环境资源中心的陆地扫描实验室,直接接收卫星信息,经处理后编制各类专业图件。国家土壤耕作实验室采用全球定位系统,进行小流域调查与制图。据介绍,在美国很多基础信息都是免费提供的,如分辨率低于30米的遥感资料即可无偿提供给用户,从而为新技术的应用创造了有利条件。
国家土壤侵蚀实验室和泥沙实验室在土壤侵蚀实验中,均采用一种表面微地形激光扫描仪,来测定试验前后的微地形变化。该仪器主要由激光发射器、相机计算机和测架组成,测量快捷,水平和垂直精度都在0.2m左右,测量速度和测点间距都可调节,尤其适于室内试验使用。国家土壤耕作实验室内有一套设备,可以模拟各种温度、湿度和光照,用于研究植物生长条件和残茬的分解过程。其土壤分析采用机械手进行,可替代8名分析人员的工作。国家泥沙实验室的coodwin水溪试验场,自动化观测设备完善。该水溪为耶祖河支流,流域面积21.4km2。在其14个小区出口均设有测流站,通过量水槽或测桥测流。每个测流站都有一套电子数据采集系统,由计算机根据预订时间间隔向所控制的传感器发出测量指令,测量水位、水温、地温、降水等数据,自动抽取沙样。收集到的数据暂时储存,再按主机指令向泥沙实验室传输。
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美国开展全国性的水土资源清查已有50余年的历史。早期如1934年曾进行了全国土壤侵蚀调查,1945、1958和1967年陆续进行了水土保持调查,1975年又作了潜在耕地资源的调查研究。
1972年颁布的《乡村发展法》,授权土壤保持局定期开展资源清查,至少每5年发布一次有关水、土和其它资源情况的报告。1977年的《水土资源保护法》和1985年的《食品安全法》再次明确,资源保护计划应在资源清查评价的基础上进行。此后,土壤保持局分别在1977、1982、1987和1992年进行了4次全国自然资源的定期清查,以了解自然资源的状况和趋势,评价自然资源条件,研究资源使用方面的变化所造成的环境和经济影响,作为制定资源管理保护计划和政策的基础。清查的方法、范围和内容不断完善,清查数据库与其他机构的资源数据库相连接,通过计算机网络直接对用户开放。
1992年的调查工作从1991年秋季开始,1993年6月结束,采用遥感技术与野外查勘相结合的方式进行。调查范围包括美国本土的48个州以及夏威夷、波多黎各。
目前侵蚀比较严重、侵蚀量大的耕地主要分布在得克萨斯、明尼苏达、依阿华、蒙大拿、堪萨斯等5个州,其耕地侵蚀量占全美耕地侵蚀量的40%左右。
三、水土保持科学研究
美国的水土保持科研机构统归农业部农业研究局管理,其中多数设在各大学校园内。国家土壤侵蚀实验室、国家土壤耕作实验室、国家泥沙实验室就分别设在普渡大学、依阿华州立科技大学、密西西比州立大学校园内。这种方式于有利于广泛吸收各类人才开展协作,集科研、教学和推广于一体。科研课题根据需要而设,经费也比较充足,如国家泥沙实验室仅58人,其中17位科学家和工程师,年科研经费达500多万美元;路易斯安那州立大学海岸、能源和环境资源中心,年科研经费达900多万美元。
(一)新一代侵蚀预报模型
美国国家土壤侵蚀实验室是从事土壤侵蚀研究工作的重点单位之一,主要研究水力侵蚀的基本过程及水蚀预报模型。早在50年代后期,就曾与农业部农业研究局、土壤保持局、普渡大学等单位共同推导出著名的通用土壤流失方程式(USLE)。此后为了扩大该式的应用范围,又研究了修正的通用土壤流失方程式(RUSLE)。从80年代中期起,该实验室又与有关单位合作,开发新一代的水蚀预报模型(Water Erosion Prediction Project),简称WEPP模型。该模型自1995年问世以来,在美国、德国、乌克兰等国的水土流失动态监测预报方面获得了广泛的应用。这个模型考虑了决定侵蚀的重要物理过程,能模拟和预测不同土壤、坡度和管理条件下的土壤侵蚀变化,能预报侵蚀的瞬间变化,估算水库、河流中泥沙沉积的变化。
即可定量表示土壤侵蚀、运移和沉积的全过程,通过计算机进行运算。WEPP模型主要由以下7个部分组成:
1.对降雨、温度、风等气候因子的模拟;
2.地表水和地下水的水文学运动;
3.水平衡和渗透;
4.土壤组成和变化;
5.植物生长和残留物分解及管理;
6.地表水力学运动;
7.侵蚀的形成和预测预报。
目前已经开发出坡面水蚀预报模型,正在研究以小流域为单元的预报模型。此次访问,获得了该所赠送的坡面水蚀预报模型软盘。
(二)保土耕作措施与控制地下水污染的综合研究
近些年来,免耕、少耕、残茬覆盖等保土耕作措施在美国获得了较广泛的应用,国家对采用保土耕作措施者给予补贴。这对控制农耕地的土壤侵蚀起到了积极作用。但随之而来的问题是,土壤的渗透作用增强,地表径流减少,加之杀虫剂、除草剂和化肥的大量使用,往往引起作为饮用水源的地下水污染。因此美国目前对保土耕作措施的研究重点,已经不是其减少土壤侵蚀的效益问题,而是这些措施对地下水质的影响及其控制措施。美国国家土壤耕作实验室、国家泥沙实验室和设于路易斯安那州立大学校园内的农业部农业研究局中南部地区巴吞鲁日水土研究站均开展了此类课题的研究。
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