水土保持学导论

本书在研究土流失特征及其演变规律的基础上，重点介绍了土壤侵蚀与水土保持分类、分区与分级，土壤侵蚀过程与机制，土壤侵蚀环境与演变，土壤侵蚀模型，土壤侵蚀研究方法，土壤侵蚀控制原理，水土保持技术体系，流域/区域水土保持景观恢复，小流域综合治理，水土保持生态监测与功能评价，水土保持生态系统GEP推算方法与应用等内容。

序
前言
第1章土壤侵蚀与水土保持研究现状和发展趋势1
1.1概述1
1.1.1水土保持与水土保持学1
1.1.2水土流失的现状及危害2
1.1.3水土保持的研究历程5
1.1.4水土保持学研究的基本内容12
1.2土壤侵蚀研究的现状和发展趋势12
1.2.1坡面土壤侵蚀机理研究12
1.2.2流域土壤侵蚀过程研究16
1.2.3区域土壤侵蚀定量研究20
1.2.4土壤侵蚀和全球气候变化的关系23
1.3水土保持研究的现状和发展趋势26
1.3.1坡面水土保持径流调控26
1.3.2水土流失面源污染控制29
1.3.3城市水土保持31
1.3.4干旱区水土保持34
1.3.5水土保持和全球气候变化的关系40
参考文献42
第2章土壤结构与侵蚀过程47
2.1土壤结构47
2.1.1土壤结构与土壤结构类型47
2.1.2土壤团聚体与土壤微团聚体48
2.2土壤团聚体与土壤侵蚀49
2.2.1土壤团聚体的形成机制49
2.2.2土壤团聚体的破坏机制50
2.2.3土壤团聚体稳定性研究方法51
2.2.4土壤团聚体稳定性影响因素53
2.3土壤结构与坡面侵蚀过程57
2.3.1团聚体稳定性与土壤可蚀性的关系57
2.3.2溅蚀过程中的团聚体破坏58
2.3.3坡面侵蚀对土壤结构的响应60
2.4土壤侵蚀过程与泥沙分选66
2.4.1侵蚀泥沙分选与雨滴的关系67
2.4.2侵蚀泥沙分选与径流的关系68
2.4.3侵蚀泥沙颗粒与降雨径流耦合作用的关系70
2.4.4侵蚀泥沙分选与土壤团聚体的关系71
2.4.5侵蚀泥沙搬运机制73
参考文献74
第3章土壤侵蚀阻力时空变化77
3.1土壤分离能力测定及其不确定性77
3.1.1土壤分离过程77
3.1.2土壤分离能力测定78
3.1.3土壤分离能力测定的不确定性81
3.1.4土壤侵蚀阻力82
3.2土壤侵蚀阻力季节变化83
3.2.1黄土高原典型土地利用类型土壤分离能力季节变化83
3.2.2黄土高原典型农地细沟可蚀性季节变化90
3.2.3北京地区典型草地土壤侵蚀阻力季节变化94
3.3小流域尺度土壤侵蚀阻力空间变化97
3.3.1典型地貌部位98
3.3.2土地利用类型105
3.4区域尺度土壤侵蚀阻力空间变化110
3.4.1黄土高原样线110
3.4.2东部水蚀区农地114
参考文献120
第4章坡面径流挟沙力122
4.1挟沙力概念及其特征122
4.1.1坡面径流挟沙力的概念122
4.1.2坡面径流挟沙力的影响因素124
4.1.3坡面径流挟沙力的确定方法127
4.2坡面径流水动力学特性对挟沙力的影响130
4.2.1试验材料和试验方法130
4.2.2流量、坡度和流速对挟沙力的影响131
4.2.3水流剪切力、水流功率和单位水流功率对挟沙力的影响134
4.3泥沙直径对挟沙力的影响136
4.3.1试验材料和试验方法136
4.3.2流量、坡度和流速对不同直径泥沙挟沙力的影响138
4.3.3综合性水动力学参数对不同直径泥沙挟沙力的影响140
4.4典型挟沙力方程在陡坡的适用性评价142
4.4.1数据来源与研究方法142
4.4.2典型挟沙力方程在陡坡的适用性144
4.5基于WEPP模型的挟沙力方程修订147
4.5.1WEPP模型挟沙力方程的缺点148
4.5.2数据和研究方法149
4.5.3单粒径WEPP模型挟沙力方程修订150
4.5.4多粒径WEPP模型挟沙力方程修订151
4.5.5基于水流功率WEPP模型挟沙力方程修订153
参考文献157
第5章坡面植被覆盖与土壤侵蚀159
5.1植被覆盖对径流过程的影响159
5.1.1植被覆盖对降雨-径流再分配159
5.1.2坡面植被对产流时间的延缓效应160
5.1.3植被坡面径流产生过程163
5.2植被坡面径流水动力学特性171
5.2.1径流水动力学特性的影响因素171
5.2.2植被坡面径流流速特征173
5.2.3植被坡面径流流态判定176
5.2.4植被坡面径流剪切力分布183
5.2.5植被坡面径流侵蚀功率187
5.3植被覆盖对坡面侵蚀过程的影响191
5.3.1植被的土壤侵蚀防控机理191
5.3.2植被坡面土壤侵蚀过程192
5.3.3植被覆盖坡面的综合产沙效应196
5.3.4植被坡面径流含沙量特征200
参考文献201
第6章流域侵蚀产沙与景观异质性203
6.1流域侵蚀产沙来源研究203
6.1.1指纹识别技术203
6.1.2生物标志物示踪204
6.2流域景观异质性及其功能206
6.2.1景观的定义206
6.2.2景观的异质性209
6.2.3源汇功能210
6.3流域景观异质性与侵蚀产沙214
6.3.1单因素景观格局与流域侵蚀产沙215
6.3.2多因素景观格局组合与流域侵蚀产沙216
6.3.3复合景观格局指数与流域侵蚀产沙218
参考文献221
第7章土壤侵蚀环境阈值224
7.1坡面土壤侵蚀阈值224
7.1.1植被-侵蚀动力学非线性改进模型224
7.1.2森林植被影响下坡面土壤侵蚀动力学模型228
7.2小流域土壤侵蚀阈值236
7.2.1基于小流域森林植被、土地利用和地貌特征的土壤侵蚀模型236
7.2.2流域泥沙输移的影响因子分析239
7.2.3流域泥沙输移的分形特征与尺度转换244
7.2.4土地利用、森林植被变化下小流域径流泥沙的阈值247
7.3区域土壤侵蚀阈值248
7.3.1区域植被格局变化248
7.3.2降雨侵蚀力和降雨量的关系248
7.3.3黄土高原土壤侵蚀多要素的阈值关系251
参考文献252
第8章水土保持对区域径流输沙的影响253
8.1水土保持水文效益评估方法253
8.1.1时间序列对比分析法253
8.1.2集水区对比分析法253
8.1.3水保法253
8.1.4水文法254
8.1.5水文模型法255
8.1.6小流域天然产沙量对比法255
8.1.7坡面措施综合减沙系数计算法256
8.1.8双累积曲线法257
8.1.9“以洪算沙”法257
8.2黄河中游输沙变化及其影响因素258
8.2.1研究区概况258
8.2.2数据与方法259
8.2.3输沙变化及其影响因素263
8.3黄土高原植被恢复对径流输沙的影响271
8.3.1研究区概况271
8.3.2数据与方法271
8.3.3植被覆盖变化特征271
8.3.4水沙变化趋势275
8.3.5水沙变化与植被变化的关系276
参考文献277
第9章风力侵蚀过程与机制279
9.1风力侵蚀过程279
9.1.1风力侵蚀的方式279
9.1.2风力侵蚀的过程280
9.1.3风力侵蚀的影响因子282
9.2风力侵蚀环境与演变286
9.2.1蚀积原理286
9.2.2风沙地貌的形成287
9.2.3沙丘运动290
9.3风力侵蚀研究方法296
9.3.1野外调查与观测296
9.3.2风洞模拟实验303
9.3.3室内分析研究310
9.3.4风力侵蚀预报模型317
参考文献324
第10章荒漠化防治生态调控326
10.1风蚀荒漠化地区土壤质量演变326
10.1.1风力侵蚀与土壤质量326
10.1.2荒漠植被与土壤质量327
10.1.3荒漠动物与土壤质量329
10.1.4人类活动与土壤质量330
10.2细根动态331
10.2.1细根动态研究方法332
10.2.2细根分布334
10.2.3细根生产和周转335
10.2.4细根分解336
10.2.5细根对土壤有机碳的影响338
10.3非生物逆境中外生菌根对宿主植物抗逆性的增强作用339
10.3.1干旱胁迫339
10.3.2重金属胁迫340
10.3.3土壤盐碱化与酸化341
参考文献343
第11章生态修复措施的水土保持效应345
11.1植被恢复的水土保持效应345
11.1.1生物土壤结皮的水土保持效应345
11.1.2不同植被配置模式的水土保持效应347
11.1.3植被根系的固土保水效应348
11.2大规模植被恢复的土壤耗水机制350
11.2.1主要植被类型土壤含水量350
11.2.2主要植被类型土壤水剖面分布差异351
11.2.3不同植被类型土壤水分相对亏缺353
11.2.4减缓土壤水消耗的耕作与配置措施353
11.3坡面整地和梯田工程的水土保持效应355
11.3.1坡改梯整地工程的水土保持机理与效益356
11.3.2梯田分布及综合效益366
参考文献369
第12章土壤侵蚀与面源污染372
12.1土壤侵蚀与面源污染的关系372
12.1.1农业面源污染372
12.1.2城市非点源污染372
12.1.3土壤侵蚀对面源污染的影响373
12.1.4土壤侵蚀与面源污染模型374
12.2面源污染负荷估算376
12.2.1河流控制断面污染负荷计算方法376
12.2.2平均浓度法与统计方法378
12.2.3输出系数法及其改进379
12.2.4USLE估算方法383
12.2.5降雨量差值法与径流量差值法384
12.2.6多沙河流面源污染负荷估算模型385
12.2.7基于单元分析的灌区农业面源污染负荷估算387
12.2.8基于现代分析技术的面源污染负荷预测方法389
12.2.9农业面源污染模型的构建及应用393
12.2.10城市非点源污染模型395
12.3面源污染的水土保持防控技术与策略397
12.3.1面源污染防控的“3R”与“4R”策略397
12.3.2小流域面源污染防治措
……