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摇 第 11 卷摇 第 1 期 首页黑体字除标题外， Science of Soil and Water Conservation均为固定格式，不可变 中 国 水 土 保 持 科 学 2013 年 2 月 Vol. 11摇 No. 1 Feb. 2013 中文题目二号黑体居中，不超过20字 流域侵蚀控制度的概念与计算方法 小四楷体居中，多个作者用“，” 间隔，若通讯地址不同，用“1,2， …”按出现顺序用上标标识 ———以王茂沟流域为例 副标题三号宋体居中 高海东1 ,李占斌1,2覮 ,李鹏2 ,贾莲莲3 ,庞国伟1 ,徐国策1 (1. 中国科学院 水利部 水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,712100,杨凌;2. 西安理工大学, 西北水资源与环境生态教育部重点实验室,710048,西安;3. 水利部黄河水利委员会黄河上中游管理局,710021,西安) 小五号宋居中，注意先邮编，后地址，除直辖市或省会外，前均加省（自治区） 摘要: 文章将流域最小可能土壤侵蚀模数与实际土壤侵蚀模数的比值定义为流域侵蚀控制度,并以王茂沟流域为 例说明计算方法。 结果表明:王茂沟流域水土保持措施容量下的流域最小可能土壤侵蚀模数为 2 573 t / ( km2·a) ; 使用王茂沟流域 2004 年土地利用图,计算得出王茂沟流域实际土壤侵蚀模数为 7 413 t / ( km2·a) ,王茂沟流域侵蚀 控制度为 0郾 35,造成王茂沟流域 2004 年流域侵蚀控制度较低的原因是王茂沟流域还存在一定数量的坡耕地以及 林地面积较少。 建议将流域侵蚀控制度作为评价流域水土保持现状的指标。 关键词: 水土保持; 修正通用土壤流失方程; 容许土壤流失量; 流域侵蚀控制度; 黄土高原 中图分类号: S157郾 1 文献标志码: A 文章编号: 1672鄄3007(2013)01鄄0017鄄08 摘要和关键词等均用小五号宋体，注意标点和白黑体 关键词之间用分号间隔，个数以3~8个为宜 四号黑体居 Concept and calculation methods of erosion control degree: 中，首字母大 小四新罗马居中 A case study of the Wangmaogou Watershed 写，其余均小 英文作者姓前名后，名字中间不加连接符五号新罗马居中，格式同中文 写（专用名词 除外） Gao Haidong1 , Li Zhanbin1, 2 , Li Peng2 , Jia Lianlian3 , Pang Guowei1 , Xu Guoce1 (1. State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Agriculture on Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, 712100,Yangling, Shaanxi; 2. Key Laboratory of Northwest Water Resources and Environment Ecology of Ministry of Education at Xi蒺an University of Technology, 710048, Xi爷 an; 3. Upper and Middle Yellow River Bureau, Yellow River Conservancy Commission of the Ministry of Water Resources, 710021, Xi爷 an: China) 五号新罗马，注意标点和白黑体使用 六号新罗马居中，格式同中文。注意国籍 Abstract: In this paper, the erosion control degree was defined as the ratio of the minimum possible soil erosion modulus and actual soil erosion modulus. The minimum possible soil erosion modulus was 2 573 t / ( km2·a) ) under soil and water conservation measures in Wangmaogou Watershed. Based on the land use map in 2004, the actual soil erosion modulus of Wangmaogou Watershed was 7 413 t / ( km2·a) . According to the definition of the erosion control degree, the erosion control degree of Wangmaogou Watershed was at a lower level of 0郾 35, due to existed sloping farmland and less forestry area. Therefore, we suggested that erosion control degree should be as the evaluation indicator for the status of soil and water conservation. Key words: soil and water conservation; revised universal soil loss equation; soil loss tolerance; erosion 五号新罗马，关键词之间用分号间隔，均小写（专用名词除外） control degree; Loess Plateau 引言，直接写，不加“引言”或“前言”2字；文字五号宋体 摇 摇 黄土高原是世界水土流失最严重地区之一,为 梯田以及在沟道修建淤地坝等一系列水土保持措 地利用结构、恢复植被、改进耕作方式、在坡面修建 标主要是水土流失治理程度( erosion control ratio) , 了遏制黄土高原水土流失,我国政府采取了调整土 收稿日期: 2012 08 09摇 修回日期: 2012 11 07 施 [1] 。 而关于流域治理程度的表征,目前使用的指 项目名称必须包括项目来源、项目名称、项 目编号3项内容，多个项目之间用分号间隔 项目名称: 国家重点基础研究发展计划(973 计划) “ 黄河上游沙漠宽谷段风沙水沙过程及调控机理冶 (2011CB403302) ;国家 自然科学基金“ 黄土区退耕生态系统植被根系行为特征与土壤水资源响应冶 (41271290) 作者简介信息必须完 整，内容类别同模板 第一作者简介: 高海东(1983—) ,男,博士研究生。 主要研究方向:土壤侵蚀与遥感。 E鄄mail:geoghd@ msn. com 覮 通信作者简介: 李占斌(1962—) ,男,博士,研究员。 主要研究方向:土壤侵蚀与水土保持。 E鄄mail:zbli@ ms. iswc. ac. cn 摇 作者投稿时不必分栏 中国水土保持科学 18 2013 年 水土保持术语( GB / T 20465—2006) [2] 中表述为“ 在 3摇 土壤侵蚀模数计算方法 原有水土流失面积的百分比冶 。 有学者 [3] 认为,“ 治 3郾 1摇 的意思。 实际调查发现,许多小流域水土流失治理 的 1 颐 1 万地形图通过 Hutchinson 插值方法获得,栅 很正常的事。 因为治理之后有一个恢复过程( 或未 niversal Transverse Mercator, UTM ) , 格 式 为 ESRI 某一区域内,( 包括流域) 水土流失治理措施面积占 理度冶 的含义实际上是“ 面积比冶 的概念,是治理率 率已达到了 100% ,有的已经超过了 100% ,这都是 达到技术标准) ,恢复的过程中依然存在水土流失 现象,也许水土流失的强度有所减缓,但还算水土流 失面积,还需要进一步治理;因此,治理面积占水土 流失面积的比率并不能全面反映小流域治理恢复 二级标题五号黑体 数据来源与处理 研究区数字高程模型 ( DEM) 由等高距为 5 m 格分辨率为 2郾 5 m,投影为通用横轴墨卡托投影 ( U鄄 GRID。 研究区土地利用数据由快鸟( Quickbird) 影 像目视解译而来,影像分辨率为 0郾 61 m,成像时间 为 2004 年 9 月,云量为 0% 。 用于计算土壤可蚀性 K 值的土壤质地和土壤 ( 侵蚀控制) 状况。 鉴于此,笔者从土壤侵蚀模数入 有机质数据由仪器实测而来。 土壤颗粒分析采用 保持措施容量,并计算最小可能土壤侵蚀模数、流域 行分析,土 壤 质 地 分 类 方 法 采 用 美 国 农 业 部 ( US鄄 手,以王茂沟流域为研究对象,确定王茂沟流域水土 实际土壤侵蚀模数以及流域侵蚀控制度,以期为黄 土高原水土流失治理效果评价提供借鉴。 1摇 流域侵蚀控制度的概念 一级标题小四号黑体 Malvern 公司生产的 Mastersizer2000 激光粒度仪进 DA) 的分类方法。 土壤有机碳质量分数测定方法为 高温催化氧化进行消解,使用 NDIR 法测定有机碳 质量分 数, 分 析 仪 器 为 Analytik Jena AG 公 司 的 Multi N / C 3100 TOC / TC Analyzer。 流域侵蚀控制度为流域最小可能土壤侵蚀模数 3郾 2摇 修正通用土壤流失方程( RUSLE) 各因子 每个量符号只能用单个 与流域实际土壤侵蚀模数之比,即 字母，但可加下标区别 修正通用土壤流失方程( Revised Universal Soil r = T0 / T (1) 式中:r 为流域侵蚀控制度;T0 为流域最小可能土壤 侵蚀模数,即水土保持措施容量下的流域土壤侵蚀 模数,t / ( km2·a) ; T 为 流 域 实 际 土 壤 侵 蚀 模 数, t / ( km2·a) 。 公式中第一次出现的量符号必须注量 含义和单位，量符号之间用分号分 流域侵蚀控制度介于 0 ~ 1 之间,反映的是对水 隔，含义和单位之间用逗号分隔。 土保持理想治理状态的接近程度,r 越靠近 1,表明 流域的治理程度越高,而 r 越靠近 0,表示流域治理 程度越低,即偏离理想的治理状态越远。 2摇 研究区概况 三级标题五号仿宋，如下不接 标题，空一格直接接正文 王茂沟流域是陕西省绥德县韭园沟的一条支 Loss Equation, RUSLE)是目前世界上应用最广泛的水 蚀预报经验模型。 修正通用土壤流失方程能反应出土 如果正文中设计到公式的序号， 则按正文中出现的顺序编号 壤侵蚀单因子的改变对土壤侵蚀量的影响,表达式为 A = RKSLCP (2) 式中:A 为年平均土壤流失量,t / ( hm ·a) ;R 为降雨 2 侵蚀力因子,MJ·mm / ( hm2·h·a) ;K 为土壤可蚀性 因子,t·hm2·h / ( hm2·MJ·mm) ;S 为坡度因子;L 为 坡长因子;C 为作物覆盖 管理因子;P 为水土保持 正文中的单位均用此格式 措施因子。 坡面平均侵蚀量 A 使用下式计算: n A = 移 ai Ai i =1 (3) 沟,流域面积 5郾 74 km2 ,主沟长 3郾 75 km,沟道平均 式中:A i 为第 i 类单元的土壤侵蚀量,t / ( km2·a) ;a i 构造比较单纯,表层多被质地匀细、组织疏松的黄绵 3郾 2郾 1摇 降雨侵蚀力( R) 摇 修正通用土壤流失方程 多年平均气温 10郾 2 益 ,多年平均降水量 513 mm,汛 力指标。 受降雨过程资料限制,许多学者 [4] 提出了 比降为 2郾 7% ,沟壑密度 4郾 3 km / km2 。 流域内地质 土覆盖,厚度 20 ~ 30 m。 流域属大陆性季风气候, 期降水量占年降水量的 73郾 1% ,且多以暴雨形式出 现,造成严重的水土流失,泥沙量的 95% 集中在汛 期,以水力侵蚀为主。 流域土地利用类型以草地、坡 耕地、梯田以及林地为主,其他土地利用类型有园 地、坝地、农村居民点、道路等。 王茂沟流域自 1953 年开展流域综合治理工作,至 2009 年底,有淤地坝 23 座,总库容 273 万 m3 。 为第 i 类单元的面积比例;n 为单元数量。 ( RUSLE) 预测土壤流失量时,用 E I30 作为降雨侵蚀 利用气象站常规降雨统计资料计算降雨侵蚀力的简 易方法。 笔者使用蒋定生 [5] 在王茂沟附近丁家沟 的计算结果,R 取 1 189 MJ·mm / ( hm2·h) 。 3郾 2郾 2摇 土壤可蚀性因子( K) 摇 K 因子反映了土壤 对侵蚀的敏感性,K 值估算采用土壤侵蚀和生产力 影响估算模型( EPIC) [6] 中的方法,利用土壤有机质 和颗粒组成进行估算: 摇 22 中国水土保持科学 4郾 3摇 王茂沟流域实际土壤侵蚀模数计算 2013 年 将不同的土地利用类型分别赋予不同的 C 值 将王茂沟土地利用类型分为坝地、梯田、林地、 和 P 值,并使用 DEM 计算坡度坡长因子,得流域实 进行目视解译( 图 3 ( a) ) 。 结果显示,王茂沟流域 知,王茂沟流域以微度侵蚀为主,但极强烈侵蚀和剧 坡耕地以及草地 5 大类,以 2004 年快鸟影像为底片 主要的土地利用类型为草地,其次为梯田以及坡耕 地( 表 4) 。 际土壤侵蚀模数为 7 413 t / ( km2·a) ( 图 3( b) ) 。 可 烈侵蚀也占有一定比例( 表 5) ,这是因为草地和坡 耕地比例较高。 图 2摇 流域水土保持措施容量与最小可能土壤侵蚀模数 Fig. 2摇 Capacity of soil and water conservation measures ( a) and the minimum possible soil erosion moduli ( b) 1）图名和图例放在图的正下方，图题、图注、图中文 字等均中英文对照。2）图序小五号黑体，图题小五号 宋，图内文字及图注六号宋。3）文字左对齐，数字小 数点对齐。4）坐标图中坐标名居中，中英文对照，后 加“/”接单位 图 3摇 王茂沟流域 2004 年土地利用图与实际土壤侵蚀模数图 Fig. 3摇 Land use map in 2004 ( a) and the actual soil erosion modulus ( b) of Wangmaogou Watershed 4郾 4摇 王茂沟流域侵蚀控制度 域侵蚀控制度较低的原因是流域的坡耕地面积较 对于王 茂 沟 流 域, 最 小 可 能 土 壤 侵 蚀 模 数 为 2 573 t / (km ·a),实际土壤侵蚀模数为 7 413 t / (km · 2 2 a),因此,流域侵蚀控制度为 0郾 35。 造成王茂沟流 大,比例达 22郾 32% 。 进一步对比土地利用现状图 和流域水土保持措施容量发现,2004 年,坝地、梯田 以及林地分别占流域水土保持措施容量下的坝地、 摇 摇 第1 期 高海东等: 流域侵蚀控制度的概念与计算方法———以王茂沟流域为例 23 1）表格采用三线表，表名放在表的正上方，表题、表 梯田 以 及 林 地 的 比 例 为 61郾 17% 、 81郾 49% 注、表中文字等均中英文对照。2）表序小五号黑体， 以及 的径流泥沙资料、模拟降雨、野外调查、放射性同位 表题小五号宋，表内文字及表注六号宋。3）文字左对 素以及数学模型等。 本文土壤侵蚀模数的计算使用 25郾 85% ,表明王茂沟流域林地面积较少,还有进一 齐，数字小数点对齐。4）表内单位采用表内格式。 了修正通用土壤流失方程( RUSLE) ,虽然最大可能 步提高的空间。 表 3摇 王茂沟流域最小可能土壤侵蚀模数 Tab. 3摇 Minimum possible soil erosion modulus of Wangmaogou Watershed 土壤侵蚀模数 Soil erosion moduli / ( t·km ·a -2 -1 微度 Slight( < 1 000) 面积 ) Area / hm 比例 2 337郾 20 轻度 Light(1 000 ~ 2 500) Percentage / % 58郾 77 100郾 63 中度 Medium(2 500 ~ 5 000) 29郾 11 强烈 Strong(5 000 ~ 8 000) 极强烈 Ultra strong(8 000 ~ 15 000) 剧烈 Severe( > 15 000) 合计 Total 1郾 97 a) 以下,则梁峁坡应全部修为梯田或者采用水平沟 57郾 17 9郾 96 100郾 00 面积 Area / hm2 比例 Percentage / % 梯田 Terraced field 147郾 92 25郾 78 坡耕地 Slope farmland 128郾 06 22郾 32 合计 Total 573郾 75 100郾 00 35郾 81 林地 Forest land 6郾 24 52郾 51 草地 Grassland 9郾 15 209郾 46 36郾 51 表 5摇 王茂沟流域实际土壤侵蚀模数 Tab. 5摇 Actual soil erosion modulus of Wangmaogou Watershed 土壤侵蚀模数 Soil erosion moduli / ( t·km ·a -2 -1 微度 Slight( < 1 000) ) 轻度 Light(1 000 ~ 2 500) 中度 Medium(2 500 ~ 5 000) 强烈 Strong(5 000 ~ 8 000) 面积 Area / hm 195郾 67 Percentage / % 34郾 11 2) 王茂沟流域土壤侵蚀模数的理论范围为 450 ~ 3) 要使流域土壤侵蚀模数降到 1 000 t / ( km2· 整地造林,且覆盖度需达 40% ~ 60% ;沟谷坡如果 采用鱼鳞坑整地造林,则坝地需淤高 4郾 95 m,如果 种草,则坝地需淤高 30郾 11 m。 4) 王茂沟流域最小可能土壤侵蚀模数为 2 573 t / ( km2·a) ,2004 年实际土壤侵蚀模数为 7 413 t / ( km2·a ) , 流 域 侵 蚀 控 制 度 为 0郾 35, 造 成 王 茂 沟 2004 年流域侵蚀控制度较低的原因是王茂沟还存 致谢用五号仿宋体，不写“致 谢”2字，直接写致谢内容即可 在一定数量的坡耕地以及林地面积较少。 笔者最初提出的概念是“ 流域综合治理度冶 ,专 家审稿后建议用“ 流域侵蚀控制度冶 更贴切,在此表 示感谢! 小四号黑体，顶格排， 与一级表题排序 7摇 参考文献 [1] 摇 水利部,中国科学院,中国工程院. 中国水土流失防治 与生态安全:西北黄土高原区卷[ M] . 北京:科学出版 参考文献采用顺序编码制，小五号宋 社,2010:113体，3人以上作者，在第三人后 132 加“，等”，专著要列出参考起止页 11郾 22 [2] 摇 GB / T 20465—2006 水土保持术语[ S] . 北京:中国标 67郾 54 11郾 77 [3] 摇 苏春丽,梁音,李德成,等. 红壤区小流域治理度的概 89郾 55 15郾 61 64郾 40 48郾 91 极强烈 Ultra strong(8 000 ~ 15 000) 107郾 69 合计 Total 573郾 75 剧烈 Severe( > 15 000) 比例 2 1) 提出的流域简化坡面的办法可为快速调查 18 936 t / ( km2·a) 。 Tab. 4摇 Land use structure in 2004 of Wangmaogou Watershed 坝地 Dam farmland 6摇 结论 6郾 68 表 4摇 王茂沟流域 2004 年土地利用结构 类型 Type 存在一定偏差。 流域的平均土壤侵蚀模数提供方便。 38郾 34 573郾 75 是由于我国 C 值研究较为薄弱,对侵蚀量的计算仍 17郾 54 5郾 07 11郾 29 地修正了 RUSLE 在黄土高原地区应用的局限性,但 8郾 52 18郾 77 100郾 00 5摇 讨论 流域水土保持措施容量是针对王茂沟提出的, 外推到其他地区需要重新鉴别坝地、梯田以及林地 的适宜分布区;另外,本文关于坝地、梯田以及林地 的适宜分布区的定义较为简单,需要进一步深入研 究。 土壤侵蚀模数的确定有多种方法,如使用实测 准出版社,2006:5 7 念与评价方法[ J] . 土壤,2011,43(3) :466 475 [4] 摇 Ferro V, Porto P, Yu Baoyuan. 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