引用本文
邹学勇, 张春来, 程宏, 亢力强, 吴晓旭, 常春平, 王周龙, 张峰, 李继峰, 刘辰琛, 刘博, 田金鹭. 土壤风蚀模型中的影响因子分类与表达. 地球科学进展, 2014, 29(8): 875-889[Zou Xueyong, Zhang Chunlai, Cheng Hong, Kang LIqiang, Wu Xiaoxu, Chang Chunping, Wang Zhoulong, Zhang Feng, Li Jifeng, Liu Chengchen, Liu Bo, Tian Jinlu. Classification and Representation of Factors Affecting Soil Wind Erosion in a Model. Advances in Earth Science, 2014, 29(8): 875-889]  
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土壤风蚀模型中的影响因子分类与表达
邹学勇1,2, 张春来1,2, 程宏1,2, 亢力强1,2, 吴晓旭3, 常春平4, 王周龙5, 张峰1, 李继峰1, 刘辰琛1, 刘博1, 田金鹭1
1．北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京100875
2．北京师范大学防沙治沙教育部工程研究中心, 北京100875
3．北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院, 北京100875
4．河北师范大学资源与环境科学学院, 河北石家庄050016
5．鲁东大学地理与规划学院, 山东烟台264025

作者简介：邹学勇(1964-), 男, 安徽六安人, 教授, 主要从事风沙物理与沙漠化防治研究. E-mail:zouxy@bnu.edu.cn

收稿日期:2014-07-21
基金:国家自然科学基金重点项目“土壤风蚀影响因子参数化”(编号:41330746)资助;
摘要

土壤风蚀是包括风、植被、土壤特性、土地利用方式、降水、微地形等多要素交互作用, 发生在特定地理空间, 具有独特的气流—土壤界面相互作用机制的连续动力学过程。基于统计学理论的土壤风蚀经验模型, 不仅难以避免子模型之间有多个风蚀影响要素的交叉出现, 使子模型之间不能严格地相互独立, 导致建模理论基础存在不足, 而且不能客观反映土壤风蚀的动力学过程。在厘清土壤风蚀基本概念, 分析国际土壤风蚀影响因子和土壤风蚀模型研究历史与存在不足的基础上, 提出一个新的基于风蚀动力学理论的土壤风蚀模型理论框架, 以及在此模型框架下土壤风蚀影响因子的分类与表达。阐述了该模型框架和影响因子分类与表达的合理性, 并对土壤风蚀影响因子分类与表达的研究途径进行了探讨。

关键词: 土壤风蚀模型; 风蚀动力学; 土壤风蚀影响因子; 因子分类; 因子表达
中图分类号:P934; K903 文献标志码:A 文章编号:1001-8166(2014)08-0875-15
Classification and Representation of Factors Affecting Soil Wind Erosion in a Model
Zou Xueyong1,2, Zhang Chunlai1,2, Cheng Hong1,2, Kang LIqiang1,2, Wu Xiaoxu3, Chang Chunping4, Wang Zhoulong5, Zhang Feng1, Li Jifeng1, Liu Chengchen1, Liu Bo1, Tian Jinlu1
1. State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
2. MOE Engineering Research Center of Desertification and Blown-sand Control, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
3.College of Global Change and Earth System Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
4. College of Resources and Environmental Sciences, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China
5. College of Geography and Planning, Ludong University, Yantai 264025, China
Fund:
Abstract

Soil erosion is an interaction of multi factors including wind, vegetation, soil characteristics, land use, precipitation, micro-geomorphology and so on. It is a continuous dynamic process occurring on airflow-soil interface in the specific geographical locations. Soil erosion empirical model, based on statistic theory, is difficult to avoid overlap of some factors affecting soil wind erosion between sub-models and not enable sub-models to be strictly independent from each other, thereby leading to lack of theoretical basis for modeling. Such empirical model is also not able to objectively reflect dynamic process of soil erosion. On the basis of clarifying basic concepts of soil erosion and analyzing the global research background and inadequacy, we proposed a new theoretical framework for soil erosion models based on wind erosion dynamics theory and the classification as well as representation of factors affecting soil wind erosion under the framework. We also elaborated the rationality of both the framework and the classification as well as the representation of factors affecting soil wind erosion, and further explored the research approaches on the latter.

Keyword: Soil wind erosion model; Dynamics of wind erosion; Factors affecting soil wind erosion; Classification of factors; Representation of factors.
1 引言

自Penck于1894年第一次用德语将风蚀表达为winderosion[ 1]后, 英文wind erosion作为风蚀术语沿用至今。西方研究者受实用主义影响, 并不重视对风蚀这一科学概念的阐述, 目前仅发现2个定义：“风蚀是一个促成土壤从初始状态直至最终沉积的完整过程”[ 2], “风蚀是指沉积物被风分离、搬运、沉积, 它是松散、干旱和裸露土壤被强风传输的一个动力学和物理学过程”[ 3]。国内开展风蚀研究较晚, 但十分注重对风蚀概念的阐释, 具有代表性的定义有3类：一是限于地表物质发生位移, 导致岩石圈（或土壤圈）的破坏和损失[ 4];二是将风蚀作为一个完整的过程, 包括表土颗粒在风力作用下起动、搬运、沉积[ 5];三是比较模糊的定义, 认为是以风力为主的外营力作用于地面而引起尘土、沙的飞扬、跳跃和滚动的侵蚀过程[ 6]。从地球表层物质循环过程的角度来看, 它包含了侵蚀、搬运、沉积3个主要环节, 侵蚀是其中的首要环节, 不应包括表土物质的搬运和沉积过程, 因而风蚀的合理定义应是“风力作用导致表土物质脱离原空间位置的过程”, 它与土壤风蚀流失量（soil loss by wind）的区别, 在于后者是一个具有时间和空间尺度的概念, 通常使用单位时间和单位面积上的土壤风蚀量, 即风蚀模数。土壤风蚀流失量不仅包含了风蚀概念, 还包括一定时间和空间范围内土壤颗粒的传输和沉降, 以及土壤颗粒蠕移、跃移和悬移3种运动形式的相互转换。

美国是最早有计划地实施土壤风蚀研究的国家, 在美国农业部组织下于1899年成立专门的土壤风蚀研究机构[ 7], 主要任务是调查研究中西部大平原的土壤风蚀状况及危害。20世纪上半叶, 美国中西部大平原频繁而猛烈的沙尘暴, 迫使美国政府加快了土壤风蚀研究步伐[ 8]。但是, 限于当时的科学认识水平, 研究工作主要集中在作物种植方式和留茬达到防止土壤风蚀[ 9], 以及土壤特性与土壤风蚀损失量的单要素相关关系研究[ 10, 11, 12, 13, 14, 15]。直至1947年才开始有计划地实施风蚀方程（Wind Erosion Equation, WEQ）研究, 试图通过土块、土垄粗糙度、田块尺度、气候和植被物质5个关键因子研究解决农田土壤风蚀问题[ 8]。由于影响土壤风蚀的要素很多, 而且在风蚀过程中各要素间往往交互作用, 在没有科学的分类标准情况下, 不可能制定出合理的技术路线框架, 对风蚀影响因子开展有秩序的研究。正因如此, 尽管随后进行了土壤颗粒运动和风力传输、土壤理化性质、作物和残留物覆盖、地表粗糙度等因子对土壤风蚀的影响, 以及林带等风障的防风效果、生长植物的小谷物当量（small grain equivalent (SGE) of growing plants）、耕作器具与耕作深度对土壤团聚体形成的影响等大量研究[ 16], 仍然未能为建立的WEQ提供充分的理论基础和基础数据支持[ 17]。

对风蚀影响因子进行科学分类, 用具有明确物理意义的形式表达, 根本目的在于为构建土壤风蚀模型奠定理论基础, 以及有利于在统一的技术路线框架下开展有秩序的研究。WEQ理论基础不足和难以应用于实际的主要原因, 就是限于当时对土壤风蚀的科学认识水平, 对风蚀影响因子的分类体系不完善[ 12];同时限于早期的研究时间较短, 基础数据支持不够充分。美国农业部于20世纪80年代中期, 同时开始2个土壤风蚀模型研究, 即修正风蚀方程（Revised Wind Erosion Equation, RWEQ）[ 18]和风蚀预报方程（Wind Erosion Prediction System, WEPS）[ 19]。RWEQ与WEQ在模型结构上没有本质差别, 将影响因子划分为五类, 即土壤可蚀性因子、土壤结皮因子、作物残留物因子、土壤表面粗糙度因子和气候因子, 因子间的综合作用仍用乘积形式表达, 特别是各因子中的要素常常交叉出现, 计算参数均来源于美国大平原的统计值, 导致缺RWEQ乏理论和物理过程基础[ 20]。WEPS尽管被称为一种基于过程的土壤风蚀模型[ 21], 但并非是真正意义上的动力学过程, 而是各要素状态变化过程的描述。WEPS中将风蚀影响因子划分为7类, 分别作为7个子模型, 建模理论基础与RWEQ存在类似缺陷。此外, 20世纪70~80年代, 由捷克科学家Pasak提出的土壤风蚀模型[ 22], 只将表土不可蚀颗粒所占百分比、风速、土壤相对湿度作为影响因子;前苏联科学家Bocharov提出的土壤风蚀模型[ 23], 将风况特征、土壤表层特点、气象要素特征、为人类对土壤表面的干扰作为影响因子;美国风工程研究中心（the Wind Engineering Research Center）提出的德克萨斯侵蚀分析模型（Texas Erosion Analysis Model, TEAM）[ 24], 对影响因子的考虑相对充分, 包括一定长度处的土壤移动速率、当地表为细的非胶聚物覆盖时的最大土壤运动速率、裸露地表顺风向长度、表土磨蚀调整系数、土壤可蚀性因子、地表覆盖因子、风的剪切速度和临界剪切速度。由于Pasak模型、Bocharov模型和TEAM模型中考虑的影响因子过于简略, 不能满足土壤风蚀计算的实际需要, 已不是当前的主流模型。由此可见, 风蚀影响因子的合理分类和科学表达, 是构建具有坚实理论基础的土壤风蚀模型的关键环节。

2 风蚀影响因子与风蚀模型研究评述
2.1 风蚀影响因子

综观国际土壤风蚀研究历程, 19世纪末至20世纪20年代, 由于土壤风蚀已经影响正常的农业生产, 认识到开展土壤风蚀研究的重要性[ 25], 通过实地调查和总结前人成果, 从现代科学的角度阐述了近地层风力传导、表土过度被风蚀、土壤物质在风力作用下传输过程、通过简单地改变表土理化性质克服土壤风蚀等[ 26, 27, 28, 29]。20世纪30~50年代, 通过大量的野外调查和观测、风洞模拟实验, 系统地开展了土壤特性对风蚀影响的研究, 包括土壤水稳性和干土块结构与土壤抗蚀性之间的关系[ 30, 31], 土壤可蚀性与土壤中干团聚体结构和块状结构、地表不易风蚀的凸起土块的体积[ 32, 33, 34, 35, 36], 以及直径<0.42 mm和>0.84 mm土粒的百分含量之间的关系[ 37, 38], 土壤中碳酸钙、有机质和水分含量对风蚀的影响[ 39, 40, 41, 42], 初步确立了发生土壤风蚀的临界风速, 摩阻风速和风沙流量、风蚀模数与可蚀性指标之间的关系等一些重要的物理量, 深刻认识到土壤风蚀影响因子的复杂性[ 12, 13, 14, 15, 43]。

20世纪60~80年代中期, 通过大量风洞模拟实验和野外观测, 建立了条播活立作物的间距、方向、植株密度等参数与土壤风蚀模数的关系[ 44], 作物留茬高度、密度、单位面积残茬质量与土壤风蚀模数的关系, 并给出不同条件下能够有效防止风蚀的作物直立残茬合理高度和间距、平茬长度等关键参数[ 45, 46], 初步建立了平铺在地表的单位面积作物残余物质量与潜在风蚀量的定量关系[ 47];在美国内布拉斯加州进行的8种草本植物防风蚀研究结果表明, 在单位面积植物干质量相同的情形下, 草本植物的防风蚀效率大约是平铺作物秸秆防风蚀效率的2~8倍[ 48]。无论是作物还是草本植物, 是直立残茬还是平铺残余物, 主要结论都是风蚀量随单位面积植物干质量增加呈现指数形式快速衰减。地表粗糙因子主要集中在农田土垄和土块2个研究对象, 由于它们的尺寸均较小, 研究方法大多采样风洞模拟实验。对不同高度土垄与平坦地表的对比研究结果表明, 在土垄高度和间距为1:4情形下, 4~6 cm高度的土垄防风蚀效果最佳, 当土垄高度超过11 cm时, 防风蚀效果趋于稳定[ 49, 50], 当土垄高度和间距比发生变化时, 其防风蚀效率会发生显著变化[ 51];垂直于风向的风障, 自风障背风侧至20倍风障高度范围内的风速降低幅度可达50％以上, 靠近风障背风侧范围的风速降低幅度更大[ 52, 53]。由于风蚀对象是表层土壤, 此前的研究焦点几乎全部集中在土壤特性和地表粗糙因子上, 直至本阶段后期才注意到对风力研究的重要性, 特别是风作用于地表时产生的侵蚀力[ 54, 55]。西方研究者受美国土壤风蚀研究思路的影响, 主要从“风蚀气候因子”的角度, 将逐月风速与降水、蒸发等要素进行综合表达[ 56, 57], 并认为逐月和逐年风速大小的概率密度函数服从韦布尔分布（Weibull Distribution）[ 58, 59];中国学者则将风力与表土特性、植被覆盖等要素联系起来, 证明在相同地表特征条件下, 风速增大将导致风蚀速率呈指数形式急剧增加[ 60]。这一阶段是风蚀影响因子研究取得重大进展时期。但显而易见的是, 各研究组织和个人都根据各自的实际需求, 没有在统一的合理分类和科学表达的总体框架指导下, 对风蚀影响因子开展有序的研究, 成果显得零散而无序。

20世纪80年代中期至今, 随着测量技术的进步和大型实验装置的应用, 为了完善现有土壤风蚀模型中的关键参数, 对土壤风蚀影响因子开展了广泛的研究[ 61, 62, 63, 64]。除继续对土壤可蚀性进行补充研究以外[ 65], 重点开展了田间观测研究, 建立多种作物叶面积与茎、叶质量之间的定量关系[ 66], 以及茎、叶质量与生长温度天数（Growing-Degree-Day, GDD）之间的关系[ 67];揭示了风速和降水对土垄高度的影响规律, 作物叶面积指数与其干质量呈线性关系, 并指出WEPS中土壤风蚀量与直立作物生物量的函数关系应该进一步加以修正[ 68];定量描述了空气动力学粗糙度和土垄高度变化的关系, 地表起伏糙度和临界侵蚀摩阻风速与土垄高度和间距之间的关系, 不同高度和间距土垄对跃移土壤颗粒释放的影响, 以及土垄高度和间距对临界摩阻风速、风速和风向、抑制跃移土壤颗粒效率的关系[ 69];对前期建立的风速概率密度函数存在的不足[ 70], 提出了修正计算方法[ 71], 并试图推广到中国等国家[ 72]。本阶段的研究主要是在RWEQ和WEPS两个模型框架下开展, 目的是对各自的风蚀影响因子进行补充和完善。由于RWEQ和WEPS采取不同的因子分类和表达, 削弱了研究结果的共享功能。

2.2 现有风蚀模型中的影响因子分类与表达

RWEQ继承了WEQ的模型结构, 在RWEQ的五类影响因子中, 土壤可蚀性因子和土壤结皮因子都共同使用土壤CaCO3含量、有机质含量、粉粒含量、砂粒含量和粘粒含量5个要素表达;作物残留物因子包括作物的平铺残余物、直立残茬和活立作物3个要素, 使用单位面积上作物残余物干质量表达;地表粗糙度包括土垄糙度和表土粗糙2个要素, 使用地形起伏程度表达, 而非空气动力学粗糙度;气候因子使用风速观测次数、土壤湿度、积雪覆盖和计算周期日数4个要素表达（图1）。

图1 RWEQ模型结构（根据参考文献[18]总结）Fig. 1 The structure of RWEQ (Summarized from literature [18])

模型的基本形式为： 。式中: x为实际田块长度, s为达到最大土壤转移量63.2%处的田块长度, WF为气候因子, EF为土壤可蚀性因子, COG为土壤结皮因子, K’为地表粗糙度因子, SCF为结合残茬因子。

从RWEQ的发展过程和模型结构, 可以看出其存在以下不足：①风蚀影响因子分类不合理, 多个要素常常出现在不同风蚀影响因子之中, 无法排除风蚀过程中各要素的相互影响;②由于风蚀要素在影响因子间交叉出现, 模型采用因子连乘形式, 显然违背了因子之间互不关联的建模理论;③各风蚀影响因子的表达仅仅反映一定时空条件下的状态, 基于这种现象变化（状态）的描述, 风蚀影响因子只能是特定区域的经验性表达, 无法为模型提供具有普遍适应性的风蚀动力学理论基础。

WEPS被认为是目前最完整、手段最先进的土壤风蚀模型, 其突出特点是应用了最新的计算机技术, 将通常所称的风蚀影响因子以子模型的形式表达, 并实现高度程序化运行。WEPS共有7个子模型和4个数据库（图2）。水文子模型包括融雪、地表径流、土壤贮水量、潜在蒸散量、潜在土壤蒸发和植物蒸腾量;管理子模型包括地表处理方式、土壤处理方式、植物体处理方式和土壤改良;土壤子模型包括垄沟高度、自由糙度、结皮、结皮厚度、结皮覆盖度、结皮稳定性、结皮的松散可蚀性物、干团聚体稳定性、团聚体粒径分布;作物子模型包括物候、作物生长期日长、作物萌发、生物量产出、地上和地下生物量分量、叶茎面积生长过程、衰亡期叶面积指数下降过程、植株高度;分解子模型包括作物的直立秸秆分解、地表残留秸秆分解、埋入土壤秸秆分解、根系分解;侵蚀子模型是WEPS的主体, 在考虑地表粗糙度、地表作物残体覆盖、表土湿度和作物直立生物量的条件下, 计算的要素包括每个小区的摩阻风速和临界摩阻风速、生成模拟区域网格点、模拟区每个格点的初始化数值、土壤损失和沉积量等;气候子模型主要利用风速概率密度函数（被定义为Weibull分布）, 计算逐日平均风速和风向、逐日最小和大于临界侵蚀风速的最大风速值。WEPS中风蚀影响因子分类和表达存在的不足主要在于：①各子模型中风蚀影响要素的运用没有按照同类属性原则。②不同物理含义的影响因子在同一子模型中混合使用, 导致子模型失去明确的物理意义。③没有区分各风蚀要素之间的相互影响, 简单地使用连乘或者加减, 并不能客观表达各风蚀要素之间的复杂关系。④WEPS所谓的过程仅仅是一定时空条件下的状态变化过程, 部分子模型中选择的参数和常数仅适用于美国, 在其它国家可能存在较大偏差。

图2 WEPS模型结构[ 19]Fig. 2 The structure of WEPS[ 19]

Bocharov模型的表达式为 E = f ( W, S, M, A )[ 23], 其中, E为风蚀程度, W为风况因子, S为表层土壤因子, M为气象因子, A为农业活动因子。在这4类因子中, 共有25个风蚀影响要素。模型中的风况因子包括瞬时、日平均、年平均、最大风速等, 以及风向、气流湍流程度和风速的频率分布;表层土壤因子包括土壤机械组成、土壤湿度、土壤团块结构（不可蚀成分含量）、结皮、土壤结构的水稳性等;气象因子包括气温、土壤温度（土壤冻结）、降雨强度与降雨量、空气相对湿度等;农业活动因子是指人类对土壤表面的干扰程度以及与农业活动有关的其余一些因子, 包括农业活动引起的田块内表土微地形起伏和沟垄尺寸、上年风蚀性质、顺风向田块长度、邻近田块的性质、田块周围防护措施类型和结构、度植被覆盖和作物残留物覆盖状况、耕作方法等。Bocharov模型从系统论思想出发, 对风蚀影响因子进行了较合理的分类, 这4类因子具有明显的层次性, 同时充分考虑到各因子之间的相互作用, 比其他风蚀模型的建模思想明显进步。但模型中并没有给出各影响因子的具体定量关系, 仅是一个概念模型, 不能直接应用[ 20]。TEAM模型的表达式为： [ 24]

式中： X为在长度 L处的土壤移动速率[土壤质量/（单位宽度·单位时间）], U*为摩阻风速, U*t为临界摩阻风速, C ( S·U*2 - U*t2 )为当地表为细的非胶聚物覆盖时的最大土壤运动速率, C为取决于采样宽度及 U*单位的常量, L为顺风向裸露地表长度, A为磨蚀调整系数, I为土壤可蚀性因子, S为地表覆盖因子。Pasak模型的表达式为 E= 22.02 - 0.72 P + 1.69 V - 2. 64 Rr[ 22], 其中, E为风蚀量（kg/hm2）, P为不可蚀颗粒所占百分比, V为风速（km/hr）, Rr为相对土壤湿度。总体上, Pasak模型和TEAM中选择的风蚀影响因子较少, 既缺乏明确的分类原则和标准, 也不能全面反映各影响要素在土壤风蚀过程中的作用。

总体上, 现有风蚀模型普遍存在以下几方面的不足：①模型结构在层次上的逻辑性不够严谨, 影响因子（子模型）分类的系统性不强, 导致影响因子中的各要素计算方法和物理含义不统一。②它们都是统计学模型, 基础数据来源于美国大平原[ 18, 19]。由于统计学模型不具有刻画土壤风蚀动力学过程的功能, 只能应用于与发源地的自然条件相同或者相似的环境, 在自然条件相差明显的区域往往会失去其功能。③模型中的部分影响因子分类不合理, 建模理论基础存在缺陷。④部分影响因子（子模型）的计算公式是经验性的, 不一定适用于其他地区[ 73]。例如, 设定风速的概率密度函数服从Weibull分布, 对于大于临界侵蚀风速的分布, 往往与此相差很大[ 74]。⑤计算土壤风蚀量时, 简单地使用多个因子连乘或者加减形式, 没有考虑到各因子之间的相互影响, 可能会夸大这些因子的作用[ 20]。

3 土壤风蚀建模与风蚀影响因子分类
3.1 基于风蚀动力学模型的建模思路与框架

鉴于现有风蚀模型存在的不足, 以及近年来迅速发展的多样化测量手段和测量技术进步, 建立基于风蚀动力学理论的土壤风蚀模型（Dynamic Model of Soil Wind Erosion, DMSWE）的条件已经成熟。由于纯理论模型的部分参数往往难以获取, 或者模型计算十分复杂, 不利于实际应用;而经验模型具有很大的局限性, 不利于推广应用, 例如RWEQ和WEPS等。因此, 构建既有坚实理论基础, 又有统计学依据的DMSWE是最佳选择。考虑到土壤风蚀是一个受到多要素影响的复杂过程, 在构建DMSWE时, 必须对模型层次进行合理设计, 并根据不同层次所表达的内容和性质, 采用不同的表达方式。据此, DMSWE自上而下被设计为4个层次（图3）：①最高层次, 即具有风蚀动力学理论基础的模型。②风蚀影响因子参数化（子模型）层次。各影响因子（子模型）及其之间关系不仅具有明确物理意义, 而且都是以风蚀力或者抗侵蚀力的方式表达;③风蚀影响因子中各要素描述层次。由于各要素的基本参数来自于野外实际调查, 该层次中的各要素只能基于统计学描述。④各要素算法层次。影响土壤风蚀各要素的物理意义不同, 包括长度、速度、质量、百分比（无量纲）等, 不能按照统一的算法进行计算, 只能根据实际情况确定每个要素的算法。

根据DMSWE的层次设计, DMSWE框架应包括DMSWE主模型、风蚀影响因子参数化（子模型）、基础数据库三大部分, 以及相应的计算程序（图4）。DMSWE主模型是建立在风蚀影响因子参数化（子模型）基础上的综合结果, 以作者建议的土壤风蚀标准小区为空间转换参照标准[ 75], 通过风力侵蚀力、地表粗糙干扰力、土壤抗侵蚀力的综合对比, 从风蚀动力学角度计算不同情形下的土壤风蚀模数。风蚀影响因子参数化（子模型）就是按照一定的分类原则, 将影响土壤风蚀的各要素分类归纳为风力侵蚀力、地表粗糙干扰力、土壤抗侵蚀力三大影响因子, 在此基础上建立这三大影响因子的力学表达式。基础数据库包括风力因子数据库、地表粗糙因子数据库、土壤抗蚀因子数据库、气候因子数据库, 每个数据库由多个影响土壤风蚀的要素组成;基础数据库中的数据都是带有空间属性的数据, 在计算程序支持下生成指定空间分辨率的栅格数据, 以便进行风蚀影响因子参数化（建立子模型）。

3.2 风蚀影响因子分类

风蚀影响因子是指对土壤风蚀过程产生影响的各种自然和人为干扰因素, 包含了与大气、土壤、植被、土地利用方式和管理措施等很多单独影响要素。Chepil[ 12]早在1945年就从风蚀动力学的角度, 将风蚀影响因子分为空气、地表和土壤三类, 尽管并未给出具体的分类原则和风蚀影响因子表达方法, 显然这种划分是非常合理的。遗憾的是Chepil以及后来的研究者并未继续发展这一思想, 而是将各因子的作用均以因数（尽管是非线性）的形式体现出来。为了进一步明确各类因子对土壤风蚀过程的影响方式和作用机制, 有必要重新思考Chepil对风蚀影响因子的定义和分类。

图3 DMSWE模型的层次Fig. 3 The hierarchies of DMSWE

在土壤风蚀过程中, 尽管影响土壤风蚀的要素众多, 各要素之间存在相互作用。但是从风蚀动力学的角度来看, 各要素的属性和力学特性是不同的, 可以根据以下分类原则严格地分类：①有利于或者不利于土壤风蚀的属性原则;②三维空间上的连续性原则;③土壤风蚀过程中表现出的同类力学特性原则;④实际应用中的可测度原则。根据上述原则, 将土壤风蚀影响因子分为风力侵蚀因子（wind erosivity factors）、粗糙干扰因子（roughness interference factors）和土壤抗蚀因子（soil anti-erodibility factors）3类（表1）, 分别对应风力侵蚀力（wind driving force）、粗糙干扰力（roughness interference force）和土壤抗蚀力（soil anti-erodibility force）。

图4 DMSWE模型结构Fig. 4 The structure of DMSWE

3.3 风蚀影响因子分类特点

从风蚀动力学角度对风蚀影响因子进行分类的优点在于, 将各风蚀影响要素按照所处空间位置和力学属性合理地分开, 在风蚀影响因子参数化（子模型）这一层次, 使各风蚀影响因子及其次级风蚀影响要素成为独立的变量和自变量, 避免风蚀影响因子参数化（子模型）中交叉出现相同的风蚀影响要素。构建基于风蚀动力学的土壤风蚀模型时, 无论在模型层次还是风蚀影响因子参数化（子模型）层次, 采取任何形式的计算方式都能够满足自变量互不关联的建模理论。

在新的分类体系中（表1）, 风力侵蚀因子仅包括与气流特性有关的各要素, 在空间上气流位于表土上层, 气流底层与地表粗糙元产生部分接触;在力学属性上反映风对表土颗粒产生剪应力并导致颗粒脱离地表的潜在能力。粗糙干扰因子仅包括描述地表粗糙元特性的各要素, 在空间上位于气流与表土之间;在力学属性上反映各种粗糙元对气流的干扰作用, 是削弱风力侵蚀力的外加因子。土壤抗蚀因子仅包括表土理化性质和植物根系等要素, 在空间上处于发生土壤风蚀的最底层;在力学属性上反映表土本身具有的抵抗风力侵蚀力的能力。风力侵蚀因子、粗糙干扰因子和土壤抗蚀因子中的各要素均具有相对的独立性, 不随其它影响因子中的要素变化而变化。

表1 土壤风蚀影响因子分类 Table 1 Classification of factors affecting soil wind erosion

国际上一般用“土壤可蚀性”表达表土易风蚀性。事实上, 土壤抗蚀性与土壤可蚀性是一个问题的两个方面, 土壤抗蚀性是由土壤颗粒内聚力产生的抵抗风剪切力的反作用力。从风蚀动力学角度, 采用“土壤抗蚀性”概念比“土壤可蚀性”概念更能够直接反映土壤抵抗风蚀的能力, 并将其定义为土壤颗粒因重力和颗粒间内聚力产生的抵抗风前切力的反作用力。

4 风蚀影响因子的表达

土壤风蚀过程本质上是风力侵蚀力、粗糙干扰力和土壤抗蚀力构成的矛盾统一体, 是在地球表层物质迁移过程中的表现形式。对土壤风蚀影响因子分类, 并用具有明确物理意义的形式表达, 其根本目的是为构建具有风蚀动力学理论基础的土壤风蚀模型提供支撑。因此, 在风蚀影响因子这一层次, 必须使用相同物理意义的表达方式。对于风力侵蚀力, 理论和室内外实验结果证明, 风蚀速率（ Q）和风蚀物输移量（ q）都与摩阻风速（ U*）呈正相关（ Q∝ U*, q∝ U*）[ 76, 77, 78], 而 （τw为剪切力, ρg为空气密度）。粗糙干扰力是通过分担风的剪切力, 减小表土分担风的剪切力, 对表土产生保护作用。土壤抗蚀力是表土本身具有的抵抗风剪切力的能力。发生土壤风蚀的力学本质, 是风对表土颗粒产生的剪切力克服了表土颗粒本身抗剪力。由此可以推断, 将风蚀影响因子用剪切力的方式表达, 不仅具有可行性, 而且具有明确的物理意义, 更符合力学原理。

4.1 风力侵蚀因子

风力侵蚀因子表达的力学属性是风对表土颗粒产生剪切力并导致颗粒脱离地表的潜在能力, 它与粗糙干扰因子和土壤抗蚀因子无关, 可表达为 τw=U* 2ρg。在地表平坦且裸露（无粗糙元）情形下, U*=kUz/lin(z/z0), 其中 k为常数（0.4）, Uz为某一高度 z处的风速, z0为空气动力学粗糙度。对于不同的裸露地表, z0值取决于土壤表层颗粒大小和田块长度, 当田块面积较大时, z0值近似地等于土壤表层颗粒直径的1/30[ 79]。

实际研究中, 野外地表一般都会存在不同几何形状和力学特性的粗糙元, 造成近地层风速廓线在底部区域偏离对数分布形式（图5）。目前在气象数值模式和更宏观的陆面模式中, 描述大气近地层通量廓线采用的是Oke提出的方法[ 80], 即 Uz/ U*={ln[(z-d)/z0]+ Ψ(z/l)}/k, 式中 d为零平面位移高度, Ψ(z/l)为大气稳定性函数。土壤风蚀研究也开始使用这种方法, 以描述粗糙元对风速廓线的改变作用。但是, 这种方法的问题在于 d值随风速和粗糙元变化而变化[ 81, 82], 难以使用通用的方法计算 d值。因此, 在将风力侵蚀因子用剪切力表达时, 建议使用简便实用的经典计算方法, 即 U*= k(Uz-Ude)/ln(z/de), 其中的 Ude是高度 de处的风速（ de> d）。实际应用时, 选取 d至 z之间符合对数率的一段风速廓线即可计算 U*。利用 U*计算得到的剪切力 τw, 即为风力侵蚀因子对地表产生的风力侵蚀力。

图5 地表粗糙元造成的近地层风速廓线变化Fig. 5 Wind profile changed by roughness elements

4.2 粗糙干扰因子

粗糙干扰因子产生的粗糙干扰力与风力侵蚀力物理意义一致, 使用剪切力表达 τr= τw- τs, 其中 τr为粗糙干扰力, τs为裸露表土分担的风力侵蚀力。当粗糙元为形状规则的刚体时, τr的表达方法是：①设定粗糙干扰因子的综合阻力系数为Cr, 裸露表土阻力系数为Cs, 则 , 变换为： Cr=τw/(ρg·U2z)-Cs= U2*/ U2z-Cs

式中： Uz为大于 d高度处的风速。②粗糙元的空间格局使用粗糙密度λ表示, 即单位面积地表上粗糙元所占迎风面积, λ=bh/D2=nbh/S, 式中 b为粗糙元宽度, h为粗糙元高度, D为粗糙元间距, S为 n个粗糙元所占地表面积。③就某一独立粗糙元而言, 粗糙元下风向形成的“有效遮蔽面积 A”和“有效遮蔽体积 V”可分别表达为A= c’1 (b/h)pbh Uh/ U*, V= c’2 (b/h)pbh2 Uh/ U*[ 83], 式中c1’和c2’分别为比例系数, p与 b/h有关（当 b/h→0时, p=1;当 b/h→∞时, p=0）, Uh为粗糙元高度 h处的风速。④当在地表面积 S范围内有 n个粗糙元时, 其中某一粗糙元分担的风力剪切力 τi= ρgCrbhU2h, n个粗糙元分担的剪切力 ;当 n→ ∞时, 在λ值一定的情形下, 粗糙因子分担的风力剪切力 τr= ρgCr·fr(λ, Uh,U*)。⑤建立Cr~λ, 以及 τr~ fr(λ, Uh, U*)关系式。

事实上, τr与 τs常常是联系在一起的。对于裸露表土而言（即λ=0时）, ;对于在某一独立粗糙元而言, ;对于多个粗糙元而言, [ 83]。由此, 在地表面积 S范围内有 n个粗糙元时, 裸露表土分担的风力剪切力为 。通过建立Cs~λ, 以及 τs~ fs(λ, Uh, U*)关系式, 获得计算裸露表土分担的风力剪切力。

然而, 现实中的粗糙元多为具有一定柔性的不规则物体, 例如草本和乔灌木植株等, 此时需要增加粗糙元在风力作用下的变形函数 f(F)。在形状规则的刚体 Cr~ λ和 τr~ fr(λ, Uh, U*)基础上, 建立Cr~ λf(F)、 τr~ fr(λ, Uh, U*)f(F)、 Cs~ λf(F)、 τs~ fs(λ, Uh, U*)f(F)关系式。

粗糙元和裸露表土分担的风力剪切力分离, 在风洞实验和野外测量中可以采取以下方法[ 84, 85, 86]：首先研制加工测量紧贴地表气流压力差的专用装置, 并精确校准, 通过测量地表气流压力差计算一定面积地表所受气流的剪切力;然后, 在地表加载不同类型和组合特征的粗糙元, 进行类似的实验, 获得一定面积裸露土壤和粗糙元的总剪切力;最后, 将相同风力条件下的实验结果进行对比分析, 即可获得一定面积裸露表土和各类粗糙元及其组合特征的平均剪切力, 达到分离的目的。

4.3 土壤抗蚀因子

土壤可蚀性通常用土壤砂粒、粉粒和黏粒含量, 以及CaCO3和有机质含量等指标表达。从表土对风的抵抗力角度描述土壤抗蚀因子产生的土壤抗蚀力（ τsa）, 则难以用土壤可蚀性指标来直接表达, 必须寻找具有力学属性并且易于测量的替代指标。理论和应用水平相对较高的水蚀研究, 将水流对土壤的侵蚀过程看作是水流对土壤的冲刷剪切作用过程[ 87], 土壤发生侵蚀时的水流临界摩阻速度与土壤抗剪强度直接相关[ 88, 89], 土壤抗剪强度、地表径流量、地形因素是直接影响土壤水蚀量的主要因素, 降雨后和降雨前的土壤抗剪强度可较好地预测土壤水蚀量[ 90]。土壤风蚀研究同样可以借鉴水蚀研究思路, 使用表土抗剪强度来表达 τsa。尽管这方面的研究鲜见报道, 但是Wilson和Gregory[ 91]利用量纲分析法, 借鉴土壤水蚀中抗剪强度与侵蚀量的内在联系, 对风蚀过程中土壤物质最大输移量进行了最为系统研究。国内少数研究者在北方农牧交错带通过研究地温、土壤水分和容重、植被覆盖度等因素与耕地和草地土壤抗剪强度的关系, 定性描述了土壤抗风蚀能力与土壤抗剪强度的关系[ 92, 93]。

发生土壤风蚀的区域主要在干旱、半干旱和部分半湿润区, 表层土壤的土体结构差异不大, 采集0~4 cm表层土体进行抗剪强度实验, 剪切面约位于2 cm处, 基本处于风蚀深度范围内, 结果可能具有较好的代表性。在使用表土抗剪强度表达 τsa时, 存在以下需要解决的关键问题：①土壤风蚀过程中, 风力对表土产生的法向压力很小, 在进行抗剪强度实验时, 即使忽略剪切面上部土体产生的压力, 也必须是在无法向应力条件下进行实验, 这可能导致实验结果具有较大的不确定性。②抗剪强度实验测得的结果是剪切面上的剪应力 τ, 而 τsa是位于土壤表层颗粒产生的抗剪力。 τ不仅包含了表层土体物理化学特性和植物根系等影响要素, 而且还包含了剪切面上下颗粒之间的咬合力、粘聚力、抗滑力等[ 94]。因此, 一般情况下 τ>> τsa（图6）。③为了达到使用 τ表达 τsa的目的, 必须建立 τ~ τsa关系, 而 τ和 τsa并不直接关联。

图6 τ和 τsa的差异

Fig. 6 The difference between τ and τsa

为了使用 τsa表达土壤抗蚀因子, 必须增加表层土体抗剪强度实验的平行样品数量, 以克服无法向应力实验结果的不确定性;选取尽可能多的影响抗剪强度的要素, 以准确反映 τ和 τsa的本质;将 τ和 τsa无量纲化, 建立 τ~ τsa关系。使用 τsa表达土壤抗蚀因子的基本思路是：①假设0~4 cm深度内的表层土体结构一致。②确定剪切面和土壤表层颗粒（含团聚体）粒径 D的分布函数 F(D), 计算出各粒级颗粒所占地表总颗粒数的百分比。③计算各粒级颗粒在剪切面和土壤表层的垂直投影面积dS(D)=3 dF(D)/2Dρp, 地表所有颗粒垂直投影面积, 以及各粒级垂直投影面积占所有颗粒垂直投影面积的比例d Srel=dS(D)/ Stotal, 其中ρp为颗粒密度[ 77]。④实验测量不同 U*情形下, 单位面积裸露表土分担的风力剪切, 计算各粒级分担的风力剪切力 τsa= fsa(D, W, OM, S, R)。其中, τsa为颗粒直径 D所分担的总风力剪切力, W为土壤水分含量, OM为有机质含量, S为CaCO3含量, R为植物根系密度。⑤对比计算不同理化特性和植物根系密度的 τi和 τsa-1,, τsa=fsa(F(D), Wi, OMi, Si, Ri)。其中, τi和 τsa-1分别为第 i类土壤样品的剪切面和土壤表层的剪切力, Wi、 OMi、 Si、 Ri分别为第 i类土壤样品的水分含量、有机质含量、CaCO3含量、植物根系密度。⑥对 τi和 τsa-1无量纲化, 得到 τi的无量纲参数, 得到 τsa-1的无量纲参数。此时, 0< τi’≤1, 0< τsa-1’≤1。⑦最后得到。其中 τsd-1为第 i类干燥土壤样品的颗粒被分散后的标准抗剪力。

5 问题与展望
5.1 科学性与实用性的矛盾

土壤风蚀研究的最终目标是建立能够预测不同时间尺度和不同地表类型风蚀模数的土壤风蚀模型, 并根据影响风蚀各要素的变化采取人为措施加以干涉。理论上, 一个成功的模型应该适用于不同的区域和地表类型。现有经验模型在特定地表类型和特定区域内具有较好的实用性, 但在科学性方面存在明显不足[ 20, 73]。本文提出的土壤风蚀影响因子分类系统, 能够保证各影响因子及其次级要素之间具有相对独立性, 有利于今后构建土壤风蚀模型;使用具有明确物理意义的剪切力, 表达各影响因子在土壤风蚀过程中的作用, 不仅具有严格的科学性, 而且能够统一表达风力的潜在侵蚀能力、不同地表类型表土抗蚀性和不同类型粗糙元的干扰作用, 可为今后构建适用于不同区域和地表类型的土壤风蚀模型奠定坚实理论基础。

模型的科学性越强, 往往意味着变量选择越复杂, 实用性较差, 土壤风蚀影响因子的表达也同样存在科学性与实用性之间的矛盾。使用风力侵蚀力表达风力侵蚀因子, 在理论计算和实际应用中都是简单和成熟的。使用粗糙干扰力表达粗糙干扰因子是一个比较复杂的问题, 特别是植物等具有一定柔性的粗糙元, 一方面能够像砾石、土垄等近于刚性粗糙元一样产生一定的防护区域, 另一方面通过自身的运动有效地耗散气流动能。理论上, 对粗糙干扰力进行表达时, 必须考虑柔性粗糙元的材料力学特性, 及其在不同风力侵蚀力作用下的震动作用[ 95, 96], 使描述粗糙干扰力的变量增加, 且难以通过简单的手段测量, 增大了实际应用中的困难。使用土壤抗蚀力表达土壤抗蚀因子是更为复杂的问题。首先, 需要解决无法向应力条件下抗剪实验结果的不确定性, 这就需要大幅增加平行样品的数量, 使工作量成倍增大。其次, 低含水率非饱和土抗剪强度, 不仅与表土层的土体物理化学特性、植物根系密度等要素紧密相关, 同时需要考虑基质吸力的影响[ 97, 98]。解决土壤风蚀影响因子表达的科学性与实用性之间的矛盾, 可行的途径是在研究中甄别出影响要素或者变量的影响大小, 在可接受的精度范围内舍弃影响微弱的要素或者变量;对于不易直接获取的要素或者变量, 使用易于获取的参数作为替代指标, 使建立的影响因子表达式具有实用性。

5.2 重点研究的科学问题

尽管从风蚀动力学角度提出风蚀影响因子分类已有70年[ 12], 但此间并没有研究者严格地按照这种分类开展研究, 更没有触及到使用统一的力学属性表达各影响因子。因此, 就目前的科学认识和测量技术水平而言, 针对以下问题开展研究, 将有助于从风蚀动力学角度推动风蚀影响因子科学表达的进步。

风力侵蚀力的研究重点主要包括：建立气象站定时观测风况数据与每小时风况数据的计算关系, 以提高风力侵蚀力计算结果精度;研究不同理化特性裸土在无结皮、有物理性结皮和生物性结皮情形下的临界风力侵蚀力, 以建立临界风力侵蚀力与不同理化特性裸土在有无结皮情形下的定量关系;研究不同土壤类型、在不同植被覆盖和砾石覆盖条件下, 不同风力侵蚀力施加在裸露表土上的剪切力分量, 以及临界风力侵蚀力, 以建立施加在裸露表土上的风力侵蚀力与不同类型粗糙元之间的定量关系;在此基础上, 构建不同地表粗糙因子条件下, 施加在裸露表土上的风力侵蚀力表达式。

粗糙干扰力的研究重点主要包括：调查典型区内的单株植物、土块、地垄、作物残茬、砾石和微地形等粗糙元的三维几何尺寸, 以及不同粗糙元组合方式, 建立描述不同粗糙元及其组合方式的表达式;建立柔性粗糙元在不同风力侵蚀力情形下的变形和震动表达式, 及其与风速廓线的变形关系;实地观测和风洞模拟不同风速、不同类型粗糙元及其组合方式情形下的风速廓线, 计算 z0和 U*值, 建立不同类型粗糙元及其组合特征与 z0和 U*之间的定量关系式;分类建立平坦地形条件下, 不同类型裸土、不同植被（包括草本、草灌、草灌乔类型）、不同耕作措施耕地（包括含有土块、地垄、留茬等）、不同地表砾石覆盖地表的 z0和 U*表达式;研究不同风速、不同类型粗糙元及其组合方式情形下, 粗糙元分担的风力侵蚀力分量, 进而建立统一的能够表达地表粗糙因子产生的粗糙干扰力表达式。

土壤抗蚀力的研究重点主要包括：研究不同类型土壤的表土粒径分布（含团聚体和单颗粒）, 及其与碳酸钙和有机质等要素之间的关系;分别建立不同类型土壤的粒径分布、水分含量、碳酸钙含量、有机质含量、表土容重等物理化学特性与表土抗剪力的定量关系, 以及不同植物根系密度对表土的固结作用及其与表土抗剪力的定量关系;研究影响土壤风蚀各要素对表土抗剪力的交叉影响机制;制定不同土壤类型颗粒被分散后的“标准土壤样品”执行标准, 研究“标准土壤样品”抗剪力;建立表土抗剪力与风力侵蚀力的对比关系, 进而构建表土抗蚀力表达式。

5.3 前景展望

随着对土壤风蚀动力学过程认识的深入, 越来越多的研究者意识到使用风力剪切力、地表粗糙元和裸露表土分担风力剪切力分量表达土壤颗粒质量输移量, 更能准确反映土壤风蚀的本质[ 99, 100, 101]。近年来, 大气沙尘颗粒物对全球变化的影响成为研究热点, 具有大气科学和空气动力学专业背景的研究者, 从不同角度开展地表沙尘释放模型研究。根据地表粗糙元阻力及其分割理论[ 83], 对风力剪切力、粗糙元阻力和裸露表土阻力的研究, 从2个不同角度取得了显著进展。一是从风速廓线和摩阻风速的角度, 在理论上建立不同大小颗粒临界起动摩阻风速与裸露表土分担的风力剪切力关系, 粗糙元和裸露表土摩阻风速比值, 粗糙元和裸露表土分担的风力剪切力与摩阻风速关系等, 进而构建风蚀起沙起尘量与摩阻风速和临界摩阻风速的表达式[ 77, 102, 103]。二是从粗糙元下风向形成的“有效遮蔽面积 A”和“有效遮蔽体积 V”入手, 通过总风力剪切力计算, 以及粗糙元和裸露表土分担风力剪切力分量的比值, 对粗糙元和裸露表土分担风力剪切力分量进行分割[ 76]。由于缺失科学的土壤风蚀影响因子分类系统, 在表达土壤抗蚀力时, 影响要素的选择仍缺乏统一标准。有的将土壤物理化学特性、土壤结皮和耕作管理措施等作为土壤抗蚀性要素[ 104, 105];有的使用侵蚀临界摩阻风速, 不仅将土壤物理化学特性和土壤结皮, 还将粗糙元也纳入土壤抗蚀性要素, 分别建立这些要素的修正函数表达土壤抗蚀力[ 76]。上述研究成果客观上为土壤风蚀影响因子分类与表达提供了有益的借鉴。

自然界中, 风蚀临界摩阻风速反映了表土抗蚀力和粗糙干扰力的综合作用, 难以利用实地观测的手段区分两者对风蚀临界摩阻风速的贡献, 只能在典型土壤类型和植被类型区, 通过采集表土样品, 测试表土的理化性质, 以及调查确定粗糙元的几何尺寸和组合形式, 应用风洞模拟的方法确定不同的表土特性和粗糙元对风蚀临界摩阻风速的影响。属于表土理化性质的各要素, 在数年时间尺度内的冬春季风蚀期, 仅有表土水分在年际间发生较大变化, 而其它理化性质变化较小[ 106]。因此, 测量不同土壤类型的风蚀临界摩阻风速, 在风沙环境风洞内即可得到有效解决[ 107]。植被对空气动力学粗糙度的影响, 主要体现在植被类型、覆盖度、高度、植株形态等方面。植被粗糙元的调查依据《第一次全国水利普查培训教材之六—水土保持情况普查》[ 108]的规定, 在风蚀期的不同时段进行实地调查, 然后依据野外观测数据拟定的空气动力学粗不同糙度表, 查表获得不同土地利用类型和不同植被粗糙元情形下的空气动力学粗糙度。同时, 根据粗糙元和裸露表土分担的风力剪切力分离风洞实验方法[ 84, 85, 86], 分割植被粗糙元分担的风力剪切力, 并于同步测量的风速廓线, 计算 z0和 d值, 建立植被粗糙元与风蚀临界摩阻风速的关系。

针对土壤风蚀影响因子表达的研究重点, 根据统一的分类系统, 未来的主要任务是逐步建立风力侵蚀力、粗糙干扰力和土壤抗蚀力的表达式, 为建立具有风蚀动力学基础的统一模型奠定理论基础。根据土壤风蚀影响因子分类与表达思路, 风蚀模型的基本形式是：Q=C·f1( τw) ·f2( τs) ·f3( τsa)。其中, , , , C、 c1为系数项。

全球土壤风蚀主要发生在荒漠、荒漠草原、典型草原、疏林草原等地带, 耕地土壤风蚀仅仅是其中的一小部分。然而, 国际上还没有针对草地、草灌地、耕地、流沙地等类型的统一土壤风蚀模型。仅对现有土壤风蚀模型进行改造和完善, 难以满足理论研究需要和实际应用需求。从科学发展和实际应用的长远观点来看, 重新构建具有坚实理论基础与更广泛适用性的土壤风蚀模型, 提高模型应用的普适性势在必行。在此过程中, 从风蚀动力学角度系统开展土壤风蚀影响因子的分类与表达研究是不可回避的关键环节。在研究经费投入方面, 来源于国家自然科学基金委员会、各政府部门、科研院所自主资金的支持力度越来越大, 不仅设立了多项一般性项目, 而且还在重大科技计划和专项中设立了土壤风蚀方面的研究内容。在逐渐增多的科研项目带动下, 一批专门从事土壤风蚀研究的队伍也不断壮大。因此, 无论是科学研究还是生产实践需求, 重新构建既有坚实理论基础又有广泛实用性的土壤风蚀模型前景光明。

The authors have declared that no competing interests exist.

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