区域土壤侵蚀模型PESERA介绍及其应用现状.pdfVIP

泥 沙 研 究 2016年 l2月 JournalofSedimentResearch 第 6期 文章编 号 ：0468—155X(2016)06-0074-07 区域土壤侵蚀模型 PESERA介绍及其应用现状 李朋飞 ，穆兴民 ，HOLDENJoseph，赵广举 (1．西北农林科技大学 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 ，陕西 杨 陵 712100；2．中国科学院 一水利部 水土保持研究所 ，陕西 杨 陵 712100；3．water@leeds，SchoolofGeography，UniversityofLeeds，LS29JT，UK) 摘要 ：土壤侵蚀模型 已被广泛用于认知土壤侵蚀因素、土壤侵蚀过程及其交互作用 ，并且成为土壤侵蚀学科研 究的重点之一 。多数现有土壤侵蚀模型是基于次暴雨的坡面、小流域侵蚀产沙模型，能够适用于区域尺度 、长 时段 的土壤侵蚀模型仍较为缺乏。在我 国，土壤侵蚀严重且时空分异显著，对 区域尺度 、长时段土壤侵蚀模型 的需求尤为紧迫 。PESERA模型是一个新开发的具有物理基础 、大尺度 、长时段、分布式土壤侵蚀模型，能够 有效弥补 当前土壤侵蚀模型 的尺度不足，为土壤侵蚀 防治和生态恢复提供科学依据 。该模型充分考虑水文 ， 土壤侵蚀与植被生长过程及其交互 ，具有 良好的物理基础 ，并且 已在 欧洲地 区进行广泛应用和验证 。系统介 绍 了PESERA模 型的原理 、输入参数与输出结果及其应用 、验证和改进 ，以期为该模 型未来在国内土壤侵蚀研 究中的应用提供参考。 关键词 ：土壤侵蚀 ；PESERA模型；大尺度 ；长时段 ；水土保持 中图分类号 ：s157 文献标识码 ：B DoI：10．16239／j．cnki．0468—155x．2016．06．012 土壤侵蚀研究方法主要有野外观测 、同位素示踪 、室内模拟实验 以及土壤侵蚀模 型模拟等…。传 统的实验研究方法可行性强，简单易操作，结果直观并可人为控制变量，在小尺度范围内有较高的准确 性。但其计算结果带有假定性 ，适应性有限，难 以系统描述区域水土流失分异规律并进行 区域土壤侵蚀 风险定量评估。通过应用土壤侵蚀模型，可以评估土壤侵蚀及其分异规律 ，从而避免大量 的野外和室内 试验观测。因此 ，近年来土壤侵蚀模型已被广泛用于认知土壤侵蚀因素、土壤侵蚀过程及其交互作用 ， 并且成为未来土壤侵蚀学科研究的重点之一 。土壤侵蚀模型可分为坡面模型、小流域模型和区域模 型。 目前，多数模型是基于次暴雨的小流域侵蚀产沙模型 ，而对区域尺度 、长时段连续的土壤侵蚀模型 研究不足 。为此 ，近年来 国内外学者对区域土壤侵蚀研究给予了高度重视 ，加速 了区域土壤侵蚀模 型的研发 。在此背景下，英 国利兹大学 Kirkby等研制开发 了PESERA(Pan。EuropeanSoilErosionRisk Assessment)模型 。PESERA模型是一个具有物理基础 的分布式、长时段 、大尺度土壤侵蚀模型，具有可 靠 的理论基础 。 自开发以来 ，该模型 已被广泛用于欧洲土壤侵蚀风险评估 ，并在不 同地区进行了验 证 。此外 ，该模型源代码开放 ，便于改进 。然而 ，该模 型迄今 尚未在 国内进行应用和验证。我 国的土壤 侵蚀面积大 、类型多 ，作为PESERA模型开发与应用 的参与者 ，现将该模型进行系统介绍 ，以期为该模型 未来在国内的应用 ，及后续改进提供参考。 收稿 日期 ：2016一O1—24 基金项 目：水利部公益性行业科研专项 (201501049)；国家 自然科学基金项 目；黄土高原土壤侵蚀与旱地农业 国家重点 实验室基金项 目(A314021402—1603) 作者简介 ：李朋飞(1986一)男 ，陕西渭南人 ，LeedsUniversity博士后 ，主要从事土壤侵蚀模拟预报方面研究。 E—mail：forest@ nwsuaf．edu．en 通讯作者 ：穆兴民。E—mail：xmmu@ms．iswc．ac．cn；JosephHolden．E—mail：j．holden@leeds．ac．uk 74 1 PESERA模型原理 PESERA模型以月为