第1章 长江流域土壤侵蚀危害及土壤流失研究现状 1
1.1 概述 1
1.2 土壤侵蚀危害 3
1.2.1 破坏土地资源 3
1.2.2 泥沙危害严重 3
1.2.3 水旱灾害频率加大 3
1.2.4 土壤肥力下降，作物产量降低 4
1.2.5 部分地区气候条件恶化 4
1.3 长江流域土壤侵蚀防治的战略地位 4
1.4 土壤流失研究现状 5
1.4.1 经验模型 6
1.4.2 随机模型 7
1.4.3 数理模型 8
1.4.4 地理信息系统与土壤流失模型的综合应用 9
1.5 不同类型模型的限制性及其适用条件 10
1.5.1 经验模型和随机模型 10
1.5.2 数理模型 10
1.5.3 土壤流失模型研究发展趋势 10
第2章 研究流域基本条件及其初步分析 12
2.1 研究流域选择 12
2.2 社会经济条件概述 15
2.3 影响土壤流失自然条件概况 15
2.3.1 气象及水文 15
2.3.2 地貌及地形 17
2.3.3 地质及岩石 17
2.3.4 土壤 18
2.3.5 植被 19
2.4 土地利用现状及其分析 19
2.4.1 土地利用现状 19
2.4.2 土地资源丰富，利用率较高，经营方式单一 21
2.4.3 土地管理不合理 22
2.4.4 交通不便，经济落后，生产力水平低下 22
第3章 长江三峡地区土壤侵蚀概况及研究流域土壤侵蚀现状 23
3.1 与土壤侵蚀有关的几个问题 23
3.1.1 水土流失 23
3.1.2 土壤侵蚀 24
3.1.3 土壤流失 25
3.2 长江三峡地区土壤侵蚀概况 25
3.3 长江三峡地区土壤侵蚀及其评价 28
3.3.1 土壤侵蚀评价指标和标准 28
3.3.2 土壤侵蚀类型 29
3.3.3 土壤侵蚀形式 29
3.3.4 土壤侵蚀程度 29
3.3.5 土壤侵蚀潜在危险性 30
3.4 研究流域土壤侵蚀形式、程度及其潜在危险性 31
3.4.1 土壤侵蚀形式 32
3.4.2 土壤侵蚀程度 32
3.4.3 土壤侵蚀潜在危险性 32
第4章 坡面土壤水分下渗与单点产流特性分析 34
4.1 土壤水分下渗动态分析 35
4.2 土壤水分下渗过程分析 36
4.2.1 不同类型林地产流前损历时差异 37
4.2.2 林地地表状况对产流前损历时的影响 38
4.2.3 板栗疏林地与农耕地上产流前损历时的差异 39
4.3 不同土地利用现状下渗过程及下渗量分析 40
4.3.1 不同土地利用现状的差异 40
4.3.2 马尾松林地 41
4.3.3 板栗疏林地 43
4.3.4 农耕地 43
4.3.5 不同土地利用现状下土壤水分下渗量的差异 45
4.4 产流机制及产流量分析 47
4.4.1 产流机制概述 47
4.4.2 单点产流过程分析 50
4.4.3 马尾松林地试验区产流过程 51
4.4.4 板栗疏林地产流过程 53
4.4.5 农耕地的产流过程 54
4.5 不同土地利用现状单点产流量 54
4.5.1 马尾松林地及板栗疏林地 54
4.5.2 农耕地 55
4.5.3 不同土地利用现状产流量差异 55
4.6 小结 56
第5章 研究流域地表土壤颗粒特性分析 58
5.1 土壤样品采集 58
5.1.1 土壤剖面地点选择 58
5.1.2 样品采集及处理 59
5.2 筛分结果 59
5.2.1 花岗岩风化土沙的单粒特性 59
5.2.2 土壤颗粒筛分结果 60
5.3 不同土壤层次土沙颗粒粒径分异规律 61
5.3.1 松栎混交林地 61
5.3.2 灌草地 63
5.3.3 农耕地 64
5.3.4 裸地 65
5.3.5 土壤颗粒粒径组分分析 66
5.4 不同土地利用状况的土壤颗粒群体特性分析 67
5.4.1 土壤颗粒平均粒径状况 68
5.4.2 土壤颗粒分散度 70
5.4.3 土壤颗粒粒径对称性 70
5.4.4 土壤颗粒粒径的集中程度 72
5.5 小结 72
第6章 花岗岩坡面糙率系数研究 75
6.1 研究的理论及现实意义 76
6.2 基本理论依据 77
6.2.1 曼宁公式 77
6.2.2 巴甫洛夫斯基公式 78
6.3 糙率系数计算及研究方法 78
6.3.1 糙率系数计算 78
6.3.2 试验小区设计布设原则 79
6.3.3 试验方法 80
6.4 观测项目及内容 80
6.4.1 枯落物及草类重量和吸水量测定 80
6.4.2 流量测定 81
6.4.3 流速测定 81
6.4.4 不同林下地被物持水能力测定 81
6.5 试验结果及分析 82
6.5.1 糙率系数计算结果 82
6.5.2 土地利用状况对糙率系数的影响 82
6.5.3 不同试验小区的糙率系数分析 86
6.5.4 糙率系数对渗透水量的影响 86
6.6 小结 88
第7章 非粘性均匀花岗岩土沙的起动流速 89
7.1 非枯性沙粒在地表径流中受力分析 89
7.1.1 重力 90
7.1.2 水流推移力 90
7.1.3 水流上举力 91
7.1.4 非粘性颗粒间的反力和摩擦力 91
7.1.5 非粘性均匀泥沙起动判别标准 91
7.2 实验材料制备及实验方法 92
7.2.1 实验材料 92
7.2.2 实验用沙粒起动水槽 93
7.2.3 供水条件 93
7.3 泥沙起动条件及起动流速 94
7.3.1 泥沙起动条件 94
7.3.2 泥沙的起动流速 95
7.3.3 实验室流态判别及流速的测定 97
7.4 裸床泥沙起动流速试验结果及分析 97
7.4.1 不同粒径沙粒起动流速分析 99
7.4.2 在不同坡度时沙粒的起动流速 100
7.4.3 沙粒与起动流速的相关分析 101
7.4.4 槽面坡度、沙粒几何粒径对起动流速的综合影响 102
7.5 在马尾松林枯落物覆盖下泥沙起动流速试验结果及分析 102
7.5.1 有枯落物覆盖时的泥沙起动流速 102
7.5.2 不同枯落物量对沙粒起动流速的增加作用 104
7.6 小结 105
第8章 坡面土壤流失系统分析 107
8.1 目的分析 108
8.1.1 真实系统需求分析 108
8.1.2 真实系统限制性分析 109
8.1.3 建立坡面土壤流失仿真模型的基本要求 109
8.1.4 建立坡面土壤流失仿真模型所需的软硬件环境 109
8.2 坡面土壤流失仿真模型方案分析 110
8.2.1 坡面土壤流失仿真模型建立的技术可行性分析 111
8.2.2 坡面土壤流失仿真模型建立的环境可行性分析 111
8.2.3 坡面土壤流失仿真模型建立的效能分析 111
8.3 影响坡面土壤流失因子分析 112
8.3.1 人为活动的影响 113
8.3.2 自然因素的影响 113
8.3.3 时间因素 116
8.4 流域坡面土壤流失系统特性分析 116
8.4.1 坡面土壤流失系统的一般表达 117
8.4.2 坡面土壤流失系统是自然和人工复合系统 119
8.4.3 坡面土壤流失系统是一个实体系统 120
8.4.4 坡面土壤流失系统是一个开放系统 120
8.4.5 坡面土壤流失系统是一个动态系统 120
8.5 小结 121
第9章 坡面土壤流失营力及研究流域降雨分析 124
9.1 降雨产生的坡面土壤流失作用力分析 124
9.1.1 雨滴击溅力 124
9.1.2 地表径流及其冲刷力 125
9.1.3 超渗地面产流机制 126
9.1.4 饱和地面产流机制 126
9.1.5 回归流产流机制 129
9.2 研究流域产流方式 129
9.3 宜昌地区降雨特性 130
9.3.1 年降水统计特性 131
9.3.2 长历时暴雨统计特性 133
9.3.3 短历时暴雨统计特性 134
9.4 研究流域1993～1994年降水概况及对比分析 137
9.4.1 1993～1994年降水月分配 137
9.4.2 1993年降水分布特性及其分析 137
9.4.3 1994年降水分布特性及其分析 138
9.5 研究流域1993～1994年降水对土壤流失的影响分析 139
第10章 坡面土壤流失观测方法与结果 141
10.1 雨量点及坡面土壤流失观测区的布设 141
10.1.1 雨量点的布设 141
10.1.2 坡面土壤流失观测区类型 141
10.1.3 坡面土壤流失观测区的布设 142
10.2 坡面土壤流失观测 144
10.2.1 观测数据的获取 144
10.2.2 天然降雨记录 144
10.2.3 坡面土壤流失量观测结果 144
10.3 坡面土壤流失量观测结果评价 148
10.3.1 标准小区及其设置 148
10.3.2 坡面土壤流失观测区与标准小区土壤流失量对比分析 149
第11章 坡面土壤流失观测结果分析 151
11.1 土地利用现状及非林地地面坡度对土壤流失量的影响 151
11.1.1 不同土地利用现状坡面土壤流失特性 151
11.1.2 非林地地面坡度对土壤流失量的影响 152
11.2 林地地面坡度对土壤流失量的影响 154
11.2.1 低林木盖度时地面坡度对土壤流失量的影响 155
11.2.2 林木盖度为0.6 0时地面坡度对土壤流失量的影响 155
11.2.3 林木盖度为0.8 0时地面坡度对土壤流失量的影响 156
11.2.4 林木盖度为0.9 0时地面坡度对土壤流失量的影响 156
11.3 林木盖度对土壤流失量的影响 157
11.3.1 10°（±2°）坡面林地不同林木盖度的土壤流失量 158
11.3.2 在20°（±2°）坡面不同林木盖度的土壤流失量 159
11.3.3 在30°（±1°）坡面不同林木盖度的土壤流失量 160
11.3.4 在33°（±1°）坡面不同林木盖度的土壤流失量 160
11.4 林下枯落物及不同树种构成的林地保土作用分析 161
11.4.1 林下枯落物对土壤流失量的影响 161
11.4.2 马尾松纯林与松栎混交林保土差异分析 164
11.5 小结 165
第12章 坡面土壤流失时空分布特征 167
12.1 降雨对坡面土壤流失量的影响 167
12.2 坡面土壤流失量的时间分布 169
12.3 全流域坡面土壤流失量及其空间分布 172
12.3.1 农耕地土壤流失量 172
12.3.2 林业用地土壤流失量 173
12.3.3 不同土地利用坡面土壤流失量分布 174
12.4 流域坡面产沙量 176
12.5 小结 176
第13章 坡面土壤流失仿真模型建模分析 178
13.1 模型方案选择 178
13.2 系统动力学对系统的一般描述 179
13.2.1 系统状态 179
13.2.2 系统的状态空间 179
13.2.3 系统状态空间描述 179
13.3 系统动力学对系统的具体描述 181
13.3.1 划分子系统 181
13.3.2 对子系统的描述 182
13.3.3 系统动力学研究特色 183
13.4 土壤流失系统中正反馈回路的行为分析 184
13.4.1 一阶正反馈回路的植物生长模型 184
13.4.2 正反馈系统的时间常数 186
13.4.3 正反馈系统的倍增时间 187
13.5 土壤流失系统中负反馈回路的行为分析 187
13.5.1 一个简化的植物与土壤流失负反馈回路模型 187
13.5.2 负反馈系统的时间常数 189
13.5.3 负反馈系统的减半时间（或半衰期）常数 190
13.6 小结 191
第14章 坡面土壤流失仿真模型建立 192
14.1 坡面土壤流失仿真模型变量的选取 193
14.2 坡面土壤流失系统因果关系分析及模型构成 193
14.2.1 因果关系分析 193
14.2.2 坡面土壤流失系统仿真模型流程 195
14.2.3 坡面土壤流失系统仿真模型构成 195
14.3 坡面土壤流失系统仿真模型的建立 197
14.3.1 林地土壤流失仿真模型子块 197
14.3.2 灌草地土壤流失仿真模型子块 200
14.3.3 裸地土壤流失仿真模型子块 202
14.3.4 农耕地土壤流失仿真模型子块 203
14.4 全流域坡面土壤流失子块 204
14.5 小结 205
第15章 坡面土壤流失仿真模型运行模拟 207
15.1 不同地表状况坡面土壤流失量的仿真模拟 207
15.2 坡面林地土壤流失过程仿真模拟及分析 208
15.3 灌草地土壤流失过程仿真模拟及分析 215
15.4 裸地土壤流失过程仿真模拟及分析 218
15.5 农耕地土壤流失过程仿真模拟及分析 222
15.6 小结 226
第16章 长江三峡花岗岩地区坡面土壤流失仿真模型评价 228
16.1 坡面土壤流失仿真模型功能 228
16.2 坡面土壤流失仿真模型所需参数 229
16.3 坡面土壤流失仿真模型适用区域 230
16.4 坡面土壤流失仿真模型模拟精度 230
16.5 仿真模型模拟结果的输出 231
16.6 小结 231
参考文献 233