長(zhǎng)江流域水土保持科學(xué)研究進(jìn)展及展望

劉紀(jì)根，丁文峰，黃金權(quán)

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 水土保持研究所，武漢 430010； 2.水利部山洪地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)研究中心，武漢 430010)

1 發(fā)展歷程

長(zhǎng)江流域水土流失類(lèi)型以水力侵蝕為主，兼有風(fēng)力侵蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕，以及泥石流、崩崗等混合侵蝕。由于地質(zhì)、地貌、植被、氣候、土壤等自然條件和人類(lèi)活動(dòng)區(qū)域差異，水土流失類(lèi)型、強(qiáng)度存在明顯的區(qū)域差異。長(zhǎng)江流域水土保持科學(xué)研究始于20世紀(jì)30年代，國(guó)內(nèi)土壤學(xué)家相繼開(kāi)展了土壤侵蝕與水土保持的調(diào)查和實(shí)驗(yàn)研究。1922—1927年美籍水土保持學(xué)家羅德民(W. C. Lowdermilk)在金陵大學(xué)任教期間，在國(guó)內(nèi)多處設(shè)置徑流小區(qū)，觀測(cè)不同森林植被和植被破壞的山坡水土流失量的變化。此后，在四川內(nèi)江、北碚也相繼設(shè)置試驗(yàn)小區(qū)，開(kāi)展了耕作方法、水土保持措施對(duì)徑流泥沙的影響研究[1-2]。

新中國(guó)成立后，水土保持工作被納入國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的軌道，為水土保持科學(xué)研究發(fā)展提供了便利條件，在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展了基礎(chǔ)性、綜合性的研究。1959年，受“長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室”委托，中國(guó)科學(xué)院西北生物土壤研究所組織了長(zhǎng)江流域水土保持綜合考察隊(duì)，圍繞長(zhǎng)江流域土壤侵蝕區(qū)劃開(kāi)展了全面系統(tǒng)的考察研究，在1961年完成了《長(zhǎng)江流域土壤侵蝕區(qū)劃報(bào)告》。在20世紀(jì)60—80年代，中國(guó)科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所和南京土壤研究所等單位，在南方地區(qū)多次進(jìn)行水土流失調(diào)查、山地利用水土保持綜合考察、水土保持區(qū)劃，開(kāi)展了紫色頁(yè)巖和花崗巖流失區(qū)的定位觀測(cè)及水土流失治理的試點(diǎn)研究。此后，圍繞長(zhǎng)江上游地區(qū)土壤侵蝕、泥沙輸移和流域產(chǎn)沙問(wèn)題，開(kāi)展了三峽庫(kù)區(qū)、金沙江中上游和嘉陵江中下游地區(qū)侵蝕產(chǎn)沙機(jī)理的研究，為國(guó)家宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)。至20世紀(jì)90年代后，隨著“長(zhǎng)江上中游水土保持重點(diǎn)防治工程”“天然林保護(hù)工程”等工程的實(shí)施，眾多科研機(jī)構(gòu)、專(zhuān)家學(xué)者圍繞水土保持相關(guān)基礎(chǔ)問(wèn)題，開(kāi)展了小流域綜合治理模式、水土保持治理效益、水土保持新技術(shù)應(yīng)用研究等[1]。

2005年水利部、中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院聯(lián)合組織開(kāi)展的“中國(guó)水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察”，在南方紅壤區(qū)、西南紫色土區(qū)展開(kāi)考察，圍繞區(qū)域水土流失現(xiàn)狀、特點(diǎn)、危害與演變趨勢(shì)，剖析水土流失的原因和癥結(jié)，提出綜合治理水土流失的對(duì)策和措施。此后，陸續(xù)啟動(dòng)了“西南喀斯特山地石漠化與適應(yīng)性生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控”“中國(guó)主要水蝕區(qū)土壤侵蝕過(guò)程與調(diào)控研究”等國(guó)家“973”項(xiàng)目及“長(zhǎng)江上游坡耕地整治與高效生態(tài)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)示范”“紅壤退化的阻控和定向修復(fù)與高效優(yōu)質(zhì)生態(tài)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與試驗(yàn)示范”等國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目[3]。

2016年啟動(dòng)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“喀斯特槽谷區(qū)土地石漠化過(guò)程及綜合治理技術(shù)研發(fā)與示范”“喀斯特峰叢洼地石漠化綜合治理與生態(tài)服務(wù)功能提升技術(shù)研究示范”“喀斯特?cái)嘞菖璧厥葑兗熬C合治理技術(shù)與示范”“喀斯特高原石漠化綜合治理生態(tài)產(chǎn)業(yè)技術(shù)與示范”，2017年啟動(dòng)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“三峽庫(kù)區(qū)面源污染控制與消落帶生態(tài)恢復(fù)技術(shù)與示范”“南方紅壤低山丘陵區(qū)水土流失綜合治理”，這些項(xiàng)目將對(duì)提升區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能，促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展方面起到一定的科技支撐作用。

2 水土保持科學(xué)研究進(jìn)展

2.1 基礎(chǔ)理論

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，研究人員圍繞長(zhǎng)江流域主要侵蝕性土壤紅壤、紫色土及崩崗、西南喀斯特，開(kāi)展了水土流失規(guī)律研究，探討了水土流失與坡度、降雨、植被等影響因子的定量關(guān)系；圍繞水土流失過(guò)程與機(jī)理，開(kāi)展了降雨侵蝕力、土壤可蝕性、水動(dòng)力學(xué)過(guò)程、細(xì)溝侵蝕臨界等系列研究；圍繞水土保持效益評(píng)價(jià)，開(kāi)展了水土保持措施減蝕機(jī)理、適應(yīng)性評(píng)價(jià)、指標(biāo)體系構(gòu)建、評(píng)價(jià)方法等研究。

筆者就近幾年研究中的一些亮點(diǎn)和重點(diǎn)闡述如下。

2.1.1 紅壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性與坡面侵蝕之間的關(guān)系

紅壤地處熱帶、亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，水熱條件豐富，生物氣候條件優(yōu)越，成土作用強(qiáng)烈，母巖風(fēng)化淋溶過(guò)程徹底，脫鉀、脫鹽基、脫硅等過(guò)程迅速，鐵、鋁氧化物集聚明顯。因此，紅壤的特點(diǎn)是質(zhì)地黏重，富含氧化鐵、鋁，黏粒含量高，但有機(jī)質(zhì)含量低，分散性強(qiáng)，水穩(wěn)性差。從紅壤性質(zhì)著手，開(kāi)展土壤結(jié)構(gòu)與侵蝕過(guò)程互饋機(jī)理研究，對(duì)于揭示紅壤侵蝕內(nèi)在規(guī)律具有重要的指導(dǎo)意義。因此眾多研究者以不同母質(zhì)的紅壤作為研究對(duì)象，通過(guò)人工模擬降雨，研究降雨侵蝕過(guò)程中紅壤表土土壤結(jié)構(gòu)的變化，分析土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性對(duì)坡面侵蝕的影響。團(tuán)聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單元，粒徑分布影響水分在土壤中的分布與運(yùn)移，從而影響入滲，進(jìn)而影響土壤分離、搬運(yùn)過(guò)程。因紅壤分散性強(qiáng)、水穩(wěn)性差，極易形成結(jié)皮，團(tuán)聚體穩(wěn)定性對(duì)坡面侵蝕過(guò)程的影響更加明顯。但不同母質(zhì)發(fā)育紅壤形成結(jié)皮差異顯著，其侵蝕過(guò)程也出現(xiàn)明顯差異。泥質(zhì)頁(yè)巖紅壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性差，極易形成土壤結(jié)皮，侵蝕過(guò)程相對(duì)劇烈，徑流速率和含沙量較高；第四紀(jì)紅黏土紅壤團(tuán)聚體穩(wěn)定好，較難形成結(jié)皮，侵蝕過(guò)程相對(duì)平穩(wěn)，產(chǎn)流產(chǎn)沙量一般；花崗巖紅壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性非常好，基本沒(méi)有結(jié)皮形成，侵蝕過(guò)程最弱，產(chǎn)流產(chǎn)沙較低。團(tuán)聚體穩(wěn)定性是紅壤侵蝕的決定性因素和紅壤可蝕性的良好表征指標(biāo)，紅壤的抗蝕能力主要通過(guò)>0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體體現(xiàn)[4-5]。

2.1.2 崩壁土體抗剪強(qiáng)度隨水分變化的規(guī)律

崩崗是南方花崗巖地區(qū)特有的一種侵蝕類(lèi)型。眾多研究者先后從巖性、地形地貌、氣候、植被、人為活動(dòng)等因素方面探討崩崗的形成和發(fā)展的關(guān)系。研究表明，疏松、深厚的基巖風(fēng)化殼，特別是花崗巖，風(fēng)化殼厚度達(dá)幾十米，是崩崗形成的基礎(chǔ)。花崗巖內(nèi)各種節(jié)理、裂隙存在形成大量的軟弱結(jié)構(gòu)面，在重力作用下土體極易沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生崩崗。但崩壁的崩塌作用是崩崗的關(guān)鍵侵蝕過(guò)程，是崩崗演變和地形發(fā)育的基礎(chǔ)。崩壁土體抗剪強(qiáng)度隨水分變化的規(guī)律是研究崩崗發(fā)生機(jī)理的關(guān)鍵。當(dāng)土壤體積含水率在10%～15%之間時(shí)，黏聚力的最高值達(dá)80 kPa，隨著土壤含水率增加，黏聚力和內(nèi)摩擦角逐漸降低到最小。在短歷時(shí)或小雨強(qiáng)條件下，崩壁土體含水量低于某一值，土體具有較高的抗剪強(qiáng)度，崩塌不易產(chǎn)生。在長(zhǎng)歷時(shí)或大雨強(qiáng)條件下，一旦土體的含水量超過(guò)某一值，土壤的黏聚力和內(nèi)摩擦角急劇下降，土體的抗剪強(qiáng)度也隨之降低，在崩壁的崩塌作用下，崩崗發(fā)生。崩崗侵蝕一旦切入砂土層和碎屑層，崩崗侵蝕發(fā)展速度大大提高[6-7]。

2.1.3 紫色土壤中流在坡面侵蝕產(chǎn)沙中的作用

紫色土為“上覆土壤、下伏巖石”的“二元巖土結(jié)構(gòu)”。上覆土壤層淺薄，厚度一般在30～50 cm范圍內(nèi)，且含有較多的母質(zhì)碎屑，土壤孔隙度大，滲透性強(qiáng)，但持水能力弱；下伏基巖層結(jié)構(gòu)緊密，透水性差。降雨過(guò)程中，土壤中水分極易達(dá)到飽和，飽和土壤水沿下伏基巖側(cè)向流動(dòng)，形成壤中流。

壤中流是紫色土坡面一個(gè)主要產(chǎn)流方式，其在徑流中的比重隨雨強(qiáng)、坡度、土地利用等而不同，一般隨雨強(qiáng)的增大而減小，隨坡度的增大而增大。小雨強(qiáng)時(shí)，壤中流占總徑流量的90%～100%；中雨強(qiáng)時(shí)，壤中流占總徑流量的30%～45%；大雨強(qiáng)時(shí)，壤中流占總徑流量的6%～34%。

近年來(lái)，紫色土壤中流對(duì)地表徑流侵蝕產(chǎn)沙的影響引起了眾多研究者的注意，研究者發(fā)現(xiàn)在35°坡度0.85 mm/min雨強(qiáng)下，紫色土坡面沒(méi)有地表徑流產(chǎn)生，但產(chǎn)生了嚴(yán)重的土滑現(xiàn)象，壤中流促發(fā)的重力侵蝕是紫色土坡面侵蝕的重要形式，產(chǎn)生的危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于坡面徑流侵蝕。壤中流不僅改變了侵蝕機(jī)制，加劇侵蝕量，而且對(duì)養(yǎng)分輸出特征產(chǎn)生重大影響。因此，紫色土壤中流產(chǎn)流過(guò)程及其傳輸機(jī)制正受到眾多研究者的關(guān)注[8-9]。

2.1.4 西南喀斯特水土流失/漏失過(guò)程與機(jī)理

喀斯特山區(qū)地形起伏大，坡陡溝深，基巖大面積裸露，土層淺薄且零星分布，持水能力較差，巖-土界面存在明顯軟硬界面，暴雨條件下易發(fā)生塊體滑移。碳酸鹽巖廣泛分布，巖溶發(fā)育明顯，化學(xué)溶蝕作用發(fā)育形成許多孔(裂)隙、漏斗，地下甚至發(fā)育形成落水洞、地下河，形成喀斯特區(qū)特殊的“二元”結(jié)構(gòu)及多孔介質(zhì)特征，其水循環(huán)和土壤侵蝕過(guò)程具有復(fù)雜性。在水力侵蝕及化學(xué)溶蝕作用下，其侵蝕過(guò)程包括雨滴濺蝕、坡面侵蝕、落水洞漏失和地下暗河運(yùn)移4個(gè)主要過(guò)程。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者從20世紀(jì)90年代開(kāi)始對(duì)喀斯特地表侵蝕過(guò)程與機(jī)理開(kāi)展了大量研究，但由于受觀測(cè)方法和技術(shù)手段所限，其研究主要以定性和定量化研究為主。近年來(lái)，隨著探地雷達(dá)技術(shù)和核素示蹤技術(shù)的引進(jìn)，喀斯特坡地水土漏失過(guò)程得到廣大研究者的關(guān)注，但喀斯特特殊的地形條件，使得野外觀測(cè)和核素示蹤難度高，其漏失過(guò)程與機(jī)理仍處于定性表述和室內(nèi)模擬探索階段，急需繼續(xù)努力尋求野外監(jiān)測(cè)的新方法、新技術(shù)[10]。

2.2 水土保持關(guān)鍵技術(shù)

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，長(zhǎng)江流域水土保持治理在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新，由分散治理轉(zhuǎn)為集中連片規(guī)模治理，治理模式也由單一工程措施或生物措施治理轉(zhuǎn)為工程、生物和耕作措施相結(jié)合，由單一效益轉(zhuǎn)為生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)綜合效益。通過(guò)實(shí)踐和研究，長(zhǎng)江流域水土保持關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

2.2.1 長(zhǎng)江中上游坡耕地整治技術(shù)

長(zhǎng)江中上游是我國(guó)坡耕地分布最為集中的地區(qū)，坡耕地治理一直是長(zhǎng)江中上游水土保持的工作重點(diǎn)。2008年啟動(dòng)了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“長(zhǎng)江上游坡耕地整治與高效生態(tài)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)示范”重點(diǎn)項(xiàng)目。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)坡耕地產(chǎn)生細(xì)溝時(shí)，侵蝕量劇增。不同坡度與雨強(qiáng)條件下，存在細(xì)溝發(fā)生的臨界坡長(zhǎng)?？刂破赂厍治g產(chǎn)沙，抑制細(xì)溝產(chǎn)生是關(guān)鍵。

研發(fā)“大橫坡+小順坡”耕作技術(shù)，以細(xì)溝臨界坡長(zhǎng)為間隔沿等高線(xiàn)用截水溝截?cái)嗥旅?，形成大橫坡；設(shè)計(jì)了既能截、排地表徑流，又能排、導(dǎo)壤中流的半透水型截排水溝新技術(shù)；截水溝之間的地塊，順坡起壟，形成小順坡，一定寬度設(shè)置縱向排水溝；截水溝、排水溝下配套田間道路，兩端一定距離內(nèi)設(shè)置沉沙池、過(guò)濾帶、蓄水池，形成既能排，又能蓄的網(wǎng)絡(luò)梯級(jí)化調(diào)控體系，提高坡面徑流調(diào)控利用率12%～15%，建造成本降低32%，節(jié)省耕地10%。

研發(fā)能控制坡耕地細(xì)溝侵蝕的地埂，在地埂上種植具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物籬，或在坡度平緩的坡地上建造能控制細(xì)溝侵蝕的植物籬，減少坡耕地整治成本，減少水土流失60%以上[11]。

2.2.2 紅壤退化阻控關(guān)鍵技術(shù)

紅壤本身富鋁化、酸化、鐵質(zhì)化及抗蝕弱等特征，使紅壤具有酸、瘠、黏、板結(jié)等特性，加之土地不合理的利用和耕作、施肥管理，造成紅壤丘陵區(qū)土壤退化嚴(yán)重，生態(tài)脆弱，生產(chǎn)效益低下。

2009年，針對(duì)紅壤丘陵區(qū)水土流失、土壤酸化、土壤肥力貧瘠、生態(tài)功能退化等問(wèn)題，啟動(dòng)了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“紅壤退化的阻控和定向修復(fù)與高效優(yōu)質(zhì)生態(tài)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與試驗(yàn)示范”。

通過(guò)“紅壤水土流失阻控關(guān)鍵技術(shù)研究”“退化紅壤肥力重建及生態(tài)功能定向培育技術(shù)研究”等課題，研究不同措施配置結(jié)構(gòu)與類(lèi)型，提出徑流調(diào)控與利用的最佳配置體系；研究侵蝕立地植被恢復(fù)的群落構(gòu)建技術(shù)及其生態(tài)功能優(yōu)化技術(shù)，構(gòu)建適合的群落結(jié)構(gòu)，建立立體搭配種植技術(shù)；集成免耕、等高耕作、壟作、增施有機(jī)肥等單項(xiàng)措施，建立工程和生物措施相結(jié)合的“集流聚肥耕作”技術(shù)；通過(guò)鄉(xiāng)土植物篩選，優(yōu)化殘次林的結(jié)構(gòu)與功能，恢復(fù)植被和改良土壤，增加植物種類(lèi)組成，建立經(jīng)濟(jì)和生態(tài)綜合效益最佳的退化坡地與殘次林生態(tài)恢復(fù)優(yōu)化模式[12]。

2.2.3 崩崗治理技術(shù)

崩崗作為南方紅壤區(qū)特有的一種土壤侵蝕類(lèi)型，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者對(duì)崩崗治理的技術(shù)手段與模式進(jìn)行了廣泛的探索。2009年啟動(dòng)的“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“紅壤退化的阻控和定向修復(fù)與高效優(yōu)質(zhì)生態(tài)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與試驗(yàn)示范”，提出經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)型、生態(tài)恢復(fù)型崩崗治理技術(shù)集成與模式示范。2014年啟動(dòng)的“十二五”國(guó)家科技支撐項(xiàng)目“福建紅壤區(qū)生態(tài)修復(fù)和持續(xù)經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”，設(shè)置“崩崗侵蝕區(qū)生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”課題。2015年長(zhǎng)江科學(xué)院承擔(dān)了水利部公益性行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)“崩崗侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及分類(lèi)防控關(guān)鍵技術(shù)研究”。

通過(guò)野外現(xiàn)場(chǎng)考察與定位觀測(cè)相結(jié)合，實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的研究手段，弄清了崩崗發(fā)育的區(qū)域分布規(guī)律，確定了崩崗侵蝕發(fā)生的環(huán)境背景條件；闡明了崩崗發(fā)育演變過(guò)程，揭示了崩崗發(fā)育的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素；參考現(xiàn)有的生態(tài)、環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害等風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估成果，提出了南方崩崗侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估構(gòu)想，建立了崩崗風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法；開(kāi)展了崩崗侵蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并進(jìn)行了基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的崩崗防治分類(lèi)；系統(tǒng)總結(jié)了崩崗治理單項(xiàng)技術(shù)，提出了不同風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)型崩崗綜合防控技術(shù)集成與模式。研究成果為南方崩崗防治提供一定科學(xué)依據(jù)。

2.2.4 石漠化綜合治理技術(shù)

西南喀斯特地區(qū)地質(zhì)背景特殊，喀斯特作用強(qiáng)烈，生態(tài)環(huán)境容量小，人地矛盾突出，石漠化現(xiàn)象嚴(yán)重。盡管眾多專(zhuān)家學(xué)者從喀斯特環(huán)境恢復(fù)與解決人地矛盾方面開(kāi)展了一些研究與探索，但部分地區(qū)仍然存在生態(tài)與發(fā)展不協(xié)調(diào)，石漠化發(fā)展趨勢(shì)難以得到有效遏制。

2016年啟動(dòng)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“喀斯特槽谷區(qū)土地石漠化過(guò)程及綜合治理技術(shù)研發(fā)與示范”“喀斯特峰叢洼地石漠化綜合治理與生態(tài)服務(wù)功能提升技術(shù)研究示范”“喀斯特?cái)嘞菖璧厥葑兗熬C合治理技術(shù)與示范”“喀斯特高原石漠化綜合治理生態(tài)產(chǎn)業(yè)技術(shù)與示范”，針對(duì)喀斯特石漠化治理從遏制面積擴(kuò)張為主轉(zhuǎn)向提升生態(tài)服務(wù)功能為主的新階段后面臨的植被群落穩(wěn)定性差、生態(tài)服務(wù)提升慢、治理技術(shù)與模式缺乏區(qū)域針對(duì)性等問(wèn)題，研究生態(tài)工程實(shí)施以來(lái)石漠化演變關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因子、水土流失/漏失機(jī)制與關(guān)鍵過(guò)程調(diào)控、植被恢復(fù)與人工誘導(dǎo)提升生態(tài)功能機(jī)理，突破面向功能優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)評(píng)估、表層巖溶水生態(tài)調(diào)蓄與高效利用、有機(jī)物資源利用與地力提升、耐性型植物群落構(gòu)建與規(guī)模化建植、可持續(xù)性生態(tài)衍生產(chǎn)業(yè)培育等關(guān)鍵技術(shù)，形成生態(tài)服務(wù)提升與民生改善的石漠化綜合治理系統(tǒng)性解決方案。

2.3 水土保持科研平臺(tái)建設(shè)

長(zhǎng)江流域水土流失徑流小區(qū)試驗(yàn)始于20世紀(jì)30年代；40年代成立了四川省內(nèi)江水土保持實(shí)驗(yàn)站，探索四川盆地紫色土坡耕地的土壤侵蝕規(guī)律；50年代，在貴州、湖北先后成立了貴州省金沙水土保持試驗(yàn)站、貴州省安順?biāo)帘３衷囼?yàn)站、湖北省黃岡地區(qū)水土保持試驗(yàn)站，這些試驗(yàn)站設(shè)置氣象觀測(cè)設(shè)施，建立徑流小區(qū)，開(kāi)展水土流失規(guī)律，水土流失防治措施與方法，水土保持防治效益等研究。20世紀(jì)50—60年代，中國(guó)科學(xué)院成立了中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所、中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，這兩個(gè)研究所圍繞南方紅壤、西南紫色土建立了鷹潭農(nóng)田系統(tǒng)野外科學(xué)觀測(cè)研究站、常熟農(nóng)業(yè)生態(tài)實(shí)驗(yàn)站、三峽工程生態(tài)環(huán)境秭歸實(shí)驗(yàn)站、東川泥石流觀測(cè)研究站、鹽亭紫色土農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站、元謀干熱河谷溝蝕崩塌觀測(cè)研究站、忠縣水土流失與面源污染觀測(cè)站等野外科學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)站，為長(zhǎng)江流域水土保持科學(xué)研究打造了良好的科研平臺(tái)。20世紀(jì)80年代成立了四川省遂寧水土保持試驗(yàn)站、江西省水土保持科學(xué)研究所，開(kāi)展了卓有成效的試驗(yàn)觀測(cè)與科學(xué)研究。

2003年，成立了長(zhǎng)江科學(xué)院水土保持研究所，將三維激光掃描儀應(yīng)用于土壤侵蝕領(lǐng)域，研發(fā)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)水土流失移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，并在長(zhǎng)江上游岷江、赤水河、烏江流域選擇典型小流域建設(shè)水土流失與面源污染觀測(cè)試驗(yàn)站，為長(zhǎng)江流域科學(xué)研究提供了良好科研平臺(tái)[13]。另外，通過(guò)全國(guó)水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)一、二期工程建設(shè)，以及各省開(kāi)展的省級(jí)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)建設(shè)，長(zhǎng)江流域已建成1個(gè)流域監(jiān)測(cè)中心站、18個(gè)省級(jí)監(jiān)測(cè)總站、195個(gè)國(guó)家骨干監(jiān)測(cè)點(diǎn)和93個(gè)地方加密監(jiān)測(cè)點(diǎn)，初步形成了以國(guó)家監(jiān)測(cè)站點(diǎn)為骨干，地方監(jiān)測(cè)站點(diǎn)為補(bǔ)充，地面觀測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)互為補(bǔ)充，基本覆蓋流域主要水土流失類(lèi)型區(qū)、重點(diǎn)預(yù)防區(qū)和重點(diǎn)治理區(qū)的水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系，為開(kāi)展水土保持監(jiān)測(cè)和成效評(píng)價(jià)工作打下了重要基礎(chǔ)。

3 存在的問(wèn)題及今后展望

盡管在長(zhǎng)江流域水土保持科學(xué)研究上開(kāi)展了大量工作，但長(zhǎng)江流域自然環(huán)境復(fù)雜，侵蝕類(lèi)型多樣，總體來(lái)看，長(zhǎng)江流域水土保持科學(xué)研究基礎(chǔ)還比較薄弱，理論研究還落后于水土保持實(shí)踐，特別是缺乏長(zhǎng)系列的徑流小區(qū)、小流域觀測(cè)資料和對(duì)比資料，使得水土保持綜合治理的綜合效益研究處于相對(duì)薄弱的境地。

在土壤侵蝕過(guò)程與機(jī)理方面，坡面尺度研究的比較多，流域尺度上的研究較少，缺乏景觀要素及其時(shí)空格局對(duì)流域侵蝕產(chǎn)沙作用的研究，更難以闡明不同尺度之間流域侵蝕-輸移-沉積之間的關(guān)系。今后要進(jìn)一步加強(qiáng)土壤侵蝕過(guò)程與機(jī)理的研究，重點(diǎn)是侵蝕形態(tài)發(fā)生演變過(guò)程數(shù)值模擬；流域侵蝕產(chǎn)沙對(duì)景觀要素及其時(shí)空格局的響應(yīng)；不同尺度之間流域侵蝕-輸移-沉積過(guò)程研究。

盡管在紅壤、紫色土等地對(duì)不同水土保持措施下的生態(tài)效益開(kāi)展了一些研究，但不同水土保持措施的防蝕機(jī)理、水土保持措施的適應(yīng)性評(píng)價(jià)、不同水土保持措施綜合配置及效益評(píng)價(jià)方面還亟待加強(qiáng)。通過(guò)不同類(lèi)型區(qū)水土保持綜合治理模式、關(guān)鍵技術(shù)及生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益分析，研究退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建過(guò)程，構(gòu)建林草植被立體配置模式與經(jīng)營(yíng)利用技術(shù)，研發(fā)速生林草種選育與快速繁育技術(shù)，探討經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境演變及調(diào)控機(jī)制，建立生態(tài)系統(tǒng)健康診斷指標(biāo)體系及其模型。

水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)的區(qū)域環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)方面，盡管?chē)@長(zhǎng)江上游水土保持與三峽水庫(kù)泥沙問(wèn)題開(kāi)展了一些研究，但在水土保持對(duì)區(qū)域水文生態(tài)過(guò)程、侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程、植被多樣性和植被演替過(guò)程、生態(tài)服務(wù)價(jià)值及對(duì)生態(tài)安全的影響方面研究還非常薄弱。今后應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)展重大生態(tài)建設(shè)工程(包括長(zhǎng)治工程、天保工程、退耕還林還草工程、生態(tài)修復(fù)工程等)生態(tài)過(guò)程變化、環(huán)境效應(yīng)影響等研究。

伴隨生態(tài)文明建設(shè)的持續(xù)深入，一些長(zhǎng)期未能解決的問(wèn)題更加突出，如水土流失動(dòng)力過(guò)程與阻控機(jī)制，水土保持環(huán)境效應(yīng)與調(diào)控等基礎(chǔ)理論，重大生態(tài)建設(shè)工程對(duì)江河水沙的調(diào)控效應(yīng)等重大科技問(wèn)題，成為制約當(dāng)前水土保持事業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的瓶頸。與當(dāng)前水土保持實(shí)踐相比，水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、防治理論還需進(jìn)一步加強(qiáng)，如城市水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系及其與海綿城市建設(shè)技術(shù)參數(shù)耦合機(jī)制研究，區(qū)域水土保持措施防蝕減污機(jī)理及綜合配置效益評(píng)價(jià)等。

在長(zhǎng)江重大需求相關(guān)的支撐性、應(yīng)急性研究方面，立足長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)發(fā)展需求，基于當(dāng)前長(zhǎng)江流域面臨的清水下泄導(dǎo)致崩岸加劇等一系列水土保持相關(guān)突出問(wèn)題，以服務(wù)“四個(gè)長(zhǎng)江”建設(shè)為目標(biāo)，從流域綜合治理角度出發(fā)，創(chuàng)新生態(tài)文明建設(shè)背景下流域水土保持工作理念，開(kāi)展多尺度流域水土保持效益評(píng)估體系構(gòu)建及水土資源監(jiān)測(cè)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)系列問(wèn)題研究。通過(guò)考察多尺度條件下流域水土保持社會(huì)、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益，研究構(gòu)建流域水土保持效益綜合評(píng)估體系，探索多尺度流域水土流失生態(tài)容許量；通過(guò)研究水土保持生態(tài)效應(yīng)及其生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，提出流域水土保持生態(tài)補(bǔ)償對(duì)策；通過(guò)研究長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)對(duì)水土資源利用與保護(hù)需求及影響，提出水土資源綜合調(diào)控與生態(tài)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)。

在基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：土壤侵蝕動(dòng)力學(xué)機(jī)制及其過(guò)程；全球變化條件下流域水沙動(dòng)態(tài)與生態(tài)環(huán)境演變的關(guān)系；城鎮(zhèn)化過(guò)程中新增土壤侵蝕綜合防治技術(shù)；水土保持措施防蝕機(jī)理及適用性評(píng)價(jià)研究；退化生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)機(jī)理研究與技術(shù)研發(fā)；區(qū)域水土流失治理標(biāo)準(zhǔn)與容許土壤流失量研究。

通過(guò)以上研究和研發(fā)，構(gòu)建集水土資源調(diào)控、監(jiān)督監(jiān)測(cè)及效益評(píng)估為一體的系統(tǒng)技術(shù)體系，為完善流域水土保持工作長(zhǎng)效機(jī)制、確保流域水土保持工作在生態(tài)文明建設(shè)背景下取得最優(yōu)化的綜合效益。