美國(guó)的水土保持

來(lái)源：水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-23 打印本文章【字體】大中小

2001年10月19日

水土資源是人類賴以生存的基礎(chǔ)，水土保持是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。多年來(lái)，長(zhǎng)江上游一些山丘地區(qū)水土流失嚴(yán)重，不僅制約著當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，而且影響著中下游平原地區(qū)的長(zhǎng)治久安。經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，自1989年開(kāi)始實(shí)施長(zhǎng)江上游水土保持重點(diǎn)防治工程(簡(jiǎn)稱“長(zhǎng)治”工程)，取得初步成效。為了學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展合作交流，進(jìn)一步提高“長(zhǎng)治”工程的科學(xué)水平，加快長(zhǎng)江流域水土流失防治步伐，長(zhǎng)江委組織水上保持赴美考察交流團(tuán)一行7人，于1997年9月25日至10月13日對(duì)美國(guó)進(jìn)行了訪問(wèn)交流。

一、美國(guó)水土流失概況

美國(guó)國(guó)土面積約937萬(wàn)km2，人口約2.5億。地勢(shì)為東西兩側(cè)高，中部低，山脈多呈南北走向。全國(guó)地形大致可分為4個(gè)區(qū)：東部為阿巴拉契亞山地，東南部為沿海平原，中部為平原，西部為落基山脈，丘陵平地約占本土面積的2/3。

美國(guó)的土地根據(jù)權(quán)屬的不同，分為聯(lián)邦土地和非聯(lián)邦土地兩部分。據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部1992年調(diào)查，聯(lián)邦土地約占國(guó)土面積的21%，其中88%分布在西部地區(qū)的11個(gè)州；非聯(lián)邦土地約占國(guó)土面積的79%，其中絕大部分屬私人所有，少量屬州、縣、市和其他非聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)所有。

(一)土壤侵蝕面積

1830～1930年是美國(guó)土壤侵蝕發(fā)展最嚴(yán)重的時(shí)期。據(jù)1934年美國(guó)內(nèi)務(wù)部土壤侵蝕局對(duì)其本土所作的土壤侵蝕調(diào)查，土壤侵蝕面積達(dá)到428萬(wàn)km2，占其本土面積的55.5%(表1)。

30年代以來(lái)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈的治理，除西部沙漠山地外，東部和中部的水土流失已在很大程度上得到了控制。

(二)土壤侵蝕量

美國(guó)農(nóng)業(yè)部1981年估計(jì)，全國(guó)因片蝕、溝蝕和風(fēng)蝕而從非聯(lián)邦土地流失的土壤為50億t。其中農(nóng)地土壤侵蝕量達(dá)30億t(包括片蝕和細(xì)溝侵蝕量20億t)，牧地、草地和林地流失量在20億t以上。此外，每年約有10億t土壤從非聯(lián)邦土地的河岸、溝道、路邊和建筑工地上流失?？傆?jì)土壤侵蝕量達(dá)60億t，而自然侵蝕或地質(zhì)侵蝕可能占總侵蝕量的15～30%。農(nóng)地的片蝕和細(xì)溝侵蝕在東半部，特別是依阿華、密蘇里、伊利諾伊、印地安納、密西西比等州和阿肯色州東部、田納西州西部一帶比較嚴(yán)重。尤其是在黃土分布的田納西州西部，愛(ài)荷華州西部和密西西比州西北部一帶，土壤年侵蝕模數(shù)達(dá)2500～5000t/km2，個(gè)別地區(qū)超過(guò)10000t/km2。在科羅拉多、新墨西哥和得克薩斯等州風(fēng)蝕也很嚴(yán)重。

土壤侵蝕造成了美國(guó)土壤肥力的降低和土地資源的破壞。美國(guó)根據(jù)表土厚度、土壤再生能力和耕作方式的不同，確定森林草地的允許土壤侵蝕量為每年每平方公里50～500t，耕地為1250t，其它一般取225～1150t。但據(jù)80年代初估計(jì)，全國(guó)超過(guò)允許土壤侵蝕量的耕地、草地和牧場(chǎng)約有9733萬(wàn)ha。中西部地區(qū)的4360萬(wàn)ha農(nóng)田中，有47%受到土壤侵蝕的影響。在玉米條播種植地帶，平均年侵蝕量達(dá)1790t/km2以上。得克薩斯和新墨西哥的部分地區(qū)，年風(fēng)蝕量達(dá)2240t/km2。全國(guó)已有1.42億ha森林因放牧而遭到破壞(Papanek，1948)，每年增加荒地約20.2萬(wàn)ha。風(fēng)蝕每年約破壞4400ha土地(Stallings，1957)。由于移民西進(jìn)造成的植被破壞，在中西部的半干旱草原地帶于1934年5月11日發(fā)生了有史以來(lái)的第一次大塵暴。其影響范圍波及得克薩斯州至達(dá)科他州一帶，毀壞了60～80萬(wàn)km2土地，引起舉國(guó)震驚。同年，內(nèi)布拉斯加州和達(dá)科他州的一次風(fēng)暴，吹走了5億多噸土壤，有些地方土壤侵蝕深達(dá)70cm。在亞利桑那州、愛(ài)達(dá)荷州、內(nèi)華達(dá)州、新墨西哥州和猶他州，沙漠面積逐步擴(kuò)大。

水庫(kù)淤積也是一個(gè)問(wèn)題。對(duì)1105座大、中、小型水庫(kù)的淤積調(diào)查表明，在運(yùn)行不到20年(有的略超過(guò)20年)的時(shí)間里，庫(kù)容的損失達(dá)42.6億m3，占原庫(kù)容的3.9%。年庫(kù)容損失率從0.16%上升到3.56%。庫(kù)容越小，淤積越快(Mchenry，T.R，1971)。在水土流失地區(qū)的水庫(kù)，據(jù)1953年統(tǒng)計(jì)，有10%的水庫(kù)報(bào)廢，有14%的水庫(kù)已損失原有庫(kù)容的50～75%，有23%的水庫(kù)損失原有庫(kù)容的25～50%(Task Comon Sediment Manual，1965)。據(jù)估算，美國(guó)水庫(kù)每年淤積泥沙約12.3億m3。

二、美國(guó)的水土保持

美國(guó)是開(kāi)展水土保持工作較早的國(guó)家。早期移民開(kāi)發(fā)造成的水土流失，迫使政府不得不尋找防治土壤侵蝕的方法，開(kāi)展土壤侵蝕及水土保持研究，并取得顯著的成效。

(一)水土保持工作的發(fā)展歷程

美國(guó)的水土保持工作大致可以分為以下三個(gè)階段：

第一階段從19世紀(jì)末至20世紀(jì)30年代中期，為宣傳準(zhǔn)備階段。1890～1920年發(fā)起的第一次水土保持運(yùn)動(dòng)，重點(diǎn)在造林。19世紀(jì)80年代后期，進(jìn)行了全國(guó)土壤普查工作，一批土壤學(xué)家開(kāi)始對(duì)土壤侵蝕問(wèn)題有所關(guān)注。1914年，密蘇里大學(xué)土壤系主任M.F.Miller首先建立侵蝕小區(qū)，開(kāi)始較系統(tǒng)的土壤侵蝕研究。這是美國(guó)關(guān)于土壤、降雨、坡長(zhǎng)、坡度和植被類型對(duì)土壤侵蝕影響的第一個(gè)綜合性定量研究。其侵蝕小區(qū)(即徑流小區(qū))方法成為研究水土流失的經(jīng)典方法。1928年前后，土壤學(xué)家H.H.Bennett根據(jù)土壤普查和試驗(yàn)結(jié)果，積極開(kāi)展水土保持活動(dòng)，被譽(yù)為美國(guó)水土保持之父。1930年，在農(nóng)業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)下成立了一個(gè)委員會(huì)，擬定了全國(guó)性土壤研究計(jì)劃，國(guó)家撥出?？钣糜谕寥狼治g及其控制研究，在不同地理區(qū)建立了10個(gè)代表不同土壤、氣候條件的土壤侵蝕試驗(yàn)站，為土壤侵蝕研究打下了基礎(chǔ)。

第二階段從30年代中期至50年代末，為通過(guò)立法、大規(guī)模開(kāi)展土壤侵蝕研究和水土保持防治階段。1934年5月12日西部大平原塵暴造成的巨大破壞，促使美國(guó)開(kāi)始重視土壤侵蝕的研究和防治工作。1935年4月27日，國(guó)會(huì)通過(guò)水土保持法案，確認(rèn)土壤侵蝕可能成為國(guó)家威脅，需要建立長(zhǎng)期性的水土保持計(jì)劃，并在全國(guó)成立了統(tǒng)一的水土保持機(jī)構(gòu)。1937年，羅斯?？偨y(tǒng)在寫(xiě)給各州州長(zhǎng)的信中指出：“毀壞自己土壤的國(guó)家，最終必然要?dú)У糇约骸！币笤谌珖?guó)范圍建立水土保持協(xié)作區(qū)和水土保持示范區(qū)，開(kāi)展水土保持工作。原有的10個(gè)土壤侵蝕試驗(yàn)站發(fā)展為46個(gè)，分布于26個(gè)州。有關(guān)高等院校也紛紛建立了一批土壤侵蝕試驗(yàn)站。各試驗(yàn)站均按統(tǒng)一規(guī)范和計(jì)劃進(jìn)行觀測(cè)，積累了大量實(shí)測(cè)資料。1956年，在大量前期研究和實(shí)測(cè)資料的基礎(chǔ)上，首次提出了“通用土壤流失方程式”。各地小流域綜合治理也在這一時(shí)期陸續(xù)開(kāi)展。

第三階段為60年代以來(lái)，為全面提高階段。這一階段的水土保持研究以擴(kuò)大通用土壤流失方程式的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍，建立預(yù)報(bào)土壤侵蝕的新型數(shù)學(xué)模型，研究改進(jìn)覆蓋耕作法、免耕、少耕法及其有關(guān)問(wèn)題為主。同時(shí)，多次開(kāi)展了全國(guó)自然資源清查。在治理方面則為適應(yīng)農(nóng)業(yè)大機(jī)具的應(yīng)用，對(duì)原有梯田、地埂、渠道等水上保持設(shè)施進(jìn)行了改造。同時(shí)拓展了水土保持的工作內(nèi)容，從流失地塊的治理向以小流域治理為中心、實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境整體改善的方向發(fā)展，內(nèi)容包括村鎮(zhèn)美化、旅游娛樂(lè)設(shè)施、野生動(dòng)物棲息地、以及化肥農(nóng)藥使用、牲畜糞便處理、水質(zhì)污染改善、人類生活環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)能源自給等。

(二)水土保持機(jī)構(gòu)

美國(guó)1933年8月在內(nèi)政部成立了土壤侵蝕局(SES)，作為臨時(shí)性的全國(guó)水土保持領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，當(dāng)時(shí)僅有12人。1935年根據(jù)《水土保持法》，水土保持工作由內(nèi)政部轉(zhuǎn)到農(nóng)業(yè)部，并成立了土壤保持局(SCS)。該局成立后，其任務(wù)又隨著社會(huì)需要逐步進(jìn)行了擴(kuò)展和調(diào)整。主要是進(jìn)行土地資源和水土流失調(diào)查、研究，開(kāi)展水土保持規(guī)劃、試驗(yàn)、示范、宣傳，提供學(xué)校水土保持教材，提供水土保持所需的喬木、灌木、草類優(yōu)良品種，同時(shí)依法與州縣機(jī)構(gòu)簽訂合同，興建各項(xiàng)水土保持設(shè)施，推行小流域治理計(jì)劃，參與全國(guó)水資源管理與野生動(dòng)物和自然資源保護(hù)等，內(nèi)容較廣。其管理范圍主要是占國(guó)土面積79%的非聯(lián)邦土地，特別是農(nóng)牧場(chǎng)主擁有的土地。

土壤保持局以下設(shè)三級(jí)機(jī)構(gòu)，即州、區(qū)和小區(qū)。在50個(gè)州、2965個(gè)區(qū)及小區(qū)這三級(jí)都陸續(xù)設(shè)置了水土保持機(jī)構(gòu)，共14000人左右。區(qū)和小區(qū)的工作，重點(diǎn)是從技術(shù)上協(xié)助當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧場(chǎng)主進(jìn)行水土保持規(guī)劃、設(shè)計(jì)，提供基本資料。

除政府機(jī)構(gòu)外，半官方和民間組織也發(fā)揮著重要作用。各州政府設(shè)有水土保持委員會(huì)進(jìn)行水土保持協(xié)調(diào)工作。各地都有水土保持協(xié)會(huì)，其成員不僅有農(nóng)、牧場(chǎng)主，還有一批熱心水土保持工作的志愿人員，從事水土流失治理和水土保持宣傳、監(jiān)督等活動(dòng)。

1994年，隨著工作領(lǐng)域的拓寬，土壤保持局更名為自然資源保護(hù)局(NRCS)，仍隸屬農(nóng)業(yè)部。其職責(zé)是負(fù)責(zé)非聯(lián)邦土地上的自然資源保護(hù)工作，特別是定期開(kāi)展土壤調(diào)查，提供全國(guó)分縣土壤資源數(shù)據(jù)，為政府決策和國(guó)會(huì)立法提供依據(jù)；通過(guò)水土保持、除蟲(chóng)劑和養(yǎng)分管理、灌溉水管理、濕地的保護(hù)恢復(fù)、堤岸加固和淡水控制、野生動(dòng)物棲息地的改善等措施，設(shè)計(jì)和建立區(qū)域性自然資源保護(hù)系統(tǒng)，指導(dǎo)和幫助地方搞好水土保持與其它自然資源的保護(hù)工作；提供保護(hù)和恢復(fù)水質(zhì)、濕地以及減少土壤侵蝕所需的植物品種；評(píng)價(jià)預(yù)報(bào)土壤侵蝕、農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染、農(nóng)業(yè)措施與管理方式對(duì)農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟(jì)影響的新技術(shù)。但其核心任務(wù)仍是保護(hù)和改善土壤這一人類賴以生存的基本資源，協(xié)助土地所有者維護(hù)和提高土地資源質(zhì)量，在提高土地生產(chǎn)力和保護(hù)環(huán)境之間尋求平衡。

此外，在占國(guó)土面積21%的聯(lián)邦土地上，水土保持和自然資源保護(hù)由林業(yè)局負(fù)責(zé)。聯(lián)邦土地在美國(guó)西部約占40%左右，在南部及其它地方一般不足20%，主要為森林和草場(chǎng)。該局在各主要林區(qū)也派駐有聯(lián)邦政府職員。

(三)有關(guān)水土保持的法律、法規(guī)

美國(guó)的水土保持法律法規(guī)制定較早，并逐步完善，為水土保持工作提供了有效的法律保障。1935年4月，美國(guó)首次頒布了《水土保持法》，對(duì)土地開(kāi)墾、耕作、工礦建設(shè)等水土流失防治做了相應(yīng)規(guī)定，此后又作了多次修改。

除《水土保持法》外，其它有關(guān)法律法規(guī)對(duì)水土保持問(wèn)題也有補(bǔ)充性的規(guī)定：

1936年6月頌布的《防洪法》，明確由土壤保持局負(fù)責(zé)在流域內(nèi)開(kāi)展水土保持工作，為防洪服務(wù)，并確定在12個(gè)州的11個(gè)流域進(jìn)行洪水、泥沙控制。

1937年的《標(biāo)準(zhǔn)土壤保持地區(qū)法》，授權(quán)農(nóng)牧場(chǎng)主組織地區(qū)性組織，開(kāi)展土壤保持與水資源保護(hù)工作。

1939年的《農(nóng)業(yè)撥款法》，明確土壤保持局管理灌溉與排水工作。

1944年修正的《防洪法》，要求加大流域治理力度，并批準(zhǔn)農(nóng)業(yè)部開(kāi)展11個(gè)流域的綜合治理，其中面積最小的為1119km2(1964年治理完畢)，最大的33697km2(到80年代才完成治理)。

1954年國(guó)會(huì)通過(guò)的《流域保護(hù)和防洪法》，授權(quán)農(nóng)業(yè)部負(fù)責(zé)小流域綜合治理。法案規(guī)定，流域面積小于1000km2的河流和庫(kù)容小于1500萬(wàn)m3的水庫(kù)，由農(nóng)業(yè)部土壤保持局在技術(shù)上和財(cái)政上協(xié)助州政府規(guī)劃和實(shí)施。流域面積大于1000km2的流域，由陸軍工程兵團(tuán)和大流域管理局負(fù)責(zé)治理。同時(shí)規(guī)定在防洪建筑物上游必須有50%的土地采取各種水土保持措施，才能批準(zhǔn)撥款修建。

1956年修正的《水土保持與國(guó)內(nèi)分配法》，提出了大平原土壤保持計(jì)劃，提供大平原農(nóng)牧場(chǎng)主長(zhǎng)期技術(shù)援助與財(cái)政補(bǔ)助，并將該計(jì)劃延續(xù)至1991年。

1962年頒布的《食物與農(nóng)業(yè)法》，要求土壤保持局在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上對(duì)流域內(nèi)的灌溉、排水以及土壤侵蝕、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的水、土污染防治給予支持。

1969年頒布的《自然資源保護(hù)法》，內(nèi)容比較廣泛，但水土資源的保護(hù)利用，即水土保持是其主要內(nèi)容之一。

1973年的《公共法》，規(guī)定開(kāi)展上地統(tǒng)計(jì)和監(jiān)督管理計(jì)劃，包括調(diào)查研究土壤侵蝕、泥沙淤積的危害，土地利用情況的變化與趨勢(shì)等。

1976年頒布的《國(guó)有森林保護(hù)法》中也涉及到許多水土保持內(nèi)容。

1977年的《露天采礦植被恢復(fù)法》，規(guī)定土壤保持局參與露天礦區(qū)的植被恢復(fù)。同年通過(guò)的《水土資源保護(hù)法》授權(quán)農(nóng)業(yè)部對(duì)水、土及其他有關(guān)資源進(jìn)行評(píng)價(jià)，以滿足近期和遠(yuǎn)景需要。《潔凈水法》要求土壤保持局在國(guó)家環(huán)境保護(hù)署的同意下，與土地使用者簽訂農(nóng)村土地控制面源污染的5～10年合同。

此外，各州、縣根據(jù)本地特點(diǎn)立法，對(duì)聯(lián)邦法律法規(guī)進(jìn)行補(bǔ)充，以有效保護(hù)水土資源。這些法律法規(guī)，明確規(guī)定了政府機(jī)構(gòu)和公民對(duì)水土保持的權(quán)力、義務(wù)和職責(zé)，促進(jìn)了水土保持工作的開(kāi)展。

(四)小流域治理

1933年，當(dāng)時(shí)的土壤侵蝕局首次在威斯康星州西南部的Coon Creek流域開(kāi)展治理，修建梯田，實(shí)行等高條田耕作，取得了較好的示范作用。1936年8月又在北卡羅來(lái)納州的BrownCreek流域建立了第一個(gè)水土保持區(qū)，從此形成了以水土保持區(qū)(或流域)為單元、協(xié)助農(nóng)民開(kāi)展水土保持的傳統(tǒng)方法。

根據(jù)1954年通過(guò)的《流域保護(hù)和防洪法》，小流域治理由農(nóng)業(yè)部負(fù)責(zé)。全美有流域面積在40～1000km2的小流域13000多個(gè)，其中需要治理的8300個(gè)。到70年代未，已經(jīng)基本治理的約5000個(gè)，另有2000條正在進(jìn)行規(guī)劃和治理。平均每個(gè)小流域面積約240km2，有水庫(kù)7個(gè)。農(nóng)田的水土保持通常帶有政府行為，如果農(nóng)田的土壤流失超過(guò)了允許的土壤流失量，則必須采取相應(yīng)的水土保持措施。

美國(guó)的小流域規(guī)劃比較全面，其特點(diǎn)一是注重在評(píng)價(jià)土地資源的基礎(chǔ)上，分析水土流失狀況、成因及改善措施，并運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)綜合制定規(guī)則。二是在規(guī)劃過(guò)程中特別重視與土地所有者密切合作，務(wù)使規(guī)劃與其經(jīng)濟(jì)目標(biāo)相一致，切實(shí)可行。三是體現(xiàn)了多目標(biāo)性，即通過(guò)各種資源的保護(hù)，將防洪、水土保持、土地利用、林草地管理、居民點(diǎn)的發(fā)展、水質(zhì)的監(jiān)測(cè)和改善、野生動(dòng)物保護(hù)及旅游點(diǎn)的建設(shè)等結(jié)合起來(lái)，以維護(hù)土壤生產(chǎn)能力，提高流域總體生活質(zhì)量。采用的各項(xiàng)治理措施，包括工程與非工程措施，均按規(guī)定設(shè)計(jì)手冊(cè)要求進(jìn)行。其中免耕、少耕、殘茬覆蓋等保土耕作技術(shù)的應(yīng)用尤為廣泛，并且均有成套機(jī)械設(shè)備規(guī)模實(shí)施。

草皮排水溝道也十分普遍。由于耕地坡度一般較緩，故梯田比較少見(jiàn)。

(五)全國(guó)自然資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

美國(guó)開(kāi)展全國(guó)性的水土資源清查已有50余年的歷史。早期如1934年曾進(jìn)行了全國(guó)土壤侵蝕調(diào)查，1945、1958和1967年陸續(xù)進(jìn)行了水土保持調(diào)查，1975年又作了潛在耕地資源的調(diào)查研究。

1972年頒布的《鄉(xiāng)村發(fā)展法》，授權(quán)土壤保持局定期開(kāi)展資源清查，至少每5年發(fā)布一次有關(guān)水、土和其它資源情況的報(bào)告。1977年的《水土資源保護(hù)法》和1985年的《食品安全法》再次明確，資源保護(hù)計(jì)劃應(yīng)在資源清查評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。此后，土壤保持局分別在1977、1982、1987和1992年進(jìn)行了4次全國(guó)自然資源的定期清查，以了解自然資源的狀況和趨勢(shì)，評(píng)價(jià)自然資源條件，研究資源使用方面的變化所造成的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)影響，作為制定資源管理保護(hù)計(jì)劃和政策的基礎(chǔ)。清查的方法、范圍和內(nèi)容不斷完善，清查數(shù)據(jù)庫(kù)與其他機(jī)構(gòu)的資源數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)直接對(duì)用戶開(kāi)放。

1992年的調(diào)查工作從1991年秋季開(kāi)始，1993年6月結(jié)束，采用遙感技術(shù)與野外查勘相結(jié)合的方式進(jìn)行。調(diào)查范圍包括美國(guó)本土的48個(gè)州以及夏威夷、波多黎各。

目前侵蝕比較嚴(yán)重、侵蝕量大的耕地主要分布在得克薩斯、明尼蘇達(dá)、依阿華、蒙大拿、堪薩斯等5個(gè)州，其耕地侵蝕量占全美耕地侵蝕量的40%左右。

三、水土保持科學(xué)研究

美國(guó)的水土保持科研機(jī)構(gòu)統(tǒng)歸農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局管理，其中多數(shù)設(shè)在各大學(xué)校園內(nèi)。國(guó)家土壤侵蝕實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家土壤耕作實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家泥沙實(shí)驗(yàn)室就分別設(shè)在普渡大學(xué)、依阿華州立科技大學(xué)、密西西比州立大學(xué)校園內(nèi)。這種方式于有利于廣泛吸收各類人才開(kāi)展協(xié)作，集科研、教學(xué)和推廣于一體?？蒲姓n題根據(jù)需要而設(shè)，經(jīng)費(fèi)也比較充足，如國(guó)家泥沙實(shí)驗(yàn)室僅58人，其中17位科學(xué)家和工程師，年科研經(jīng)費(fèi)達(dá)500多萬(wàn)美元；路易斯安那州立大學(xué)海岸、能源和環(huán)境資源中心，年科研經(jīng)費(fèi)達(dá)900多萬(wàn)美元。

(一)新一代侵蝕預(yù)報(bào)模型

美國(guó)國(guó)家土壤侵蝕實(shí)驗(yàn)室是從事土壤侵蝕研究工作的重點(diǎn)單位之一，主要研究水力侵蝕的基本過(guò)程及水蝕預(yù)報(bào)模型。早在50年代后期，就曾與農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局、土壤保持局、普渡大學(xué)等單位共同推導(dǎo)出著名的通用土壤流失方程式(USLE)。此后為了擴(kuò)大該式的應(yīng)用范圍，又研究了修正的通用土壤流失方程式(RUSLE)。從80年代中期起，該實(shí)驗(yàn)室又與有關(guān)單位合作，開(kāi)發(fā)新一代的水蝕預(yù)報(bào)模型(Water Erosion Prediction Project)，簡(jiǎn)稱WEPP模型。該模型自1995年問(wèn)世以來(lái)，在美國(guó)、德國(guó)、烏克蘭等國(guó)的水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)方面獲得了廣泛的應(yīng)用。這個(gè)模型考慮了決定侵蝕的重要物理過(guò)程，能模擬和預(yù)測(cè)不同土壤、坡度和管理?xiàng)l件下的土壤侵蝕變化，能預(yù)報(bào)侵蝕的瞬間變化，估算水庫(kù)、河流中泥沙沉積的變化。

即可定量表示土壤侵蝕、運(yùn)移和沉積的全過(guò)程，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算。WEPP模型主要由以下7個(gè)部分組成：

1.對(duì)降雨、溫度、風(fēng)等氣候因子的模擬；

2.地表水和地下水的水文學(xué)運(yùn)動(dòng)；

3.水平衡和滲透；

4.土壤組成和變化；

5.植物生長(zhǎng)和殘留物分解及管理；

6.地表水力學(xué)運(yùn)動(dòng)；

7.侵蝕的形成和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。

目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出坡面水蝕預(yù)報(bào)模型，正在研究以小流域?yàn)閱卧念A(yù)報(bào)模型。此次訪問(wèn)，獲得了該所贈(zèng)送的坡面水蝕預(yù)報(bào)模型軟盤(pán)。

(二)保土耕作措施與控制地下水污染的綜合研究

近些年來(lái)，免耕、少耕、殘茬覆蓋等保土耕作措施在美國(guó)獲得了較廣泛的應(yīng)用，國(guó)家對(duì)采用保土耕作措施者給予補(bǔ)貼。這對(duì)控制農(nóng)耕地的土壤侵蝕起到了積極作用。但隨之而來(lái)的問(wèn)題是，土壤的滲透作用增強(qiáng)，地表徑流減少，加之殺蟲(chóng)劑、除草劑和化肥的大量使用，往往引起作為飲用水源的地下水污染。因此美國(guó)目前對(duì)保土耕作措施的研究重點(diǎn)，已經(jīng)不是其減少土壤侵蝕的效益問(wèn)題，而是這些措施對(duì)地下水質(zhì)的影響及其控制措施。美國(guó)國(guó)家土壤耕作實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家泥沙實(shí)驗(yàn)室和設(shè)于路易斯安那州立大學(xué)校園內(nèi)的農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局中南部地區(qū)巴吞魯日水土研究站均開(kāi)展了此類課題的研究。

(三)先進(jìn)的技術(shù)和研究設(shè)備

美國(guó)3S技術(shù)(遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng))的應(yīng)用十分普遍。各所大學(xué)和實(shí)驗(yàn)室的3S技術(shù)不僅普及，而且應(yīng)用水平較高。農(nóng)業(yè)部自然資源保護(hù)局開(kāi)展的全國(guó)自然資源清查，主要借助了遙感與地理信息系統(tǒng)技術(shù)。路易斯安那州立大學(xué)海岸、能源和環(huán)境資源中心的陸地掃描實(shí)驗(yàn)室，直接接收衛(wèi)星信息，經(jīng)處理后編制各類專業(yè)圖件。國(guó)家土壤耕作實(shí)驗(yàn)室采用全球定位系統(tǒng)，進(jìn)行小流域調(diào)查與制圖。據(jù)介紹，在美國(guó)很多基礎(chǔ)信息都是免費(fèi)提供的，如分辨率低于30米的遙感資料即可無(wú)償提供給用戶，從而為新技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。

國(guó)家土壤侵蝕實(shí)驗(yàn)室和泥沙實(shí)驗(yàn)室在土壤侵蝕實(shí)驗(yàn)中，均采用一種表面微地形激光掃描儀，來(lái)測(cè)定試驗(yàn)前后的微地形變化。該儀器主要由激光發(fā)射器、相機(jī)計(jì)算機(jī)和測(cè)架組成，測(cè)量快捷，水平和垂直精度都在0.2m左右，測(cè)量速度和測(cè)點(diǎn)間距都可調(diào)節(jié)，尤其適于室內(nèi)試驗(yàn)使用。國(guó)家土壤耕作實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一套設(shè)備，可以模擬各種溫度、濕度和光照，用于研究植物生長(zhǎng)條件和殘茬的分解過(guò)程。其土壤分析采用機(jī)械手進(jìn)行，可替代8名分析人員的工作。國(guó)家泥沙實(shí)驗(yàn)室的coodwin水溪試驗(yàn)場(chǎng)，自動(dòng)化觀測(cè)設(shè)備完善。該水溪為耶祖河支流，流域面積21.4km2。在其14個(gè)小區(qū)出口均設(shè)有測(cè)流站，通過(guò)量水槽或測(cè)橋測(cè)流。每個(gè)測(cè)流站都有一套電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)訂時(shí)間間隔向所控制的傳感器發(fā)出測(cè)量指令，測(cè)量水位、水溫、地溫、降水等數(shù)據(jù)，自動(dòng)抽取沙樣。收集到的數(shù)據(jù)暫時(shí)儲(chǔ)存，再按主機(jī)指令向泥沙實(shí)驗(yàn)室傳輸。

四、體會(huì)與建議

(一)美國(guó)水土保持工作分工明確，職責(zé)清楚。各部門按法律法規(guī)和有關(guān)條例承擔(dān)職責(zé)，農(nóng)業(yè)部自然資源保護(hù)局負(fù)責(zé)非聯(lián)邦土地的水土保持管理，林業(yè)局負(fù)責(zé)聯(lián)邦土地的水土保持管理，而有關(guān)科學(xué)研究工作則由農(nóng)業(yè)研究局負(fù)責(zé)管理。部門之間協(xié)作較好，保證了各項(xiàng)工作有條不紊進(jìn)行，避免了機(jī)構(gòu)重疊，職責(zé)不清，甚至相互扯皮的現(xiàn)象。

(二)搞好水土保持與環(huán)境建設(shè)，必須有強(qiáng)有力的法律和政策保障。美國(guó)的有關(guān)法律法規(guī)比較完備，加上經(jīng)濟(jì)政策驅(qū)動(dòng)和技術(shù)服務(wù)保證，往往有較好效果。我國(guó)《水土保持法》也已明確規(guī)定，國(guó)家鼓勵(lì)水土流失地區(qū)的農(nóng)業(yè)集體經(jīng)濟(jì)組織和農(nóng)民對(duì)水土流失進(jìn)行治理，并在資金、能源、糧食、稅收等方面實(shí)行扶持政策。但目前尚缺乏全面的、可供操作的具體辦法，建議抓緊制定。

(三)水土保持和生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域需要解決的問(wèn)題很多，涉及到許多學(xué)科和部門，亟需加強(qiáng)研究。目前我國(guó)水土保持科研經(jīng)費(fèi)比較緊缺，特別是一些地方性水土保持站、所舉步維艱，有的甚至難以為繼。建議設(shè)立水土保持科研基金，鼓勵(lì)科研單位、高等院校與地方水土保持部門共同協(xié)作，開(kāi)展一批高起點(diǎn)、高水平的多學(xué)科綜合研究，應(yīng)用和推廣先進(jìn)科技成果，以進(jìn)—步提高我國(guó)水土保持的科技含量，促進(jìn)防治工作的有效發(fā)展。有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)要逐步并入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源共享，使其發(fā)揮更大作用。

(四)我國(guó)《水土保持法》要求，國(guó)務(wù)院水行政主管部門建立水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)全國(guó)水土流失動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，并予以公告。為了盡快實(shí)現(xiàn)這一同標(biāo)，除了資金籌集、站房建設(shè)等項(xiàng)工作外，更需抓緊人員培訓(xùn)，初步規(guī)范全國(guó)水土流失監(jiān)側(cè)預(yù)報(bào)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工作方法，有計(jì)劃地添置必要的儀器設(shè)備，并選一些典型地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)試點(diǎn)。

(五)美國(guó)的水土流失曾十分嚴(yán)重，但經(jīng)過(guò)幾十年的治理，已有很大改觀。在其自然條件比較惡劣的西部山區(qū)，人煙稀少，植被稀疏，多屬自然侵蝕，故他們亦未治理。相比之下，我國(guó)水土保持在人口相對(duì)密集、地形坡度較陡、治理難度較大的條件下，以小流域?yàn)閱卧?，因地制宜，綜合治理開(kāi)發(fā)，也具有自己的特色，尤其是在坡耕地改造，坡面和田間水系配套以及立體治理開(kāi)發(fā)、形成綜合防治體系等方面，積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，取得很大進(jìn)展。

(六)通過(guò)這次訪問(wèn)交流，與美國(guó)一些單位建立了聯(lián)系，雙方表達(dá)了合作的愿望。經(jīng)比較，首先考慮將美國(guó)國(guó)家土壤侵蝕實(shí)驗(yàn)室和亞利桑那州立大學(xué)再生自然資源學(xué)院作為合作單位。由國(guó)家土壤侵蝕實(shí)驗(yàn)室為主開(kāi)發(fā)的水蝕預(yù)報(bào)模型(WEPP)，目前處于侵蝕預(yù)報(bào)的領(lǐng)先地位，結(jié)合我國(guó)特點(diǎn)進(jìn)行修改補(bǔ)充和推廣應(yīng)用，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)水土流失的基礎(chǔ)研究，開(kāi)展小流域水土保持規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)均有重要作用。亞利桑那州立大學(xué)再生自然資源學(xué)院研究的流域仿真教學(xué)模型，在水土保持工作中也有很大應(yīng)用價(jià)值。

根據(jù)雙方商定的意向，合作交流可采取以下三種形式：一是由美方專家來(lái)我國(guó)開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)；二是中方派遣人員赴美短期學(xué)習(xí)研究；三是雙方在長(zhǎng)江流域選擇典型地區(qū)共同開(kāi)展研究。當(dāng)前需解決的主要是合作經(jīng)費(fèi)問(wèn)題。

【團(tuán) 名】：長(zhǎng)江委水土保持赴美考察交流團(tuán)

【報(bào) 告名】：美國(guó)的水土保持

【類型】：農(nóng)田水利、水土保持

【出訪地】：美國(guó)

【出訪時(shí)間】：1997-09-25

【結(jié)束時(shí)間】：1997-10-13

【組團(tuán)單位】：長(zhǎng)江委

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