土壤侵蚀与快速径流的成因与影响
农艺师Torsten Mandal带我们了解土壤退化和侵蚀的重要成因和迹象
土壤侵蚀的原因。裸露的疏松土壤很容易被风或水侵蚀，特别是如果这种土壤质地属于高粉土（即质地介于沙子和粘土之间且有机质含量低），这种土常见于在被某种形式的耕作或其他耕作步骤碾碎的田地中。
水土保持可以改善土壤肥力和水资源管理。
水土保持对于可持续、有弹性、具有成本效益的高产农业至关重要。许多土壤肥力效益的提高需要时间才能真正看到。土壤保持也可以帮助水资源管理。农民可能往往对与水土流失有关的干旱和洪水等紧迫问题更感兴趣，而不会优先考虑具体如何预防的建议。通常情况下，这个话题会被忽视或误解——不作为的行为和错误的水土保持措施会使情况恶化。如果农民和顾问(农学家)很好地理解相关成因，那么所使用的许多解决方案可以进行调整并可以解决多个问题。
当开始下雨时，大部分水分会在前5分钟左右进入土壤。尽管如此，许多人不会继续留在田间，因此也不会看到土壤侵蚀的重要成因。如果土壤被高能雨滴直接撞击，当土壤孔隙被水和颗粒填满时，土壤侵蚀就会开始。之后土壤侵蚀和径流会突然加速。具有成本效益的预防往往很少受到城市决策者的重视。注意这里可以要求破坏一些沙丘、下游地区、水电站大坝、渠道和城市被沉积物、被农药和营养物质所毁坏的地区。阻止土壤风蚀或水蚀(换土)是本章在狭义上的重点。这还需要进行水土保持以达到防止或扭转土壤肥力退化的目的，造成土壤肥力退化的原因包括直接侵蚀、有机物、土壤结构、养分耗竭或盐分的积累。这里将简要介绍，下面几节将更详细地介绍。
图1. 水的侵蚀和沉淀过程。
图1.从左到右分别是：土壤水蚀过程和标志。雨滴破坏土壤团聚体(碎屑和土块)和土壤结构且封住了土壤表面，而在几分钟的强降雨后造成土壤颗粒飞溅和片状侵蚀，这种现象常见于有机质含量低的粉质土壤中。在地表附近没有石头、枯草或植物保护的地方将土壤移走，它就可以形成细沟，这些细沟可以连接到大约20厘米深的沟壑中，在沟壑的顶部连有具有破坏性的瀑布。首先是最粗的颗粒(沙子)，然后是淤泥，最后是粘土。
侵蚀首先带走了土壤中最肥沃的部分——表土。此外，田间内外的水分分布和营养物质也会变差。参见上面的图1。随着越来越多的极端降雨和风，更多的地方会发生大量土壤侵蚀现象。发生的场所可能包括坡度适中或风速适中的场地。中等风速可以使土壤颗粒在地表附近翻滚或跳跃，而强风则把它们吹得又高又远。沙子会刮伤树叶的蜡层，且干燥的风会进一步增加土壤水分的损失。雨水在下坡飞溅到土壤上的时间比上坡长。封闭土壤孔隙会使土壤侵蚀速度加快。片状土壤侵蚀甚至在能量更大的水流造成山丘侵蚀之前也会发生。
形成新的土壤需要很长时间。有些土壤中只有浅层表土和下面非常贫瘠的土石。因此，每年土壤流失量可达10吨/公顷（也就是每平方米一公斤），这通常被认为是十分常见的(100米x 100米= 1公顷)。
了解和识别土壤侵蚀类型。
土壤受到侵蚀的早期特征是一些无保护且松散的土壤逐渐滑坡或被移走(例如，除了石头、植物或残留物之外)，并在土壤运动减慢或停止的地方不断沉积（见上图）。介于典型沙土和粘土之间的含尘土壤是最易被侵蚀的，但它也属于土壤营养最丰富的且最能保持植物所需的水分的土壤类型。这种粉尘状土壤被称为粉砂、细砂或粗粘土，这些分类在不同的国家有所不同。较大的土壤颗粒需要最高的速度才能将其移动，因此沉积的材料会按照纹理(颗粒大小)进行分类（见上图右侧）。粘土和有机物结合得更紧密，但即使是粘土在潮湿时也会分散。颗粒如何聚集在一起一般决定了其土壤的结构。
土壤质地组成的一个简单测试是基于尽管不同土壤密度相似，但最大的土壤颗粒往往先下沉的原理。典型的粘土块可以在水中分散，例如将土壤放入高于土块的水将其淹没，并在透明玻璃容器中充分搅拌土壤。静置三十分钟后，容器中将显示底部是沙子，上面是淤泥，粘土又高一些，顶部漂浮一些有机物的景象。在红色和黄色的热带土壤中，其“粘土”颗粒可以紧紧地粘在一起，以至于它们可能被归类为“沙子”或“淤泥”。土壤实验室会添加一种化学物质来分散这种土壤，而不是只使用纯水。因此，浸泡和搅拌这种土壤的时间很重要。
这个原理还可以用来了解许多领域的土壤肥力变化。这是因为最大的粒子会先沉降(但它们的密度相似)。热带的粘土颗粒通常粘在一起很硬，实际上是沙子或淤泥，所以浸泡和搅拌(或加入盐)的时间会对测试产生影响。田地里最贫瘠的部分往往被侵蚀得最严重(除非导致问题的原因是积水过多)。
后来，风蚀可以形成或大或小的沙丘。但如果沙丘和景观没有足够的植被保护来降低风速和积聚有机物质的话，沙丘可能会移动。通常在多风且降水少的地区，土壤属性常为淤泥质或细沙土。
水侵蚀可以从片状侵蚀逐渐演变为细沟侵蚀，其中细沟侵蚀的水流速度(动能)和侵蚀速度要快得多。而如果细沟太大，那么常规耕作将无法进行，且逐渐会形成沟壑侵蚀。没有植被的沟壑可以从其侧面、底部和断流处迅速加速，从而破坏沟壑的结构。
河流和海岸的侵蚀也会发生，农田的快速径流会加剧河流的侵蚀。其沉积物会在河道、水坝、河流、湖泊、海岸等造成许多问题。特别是如果沉积物中含有大量的营养物质(通常是氮或磷)或者含有大量的农药，会进一步限制藻类的生长。
山体滑坡一般会在大雨、雪融化或风暴后突然发生，也会发生在山坡上有暴露在风中的高大厚重的树木，而不是在森林中庇护的地区。它可能发生在陡坡上，也可能发生在一些老土壤上(例如淋溶土)和只有2%-5%的坡度的地区。这种现象会将粘土被冲刷到土壤表层，从而形成一个粘土层。这种粘土层在过于潮湿的情况下很容易被拖拉机交通压实。然后导致植物根系和雨水不能很好地渗透，进一步导致整个表土突然就会从斜坡上滑下来。仅仅是建立土壤中小缝隙（孔径）进行蓄水是不够的，而为保护土壤在斜坡上开凿的连续深沟也会导致滑坡的出现。
土地退化会逐渐使土壤更容易受到风或水径流的侵蚀，并引起其他类型的土地退化。它可能发生在“集约” 制和“粗放”制的农业和土地利用中。
参考文献
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