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文檔簡介

目的掌握土壤侵蝕的地理分布及地帶性規律;水沙平衡原理;生態系統的特征;水循環、土壤容許土壤流失量、生態系統、生態恢復、可持續發展概念。2、形成地域分異的基本因素太陽輻射地球內能矛盾

非地帶性分異地球內能引起的海陸分布、地形起伏地帶性分異本質成因地域分異規律的緯度地帶性經度地帶性垂直地帶性垂直地帶性(水熱狀況的垂直差異)山麓山頂思考一:在高山地區,從山麓到山頂是否有地域分異現象?為什么?珠穆朗瑪峰的南坡自然帶隨海拔高度的增加如何變化?這種變化是由什么因素決定的?

非地帶性差異

自然帶因受海陸分布、地形起伏、洋流等因素的影響而出現的分異現象稱為非地帶性分異。例1:南美洲安第斯山南段,東側是沙漠,西側是溫帶森林例2:南半球缺少亞寒帶針葉林帶、苔原帶地形地貌海陸分布,56

°S~65

°S是廣闊的海洋3.水土流失帶性規律自然地理要素在地球表面是成帶性分布2地理環境的整體性和地域分異地理環境要素人為因素水土流失帶性分布水土流失的研究和治理更具有針對性3.水土流失帶性規律物理、熱力、化學和生物風化。

風化為搬運創造了條件在不同水、熱條件下,風化作用具有鮮明的地帶性特點。物理風化以凍融崩解為主,發生在高寒區;化學風化隨溫度升高、降水量增大而加快,強烈發生于高溫高濕區;熱力風化,它發生在中、低緯干旱地區。(1)地表水、熱狀況與外營力的關系風化作用(Weathering),地表的巖石在大氣和水的聯合作用以及溫度變化和生物活動影響下,所發生的一系列崩解和分解作用。Waterexpandswhenitfreezes寒裂作用根劈作用(1)地表水、熱狀況與外營力的關系搬運作用(Transportation),風化、剝蝕后的碎屑物質,隨著各種不同的外營力作用轉移到其它地方的過程。搬運介質:水、風、冰川等搬運方式:懸移、滾動、溶解等搬運與風化關系:風化為搬運準備了物質;搬運為進一步風化創造條件。堆積作用(Deposition),被搬運的物質由于介質搬運能力的減弱或搬運介質的物理、化學條件改變,或在生物活動參與下發生堆積或沉積。機械沉積作用化學沉積作用生物沉積作用(1)地表水、熱狀況與外營力的關系土壤侵蝕與地表水熱狀況是分不開的:

高溫少雨地區,風化作用以物理風化為主,風蝕嚴重;高溫多雨區,化學風化為主,水力侵蝕活躍;低溫少雨區,風蝕為主。(1)地表水、熱狀況與外營力的關系年均降水量(mm)年平均氣溫(℃)侵蝕形式與水、熱關系全球可劃分為三個氣候侵蝕帶即:1).冰雪氣候侵蝕帶:氣候特點是降雪量大于消融量,形成冰川,或融水下滲,結成凍土。

包括兩個侵蝕亞帶:極地和終年積雪的高山,為冰川侵蝕亞帶;冰川外緣,在森林線以上的山地為凍融侵蝕亞帶。2(2)侵蝕的地帶性規律Erosionzoneofglacierandsnowclimate2).濕潤氣候侵蝕帶(erosionzoneofthemoistclimate)

常態侵蝕帶

氣候特點是:氣溫較高,降水量大于蒸發量,多余的水滲入地下成為潛水或地下徑流,未滲入地下的水形成地表徑流。所以,以水力侵蝕為主;

根據水、熱差異和侵蝕形式又分為:

①濕潤氣候侵蝕亞帶:年平均氣溫在10℃左右,年降水在400-800mm。物理風化與化學風化同等重要,水力侵蝕最為活躍。

在水蝕的誘導下,重力侵蝕、混合侵蝕也十分嚴重。主要分布在中緯地區,南北緯40’到南、北回歸線之間的地區。②濕熱氣候侵蝕亞帶:年均氣溫在18℃以上,降水量在800mm以上。化學風化十分強烈,化學溶蝕占據優勢。在植被稀疏或遭破壞的地區,強大的暴雨會造成嚴重的水蝕、重力侵蝕和混合侵蝕。分布在低緯度赤道兩側南北回歸線之間的地區。3).干旱氣候侵蝕帶(erosionzoneofthedryclimate):在地面蒸發量大于降水量的地區,空氣十分干燥,植被生長受到限制,風力侵蝕極為強烈,形成風沙流破壞地表。半干旱侵蝕亞帶:250-400mm,水力侵蝕為主,風力干旱季節占優勢干旱侵蝕亞帶:<250mm,風力侵蝕為主二、水、沙平衡原理水、沙平衡是水土保持措施布設的主要理論依據之一,概括起來主要包括:水量平衡容許土壤流失量沖淤平衡(一)、水量平衡1.水分循環(watercirculation)2

定義:地球表面水體在太陽輻射作用下蒸發后可隨氣流傳輸至各地,其間遇冷凝結又會以降水形式落到地面,再經河道或地下流入海洋,水分的這種往返循環不斷轉移交替的現象。

它一般包括3個階段,即降水、徑流和蒸發,又可分為兩大部分,即水汽階段和降水階段,以及徑流階段與蒸發階段。

:大循環是海陸間的水分交換

:從海洋上蒸發的水汽,上升遇冷凝結后又降落在海洋上,或陸地上蒸發的水汽上升遇冷凝結后又降落到陸地上,這種局部的循環稱為小循環。2二、水、沙平衡原理水分循環大循環海洋水分小循環陸地水分小循環小循環陸地水循環海洋水循環水分大循環2.水量平衡(waterbalance)概念

水量平衡是指對于任一自然區域(或某一水體),在給定的時段內,各種形式的輸入水量應等于各種形式的輸出水量與區域內在該時段的儲量的增量之和。

2二、水、沙平衡原理水量平衡方程I為給定時段內輸入區域的各種水量之和;O為給定時段內輸出的各種水量之和;W1、W2,為區域內給定時段始、末的儲水量;△W為時段內儲水量的增量,△W=W2-W1。△W>0,區域內儲水量增加,反之減少。

(1-1)世界各大洲水量收支表2水量平衡方程依據研究尺度,可劃分為:全球水量平衡方程區域水量平衡方程—通用水量平衡方程流域水量平衡方程農田水量平衡方程

二、水、沙平衡原理新疆假定在陸地上任取某一區域,區域的地面和地下邊界有河道和地下水流,可以進出水量,區域內有湖泊、水庫、河道和地下含水層等蓄水體。設想沿區域的邊界作一個垂直的柱體,柱體底部為地面心下的某一水平面,假設在該水平面上下的水量不進行交換。區域水量平衡方程區域水量平衡方程計算時段內的區域水量平衡方程為:

P為區域內計算時段的降水量;Rs、Rg分別為計算時段內經地面、地下流入區內的徑流量;E為區域內計算時段的凈蒸發量,等于蒸發量與凝結量的差值;Rs’、Rg’分別為計算時段內經地面、地下流出的徑流量;qa為區域內計算時段內的總用水量;△W為區域內計算時段的蓄水增量。

2二、水、沙平衡原理(1-2)流域水量平衡方程2二、水、沙平衡原理對于一個天然流域,如果地面分水線與地下分水線一致(稱為閉合流域)。則不可能有水從外流域經地表或地下流入,故式上式中的Rs、Rg均為0。再令流出的總水量為R=Rs’+Rg’。(1-3)①閉合流域年水量平衡方程

P=E+R+△W

P為流域平均年降水量,R為流域年徑流深,△W為年終與年初流域蓄水量的增量。如△W為正值,則表示年內的降水一部分消耗于徑流和蒸發,其余則儲蓄在流域之內;如△W為負值,表示年徑流和蒸發不僅來源于降水,還有一部分取自流域原有的蓄水量。②閉合流域多年水量平衡方程

P’=E’+R式中P’、R’和E’分別代表流域的多年平均降水量、徑流量和蒸發量。由于年蓄水增量△W對于不同的年份有正有負,所以對于多年平均情況,正負值可抵消,故△W的多年平均值近于零。(二)、容許土壤流失量(Soillosstolerance)1.概念:

是指在維持土地高生產力水平前提下的最大土壤侵蝕速率,或與巖石的化學風化成土率保持平衡的侵蝕速度。容許流失量是發展持續農業的重要條件,因此,可以簡稱為維持土地持續高生產力的最大侵蝕量,又稱T值。該量值決定于某地的風化成土速度W和土壤可溶物質移動速度D。可用公式表示為:

W=T+DT=W-D式中:T為侵蝕率。2二、水、沙平衡原理2.值范圍美國依據滿足作物生長需要的土層深度、流失區域大小、保證下游的安全等條件確定不同情況的T值。一般來說,耕地土層深厚且剖面土壤肥力接近的情況下,容許流失量可大些;對于土層薄、少量侵蝕即會顯著降低生產力的情況,其值要低。2二、水、沙平衡原理3.我國采用的T值

我國根據有效土層厚的抗蝕年限,劃分出土壤潛在侵蝕危害程度。顯然,無險型土壤抗蝕年限最長,容許流失量可大些;極險型和毀壞型,容

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