退耕还林背景下北方农牧交错带土壤保持功能时空变化

刘孟竹, 张红娟, 任贺宇, 裴宏伟

(1.河北建筑工程学院 市政与环境工程系, 河北 张家口 075000; 2.河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室， 河北 张家口 075000)

生态系统提供给人类生存所需的各种惠益统称为生态系统服务[1]。土壤保持服务作为生态系统中土壤保育、水源涵养等生态服务功能的基础，对于区域内的土地安全以及生态可持续发展意义重大。土壤侵蚀与沉积是生态系统维系自身稳定发展的一种自然过程[2]，但其演变过度时会造成水土流失、土地退化、地力下降、河道淤塞等，严重时会导致一系列自然灾害发生，威胁人类生产生活[3]。有关土壤保持的研究一直以来都是国内外学者广泛关注的重要环境议题[4]。欧阳志云等[5]学者对中国生态系统服务进行的一项评估中发现，包括土壤保持服务在内的6项生态服务在2000—2010年中得到明显提升，而退耕还林等生态保护政策对此起到重要作用；Ren等[6]分析了长江上游流域水土流失的分布，研究指出森林生态系统对土壤保持的作用最大；同时，Lufafa等[7]通过预测模型评估了维多利亚湖流域的土壤损失分布，发现农田土壤保持能力最高，其次为牧场。综合上述研究来看，InVEST(Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs)模型在对土壤保持的量化和绘图中受到了广泛使用，在土地利用变化对土壤侵蚀和保持的影响研究中发挥了重要作用。

20世纪60年代，由Wischmeier提出的可定量估算土壤保持量的土壤侵蚀方程(USLE)，被认为是目前应用最广泛的土壤侵蚀模型[8]。该模型计算土壤侵蚀的原理是通过潜在土壤侵蚀量减去实际土壤侵蚀量得到土壤保持量，然而该过程并未考虑土壤自身拦截上游沉积物的能力，使得计算结果有失偏颇[9]。……