1．北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京100875
2．北京师范大学防沙治沙教育部工程研究中心, 北京100875
3．北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院, 北京100875
4．河北师范大学资源与环境科学学院, 河北石家庄050016
5．鲁东大学地理与规划学院, 山东烟台264025

1. State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
2. MOE Engineering Research Center of Desertification and Blown-sand Control, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
3.College of Global Change and Earth System Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China
4. College of Resources and Environmental Sciences, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China
5. College of Geography and Planning, Ludong University, Yantai 264025, China

土壤风蚀是包括风、植被、土壤特性、土地利用方式、降水、微地形等多要素交互作用, 发生在特定地理空间, 具有独特的气流—土壤界面相互作用机制的连续动力学过程。基于统计学理论的土壤风蚀经验模型, 不仅难以避免子模型之间有多个风蚀影响要素的交叉出现, 使子模型之间不能严格地相互独立, 导致建模理论基础存在不足, 而且不能客观反映土壤风蚀的动力学过程。在厘清土壤风蚀基本概念, 分析国际土壤风蚀影响因子和土壤风蚀模型研究历史与存在不足的基础上, 提出一个新的基于风蚀动力学理论的土壤风蚀模型理论框架, 以及在此模型框架下土壤风蚀影响因子的分类与表达。阐述了该模型框架和影响因子分类与表达的合理性, 并对土壤风蚀影响因子分类与表达的研究途径进行了探讨。

Soil erosion is an interaction of multi factors including wind, vegetation, soil characteristics, land use, precipitation, micro-geomorphology and so on. It is a continuous dynamic process occurring on airflow-soil interface in the specific geographical locations. Soil erosion empirical model, based on statistic theory, is difficult to avoid overlap of some factors affecting soil wind erosion between sub-models and not enable sub-models to be strictly independent from each other, thereby leading to lack of theoretical basis for modeling. Such empirical model is also not able to objectively reflect dynamic process of soil erosion. On the basis of clarifying basic concepts of soil erosion and analyzing the global research background and inadequacy, we proposed a new theoretical framework for soil erosion models based on wind erosion dynamics theory and the classification as well as representation of factors affecting soil wind erosion under the framework. We also elaborated the rationality of both the framework and the classification as well as the representation of factors affecting soil wind erosion, and further explored the research approaches on the latter.

Key words: Soil wind erosion model, Dynamics of wind erosion, Factors affecting soil wind erosion, Classification of factors, Representation of factors. 风力侵蚀因子 地表以上空间的气流特性, 反映风对表土产生的侵蚀力, 是土壤风蚀的原动力, 用剪切力表达。 风速（m/s）、风向（°）、湍流（%）、空气密度（kg/m ³ ）、空气黏度（N·s/m ² ）。 描述风力侵蚀因子特性, 决定风力侵蚀力强弱的关键要素。 粗糙干扰因子 介于气流与表土之间的粗糙元对风力侵蚀力的干扰特性, 反映地表粗糙元对风力侵蚀力的削弱程度, 是阻碍土壤风蚀的重要因子, 用粗糙元分担的剪应力表达。 植被/留茬覆盖（%）、植被/留茬平均高度（m）、平铺残余物覆盖（%）、平铺残余物质量（kg/m ² ）、土垄高度和间距（m）、地形起度（%）、砾石覆盖（%）、土块覆盖（%）、土块尺寸（m）、空气动力学粗糙度（m）。 描述粗糙元形态及其与气流相互作用, 决定粗糙干扰因子削弱风力侵蚀力作用能力的关键要素。 土壤抗蚀因子 表土理化性质决定的风蚀难易程度特性, 反映表土抵抗风蚀的能力, 是阻碍土壤风蚀的关键因子, 用土壤表面分担的剪应力表达。 土壤比重（kg/m ³ ）、土壤颗粒尺寸分布（m）、盐分质量含量（%）、有机质质量含量（%）、土壤水分质量含量（%）、土块密度（kg/m ³ ）、植物根系密度（m/m ³ ）、pH值（无量纲）、结皮覆盖（%）。 描述表土理化特性和植物根系对土壤颗粒的固结作用, 决定表土抵抗风力侵蚀力能力的关键要素。 风力侵蚀因子 地表以上空间的气流特性, 反映风对表土产生的侵蚀力, 是土壤风蚀的原动力, 用剪切力表达。 风速（m/s）、风向（°）、湍流（%）、空气密度（kg/m ³ ）、空气黏度（N·s/m ² ）。 描述风力侵蚀因子特性, 决定风力侵蚀力强弱的关键要素。 粗糙干扰因子 介于气流与表土之间的粗糙元对风力侵蚀力的干扰特性, 反映地表粗糙元对风力侵蚀力的削弱程度, 是阻碍土壤风蚀的重要因子, 用粗糙元分担的剪应力表达。 植被/留茬覆盖（%）、植被/留茬平均高度（m）、平铺残余物覆盖（%）、平铺残余物质量（kg/m ² ）、土垄高度和间距（m）、地形起度（%）、砾石覆盖（%）、土块覆盖（%）、土块尺寸（m）、空气动力学粗糙度（m）。 描述粗糙元形态及其与气流相互作用, 决定粗糙干扰因子削弱风力侵蚀力作用能力的关键要素。 土壤抗蚀因子 表土理化性质决定的风蚀难易程度特性, 反映表土抵抗风蚀的能力, 是阻碍土壤风蚀的关键因子, 用土壤表面分担的剪应力表达。 土壤比重（kg/m ³ ）、土壤颗粒尺寸分布（m）、盐分质量含量（%）、有机质质量含量（%）、土壤水分质量含量（%）、土块密度（kg/m ³ ）、植物根系密度（m/m ³ ）、pH值（无量纲）、结皮覆盖（%）。 描述表土理化特性和植物根系对土壤颗粒的固结作用, 决定表土抵抗风力侵蚀力能力的关键要素。 Helms D. The early soil survey: Engine for the soil conservation movement[C]\\Stott D E, Mohtar R H, Steinhardt G C, eds. Sustaining the Global Farm-Selected Papers from the 10th International Soil Conservation Organization Meeting. West Lafayette: International Soil Conservation Organization, 2001: 1 029-1 033. Sporcic M A, Skidmore E L. 75 years of wind erosion control: The history of wind erosion prediction[C]\\Flanagan D C, Ascough J C, Nieber J L, eds. International Symposium on Erosion and Landscape Evolution (Paper No. 11031). St. Joseph, Mich: American Society of Agricultural and Biological Engineers, 2011. Duley F L, Russell J C. EC171 Stubble Mulch Farming[R]. Historical Materials from University of Nebraska-Lincoln Extension, 1947. Lancaster N, Nickling W G, Gillies J A. Sand transport by wind on complex surfaces: Field studies in the McMurdo Dry Valleys, Antarctica[J]. Journal of Geophysical Research, 2010, 115, doi:10.1029/2009JF001408. [100] Lmmel M, Rings D, Kroy K. A two-species continuum model for aeolian sand transport[J]. New Journal of Physics, 2012, 14, doi:10.1088/1367-2630/14/9/093037. [101] Phtz1 T, Kok J F, Herrmann H J. The apparent roughness of a sand surface blown by wind from an analytical model of saltation[J]. New Journal of Physics, 2012, 14, doi:10.1088/1367-2630/14/4/043035. [102] Marticorena B, Bergametti G, Aumont B. Modeling the atmospheric dust cycle: 2. Simulation of Saharan dust sources[J]. Journal of Geophysical Research, 1997, 102: 4 387-4 404. [103] Shao Y. A model for mineral dust emission[J]. Journal of Geophysical Research, 2001, 106: 20 239-20 254. [104] Zobeck T M. Soil properties affecting wind erosion[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 1991, 46: 112-118. [105] Skidmore E L, Powers D H. Dry soil aggregate stability: Energy-based index[J]. Soil Science Society America Journal, 1982, 46: 1 274-1 279. [106] Lu Qi, Cui Xianghui, Wang Xuequan, et al. Observation Technical Regulations for Desert Ecosystem[M]. Beijing: China Standards Press, 2008: 1-16. 王全九,孙燕,宁松瑞,张继红,周蓓蓓,苏李君,单鱼洋. 活化灌溉水对土壤理化性质和作物生长影响途径剖析 [J]. 地球科学进展, 2019, 34(6): 660-670. 潘根兴, 丁元君, 陈硕桐, 孙景玲, 冯潇, 张晨, 郑聚锋, 张旭辉, 程琨, 刘晓雨, 卞荣军, 李恋卿. 从土壤腐殖质分组到分子有机质组学认识土壤有机质本质 [J]. 地球科学进展, 2019, 34(5): 451-470. 张金波,程谊,蔡祖聪. 土壤调配氮素迁移转化的机理 [J]. 地球科学进展, 2019, 34(1): 11-19. 马芊红, 张科利. 西南喀斯特地区土壤侵蚀研究进展与展望 ^* [J]. 地球科学进展, 2018, 33(11): 1130-1141. 马芊红, 张科利. 西南喀斯特地区土壤侵蚀研究进展与展望 [J]. 地球科学进展, 0, (): 54-. 法科宇, 雷光春, 张宇清, 刘加彬. 荒漠地区大气—土壤的碳交换过程 [J]. 地球科学进展, 2018, 33(5): 464-472. 张亚峰, 姚振, 马强, 姬丙艳, 苗国文, 许光, 马风娟. 青藏高原北缘土壤碳库和碳汇潜力研究 [J]. 地球科学进展, 2018, 33(2): 206-212. 张春来, 宋长青, 王振亭, 邹学勇, 王雪松. 土壤风蚀过程研究回顾与展望 [J]. 地球科学进展, 2018, 33(1): 27-41.