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实施水土保持工程，布设水土保持措施是防治水土流失的根本途径。以往国内外学者针对水土保持在水土流失防治中的作用开展了大量研究，但主要集中在某一小区或某一流域，缺乏在区域视角下对不同尺度的研究成果进行系统分析与探讨。本文以南方红壤丘陵区为对象，利用水土流失监测数据、文献资料、水利普查数据、公报与年鉴资料，结合区域降雨、地形、土壤、植被、土地利用等数据，采用GIS和RS等空间信息技术，运用Meta分析、分段线性回归、中国土壤流失方程、相关分析、方差分析和系统聚类分析等方法，重点探讨了径流小区和小流域尺度水土保持措施对水土流失的作用，研究了区域尺度水土流失对水土保持工程的响应规律。主要结果如下:
(1)揭示了小区尺度水土保持措施对水土流失的作用规律。水土保持措施的减沙效益(92％)高于减流效益(73％);采取组合措施（生物+工程、生物+耕作）比单项措施（生物、工程、耕作）更有效（约1.3倍）;30种水保措施的减流减沙效果均显著（等高耕作减沙除外）;基于“相对减流/减沙效率指数”，筛选出种草、植物篱、生物覆盖、造林+种草、经果林+种草，经果林+植物篱、经果林+种草+梯田、经果林+植物篱+梯田、植物篱+等高耕作等9种高效措施配置模式，主要应用于裸地、耕地和果园;水沙权衡关系与水保措施与土地利用类型有关，耕作措施的减沙水代价最高，生物+工程措施最低，果园的减沙水代价最高，耕地最低。
(2)阐明了小区尺度水土保持措施驱动下土地利用/植被覆盖对水土流失的影响规律。水土流失受土地利用类型/亚类，植被覆盖/结构/类型以及水土保持措施的显著影响。具有多层植被结构（2层及以上）或近地表覆盖层（灌木/草本）的土地利用类型的径流和土壤流失较低。基于人为干扰、水保措施类型、植被类型及其恢复方法等将6种土地利用类型划分为16个亚类，其中自然演替裸地的径流最高，而地被覆盖果园的径流最低;无水保措施耕地的侵蚀最大，但自然恢复灌木林的侵蚀最小。当植被覆盖度超过60％时，土壤侵蚀强度低且趋于稳定;阔叶、针阔混交林比针叶纯林能更有效地减少土壤流失。从时间格局看，植被恢复的最初3年，年产流产沙量急剧减少，随后缓慢下降，直至植被演替15年后达到较小的相对稳定值;与实施了水保措施的耕地和果园相比，无措施的耕地和果园随时间推移呈现出更高的径流和侵蚀。今后水土流失防治应着重于避免土壤裸露，并建立中低层/近地表植被层，重视水保措施实施的最初3年内的人工辅助管护。
(3)阐明了小流域尺度水土流失对典型水土保持措施的响应规律。典型治理小流域以封育、水保林等措施为主导，在水保措施驱动下植被覆盖度增加了1倍，土壤侵蚀强度减到治理前的1/5。小流域植被覆盖度与土壤侵蚀之间呈负指数函数关系，总体上侵蚀强度随着植被覆盖度的增加而逐渐减小。基于分段线性回归，将研究区小流域植被覆盖划分为3个阈值带，位于不同的阈值区间应采取不同的治理策略，当位于低阈值带(0～40％)时，采取林草措施提高覆盖度是优先选择，同时配套必要的工程措施;位于中间过渡带(40％～80％)时，在适当增加植被覆盖的同时治理重心应在林草措施结构的优化配置上;而处于高阈值带（80％以上）时，采用封育措施进行自然恢复更为经济合理。基于DEM将红壤丘陵划分为33157个小流域，以其为单元分析小流域植被覆盖度，结果表明，今后红壤丘陵区小流域治理将以自然恢复辅以人工治理的方式为主（占研究区83％），重点关注水保措施结构的优化配置;而主要靠人工治理的小流域仅占研究区的3％;有14％的小流域具备自然恢复的植被覆盖条件。
(4)阐明了区域尺度水土保持工程对水土流失的作用规律。通过梳理近30年水土保持工程建设历程，发现水保措施建设的重心已从农田维护向植被恢复过渡，区域土壤侵蚀呈整体下降趋势。至2010年累计保存措施21370km2，其中梯田、水保林和封禁是主要措施（共占86％）;水保措施呈二阶函数分布，即中间高两边低的“凸”型趋势。在丘陵区水保措施比重最高，占38％;水保措施集中分布在耕地和林地中，达88％;梯田在剧烈侵蚀土地中比例最高(29％);水保林在极强烈侵蚀土地中最大(37％);封禁在中度侵蚀土地中最高(25％)。基于水保措施蓄水保土效益和水土流失强度指数，红壤丘陵区可聚类为4个水保效益组，即:蓄水保土能力和水土流失强度都低（组1，41％），蓄水保土量小而水土流失强度高（组2，19％），蓄水保土量大且水土流失强度低(组3，27％)，蓄水保土量和水土流失强度都高（组4，13％）。总体上，近30年水土保持与生态恢复工程减少了约30％的土壤侵蚀量，但尚有19％的地区需加大水土保持工程投入，同时13％的地区需加强水土保持措施结构的整体优化。
综上，水土保持措施主要通过减流而减沙，同一措施的减沙效益高于减流效益，组合措施比单一措施更有效，土地利用/植被覆盖决定了不同措施的水沙权衡关系。水土流失治理应重点关注:控制土壤裸露元素，构建≥2层的植被结构，恢复灌、草等近地表植被，加强水保措施实施前3年的人工管护。小流域控制水土流失的植被覆盖阈值带有3个，根据阈值带可确定小流域的整体治理策略。红壤丘陵区近30年水土流失面积减少了3成，但仍有近1/3的地区水土保持措施与水土流失防治不匹配。本研究证实了恢复适宜的植被覆盖并实施合适的水保措施，能有效控制任何土地利用类型中的水土流失。上述研究成果为红壤丘陵区今后开展多尺度水土流失防治研究提供了理论依据，对区域水土保持规划和宏观政策的制定具有重要参考价值。
(1)揭示了小区尺度水土保持措施对水土流失的作用规律。水土保持措施的减沙效益(92％)高于减流效益(73％);采取组合措施（生物+工程、生物+耕作）比单项措施（生物、工程、耕作）更有效（约1.3倍）;30种水保措施的减流减沙效果均显著（等高耕作减沙除外）;基于“相对减流/减沙效率指数”，筛选出种草、植物篱、生物覆盖、造林+种草、经果林+种草，经果林+植物篱、经果林+种草+梯田、经果林+植物篱+梯田、植物篱+等高耕作等9种高效措施配置模式，主要应用于裸地、耕地和果园;水沙权衡关系与水保措施与土地利用类型有关，耕作措施的减沙水代价最高，生物+工程措施最低，果园的减沙水代价最高，耕地最低。
(2)阐明了小区尺度水土保持措施驱动下土地利用/植被覆盖对水土流失的影响规律。水土流失受土地利用类型/亚类，植被覆盖/结构/类型以及水土保持措施的显著影响。具有多层植被结构（2层及以上）或近地表覆盖层（灌木/草本）的土地利用类型的径流和土壤流失较低。基于人为干扰、水保措施类型、植被类型及其恢复方法等将6种土地利用类型划分为16个亚类，其中自然演替裸地的径流最高，而地被覆盖果园的径流最低;无水保措施耕地的侵蚀最大，但自然恢复灌木林的侵蚀最小。当植被覆盖度超过60％时，土壤侵蚀强度低且趋于稳定;阔叶、针阔混交林比针叶纯林能更有效地减少土壤流失。从时间格局看，植被恢复的最初3年，年产流产沙量急剧减少，随后缓慢下降，直至植被演替15年后达到较小的相对稳定值;与实施了水保措施的耕地和果园相比，无措施的耕地和果园随时间推移呈现出更高的径流和侵蚀。今后水土流失防治应着重于避免土壤裸露，并建立中低层/近地表植被层，重视水保措施实施的最初3年内的人工辅助管护。
(3)阐明了小流域尺度水土流失对典型水土保持措施的响应规律。典型治理小流域以封育、水保林等措施为主导，在水保措施驱动下植被覆盖度增加了1倍，土壤侵蚀强度减到治理前的1/5。小流域植被覆盖度与土壤侵蚀之间呈负指数函数关系，总体上侵蚀强度随着植被覆盖度的增加而逐渐减小。基于分段线性回归，将研究区小流域植被覆盖划分为3个阈值带，位于不同的阈值区间应采取不同的治理策略，当位于低阈值带(0～40％)时，采取林草措施提高覆盖度是优先选择，同时配套必要的工程措施;位于中间过渡带(40％～80％)时，在适当增加植被覆盖的同时治理重心应在林草措施结构的优化配置上;而处于高阈值带（80％以上）时，采用封育措施进行自然恢复更为经济合理。基于DEM将红壤丘陵划分为33157个小流域，以其为单元分析小流域植被覆盖度，结果表明，今后红壤丘陵区小流域治理将以自然恢复辅以人工治理的方式为主（占研究区83％），重点关注水保措施结构的优化配置;而主要靠人工治理的小流域仅占研究区的3％;有14％的小流域具备自然恢复的植被覆盖条件。
(4)阐明了区域尺度水土保持工程对水土流失的作用规律。通过梳理近30年水土保持工程建设历程，发现水保措施建设的重心已从农田维护向植被恢复过渡，区域土壤侵蚀呈整体下降趋势。至2010年累计保存措施21370km2，其中梯田、水保林和封禁是主要措施（共占86％）;水保措施呈二阶函数分布，即中间高两边低的“凸”型趋势。在丘陵区水保措施比重最高，占38％;水保措施集中分布在耕地和林地中，达88％;梯田在剧烈侵蚀土地中比例最高(29％);水保林在极强烈侵蚀土地中最大(37％);封禁在中度侵蚀土地中最高(25％)。基于水保措施蓄水保土效益和水土流失强度指数，红壤丘陵区可聚类为4个水保效益组，即:蓄水保土能力和水土流失强度都低（组1，41％），蓄水保土量小而水土流失强度高（组2，19％），蓄水保土量大且水土流失强度低(组3，27％)，蓄水保土量和水土流失强度都高（组4，13％）。总体上，近30年水土保持与生态恢复工程减少了约30％的土壤侵蚀量，但尚有19％的地区需加大水土保持工程投入，同时13％的地区需加强水土保持措施结构的整体优化。
综上，水土保持措施主要通过减流而减沙，同一措施的减沙效益高于减流效益，组合措施比单一措施更有效，土地利用/植被覆盖决定了不同措施的水沙权衡关系。水土流失治理应重点关注:控制土壤裸露元素，构建≥2层的植被结构，恢复灌、草等近地表植被，加强水保措施实施前3年的人工管护。小流域控制水土流失的植被覆盖阈值带有3个，根据阈值带可确定小流域的整体治理策略。红壤丘陵区近30年水土流失面积减少了3成，但仍有近1/3的地区水土保持措施与水土流失防治不匹配。本研究证实了恢复适宜的植被覆盖并实施合适的水保措施，能有效控制任何土地利用类型中的水土流失。上述研究成果为红壤丘陵区今后开展多尺度水土流失防治研究提供了理论依据，对区域水土保持规划和宏观政策的制定具有重要参考价值。