我室许炯心研究员主持完成的国家自然科学基金委与黄河水利委员会联合资助的黄河联合研究基金重点项目“基于气候地貌植被耦合的黄河中游侵蚀过程”，历经三年的研究，取得了丰硕的成果，得到很高的评价。项目共发表论文102篇，其中SCI索引论文20篇，EI源刊物论文11篇，核心刊物论文66篇。同时还由科学出版社出版了专著2部。

该项目深入研究了气候-植被-地貌-侵蚀相互作用机理，阐明了坡面-沟道耦合关系及其侵蚀产沙效应，揭示坝系、草类植被等典型水保措施的蓄水减蚀作用及其机理，提出了不同沟坡类型上水保措施优化配置模式，可以为黄河中游多沙粗沙区的水土流失治理提供比较坚实的理论依据。

在基础理论研究方面，深化了气候-植被-侵蚀耦合理论、水土保持减沙效应临界理论、坡面-沟道耦合系统侵蚀产沙理论、侵蚀产沙尺度效应理论和多营力耦合侵蚀产沙理论；在应用基础研究方面，提出了3个有一定应用前景的方法，即黄土高原水土保持植被配置的合理性分析方法、临界水保面积的确定方法、黄土高原治理前景分析方法；在模型研究方面，建立了两个实体模型，即室内植被-侵蚀模拟模型、野外微型流域演化与侵蚀产沙模拟模型；一个数学模型，即基于土地生产力与土地利用结构调整的水土保持措施优化配置模型；同时，基于产沙模数与流域面积之间的关系，建立了对尺度效应进行校正的方法，编制了消除尺度效应之后的黄土高原产沙模数图。

主要进展为：

(1)研究了降水-植被耦合关系及其对黄土高原侵蚀的影响，发现了森林覆盖率和降雨侵蚀力随年降水量的变化过程中的两个临界点，以及侵蚀强度随年降水量和植被覆盖度变化的临界点，从分析植被抗蚀力和降雨侵蚀力的对比关系入手，解释了黄土高原地区侵蚀强度随年降水变化的非线性图形。

（2）基于乔木面积在乔木、灌木、草本总面积的比例与年降水量之间的回归分析，提出了确定使乔木面积在乔木、灌木、草类总面积中的较优比例的方法。

（3）基于岔巴沟径流实验资料，研究了黄土高原丘陵沟壑区坡面-沟道系统中的高含沙水流，发现高含沙水流形成于峁坡下部和沟坡，并在各级沟道中进一步发展；在坡面－沟道系统中，存在着泥沙的存贮-释放机制，这一机制与非高含沙水流和高含沙水流不同的输沙行为有关。

（4）以大量实测资料为基础研究了黄河流域干支流的产沙模数与流域面积之间的关系，发现在黄河流域干支流的产沙模数随流域面积的变化是非线性的，并建立了不同分区的产沙模数尺度效应校正方程，对各站点的产沙模数进行了1000km²标准面积的校正以消除尺度的影响，并制作了消除尺度影响后的产沙模数图。

（5）通过室内模拟实验发现，坡面及沟坡平均流速随坡面草被覆盖度的增加呈下降趋势；坡面径流平均曼宁糙率系数和平均阻力系数随坡面草被覆盖度的增加而增加；坡沟系统不同草被覆盖度下的减蚀效果随草被覆盖度的减小而减小，不同覆盖度下的减蚀效果与种草的空间分布有密切关系，种草位于坡面下部，其减少侵蚀的效果要大于种草位于坡面中、上部；当坡面草被覆盖度达到90％时，坡面产沙非常轻微，但沟坡部分的侵蚀产沙并没有明显减少，从而证实在坡沟系统中仅治理坡面是不够的，应坡沟兼治才能达到减蚀目的。

（6）坡面发育的室内模拟试验表明，裸坡黄土坡面侵蚀产沙过程可划分为细沟形成阶段、细沟发展阶段和细沟发育稳定阶段，坡沟系统的输沙率和含沙量过程随降雨强度的增大而增大,但变化趋势不尽相同；沟坡径流量与沟谷部分净侵蚀产沙量呈幂函数关系。

（7）进行了典型小流域治理措施优化配置研究，突出了大封禁、小治理的新思路，确定了不同分区的布坝密度，为黄河多沙粗沙区的水土流失治理提供了比较坚实的理论依据。 (8)采用GIS和多个数学模型相结合的方法，建立了基于土壤水分分布的土地利用空间优化模型，得到了区域土地利用优化数量结果。

（8）研究发现，流域水土保持存在着一个临界面积，只有当水保面积超过这一临界值后，水保措施对河流泥沙的影响在统计意义上才会显著，并推求出黄河中游黄土丘陵区河流的临界水保面积应为流域水土流失面积的21％。

 （9）研究发现，在1970年以来多沙粗沙区入黄泥沙量减少的总体背景之上，还叠加着1986—1997年间入黄泥沙量增加的近期趋势。在降水可比的条件下，与20世纪80年代相比，90年代的减沙效益有所衰减。基于这一研究，提出了对策建议。

（10）研究发现，水土保持措施导致了流域中人为沉积汇的形成，使得泥沙输移比大幅度减小。

撰稿： 陆地水循环与地表过程院重点实验室 许炯心研究员

附件:

1. 该项目论文及专著明细.doc