本书介绍了土壤侵蚀研究所需要的基本方法，包括土壤侵蚀速率的测量、模拟实验、侵蚀模型、调查与制图、仪器与设备等，并且介绍了每种方法的作用、用法和常见问题与错误。了解这些方法有助于开展土壤侵蚀研究。

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1978.2-1982.2，陕西师范大学地理系，理学学士 1982.2-1985.2，水利部中国科学院西北水土保持研究所，土壤学硕士 1987.7-1990.7，水利部中国科学院西北水土保持研究所，土壤学博士1985.2-1992.12，水利部中国科学院西北水土保持研究所 1992.12-1996.5，美国普度大学（Purdue University），美国农业部水土保持局国家土壤侵蚀实验室(USDA/ARS/National Soil Erosion Lab) 1996.5-今，北京师范大学地理学院中国水土保持学会科学技术二等奖（个人排名第一,无

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 小区小流域定位监测 1
1.2 核素示踪方法在土壤侵蚀研究中的作用 2
1.3 模拟实验的用途及其与野外监测的关系 2
1.4 模型的构建与应用 3
1.5 区域土壤侵蚀调查与制图 3
1.6 新技术与数理统计 4
1.7 野外工作的重要性 4
参考文献 4
第2章 径流小区土壤侵蚀监测 6
2.1 监测内容 6
2.2 监测设施 6
2.2.1 径流小区 6
2.2.2 降雨监测设备 8
2.2.3 径流泥沙人工监测设备 10
2.2.4 径流小区半自动监测设备 11
2.2.5 径流小区自动监测设备 13
2.3 径流小区田间操作与管护 15
2.3.1 基本要求 15
2.3.2 田间操作记录 16
2.3.3 田间管护 16
2.4 降雨观测 17
2.4.1 雨量器 17
2.4.2 虹吸式自记雨量计 18
2.4.3 翻斗式数字雨量计 20
2.4.4 降雨过程摘录与计算 20
2.5 径流和泥沙监测 22
2.5.1 径流取样 22
2.5.2 样品室内处理 25
2.5.3 径流量和土壤流失量计算 26
2.6 覆盖度观测 27
2.7 土壤水分观测 28
2.8 作物测产 30
2.8.1 野外采样 30
2.8.2 室内样品处理 31
2.8.3 产量计算 31
2.9 资料整理 32
2.9.1 资料说明 32
2.9.2 径流小区监测资料整编 34
2.10 径流小区设备的选择与监测常见问题 38
2.10.1 径流小区设备的选择 38
2.10.2 径流小区监测常见问题 38
第3章 小流域径流泥沙监测 51
3.1 监测内容 51
3.2 监测设施与设备 51
3.2.1 降雨观测设备 51
3.2.2 水位与流量观测设备 52
3.2.3 泥沙观测设备 61
3.2.4 设施设备日常检查与维护 63
3.3 监测与计算 63
3.3.1 降雨观测 63
3.3.2 径流和泥沙监测 63
3.3.3 径流量与产沙量计算 65
3.3.4 径流过程分割 73
3.3.5 土壤水分 75
3.3.6 水质监测 76
3.3.7 下垫面条件野外调查 76
3.4 资料整编 77
3.4.1 资料说明 77
3.4.2 整编表 78
参考文献 82
第4章 区域水土流失调查 83
4.1 概述 83
4.1.1 区域水土流失调查目的与意义 83
4.1.2 数据获取与分析方法 84
4.1.3 区域水土流失调查分类 85
4.2 国内外区域水土流失调查方法简介 86
4.2.1 美国土壤侵蚀抽样调查 86
4.2.2 中国土壤侵蚀遥感调查 97
4.2.3 网格计算方法 98
4.3 中国土壤侵蚀抽样调查 100
4.3.1 技术路线与方法 100
4.3.2 抽样设计 102
4.3.3 资料准备 104
4.3.4 野外调查 107
4.3.5 数据处理 112
4.3.6 土壤侵蚀因子计算 115
4.3.7 全国土壤侵蚀强度评价 128
参考文献 132
第5章 人工模拟降雨试验方法 134
5.1 人工模拟降雨的作用 134
5.2 天然降雨特性 134
5.2.1 次降雨量 134
5.2.2 降雨强度 135
5.2.3 雨滴大小分布 135
5.2.4 雨滴终点速度 136
5.2.5 降雨动能 138
5.3 人工模拟降雨特性 138
5.3.1 人工模拟降雨的设计要求 138
5.3.2 人工模拟降雨与天然降雨的差异 140
5.3.3 人工模拟降雨试验结果的校正与应用 140
5.4 人工模拟降雨设备发展历程 141
5.5 常见人工模拟降雨设备类型 142
5.6 室内人工降雨 143
5.6.1 实验设计 143
5.6.2 设备组成及运行方法 143
5.7 野外人工模拟降雨 145
5.7.1 试验设计 145
5.7.2 设备组成及运行方法 145
参考文献 151
第6章 人工模拟径流试验 153
6.1 人工模拟径流系统的组成与用途 153
6.1.1 人工模拟径流系统组成 153
6.1.2 变坡试验水槽的类型与规格 155
6.1.3 流量与坡度设置 157
6.2 流速测量 158
6.2.1 流量法 158
6.2.2 染色法 158
6.2.3 盐溶液电导法 160
6.2.4 水深测量 161
6.3 下垫面糙率 163
6.3.1 测针法 163
6.3.2 激光扫描法 164
6.3.3 摄像测量法 165
6.4 人工加沙方法 166
6.4.1 泥浆泵法 166
6.4.2 双水槽法 167
6.4.3 加沙漏斗法 168
6.4.4 圆筒式输沙器 168
6.4.5 带式供沙机 169
6.5 土壤分离能力 169
6.5.1 土壤分离能力测定过程 169
6.5.2 影响土壤分离能力测定的因素 170
6.5.3 输沙对土壤分离过程的影响及动力机制 171
6.6 坡面径流挟沙力 172
6.6.1 影响径流挟沙力的主要因素 172
6.6.2 研究径流挟沙力的主要方法 173
6.6.3 测定径流挟沙力时需要注意的关键问题 174
参考文献 174
第7章 中国土壤侵蚀模型——CSLE 176
7.1 降雨侵蚀力因子 176
7.2 土壤可蚀性因子 177
7.3 坡长因子和坡度因子 179
7.4 植被覆盖与生物措施因子 179
7.4.1 植被覆盖随季节变化情况下的观测与计算 180
7.4.2 控制植被覆盖不随季节变化情况下的观测与计算 181
7.5 工程措施因子 181
7.6 耕作措施因子 182
7.7 CSLE 应用问与答 184
参考文献 184
第8章 土壤侵蚀示踪技术 185
8.1 能谱分析方法 185
8.1.1 放射性衰变 185
8.1.2 γ 射线探测方法 187
8.1.3 能谱分析方法精度比较 192
8.2 137Cs示踪技术 196
8.2.1 原理 196
8.2.2 采样方法 199
8.2.3 测试方法 201
8.2.4 样品活度计算方法 208
8.2.5 土壤侵蚀/沉积量计算方法 210
8.3 210Pb在土壤侵蚀中的应用 217
8.3.1 210Pb的时空分布 217
8.3.2 采样方法 218
8.3.3 210Pb的样品处理与测量 218
8.3.4 应用210Pb测定泥沙沉积率 218
8.3.5 应用210Pb测定土壤侵蚀速率 220
8.3.6 210Pb方法的优缺点及存在问题 221
8.4 7Be在土壤侵蚀中的应用 221
8.4.1 7Be示踪土壤侵蚀的原理 221
8.4.2 7Be样品采集与处理 222
8.4.3 土壤样品中7Be的测定 223
8.4.4 土壤中7Be活度的计算 224
8.4.5 7Be示踪估算土壤侵蚀速率模型 224
8.4.6 7Be示踪技术在研究土壤侵蚀中的应用 230
8.5 稀土元素（REE）示踪技术 231
8.5.1 REE示踪土壤侵蚀的优点 231
8.5.2 REE施放量的计算方法 231
土壤侵蚀研究方法
8.5.3 REE的施放方法 233
8.5.4 样品采集 235
8.5.5 分析方法及分析质量控制、分析精度计算 235
8.5.6 各个类型区土壤侵蚀量计算 235
8.6 复合指纹 236
8.6.1 复合指纹识别沉积物来源的原理与技术框架 236
8.6.2 样品采集方法 239
8.6.3 样品测试 240
8.6.4 应用案例 241
8.7 土壤磁化率示踪技术 245
8.7.1 土壤磁性特征及影响因素 245
8.7.2 土壤磁化率技术应用原理 249
8.7.3 野外采样及注意事项 252
8.7.4 室内测定及计算 253
8.7.5 磁化率技术在东北黑土区应用实践 258
8.7.6 磁化率技术应用展望 265
8.8 物质光谱分析 266
8.8.1 原理 267
8.8.2 采样方法 268
8.8.3 测试方法及模型 268
8.8.4 应用案例及注意事项 269
参考文献 271
第9章 地面覆盖度监测 284
9.1 目估法 284
9.2 穿刺法 284
9.3 地面照相测量法 285
9.3.1 垂直照相设备 285
9.3.2 地面照相测量法的实施步骤 287
9.3.3 照片预处理及植被覆盖度计算 288
9.4 无人机照相测量法 291
9.4.1 HAGFVC算法原理与流程 292
9.4.2 CMA算法原理与流程 294
9.4.3 3S-CNN算法原理 295
9.5 遥感影像估算法 297
9.5.1 应用归一化植被指数计算植被覆盖度 297
9.5.2 多源数据融合计算植被覆盖度 297
9.5.3 用光合植被和非光合植被计算地面盖度 299
参考文献 301
第10章 土壤侵蚀影响生产力试验与调查 304
10.1 移去表土法 304
10.1.1 原理 304
10.1.2 应用案例 305
10.2 配土法 306
10.2.1 原理 306
10.2.2 应用案例 307
10.3 剖面线调查法 307
10.3.1 原理 307
10.3.2 应用案例 308
10.4 对比小区法 309
10.4.1 原理 309
10.4.2 应用案例 309
参考文献 311
第11章 暴雨土壤侵蚀调查 313
11.1 目的与意义 313
11.2 调查范围与调查内容. 313
11.2.1 调查范围 313
11.2.2 调查内容 313
11.3 资料收集 313
11.3.1 基础资料 314
11.3.2 降雨水文资料 314
11.3.3 径流小区和小流域次暴雨实测资料 314
11.3.4 其他 316
11.4 外业调查 316
11.4.1 前期准备 316
11.4.2 小流域无人机航摄与解译 317
11.4.3 小流域洪峰流量调查 319
11.4.4 坡耕地细沟侵蚀调查 321
11.4.5 浅沟和切沟调查 323
11.4.6 道路损毁调查 326
11.4.7 重力侵蚀调查 329
11.4.8 梯田损毁调查 330
11.4.9 生物措施损毁调查 332
11.4.10 其他水土保持措施损毁调查 332
11.4.11 其他影响调查 333
11.5 数据分析 333
11.6 野外调查注意事项 333
参考文献 335
第12章 风力侵蚀监测 336
12.1 气象要素 336
12.2 土壤要素 338
12.3 地面覆盖 340
12.4 土壤风蚀输沙率 342
12.5 土壤风力侵蚀厚度和风蚀量 345
参考文献 351
第13章 土壤侵蚀监测现代仪器与技术 354
13.1 称重式雨量计 354
13.1.1 工作原理 354
13.1.2 主要部件及其结构 354
13.1.3 精度检测 356
13.1.4 主要性能与适用性 358
13.2 雨滴物理特性测量系统 359
13.2.1 工作原理 359
13.2.2 主要部件及结构 359
13.2.3 参数计算 361
13.2.4 性能检测 362
13.2.5 主要性能与适用性 363
13.3 土壤侵蚀下垫面形态数字近景摄影观测系统 364
13.3.1 原理和工作流程 364
13.3.2 系统组成 364
13.3.3 影像采集器的标定 366
13.3.4 数字影像中雨滴的去除 368
13.3.5 三维重建 370
13.3.6 精度检测 371
13.3.7 主要性能与适用性 376
13.4 径流泥沙实时自动监测仪 377
13.4.1 工作原理 377
13.4.2 主要部件及其结构 378
13.4.3 准确度与精度检测 379
13.4.4 主要性能与适用性 381
13.5 便携式径流含沙量测量仪 382
13.5.1 工作原理 382
13.5.2 主要部件及结构 382
13.5.3 准确度与精度检测 384
13.5.4 主要性能与适用性 386
13.6 沉降管 386
13.6.1 侵蚀泥沙迁移运动规律 386
13.6.2 沉降管法设计原理 387
13.6.3 沉降管主要部件 387
13.6.4 沉降管法工作流程 389
13.6.5 沉降时间间隔计算方法 390
13.6.6 沉降管在侵蚀泥沙迁移和空间分布研究中的应用 391
13.7 无人机航摄 394
13.7.1 概述 394
13.7.2 特大暴雨水土保持无人机辅助调查 395
13.8 风蚀圈 398
13.8.1 概述 398
13.8.2 风蚀圈设计原理 399
13.8.3 风蚀圈的组成与安装 399
13.8.4 风蚀圈的维护与样品收集 403
13.8.5 风蚀速率计算 404
参考文献 409
第14章 土壤侵蚀研究统计方法 411
14.1 总体特征描述及数据预整理 411
14.1.1 总体与样本 411
14.1.2 总体的理论分布 416
14.1.3 抽样分布 427
14.1.4 数据变换 435
14.2 异常数据检验与缺失数据的插补 438
14.2.1 常用异常数据检验方法 438
14.2.2 常用缺失数据的插补方法 441
14.3 假设检验 443
14.3.1 假设检验的基本概念 443
14.3.2 一个正态总体参数的假设检验 448
14.3.3 两个正态总体参数的假设检验 457
14.3.4 大样本下非正态总体均值的假设检验 463
14.3.5 假设检验问题的p 值法 472
14.4 非参数假设检验基础 473
14.4.1 总体分布的拟合检验 474
14.4.2 符合性检验 476
14.4.3 独立性检验 478
14.5 方差分析 480
14.5.1 方差分析的概念与基本思想 480
14.5.2 单因素方差分析 483
14.5.3 两因素完全随机试验方差分析 491
14.6 相关与回归分析 503
14.6.1 相关分析及常用的相关系数 503
14.6.2 一元线性回归分析 510
14.6.3 可线性化的一元非线性回归 533
14.6.4 多元线性回归 538
14.6.5 多元非线性回归 549
参考文献 550
附录 552
附录1 野外调查单元土地利用现状分类. 552
附录2 野外调查单元水土保持措施分类. 554
附录3 植被郁闭度和覆盖度参考图片 558
附录4 土地利用分类 562
附录5 水土保持措施分类 564
附录6 常用分布表 566