土壤侵蚀量的计算是定量评价土壤侵蚀水平的依据，它是了解和评估侵蚀环境影响的重要基础。不同的研究者提出了不同的土壤侵蚀估计模型，但应用最为广泛的是Wischmeier等(1978)提出的通用土壤流失方程(USLE)。20世纪90年代提出的WEPP(Water Erosion Prediction Project) (Laflen et al. 1991)也应用比较普遍。土壤侵蚀模型方法的主要任务是土壤侵蚀因子的参数化和定量化。

(一)LISLE

LISLE全面地表达了土壤水蚀的影响因子和流失量计算方法(主要针对沟间侵蚀)：

A＝RKLSCP     (9-3)

式中，A代表侵蚀量[t/(hm²·a)];R代表降雨因子；K代表土壤可蚀性因子；C代表地表覆盖因子；P代表人为管理措施；LS则是坡长一坡度复合因子。通用土壤流失方程中的侵蚀因子都是变量，即使是土壤可蚀性因子K也不是固定不变的。

通用土壤流失方程是在特定的自然背景和土地利用条件下发展起来的土壤侵蚀预测模型，它以标准侵蚀小区的侵蚀量为计算基础。标准侵蚀小区是长度为22.13 m，宽1.83 m,坡度为9％，无植被覆盖的连续耕翻休闲地。理论上在其他任何条件下，所有参数都必须根据实际情况测定，才有可能计算土壤侵蚀量。实际上，方程中的一些参数可以根据其他容易获得的数据转换得到。

(1) R因子

R因子反映了降雨能量对侵蚀的影响0根据Wischmeier等(1978)，估计降雨侵蚀指数的最佳方法是每年中降雨事件的最大30分钟雨强(E1₃₀)，然后计算前22年的平均值。但即使如此，每次降雨事件的详细记录仍然不容易得到，通常比较容易获得的是月平均数据。Bergsma(1981)和Lal(1990)综述了应用这些粗略数据计算降雨侵蚀指数的经验公式。Bols提出了如下模型(van den Berg1992)：

R_bals,i=aP^b_i·D^c_i·P^d_max,i      (9-4)

式中，R_bots,i为估计的各月R因子；P_i各月平均降雨；D_i各月降雨天数；P_max,i 各月最大24 h雨量；a、b、c、d是适合各地的经验常数。该经验公式是在热带地区建立起来的，适合热带、亚热带地区的应用。

当然还有其他很多经验公式，但这些计算实际上都是一种近似估计，只能在降雨观测数据缺乏时用来简单地估算。SWEAP(van den Berg1992)就是利用这些经验公式来估计降雨侵蚀因子，进而计算区域土壤侵蚀量。

(2) K因子

K是表征土壤自身抵御侵蚀能力的一个因子，即土壤性质对侵蚀强度的影响，它与土壤结构的种类、强度和土壤孔隙状况等密切相关。前已述及，土壤可蚀性因子也并非常数，它的测定通常是在标准侵蚀小区上通过观测泥沙总量计算得到，单位是t/(hm²·a·ru) (ru为标准单元)。

同样因为测定上的困难，K因子的获得通常也是在研究土壤属性与可侵蚀性关系的基础上进行经验估算

Wischmeier等(1978)提供了一个查找土壤可蚀性的“诺莫图”(nomograph)，其计算公式为：

100K＝2.24·[2.1·10^-4·(SILT＋VFSA)^1.14·(12-OM)

＋3.25·(b-2)+2.5·(c-3)]           (9-5)

式中，(SILT＋VFSA)为土壤粉粒与极细砂粒含量之和，OM为土壤有机质含量，b为土壤结构类型代码，c为剖面渗透性等级。

在地表存在砾石、岩石或其他较粗成分时，由于这些物质的保护效果对土壤侵蚀量产生影响，上述方法所得到的K值可能需要进一步的校正(Soil Conservation Service 1980)。

(3) LS因子

LS因子是土壤所处位置的坡度和坡长复合因子，目前有多个关于该因子的估计方法，它们之间的差别不大，只有在坡度极缓(<1％)或者极陡(>20％)时才有明显不同的计算结果。Wischmeie：等(1978)所提供的计算公式为：

LS＝(L/22.1)(65.41sin²q＋4.56sin q＋0.065)          (9-6)

式中，L是坡长；q为坡度(百分比)。改良的通用流失方程(RUSLE)作了一些修正，将坡度在9％以上或者以下的情况分别计算(Renard et al. 1991):

LS＝(L/22.1)(10.8sin q＋0.03) q＜9％       (9-7)

LS= (L/22.1) (16.8sin q-0.50)q>9％         (9-8)

(4) C因子

C因子反映了作物的栽培管理对土壤侵蚀的影响。C因子与土地利用状况密切相关，不同的植被类型和覆盖程度的C值有很大的差别。标准情况下(无覆盖)C值为1，所以实际条件下一般C值小于1，在完全土壤保护的情况下C值为0，此时不认为有侵蚀产生。在一年生作物生长过程中，因为叶面积在不断变化，所以C值也是变化的。在具有植物残体覆盖的情况下，地表覆盖度的大小也直接影响C值的高低。SWEAP (van den Berg1992)提供了不同作物类型和生长期情况下C值的参照表，作为侵蚀量计算的估计值。

(5)P因子

P因子反映了水土保持措施对侵蚀的影响。根据不同的侵蚀控制措施取值，在没有耕作的休闲坡地P值为1，在条带耕作、等高耕作和梯田等情况下，P值不同程度地降低。Wischmeier等(1978)提供了不同管理措施条件下P值的经验数值，可以用于侵蚀量的估计。

在LISLE中的所有变量被计算以后，可以利用它计算特定条件下泥沙的产量，也可以进一步计算所携带的养分和其他污染物负荷。基于通用流失方程的比较研究还可以确定不同条件下侵蚀因子的贡献，从而了解不同条件下侵蚀产生的主要因子，为降低侵蚀，实现可持续的土壤(土地)管理提供明确的方向。

(二)WEPP

除LISLE以外，其他土壤侵蚀量的估计模型，如WEPP (Water Erosion PredictionProject) (Laflen et al. 1991)，也是一个重要的侵蚀估计模型，它可以计算每次降雨事件的土壤侵蚀量：

D_i＝K_iVIS_fA_dj           (9-9)

式中，D_i 是沟间剥离速率[kg/(m²·s)]；K_i是沟间可蚀性(kg·s/m⁴)；V是径流速率(m/s)；I是降雨强度(m/s)；S_f是坡度调节因子(Liebenow et al. 1990)，可按式(9-10)进行计算；A_dj是所有其他因子的调节项。

S_f＝1.05-0.85e^{(-4sin a)}        (9-10)

式中，a是坡度角。

相关链接：土壤水蚀及其影响因子