过程基础

土壤侵蚀是一个两阶段过程，包括剥蚀单个土壤颗粒从土壤团聚体中分离出来，以及通过侵蚀剂（如流水、风或机械冲击（如耕作））搬运。当不再有足够的能量来搬运颗粒时，第三阶段沉积就会发生（Morgan, 2005）^[1]。

剥蚀剂使土壤松动，以便于搬运剂将其带走。

剥蚀剂

剥蚀剂包括

雨滴击打裸露的土壤表面产生的动能会使土壤团聚体分离和破碎。持续暴露于强降雨中会通过表面封堵和结皮过程显著削弱土壤。

机械风化，如交替湿润和干燥、冻融和冻胀，以及生物化学风化都会使土壤破碎。

土壤会被耕作操作以及人和牲畜的践踏所扰动。

流水和风对表层土壤产生的剪切应力会剥蚀土壤颗粒。

搬运剂包括那些对土壤均匀剥蚀起作用的（片蚀），以及那些在沟渠中集中作用的（细沟侵蚀）。

片蚀区的搬运剂包括

颗粒可能会被抛到空中，距离达到几厘米。土壤表面的坡度会影响向下坡方向的搬运。

以无限宽度的浅流形式的地表径流会将土壤颗粒移向细沟。

剪切力，其大小取决于风速，会根据不同大小颗粒的临界剪切速度搬运它们。

细沟中的搬运剂包括

通过集中在小细沟中的水流搬运，这些细沟可以通过风化和耕作操作消除。

集中在更大、更永久的沟渠特征中的径流，具有非常特殊的形成阈值条件和机制。

侵蚀的严重程度取决于随着时间的推移剥蚀剂提供的物质质量以及侵蚀剂搬运物质的能力。当侵蚀剂搬运物质的能力大于剥蚀剂提供的物质质量时，侵蚀被称为剥蚀限制。当提供的物质质量大于搬运能力时，侵蚀被称为搬运限制。

侵蚀的可用能量有两种形式：势能和动能。

势能 $PE$ 是由于一个物体（如颗粒）相对于另一个物体（如地球）的高度差而产生的。它是质量 $m$ 、高度差 $h$ 和重力加速度 $g$ 的乘积。

$PE=mgh$ (1.1)

侵蚀的势能转化为动能 $KE$ ，即运动的能量。它与侵蚀剂的质量 $m$ 和速度 $v$ 有关。

$PE={1 \over 2}mv^{2}$ (1.2)

大部分能量会通过侵蚀剂运动的表面的摩擦而耗散。流水能量的 3-4% 和降雨滴能量的 0.2% 被用于侵蚀（Pearce, 1976）^[2]。