引言

  土壤侵蚀是陆地生态系统中普遍发生且具有广泛生态环境效应的地表物质运移过程，是土壤学、地貌学、水文学、生态学等多个学科共同关注的地表过程。在格局—过程—尺度及等级为核心的景观生态学研究中，土壤侵蚀与景观格局的相互作用是典型的例子。除降雨、土壤物理和化学属性等因素外，土壤侵蚀过程中发挥抑制或促进功能的景观单元在空间上的配置格局控制着土壤侵蚀过程的发生和发展。因此，定量描述景观单元空间分布格局的指标可指示土壤侵蚀状况或者发生风险，可与泥沙输移建立定量的表达关系。景观连通度（landscape connectivity）是描述景观格局的重要概念，在揭示景观格局的生态效应（如物种迁移、扩散）方面产生了丰硕的成果，也逐渐被应用于反映土壤侵蚀的景观格局描述，涉及的空间尺度从小区、坡面、流域到区域。尽管景观连通度对土壤侵蚀具有深刻的影响，而在土壤侵蚀研究中应用景观连通度概念近年来才开始受到关注。但对景观连通度概念仍然存在多样化、不一致的理解，在景观连通度的定量方法上仍处于探索阶段，景观连通度的作用在土壤保持实践中尚未明确提出。基于景观连通度与土壤侵蚀的相互作用，从概念、表征及其在土壤侵蚀过程中的作用三个方面对景观连通度进行阐述和探讨。

  土壤侵蚀研究中的景观连通度概念

  土壤侵蚀受不同景观功能单元空间配置和组成的控制。与生物过程不同，土壤侵蚀是具有空间方向性（沿地形梯度方向或风向、水流方向等）、主控因素和强度存在尺度依赖和临界现象的地表物质运移过程。景观连通度是影响土壤侵蚀过程的重要因素。近年来，景观连通度概念在降雨侵蚀，特别是大尺度泥沙输移研究中得到广泛应用。从水文学和地貌学中发展起来的景观连通度概念在土壤侵蚀研究中应用最为广泛，大致包括三种：①描述流域内地形单元间空间邻接关系的景观结构连通度；②刻画径流从景观中一个地方到另一个地方运动通道的畅通程度的水文连通度；③指示泥沙及其上附着污染物在流域内的物理传输、且随颗粒大小变化的泥沙连通度。景观结构连通度在一定的时间尺度上（月、季度、年）通常被看作静态的，适合反映给定景观格局下产流产沙和水沙输移的平均状态。水文连通度和泥沙连通度通常是高度动态的，依赖于降雨过程和具体的景观属性状态，适合于描述次降雨等短时内的景观连通状况。面向土壤侵蚀过程的景观连通度以径流和水分横向运移、土壤颗粒的剥离和沿地表的移动为目标过程。高强度的降雨、陡峭的地形以及低粗糙度的裸露土壤有利于增强景观单元或景观位置间的径流和泥沙输送，对应较高的景观连通度。地形洼地、植被斑块、人类建筑设施等起到阻碍作用的景观单元削弱水沙输送路径的有效连通，形成较低的景观连通度。

  总体上，对降雨侵蚀过程而言，景观连通度有两个方面的涵义：①景观结构连通度：径流、泥沙产生斑块（“源”斑块）内部以及斑块间在水流路径方向上的相互连通和泥沙产生区与泥沙输送目的地（库塘、湖泊、河道等）之间联系通道的畅通程度；②景观功能连通度：景观中不同位置通过径流和泥沙输送联系的程度，通常可用不同位置间径流、泥沙输送频率、输送量或径流量表征。在土壤侵蚀过程中，景观结构连通与功能连通之间存在反馈关系，即结构上的连通制约着功能上的连通，而后者作为重要的干扰方式，可改变前者。

  景观连通度在土壤侵蚀中的作用

  土壤侵蚀过程在多个尺度受到包括地形格局、土地覆被格局等景观格局的控制。塑造景观连通状态是景观格局控制土壤侵蚀发生、发展的主要途径之一，如低入渗斑块之间在水流路径方向上的连通、坡面与沟道之间通过泥沙输送路径建立的连通，沟道网络之间的连通等。根据土壤侵蚀的发生和发展，可将其划分为两个相互衔接的子过程：物质供给过程和物质搬运—沉积过程，即泥沙的产生过程和在景观中的再分配过程。物质供给过程指土壤颗粒在外力作用下的原位剥离；物质搬运—沉积过程指土壤物质在降雨、径流、重力、风等作用下的输送和在地形洼地、平坦部位、植被阻碍体中沉积的过程。在土壤颗粒的原位剥离过程中，景观连通度通过影响径流侵蚀能力而影响土壤颗粒原位剥离。在泥沙传输过程，景观连通度影响着水沙向区外传输的难易程度。景观中某位置上游低入渗、高产流区域之间的连通，以及其与上游集水区的有效连通可增强土壤物质的剥离。下游泥沙输送路径上低阻力单元的连通则有利于泥沙向区外输出。

  从斑块到流域、区域等多尺度的实验和模型模拟研究表明，随着尺度的变化，土壤侵蚀受不同类型景观连通的影响。斑块尺度上，斑块内部结构控制着土壤侵蚀过程，其差异会非线性地放大侵蚀产沙。小区和坡面尺度上，径流、泥沙源区的连通主导着侵蚀的发生和发展，因而径流、产沙与源区的连通度指标具有很好的相关性。子集水区尺度，响应单元间的空间连通度及其与排水路径的连通程度是泥沙传输的主导因素；小流域/沟道网络水平上，沟道网络的连通度是关键。集水区和小流域尺度上，植被斑块、地形洼地等地表单元控制坡面产流、产沙区域与坡底沟道的连通度，制约着坡面泥沙向沟道的输送。在流域和景观尺度，土壤物质在景观中的搬运—沉积是关注的主要土壤流失过程。地形洼地、大面积植被带、水坝、山前洪积扇、河心滩等景观单元间的连通度制约着泥沙运移。如洼地将坡面与河道分隔，洪积扇植被带将沟道与主河道阻断等。这些要素在泥沙输移过程中发挥着开关的作用，决定了任何时刻的有效流域面积。