白三叶不同部位减沙效应及其对径流水动力学参数的影响

作者：张思毅; 梁志权; 谢真越; 卓慕宁; 郭太龙; 廖义善; 韦高玲; 李定强

来源：生态环境学报, 2016, 25(08): 1306-1314.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.08.008

• 坡面侵蚀
• 水力学参数
• 红壤
• 根系
• 冠层
• 白三叶

植被是控制土壤侵蚀的关键因子,研究植被不同部位的减沙效益及机理对于水土保持、植物保护和恢复具有指导意义。以白三叶(Trifolium repens L.)和红壤为实验对象,采用人工模拟降雨的方式,在坡度15°和雨强60、120、180 mm·h-1条件下,测定完整植株坡面、根系坡面和裸坡的产流产沙过程和流速,研究草本植物完整植株、冠层、根系在红壤坡面的减沙效应及其对坡面径流水动力学参数的影响。研究结果表明,盖度为85%的白三叶平均减沙效益为97.3%,根系、冠层的平均减沙效益分别为66.3%、31.0%,根系的减沙效益显著高于冠层。植被能够降低径流含沙量,尤其是降雨初期的径流含沙量。植被能够降低38.6%的坡面径流流速,其中冠层的平均减速效益为31.2%,根系的平均减速效益为7.3%,冠层的减速效益远大于根系。植被对坡面径流雷诺数影响较小,能够降低径流的弗劳德数,缓解径流流态,但坡面径流都为层流-缓流形态。植被能够显著增加坡面径流的达西-韦斯巴赫阻力系数,冠层的平均增阻效益为402.4%,根系的增阻效益为33.0%。随着雨强的增大,植被的增阻效益降低。白三叶具有良好的调控坡面侵蚀的能力,其中冠层主要通过对坡面径流的流速和阻力的影响来减少坡面侵蚀,而根系的减沙效益要大于其减速和增阻效益。植被调控坡面侵蚀的机理十分复杂,其中根系的减蚀机理需要进一步深入研究。

• 单位
  广东省科学院; 广东省生态环境技术研究所