典型黑土区坡面上方汇流和土壤管道崩塌对坡面水蚀的影响

作者：秦琪珊; 郑粉莉^*; 赵录友; 莫帅豪; 王伦; 耿华杰

来源：应用生态学报, 2023, 34(10): 2703-2712.

DOI：10.13287/j.1001-9332.202310.016

• 坡面上方汇流
• 土壤管道崩塌
• 坡面水蚀
• 黑土区

分析坡面上方汇流和土壤管道崩塌对黑土坡面水蚀过程的影响，可为黑土侵蚀退化防治提供重要科学依据。本研究基于坡面汇流模拟试验，设计3个上方汇流强度和3种近地表土壤水文条件(无土壤管道、有土壤管道无管道流、有土壤管道流),研究坡面上方汇流和土壤管道崩塌对黑土坡面水蚀过程的影响，量化土壤管道侵蚀对黑土坡面侵蚀的贡献。结果表明：1)坡面侵蚀量随上方汇流强度的增加而增加，当上方汇流强度从30 L·min-1增加到40和50 L·min-1时，坡面侵蚀量分别增加100.0%～111.5%和214.8%～289.2%。2)土壤管道发生和管道流形成加剧了坡面水蚀过程，30、40和50 L·min-1上方汇流强度下有土壤管道无管道流和有土壤管道流处理的坡面侵蚀量分别是无土壤管道处理的1.4～1.6倍和1.7～2.1倍。此外，3种上方汇流强度下有土壤管道无管道流和有土壤管道流处理的土壤管道侵蚀对坡面土壤侵蚀的贡献分别为26.7%～37.6%和40.5%～51.9%。3)土壤管道崩塌加剧了细沟侵蚀过程，30、40和50 L·min-1上方汇流强度下有土壤管道无管道流和有土壤管道流处理的细沟侵蚀量较无土壤管道处理增加38.1%～66.0%和93.7%～128.4%。因此，上方汇流强度增加使坡面水流流速增大，导致坡面径流侵蚀能力和搬运能力增强，从而增加了坡面侵蚀量；土壤管道崩塌也加剧了细沟侵蚀过程，尤其是土壤管道崩塌瞬间地表径流全部转化为土壤管道流，极大增加了坡面水流流速，加剧了坡面侵蚀过程，进而增加了坡面侵蚀量。

• 单位
  黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室; 西北农林科技大学; 中国科学院水利部水土保持研究所