北方土石山区不同粒径团聚体特征及其对坡面侵蚀过程的影响

摘要

[目的]探究不同雨型下坡面侵蚀过程，阐明团聚体稳定性特征与坡面侵蚀之间的定量关系，为北方土石山区水土流失治理提供理论依据。[方法]以北方土石山区2种典型褐土（石灰性褐土、黄土性褐土）为研究对象，通过LB法分析了<2 mm, 2～3 mm, 3～5 mm, 5～7 mm,>7 mm粒径团聚体稳定性，并设计总降雨量相同的增强型、减弱型、谷值型、峰值型4种降雨类型，分析了不同雨型下土壤侵蚀过程，并将各粒径团聚体稳定性特征参数K_a替换WEPP模型中的可蚀性因子K_i计算预测值，用Nash-sutcliffe有效性E对比模拟值与实测值，分析了模型适用性。[结果]在LB法3种处理下2种土壤团聚体稳定性大小均表现为快速湿润>湿润振荡>慢速湿润，大粒径范围团聚体稳定性较小粒径范围团聚体低，粒径范围<2 mm及2～3 mm团聚体稳定性最好，且黄土性褐土团聚体稳定性小于石灰性褐土。不同雨型下，谷值型坡面产流产沙总量最大，是峰值型产流产沙量的1.6,1.3倍。同一降雨强度出现在不同阶段，对径流强度和产沙率有显著影响，峰值型和谷值型起始阶段的径流强度和产沙率均大于结束阶段，黄土性褐土径流强度和产沙率均大于石灰性褐土。各团聚体粒径在增强型和减弱型雨型下坡面侵蚀模拟效果较好，在3～5 mm粒径团聚体模拟效果最好，有效性计算值达到0.8以上。[结论]用不同粒径团聚体稳定性表征土壤可蚀性参数模拟效果较好，可为北方土石山区水土保持有效性评价提供参考。

关键词

粒径 / 团聚体稳定性 / 雨型 / 土壤侵蚀 / 径流泥沙