黄土高原土壤细沟输沙能力对坡度和流量的响应

摘要

[目的]为揭示细沟输沙能力随坡度和流量的变化规律，完善泥沙输移理论和构建土壤侵蚀预测模型。[方法]通过室内水槽加沙试验，在5个坡度（9°、12°、15°、18°和21°）和4个流量（5、7、9、11 L/min）组合条件下，测定黄土高原4种土壤（砂土、沙黄土、黄绵土和黑垆土）的细沟输沙能力，分析细沟输沙能力随坡度和流量的变化趋势，构建细沟输沙能力的预测模型。[结果] 1)4种土壤的细沟输沙能力均随坡度或流量的增加而增加。在坡度为15°或流量为7、9、11 L/min下，不同土壤间的细沟输沙能力存在显著差异（p<0.05）。2)4种土壤的细沟输沙能力在相邻坡度（或流量）间的增加速率呈非线性变化趋势。3)不同坡度（或流量）下，4种土壤的细沟输沙能力对流量（或坡度）的响应关系均可用幂函数较好地描述（R²为0.713～1.000）。基于细沟输沙能力受到坡度与流量间耦合效应的影响，构建基于坡度和流量的二元指数函数型的细沟输沙能力预测模型，且模型的预测结果均较高（R²为0.839～0.945）。[结论]黄土高原土壤的细沟输沙能力对坡度和流量响应关系复杂，并揭示幂函数模型在表征细沟输沙能力对坡度或流量的响应关系具有优越性。

关键词

输沙能力 / 细沟侵蚀 / 黄土高原 / 坡度 / 流量