植被格局对土壤入渗和水沙过程影响的模拟试验研究

• 作者: 赵炯昌 潘岱立 卫伟 段兴武
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 模拟降雨 植被格局 土壤入渗 产流产沙 土壤水分
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1373-1380
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb202004180934

摘要

合理的植被格局能够提高土壤入渗性能和抗冲性，有效阻蚀减沙，平衡土壤保持与土壤水分保蓄二者关系，进而促进生态环境的改善。基于径流小区人工模拟降雨，研究了多种植被格局生物量密度（0、50%、100%）和分布方式（坡上分布、坡下分布、均匀分布）的土壤入渗、产流、产沙特征以及土壤储水量变化。结果表明：使用Philip模型、Kostiakov模型、Horton模型模拟坡面入渗过程，Horton模型的拟合结果最优。不同植被格局产流率的变化趋势基本一致，大体可分为两个阶段：初期阶段迅速增长，中后期阶段增长变缓并逐渐趋于稳定状态。产沙率的变化趋势随植被格局的不同而略有差异。相较于产流过程，产沙过程变化剧烈、规律性差。总体而言，降低生物量密度能够增加降雨期间的径流量（从19.21 mm到25.44-38.09 mm再到51.79 mm）和侵蚀量（从118.97 g/m2到237.57-597.90 g/m2再到1400.29 g/m2），土壤水分得到更好的保蓄。从植被分布方式的角度来看，均匀分布的植被格局有利于更好地控制土壤侵蚀和径流，却促进了土壤水分的消耗。坡下分布的植被格局，例如植被过滤带的形式，能够最好地同时控制水土流失和土壤耗水。权衡考虑水土流失防治与土壤水分消耗，建议采用适宜密度（本研究为110 g/m2）且集中分布在出口附近的植被格局。