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黄土高原地区退耕还林(草)工程实施后,生物结皮大面积发育,有关其表面糙度鲜有报道。本文通过链条法野外调查,结合室内分析,研究了土壤含水量、冻融作用、土壤性质以及生物结皮的生物组成对生物结皮表面糙度的影响,并对其时空分布进行调查,探讨了不同的测定方法对生物结皮表面糙度测定的适用性。在此基础上,对比不同表面糙度生物结皮对产汇流过程的影响,旨在揭示黄土丘陵区生物结皮在产汇流过程中的作用。取得如下主要结论:1)生物结皮显著改变地表糙度,随着生物结皮的发育,研究区内生物结皮表面糙度先降低后增加,最终趋于稳定,但随年内季节更替有所浮动。十年以后的生物结皮糙度不再变化,坡向对生物结皮地表糙度值影响不显著,但在不同坡位上存在差异。生物结皮形成初期地表糙度显著降低;发育9个月后,其表面糙度可降低56.81%,达到了3.44。生物结皮表面糙度在其发育5年内(浅色藻结皮)降低幅度较大,可达26.9%。后随着发育年限的延长,其表面糙度缓慢增加,发育形成10年以后其表面糙度基本趋于稳定。此外,生物结皮表面糙度随季节变化而变化,春季表面糙度显著低于冬季,降幅可达8.6%。夏季表面糙度显著增加,秋冬季表面糙度基本不变。10年以上的生物结皮表面糙度基本不变,坡向对生物结皮地表糙度值影响差异不显著。不同坡位生物结皮糙度不同,坡下位较坡中位显著下降,降低了10.6%,达到7.25。2)生物结皮表面糙度特征与土壤含水量、冻融作用、其生物组成、苔藓结皮盖度和测定方法有关。浅色藻结皮表面糙度随水分变化较为剧烈。后随着生物结皮发育,深色藻结皮、混生结皮和苔藓结皮表面糙度随水分的变化趋于平缓;冻融增加了生物结皮表面糙度。浅色藻结皮两次冻融后表面糙度增加了29.7%。深色藻结皮、混生结皮和藓结皮表面糙度的影响需经过反复冻融才有所体现;生物组成对其地表糙度亦有影响,浅色藻结皮发育阶段其表面糙度显著降低,随着藓结皮的出现其表面糙度显著地增加;生物结皮表面糙度与藓结皮盖度呈显著正相关(P<0.1);不同的测定方法对生物结皮表面糙度测定所适用的程度亦有差距。针状糙度计多适用于测定生物结皮斑块之间的地表糙度,链条法多适用于生物结皮斑块内其本身的表面糙度,三维激光扫描仪在1mm精度上难以反映不同生物组成的生物结皮表面糙度的变化。3)在2L/min放水流量条件下,生物结皮表面糙度指数高于一定范围时,径流水深激增,持续产流时间大幅降低。生物结皮表面糙度与径流水深和持续产流时间显著相关(P<0.1);生物当结皮表面糙度指数在4-10之内时,径流水深在小范围内有所波动,大于10后,会有一个显著的激增,增加幅度达47.2%;当其表面糙度指数在4-8之内时,持续产流时间在小范围内有所波动,大于8后,会有一个显著的下降,降低幅度达39.1%;此外,生物结皮本身而言,苔藓结皮盖度与径流流速和初始产流时间显著相关(P<0.1),而藻结皮盖度与初始产流时间显著相关(P<0.1)。