黄土丘陵沟壑区坡面产流产沙对降雨特征和植被恢复的响应

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黄土高原地区在实施了退耕还林(草)、淤地坝等一系列生态恢复工程后,坡面下垫面条件发生改变,出现了新的水文循环模式。为此,本文在陕西省安塞区坊塌小流域内选择不同植被类型的退耕坡面为研究对象,通过对坡面植被和土壤的调查与采样,以及径流小区降雨、土壤水分、产流产沙的监测和分析,研究了不同退耕坡面在植被演替过程中植物群落和土壤恢复特征,探究了不同降雨条件下不同退耕植被恢复坡面的土壤水分特征及产流产沙规律,探明坡面产流产沙对降雨和植被恢复特征的响应,以期为该区坡面水土资源调控及土壤侵蚀模型改进提供参考依据,主要结论如下:(1)草本群落和灌木群落内植物种的科数、属数和种数均随着退耕年限的增加而增加。随着植被演替的进行,不同植被恢复坡面的土壤有机质含量基本呈增加的趋势,干筛大团聚体呈小幅度增长趋势,土壤机械稳定性增强。同等降雨条件下,不同植被类型的土壤水分对降雨的响应速度和土壤水分入渗量均为狼牙刺群落>铁杆蒿+大针茅群落>猪毛蒿群落>铁杆蒿+长芒草群落。(2)各植被小区产流产沙量显著低于裸坡小区,刺槐林小区的产流与产沙量最小,不同植物群落比裸坡减少72.5-99.7%的径流,减少98.8-99.9%的土壤流失。在一般型侵蚀性降雨条件下,植被盖度增加的减流效益高于减沙效益;而在暴雨型侵蚀性降雨条件下,植被盖度的增加产生的减流效益更大,减沙效益则差别不大。植被盖度在达到40%以上后,植被类型对坡面产流产沙的影响程度不明显。(3)最大60分钟雨强、最大30分钟雨强、植被盖度、植被类型、0-10 cm土层干筛团聚体平均重量直径对坡面产流量的影响极显著(P<0.01),可解释坡面产流量38.4%的变化。一般型侵蚀性降雨中,影响坡面产流的主要的因子是最大60分钟雨强和最大30分钟雨强,而影响坡面产沙量的最主要因子是最大60分钟雨强;暴雨型侵蚀性降雨中,最大30分钟雨强是影响坡面产流量最主要的因子,径流深是影响坡面产沙量最主要的因子。
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