自然降雨下黄土丘陵区草灌植物垂直覆盖结构的减流减沙效应

黄土高原是我国水土流失和生态环境问题最为严重的地区之一,植被恢复是防治水土流失的重要措施。植物垂直覆盖结构包括地上冠层、地表枯落物和地下根系,各组分具有不同的水土保持作用,是研究植被与水土流失关系的基本单元。目前,关于植物垂直覆盖结构不同组分对土壤侵蚀影响的研究主要是基于人工模拟降雨,缺少自然降雨条件下不同植物的垂直覆盖结构对产流、产沙和入渗等多过程影响的系统研究。本研究以黄土丘陵区典型的草本(须芒草)、半灌木(铁杆蒿)和灌木(绣线菊)为研究对象,每种植物进行三种处理(自然状态、去除枯落物和仅留根系)以及裸地对照,观测2015—2016年降雨事件的产流产沙量和入渗量,分析植物不同垂直覆盖结构的减流减沙效益及其相对贡献。结果表明:三种植物均具有较好的减流(45.9%—73.2%)、减沙效益(87.5%—94.6%)和增加入渗作用(4.7%—10.8%),灌木的减流效果(73.2%)显著高于草本(45.9%)和半灌木(63.5%),但三种植物间的减沙效益没有显著性差异。冠层的减流作用最大,贡献率接近一半(48%—50%),草本枯落物的减流贡献率与根系基本一致,而半灌木和灌木枯落物的减流贡献...     

黄土区草地不同组分与土壤侵蚀关系及其对降雨情景的响应

随着气候变化黄土高原植被与坡面侵蚀关系面临更多复杂和极端降雨情景的挑战。以黄土丘陵区草地坡面为对象,选择3场当地典型降雨事件,研究植物冠层、枯落物和根系与土壤侵蚀的关系及其对不同降雨情景的响应规律。事件-Ⅰ为短历时、高强度和大雨量,事件-Ⅱ为中等历时、强度和雨量,事件-Ⅲ为长历时、低强度和小雨量,3场事件分别代表2015—2017年侵蚀性降雨事件聚类分析后的3种情景。从多年次降雨事件尺度来看,冠层主要作用于降低泥沙浓度,减少了48.20%的径流含沙量,占总贡献率的53.03%,并贡献了约1/3的减流和减沙效应;枯落物的减流效应最高,减少了28.43%的径流量,占总贡献率的50.75%,其减沙的相对贡献率仅为26.41%;根系的减沙效应最高,减少了36.33%的土壤流失量,占总贡献的37.95%,远高于其减流相对贡献率(15.58%)。说明草地植物对土壤侵蚀的作用机制受到冠层、枯落物和根系的影响,各组分越完整,减流减沙能力越高。单次事件分析表明,由事件-Ⅰ、事件-Ⅱ到事件-Ⅲ,冠层的减流率和减沙率均为负值(-77.97%至-0.91%),相对贡献呈逐渐减小趋势;而枯落物和根系的减流率和减...