卢　嘉，郑粉莉,2,*，安　娟，李桂芳

1 西北农林科技大学水土保持研究所，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌　712100 2 中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌　712100 3 临沂大学水土保持与环境保育研究所，临沂　276005 4 中国科学院大学，北京　100049



降雨侵蚀过程中黑土团聚体流失特征

卢嘉1，郑粉莉1,2,*，安娟3，李桂芳2,4

1 西北农林科技大学水土保持研究所，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌712100 2 中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌712100 3 临沂大学水土保持与环境保育研究所，临沂276005 4 中国科学院大学，北京100049

摘要:坡面侵蚀过程中土壤团聚体流失可直接反映土壤团聚体的破碎程度以及雨滴打击和径流搬运之间的相互作用。基于模拟降雨试验，研究降雨侵蚀过程中黑土坡面土壤团聚体流失特征。试验处理包括黑土区常见的2个侵蚀性降雨(50、100mm/h降雨强度)和2个坡度(5°和7.5°)以及2种地面处理(裸露休闲和秸秆覆盖)。结果表明：裸露休闲处理下径流含沙量是秸秆覆盖处理的27.5—141.3倍，且不同处理下含沙量最大值均出现在降雨初期。覆盖秸秆与无覆盖试验处理下土壤团聚体流失均以<0.25 mm 微团聚体为主。秸秆覆盖试验处理下泥沙中<0.25 mm微团聚体流失量占团聚体流失总量的34.5%—56.8%，而在裸露休闲处理下其值达到82%以上。秸秆覆盖处理下的各粒级团聚体流失量较裸露休闲试验处理减少了33.3%以上，其中差异最明显的是≥1 mm粒级团聚体与<0.25 mm微团聚体，二者分别较裸露休闲处理减少了43.1%—96.4%和99.0%以上。秸秆覆盖处理下的0.25—2 mm粒级团聚体流失比例较裸露休闲处理明显增加。秸秆覆盖试验处理下流失团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别是裸露休闲处理的1.5—2.9和1.7—2.0倍；而秸秆覆盖处理下的平均重量比表面积(MWSSA)和分形维数(D)较裸露休闲处理分别减少了26.2%—32.9%和5.1%—6.7%。

关键词：模拟降雨；降雨侵蚀过程；团聚体流失；黑土区

坡面土壤侵蚀主要来源于土壤团聚体的破坏，而雨滴打击和坡面薄层水流为破碎团聚体的流失提供了动力条件[1- 3]。降雨条件下土壤团聚体破碎机制主要包括消散作用(快速湿润条件下土壤团聚体中空气压缩产生的应力而引起的破碎)、机械作用(雨滴打击和径流搬运等)、黏粒膨胀作用(土壤矿物湿润后非均匀膨胀引起的破碎)和土壤物理-化学分散破坏作用[1, 4]。……