半干旱区不同植被类型及坡面对侵蚀性降雨的响应OA

【目的】在半干旱地区,水土流失问题严重影响着当地农业和林业的可持续发展。降雨是导致土壤侵蚀的主要影响因素,而侵蚀性降雨引起的水土流失主要取决于降雨量、降雨历时和降雨强度等因素。因此,研究不同降雨类型,以及各类治理措施对坡面水土流失的综合影响,对开展坡面水土保持工作有着极为重要的现实意义。【方法】本研究以兰州小青山坡面径流观测场为对象,设置10°和20°2种坡度、5种不同植被覆盖(裸地、马铃薯、胡麻、草地、柠条)径流小区,收集2021—2024年降雨数据和产流产沙数据,利用K-均值聚类法对侵蚀性降雨进行分类,深入分析不同降雨类型下的坡面产流产沙特征和关键因素。【结果】1)侵蚀性降雨共记录55次,占总降雨量的71.80%;2)侵蚀性降雨可分为4类:Ⅰ类降雨类型(中频率、小降雨量、大降雨强度、短降雨历时),Ⅱ类降雨类型(低频率、中降雨量、小降雨强度、长降雨历时),Ⅲ类降雨类型(高频率、中降雨量、中降雨强度、中降雨历时),Ⅳ类降雨类型(低频率、大降雨量、大降雨强度、长降雨历时),Ⅰ类和Ⅱ类降雨类型产生的径流泥沙较小,Ⅲ类降雨类型发生频次较高,产生的径流泥沙较大,Ⅳ类降雨类型的降雨量和降雨强度较大,且降雨历时较长,同样会产生大量的径流泥沙;3)不同侵蚀性降雨类型下,各径流小区的产流产沙特性差异显著。裸地径流量和泥沙量最大,柠条、农地和草地相对较小,且20°坡面的整体产流产沙量高于10°坡面;4)降雨量和降雨侵蚀力是影响产流和产沙的主要因素,平均降雨强度和最大30 min降雨强度(I30)次之,降雨历时的影响相对较小。【结论】本研究分析了不同侵蚀性降雨类型下各类地表植被及坡度对坡面水土流失的影响,可为合理规划植被种植和土地利用提供数据支撑;确定了降雨量和降雨侵蚀力是影响产流和产沙的主要因素,可为水土保持工作合理配置资源提供科学指引。