土壤学报

作者：王伦江,张兴昌

单位：王伦江，西北农林科技大学水土保持研究所；wang_lunjiang@163.com,张兴昌，西北农林科技大学水土保持研究所；zhangxc@ ms.iswc.ac.cn,

关键词：砒砂岩;陡边坡;草本植物;盖度;株间距;水动力学特性

基金：中国科学院科技服务网络计划（KFJ-STS-ZDTP-12）和国家重点研发计划项目（2017YFC0504504）

砒砂岩陡坡是黄河中游泥沙和粗沙的重要来源地，草本植物恢复是防治土壤侵蚀的重要措施，然而对草本植物防治砒砂岩陡坡侵蚀机理的研究却较少。为明确草本植物防治砒砂岩陡坡土壤侵蚀的水动力学机理，通过小区径流冲刷实验，分析不同苜蓿密度（株间距为2 cm、4 cm、5.6 cm、8 cm）下砒砂岩陡坡产流产沙和径流水动力学特性变化。结果表明，苜蓿覆盖下砒砂岩陡坡产沙主要发生在径流冲刷前期，产沙过程呈单峰形式。产沙速率与径流流速和水流功率均呈幂函数形式关系，决定系数（ R2）分别为0.94和0.68。苜蓿能减小砒砂岩陡坡径流量，影响径流水动力性质。株间距增大的过程中坡面径流阻力呈幂函数形式减小，导致径流流速和水流功率呈幂函数形式增大，苜蓿通过茎秆和根系影响径流水动力过程。细沟形成前，苜蓿主要通过茎秆的作用增大径流阻力；细沟形成后苜蓿还可能通过其出露于细沟中的根系影响股流的阻力状况。由于径流水动力性质和土壤抗冲性质的变化，砒砂岩陡坡侵蚀量大大减小，产沙量随苜蓿盖度增大呈幂函数形式减小（ R2=0.55）。相比于盖度，苜蓿株间距与产沙的关系更为密切（ R2=0.93），原因可能是株间距更能综合地反映苜蓿整体 (地上和地下部分) 防治砒砂岩陡坡侵蚀的作用。研究可以为砒砂岩陡边坡侵蚀防治中草本植物的配置提供一定的科学依据。

来源：2020年第2期

《土壤学报》期刊编辑部

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