野外模拟降雨条件下高寒草甸区植被退化和人工植被恢复坡面的产流产沙过程

作     者：甄子雲 赵洋 姜群鸥 解晨 赵伟航 刘兰华 周铁军 何财松 周扬 ZHEN Ziyun;ZHAO Yang;JIANG Qun’ou;XIE Chen;ZHAO Weihang;LIU Lanhua;ZHOU Tiejun;HE Caisong;ZHOU Yang

作者机构：北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室北京100083 西藏农牧学院资源与环境学院拉萨860000 中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081 

出 版 物：《水土保持学报》 (Journal of Soil and Water Conservation)

年 卷 期：2024年第38卷第4期

页      面：153-161页

核心收录：

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42371291,51909052) 铁路建设项目水土流失智能监测技术及应用效果研究项目(J2022Z001) 国家重点研发计划项目(2019YFE0116500,2023YFF1304204) 

主　　题：高寒草甸 退化草甸 水土流失 减流减沙效益 

摘      要：[目的]青藏高原是我国重要生态屏障,高寒草甸是其重要组成部分,水土保持功能是高寒草甸重要生态服务功能。开展青藏高原高寒草甸区水土流失过程研究对减少人为扰动水土流失、保障西南地区生态安全具有重要意义。[方法]选取青藏高原高寒草甸未退化、轻度退化、中度退化、裸坡与人工植被恢复5种不同类型坡面,通过野外模拟降雨试验,分析不同雨强条件下,不同植被退化与恢复坡面产流产沙过程,揭示植被退化与人工植被恢复坡面土壤侵蚀机理与水沙关系。[结果](1)高寒草甸未退化坡面与人工植草恢复坡面因其根系较为致密,其水分下渗能力相对较弱,故初始产流时间相对较短;而对于轻度退化坡面,侧流与纵向入渗能力相对较强,初始产流时间相对较长。(2)在常规降雨条件下(30,60 mm/h),轻度退化坡面产流量最小,减流效益最高,达到77.13%;人工恢复坡面产流量与未退化坡面接近,略高于轻度退化坡面;而裸土坡面累计产流量最大,且显著高于其他坡面;极端降雨条件下(90 mm/h)未退化坡面产流量激增,仅低于裸坡并明显高于人工植被恢复坡面。(3)在常规降雨条件下(30,60 mm/h),人工恢复植被坡面减沙效益最高,分别达到81.97%和89.82%,其次是未退化坡面,且随着植被退化程度增大,减沙效益逐渐降低;但在极端降雨条件下,人工恢复植被和未退化坡面减沙效益几乎相同,而中度退化坡面产沙量是未退化坡面的4.59倍;轻度退化坡面虽然具有较好的减流效益,但是减沙效益相对较差。[结论]研究结果可为高寒草甸区植被恢复与生态安全提供重要科学依据。