DOI10.11766trxb201712230612

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1、土壤学报ActaPedologicaSinicaDOI:10.11766/trxb201712230612黄河下游河岸坡面产流产沙特征及其与汇流路径长度关系*国家自然科学基金项目（41301197）、河南省高等学校重点科研项目（18A170004）和河南省高校科技创新团队支持计划项目（16IRTSTHN012）资助SupportedbytheNationalNaturalSciencesFoundationofChina(No.41301197),theCollegesandUniversitiesKeyScientificResearchProje

2、ctsofHenanProvince(No.18A170004),andtheProgramforInnovativeResearchTeam(inScienceandTechnology)inUniversityofHenanProvince(No.16IRTSTHN012)†通讯作者，Correspondingauthor，E-mail：zhaoqinghe@henu.edu.cn收稿日期：2017-12-24；收到修改稿日期：2018-03-20；优先数字出版日期（www.cnki.net）：曹梓豪1,2,3赵清贺1,2†左宪禹4丁圣彦1,2张

3、祎帆1,2徐珊珊1,2任嘉衍1,2（1河南大学环境与规划学院，河南开封475004）（2河南大学黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室，河南开封475004）（3北京师范大学地理科学学部，北京100875）（4河南大学数据与知识工程研究所，河南开封475004）摘要植被和地形是影响坡面侵蚀过程的重要因子，探讨两者交互作用下坡面产流产沙和汇流特征对深入理解坡面侵蚀过程和水土保持具有重要意义。采用模拟降雨试验，探讨不同降雨强度（54和90mmh-1）、坡度（5°、10°、15°、20°）和植被盖度（0%、15%、30%）下黄河下游河岸坡面的侵蚀产流、产沙

4、特征，并基于水文连通性模型——汇流路径长度指数（Flowlength）探究植被和地形在土壤侵蚀过程中的作用以及汇流长度与产流产沙特征的关系。结果表明：54和90mmh-1雨强下，不同植被盖度对径流流速均有减缓作用，而90mmh-1雨强下30%盖度的减缓作用较为明显；径流总量和径流深随坡度和植被盖度增加而逐渐减少的变化基本一致，随雨强增加，受坡度影响逐渐增大。54mmh-1雨强下，当坡度＜15°时，侵蚀产沙量随坡度增加增幅较小；当坡度＞15°后，侵蚀产沙量增幅较大。90mmh-1雨强下，当坡度＜15°时，侵蚀产沙量随坡度增加而增加；当坡度＞15°后，其

5、随坡度增加而减少。相关分析表明，坡度对产沙量、产流量和径流深均具有显著影响，显著水平分别为p<0.001、p<0.01和p<0.05；植被盖度仅对平均流速影响显著（p<0.05）。但植被盖度对汇流路径长度影响极为显著（p<0.001），裸坡的汇流路径长度明显大于植被覆盖坡面；坡面产流产沙量随汇流路径长度的增加基本呈增加趋势。在坡度和植被盖度交互作用下，坡面产流所引发的土壤侵蚀效应受坡度影响较为明显，而在汇流过程所引发的土壤侵蚀效应中，植被的影响明显大于坡度。关键词河岸坡面；产流产沙；汇流路径长度；水文连通性；黄河下游中图分类号S157.1文献标识码A

6、作为一种特定的、受多种因素相互作用的水土流失形式，坡面侵蚀受植被盖度和坡度影响显著[1]。大量研究表明，植被盖度与径流量、土壤流失量之间存在强相关性，径流量和产沙量均随植被盖度增加呈不同程度减小趋势[2-6]；坡度对坡面侵蚀的演变发展过程和侵蚀强度起着重要作用，其大小在一定程度上决定了径流的冲刷与搬运能力[7-9]。然而，现有研究大多局限于分析单因子在产流和产沙过程中的影响[4-6,8-9]，缺乏对植被和地形的共同作用及其对产流、产沙和汇流特性影响的深入研究[10-11]。坡面水文连通性，反映水文循环各要素之间物质、能量以及生物的水介导运输[12]，

7、是理解流域或坡面汇流机制的有效途径[13-14]。由植被斑块及其间隙的裸土在空间上形成的具有特定生态系统功能的源汇斑块镶嵌结构所引发的水文连通性，直接影响着坡面的侵蚀产沙状况。如，Ludwig等[15]采用径流和泥沙源汇间的连通性反映小区或坡面植被覆盖阻滞水土的能力；Liu等[16]通过观测试验，分析了黄土高原羊圈沟小流域不同坡面植被空间配置下水文连通性产生的土壤侵蚀效应；Mayor等[17]综合考虑植被空间分布和地形，探讨了干旱区径流在源汇间的连通性对土壤侵蚀的影响。http://pedologica.issas.ac.cn土壤学报ActaPedo

8、logicaSinica河岸带是河流-陆地生态系统之间重要的生态过渡区，具有独特的生态系统结构和服务功能，尤