為揭示植被格局對(duì)工程堆積體坡面水沙調(diào)控的影響,采用野外模擬徑流沖刷試驗(yàn),分析了4種上方來(lái)水模式(均勻型、峰值前型、峰值中型和峰值后型)下坡面5種覆草格局(裸坡、坡頂聚集、坡中聚集、坡底聚集和帶狀格局)的侵蝕特征。結(jié)果表明:水流功率與土壤剝蝕率之間相關(guān)性最高且呈極顯著冪函數(shù)關(guān)系(R2=0.47～0.72,P<0.01),是描述堆積體侵蝕動(dòng)力機(jī)制的最優(yōu)參數(shù)。植被格局的減流效益在12.23%～49.62%之間,減沙效益在12.92%～80.54%之間,減沙效益高于減流效益;帶狀和坡頂聚集格局的平均減流減沙效益分別為43.87%、58.09%和30.55%、54.41%,顯著優(yōu)于其他植被格局,在治理堆積體水土流失時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮這兩種植被格局。植被格局下侵蝕泥沙中砂粒含量較對(duì)照小區(qū)減小了18.79%～35.80%,黏粒含量增加了3.56%～10.69%,表明植被對(duì)砂粒的攔截效果顯著;侵蝕泥沙顆粒體積分形維數(shù)主要由黏粒體積分?jǐn)?shù)決定,兩者呈極顯著線性相關(guān)關(guān)系(R2=0.90,P<0.01)。植被格局的砂粒富集率較對(duì)照小區(qū)相對(duì)減小,黏粒富集率相對(duì)增加,體積分形維數(shù)增大;侵蝕泥沙中黏粒和砂粒遷...

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圖2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)上方來(lái)水模式

圖1試驗(yàn)設(shè)備示意圖試驗(yàn)小區(qū)布置如圖3所示，在試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置5個(gè)觀測(cè)斷面，間隔為4m。為控制各小區(qū)土壤容重和含水率基本一致，每次試驗(yàn)開(kāi)始前人為對(duì)坡面進(jìn)行整平、壓實(shí)，并在試驗(yàn)前24h對(duì)坡面均勻?yàn)⑺�，直到坡面即將產(chǎn)流并用塑料薄膜覆蓋。試驗(yàn)開(kāi)始前，用環(huán)刀取5個(gè)不同觀測(cè)斷面0～20c....

圖3 徑流小區(qū)布置示意圖

式中rD為土壤剝蝕率，g/(m2·s);M為時(shí)段t(s)內(nèi)的產(chǎn)沙量，g;b為過(guò)水?dāng)嗝鎸�，m;L為坡長(zhǎng)，20m。2）水流剪切力(τ)：坡面流在流動(dòng)過(guò)程中造成土壤剝蝕的力。

圖5 侵蝕泥沙黏粒、粉粒和砂粒體積分?jǐn)?shù)與分形維數(shù)的關(guān)系

土壤顆粒分形維數(shù)能夠反映土壤結(jié)構(gòu)、土壤屬性和肥力以及土壤退化程度等。由表4可知，除坡頂聚集在峰值前型條件下外，對(duì)照小區(qū)分形維數(shù)均小于坡頂聚集、坡中聚集、坡底聚集和帶狀格局。將體積分形維數(shù)分別與侵蝕泥沙顆粒各粒級(jí)體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行擬合，由圖5可知，體積分形維數(shù)與黏粒積分?jǐn)?shù)之間呈極顯著的線....

圖4 上方來(lái)水模式和植被格局侵蝕泥沙顆粒體積分?jǐn)?shù)分布

侵蝕泥沙顆粒組成經(jīng)常被用于描述土壤質(zhì)地狀況和結(jié)構(gòu)性質(zhì)，是土壤最基本的物理屬性之一，對(duì)侵蝕泥沙顆粒組成的分析有助于深入了解土壤侵蝕機(jī)制。試驗(yàn)條件下，上方來(lái)水模式和植被格局侵蝕泥沙平均顆粒粒徑分布和分形特征見(jiàn)圖4和表4，由圖4及表4可知，無(wú)論上方來(lái)水模式及植被格局如何變化，侵蝕泥沙顆....

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