三峡库区不同植被覆盖坡地的土壤优先流运动特征研究

来源：土壤学报杂志2022年第5期北京时间：

作者：刘目兴，宋兴敏，卢世国，张海林，易军

单位：刘目兴，地理过程分析与模拟湖北省重点实验室 武汉 430079;华中师范大学城市与环境科学学院 武汉 430079；,宋兴敏，地理过程分析与模拟湖北省重点实验室 武汉 430079;华中师范大学城市与环境科学学院 武汉 430079；,卢世国，地理过程分析与模拟湖北省重点实验室 武汉 430079;华中师范大学城市与环境科学学院 武汉 430079；,张海林，地理过程分析与模拟湖北省重点实验室 武汉 430079;华中师范大学城市与环境科学学院 武汉 430079；,易军，地理过程分析与模拟湖北省重点实验室 武汉 430079;华中师范大学城市与环境科学学院 武汉 430079；yijun@mail.ccnu.edu.cn,

摘要：研究土壤优先流运动特征与植被覆盖、坡位及土壤结构的关系，既能丰富山坡水文学的研究内容，还能进一步揭示森林涵养水源、保持水土的机制。以三峡库首大老岭林区常绿林、林灌混合落叶林和弃耕草地覆盖的坡地为研究对象，运用染色示踪和图像处理的方法，定量分析了3种植被覆盖的坡上和坡下位置优先流染色特征，阐明了植被覆盖和坡位对土壤优先流运动和坡面水分入渗特征的影响。结果表明： （1）各样地染色面积比（SAR）和染色路径数（SPN）均呈现浅层高、深层低的特征。不同植被覆盖下，0～60 cm土层的SAR表现为落叶林坡地（44.2%） >弃耕坡地（36.1%） >常绿林坡地（35.3%），SPN表现为落叶林坡地（43条） >常绿林坡地（19条） >弃耕坡地（15条）。不同坡位下，0～60 cm土层的SAR表现为坡上（41.5%） >坡下（35.6%），SPN表现为坡上（23条） 10 cm为主，二者之和占剖面总染色面积的84.2%。除弃耕地坡上位点缺少均质流与非均质指流外，其他样点0～30 cm土层以均质流和非均质指流为主，30 cm以下为不同类型大孔隙流的混合分布； （3）弃耕坡地的侧向流最为明显，染色剂延伸到染液喷洒区外50 cm处，常绿林地和落叶林地仅延伸至10～20 cm。植被覆盖类型与坡位的耦合作用影响了土壤理化性质，从而影响优先流路径的形成与水分的入渗过程。常绿林与落叶林的水源涵养能力强于弃耕坡地，耕作形成的犁底层限制了弃耕坡地的水分垂直入渗，增加了侧向入渗与地表径流的风险，需要通过破除犁底层或种植根系发达的乔灌木以增加降雨蓄存能力。

关键词：优先流;染色示踪;染色面积比;侧向流;三峡库区

基金资助：国家自然科学基金项目(41771261,41601215)和湖北省自然科学基金重点项目(2015CFA141)资助