基于重标极差（R/S）和小波分析的黄土坡耕地产流产沙变化研究

来源：土壤学报杂志2017年第6期北京时间：

作者：张慧荟,章 慧,董 艳,张青峰

单位：张慧荟，西北农林科技大学资源环境学院；915555607@qq.com,章 慧，西北农林科技大学资源环境学院；18792590882@163.com,董 艳，西北农林科技大学资源环境学院；agentlegirl@126.com,张青峰，西北农林科技大学资源环境学院；zhqf@nwsuaf.edu.cn,

摘要：为探明降雨条件下黄土坡耕地微地形径流和泥沙变化规律，通过 5°、10°、15°、20°、25°坡和直线坡、人工锄耕、人工掏挖、等高耕作4种耕作方式组合条件下的室内模拟降雨试验，应用基于分形理论的重标极差（R/S）分析法对径流和泥沙时间序列的变化趋势进行预测，同时使用小波（Morlet）分析对各径流和产沙序列的变化主周期进行识别。结果表明：径流序列的赫斯特指数变化区间为[0.567，0.798]，产沙量时间序列的赫斯特指数变化区间为[0.632,0.861]，两者均大于0.5，呈现长程正相关。因此，坡耕地下一时段的径流量和产沙量时间序列与过去时段变化趋势相同；4种耕作措施的径流量最大峰值均出现在28~29 min，部分耕作措施的产沙量序列可能存在30 min以上的长周期，需要更长的时间序列验证。用R/S分析法结合小波分析，预测未来的产流产沙趋势，结果具有可靠性。该研究丰富了径流和泥沙输移理论，对农业生产和水土保持等方面研究具有指导意义。

关键词：径流;产沙;R/S分析;Morlet小波分析;Hurst指数

基金资助：国家自然科学基金项目（41371273）