模擬降雨條件下不同覆被減流減沙效益與侵蝕影響因子

孫佳美, 余新曉, 梁洪儒, 常 玉

(北京林業(yè)大學(xué) 水土保持與荒漠化防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100083)

模擬降雨條件下不同覆被減流減沙效益與侵蝕影響因子

孫佳美, 余新曉, 梁洪儒, 常 玉

(北京林業(yè)大學(xué) 水土保持與荒漠化防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100083)

摘要：[目的] 研究不同坡度和降雨強(qiáng)度條件下，不同覆被的減流減沙效果，定量分析各侵蝕影響因子的權(quán)重。[方法] 采用室內(nèi)人工模擬降雨的方法。[結(jié)果] (1) 與裸地相比，枯落物、礫石和黑麥草均具有良好的減流減沙效果，枯落物的減流效果最好，減流效益最大為79.7%，平均減流效益46.1%。其次為黑麥草，最大減流效益68.9%。第三為礫石，最大減流效益68.0%。 (2) 黑麥草的減流效果存在臨界蓋度，其值在60%左右，當(dāng)蓋度大于60%后其減流效益不再增加。 (3) 減沙效益隨著蓋度的增加而增加，枯落物、礫石和草地最大減沙效益分別為98.8%，64.6%和88.1%。 (4) 經(jīng)過灰色關(guān)聯(lián)定量分析得出選取的8個(gè)影響因子與徑流均有較高的關(guān)聯(lián)性，關(guān)聯(lián)度都在0.622 3以上。[結(jié)論] 不同試驗(yàn)條件和不同覆被對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙具有明顯影響，降雨強(qiáng)度和降雨量是對泥沙量影響較大的因素，降雨強(qiáng)度、降雨量、覆被蓋度和坡度是對徑流量影響較大的4個(gè)因子，影響因子與徑流和泥沙的關(guān)聯(lián)度和關(guān)聯(lián)序因土壤種類不同而存在差異。

關(guān)鍵詞：模擬降雨; 產(chǎn)流; 產(chǎn)沙; 灰色關(guān)聯(lián)

坡面徑流是造成水土流失最主要的原因[1]，通過在坡面種植植被能夠有有效地調(diào)節(jié)徑流的產(chǎn)生[2]，研究表明增加地表覆被可以有效的減少徑流和泥沙的產(chǎn)生，起到良好的水土保持作用。不同的地表覆被具有不同程度的減流減沙效果，草被能夠調(diào)節(jié)坡面流流態(tài)，減弱雨滴對土表的動(dòng)能侵蝕，地表覆被礫石和枯落物也能夠達(dá)到減弱雨滴動(dòng)能減少侵蝕的目的[3]，同時(shí)枯落物還有截留降雨的功能[4]，能夠有效減少徑流。同時(shí)還有一些影響徑流產(chǎn)生的因素，這些影響因子主要可以歸納為兩個(gè)方面，一是降雨過程的影響，包括降雨強(qiáng)度、歷時(shí)、降雨量[5]等；二是下墊面變化的影響，主要是土壤、覆被和坡長、坡度、坡面面積等地形因子[6]。目前針對單個(gè)影響因子對徑流產(chǎn)生過程的影響研究較多[7]，尤其是降雨強(qiáng)度、坡度[8]、土壤類別和草地[9-10]的研究。綜合針對各個(gè)因子之間的作用以及共同作用的綜合研究稍顯不足[11]，并且多為定性描述各個(gè)因子對侵蝕的影響程度[12]以定量的方法來確定不同因子在影響侵蝕產(chǎn)生的主要和次要因子以及相關(guān)程度，對有效控制土壤侵蝕，指導(dǎo)水土保持措施的合理配置具有重要意義[13]?；疑P(guān)聯(lián)法能夠反映數(shù)據(jù)進(jìn)行不同初始化處理后對關(guān)聯(lián)度的影響，因此可以用來模擬各個(gè)因子的不同處理對侵蝕過程的影響。灰色關(guān)聯(lián)方法首次應(yīng)用到林業(yè)行業(yè)是閆俊華等[14]采用灰色關(guān)聯(lián)法分析森林生態(tài)系統(tǒng)植被狀況對地表徑流系數(shù)的影響進(jìn)行分析。李香云等[15]進(jìn)行了不同植被類型對地表徑流影響的灰色關(guān)聯(lián)分析，以及張強(qiáng)等[16]進(jìn)行了黃土區(qū)土質(zhì)道路徑流水動(dòng)力學(xué)參數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)度分析。

本研究通過模擬降雨試驗(yàn)，設(shè)置不同坡度、降雨強(qiáng)度和蓋度，對比分析了不同覆被減弱水土流失的效益，在此試驗(yàn)基礎(chǔ)上，查閱文獻(xiàn)獲得大量人工降雨試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對不同土壤類型和控制條件下徑流和泥沙影響因子之間的灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行綜合分析，確定各個(gè)影響因子對徑流和泥沙的影響權(quán)重，為有效分析侵蝕過程和進(jìn)行科學(xué)的水土保持措施配置提供科學(xué)參考和實(shí)踐[17]。

1材料與方法

1.1　試驗(yàn)準(zhǔn)備和布設(shè)

試驗(yàn)在北京林業(yè)大學(xué)降雨大廳進(jìn)行，降雨分布均勻度達(dá)到85%以上，坡面系統(tǒng)為可自由調(diào)節(jié)坡度的土槽，土槽規(guī)格為2 m×0.5 m×0.4 m，槽內(nèi)回填北京市典型土壤褐土，取自北京市昌平區(qū)。土槽尾部設(shè)置V形收集口，用來收集形成的徑流和泥沙，底部打孔，使土壤水可以滲透出土槽外。其他3邊額外加10 cm高度，防止雨滴使侵蝕的泥沙濺出土槽之外，造成泥沙量的損失。按照設(shè)計(jì)容重分層回填土，設(shè)計(jì)試驗(yàn)容重為1.34 g/cm3，每10 cm為1層，下面兩層分層填天然細(xì)沙，然后鋪一層紗布，上面裝試驗(yàn)用土。裝土?xí)r要注意土面保持平整，每層裝完要刻意制造一定的地表糙度，防止土的滑移[18]；為保證試驗(yàn)初始含水量相同，對坡面進(jìn)行預(yù)降雨，待土壤達(dá)到飽和剛開始產(chǎn)流停止降雨，用塑料布蓋上靜置24 h保證試驗(yàn)前期含水量相同用于降雨試驗(yàn)[19]；降雨過程中，記錄產(chǎn)流時(shí)間，產(chǎn)流開始后前10 min每2 min收集一組徑流樣，以后每5 min收集一組徑流樣，量取徑流體積用于分析。

1.2　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

模擬降雨試驗(yàn)選定試驗(yàn)坡度為10°和20°，降雨強(qiáng)度選定30和60 mm/h，并確定枯落物、礫石和黑麥草(LoliumperenneL.)3種覆被種類，并分別設(shè)置20%，40%，60%，80%和100%這5個(gè)試驗(yàn)蓋度，同時(shí)設(shè)置裸地作為空白對照，按照此控制條件，最后共進(jìn)行試驗(yàn)64場次。

(1) 黑麥草試驗(yàn)設(shè)置。采用條帶狀種植的方法達(dá)到控制效果，黑麥草種植控制蓋度分別為0,20%,40%,60%,80%和100%，首先通過種業(yè)公司調(diào)查黑麥草在實(shí)際生產(chǎn)中種植的最大密度，將按照最優(yōu)密度種植作為100%的蓋度，然后按照控制蓋度比例確定單位面積需要的黑麥草種子質(zhì)量，將這些種子條帶狀均勻種植。

(2) 礫石試驗(yàn)設(shè)置。礫石控制蓋度與黑麥草一致，試驗(yàn)用礫石取自北京市鷲峰試驗(yàn)林場，將礫石分別過6和20 mm直徑的方孔篩，選取直徑范圍在6～20 mm的礫石用于試驗(yàn)，蓋度通過CAD勾圖法確定，選擇部分礫石隨機(jī)均勻的鋪在土表面，測量其蓋度，依據(jù)勾圖法確定的結(jié)果調(diào)整蓋度，直至蓋度符合試驗(yàn)要求停止調(diào)整。

(3) 枯落物試驗(yàn)設(shè)置。枯落物控制蓋度與黑麥草一致，選取鷲峰試驗(yàn)林場風(fēng)干狀態(tài)的人工栓皮櫟林的枯落物，枯落物覆被蓋度確定方法和礫石相同。

(4) 灰色關(guān)聯(lián)分析。試驗(yàn)條件可控制是模擬降雨試驗(yàn)的最大優(yōu)勢，在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中徑流產(chǎn)生的影響因子對于控制土壤侵蝕的過程，防治水土流失有重要意義。為研究不同試驗(yàn)因子對侵蝕影響程度的差異，采用灰色關(guān)聯(lián)分析法對徑流量和泥沙量產(chǎn)生影響因子進(jìn)行研究分析，但是本試驗(yàn)的試驗(yàn)條件相對簡單，控制因子較少，為了分析更多的影響因子并且得到更準(zhǔn)確的分析結(jié)果，進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析時(shí)結(jié)合了王志偉[5]的模擬降雨試驗(yàn)(對褐土和棕壤坡面在不同雨強(qiáng)和坡度條件下土壤侵蝕過程的研究)，王萬忠[20]的模擬降雨試驗(yàn)(對黃土坡面在不同試驗(yàn)條件下土壤侵蝕過程的研究)，田育新[3]的模擬降雨試驗(yàn)(對紅壤坡面在不同試驗(yàn)條件下土壤侵蝕過程的研究)，豐富了試驗(yàn)條件，得到了對應(yīng)的分析結(jié)果。

1.3　試驗(yàn)方法

使用公式(1)計(jì)算減流效益[9]：

Lp=(Sf-Sp)/Sf×100%

(1)

式中：Lp——有覆蓋物時(shí)的減流效益；Sf——裸地土槽的產(chǎn)流量；Sp——有覆蓋物的土槽的產(chǎn)流量。

使用公式(2)計(jì)算減沙效益[9]：

Np=(Rf-Rp)/Rf×100%

(2)

式中：Np——有覆蓋物時(shí)的減沙效益；Rf——裸地土槽的產(chǎn)沙量；Rp——有覆蓋物的土槽的產(chǎn)沙量。

對不同土壤侵蝕影響因子進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。分析步驟為：

(1) 確定參考數(shù)列和比較數(shù)列。參數(shù)數(shù)列x0為徑流量，x1-8為各個(gè)因素的實(shí)際條件，分別為：土壤容重、土槽面積、坡長、坡度、降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)、降雨量、覆被蓋度。

(2) 對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，消除量綱，轉(zhuǎn)換為可以比較的數(shù)據(jù)序列。

(i=0,1,2,…,8)

(3) 計(jì)算差序列，計(jì)算公式為：

求出兩級最大差和最小差。記為：

(4) 分辯系數(shù)δ=0.5，計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)γ0i(k)，公式為：

(5) 計(jì)算關(guān)聯(lián)度γ0i，計(jì)算公式為：

(6) 列出關(guān)聯(lián)序進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1　不同覆被減流效益分析

各試驗(yàn)條件下減流效益隨蓋度變化如圖1所示，對其數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，均達(dá)到顯著水平(取顯著水平為0.01)。

圖1為不同覆被和雨強(qiáng)條件下各小區(qū)的減流效益。由圖1可以看出，與裸地相比枯落物、礫石和黑麥草均具有明顯的抑制徑流產(chǎn)生效果，能夠有效地減少徑流量，3種覆被均表現(xiàn)為坡度較小、降雨強(qiáng)度較大時(shí)減流效益明顯。其中枯落物的減流效果最好，在坡度為10°，降雨強(qiáng)度60mm/h，蓋度為100%時(shí)減沙效益高達(dá)79.7%，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的水土保持效應(yīng)。坡度為10°時(shí)礫石的平均減流效益優(yōu)于黑麥草，坡度為20°時(shí)黑麥草的平均減流效益優(yōu)于礫石。

圖1　不同覆被和雨強(qiáng)條件下各小區(qū)的減流效益

枯落物的減流效益隨著蓋度的增加而增加，當(dāng)降雨強(qiáng)度變化時(shí)減流效益的增幅較大，說明降雨強(qiáng)度對徑流產(chǎn)生的影響較大，并且在坡度較小時(shí)減流作用更加明顯。在以上4種控制條件下，隨礫石蓋度從20%增加到100%減流效益增幅分別為19.7%，7.6%，3.4%，18.1%；黑麥草減流效益隨蓋度增加分別為17.3%，9.8%，12.7%，24.4%，均表現(xiàn)為在坡度10°，降雨強(qiáng)度為60 mm/h時(shí)礫石的減流作用最明顯。礫石表現(xiàn)為減流效益受坡度影響較大，而黑麥草表現(xiàn)為減流效益隨降雨強(qiáng)度變化較大，這主要是由于礫石減弱了雨滴動(dòng)能，增加入滲，當(dāng)降雨強(qiáng)度較大，礫石蓋度較大時(shí)，礫石的入滲增加效果不能很好地發(fā)揮，因此試驗(yàn)過程中當(dāng)?shù)[石蓋度高于60%時(shí)，減流效益不再增加，反而呈現(xiàn)減小的趨勢。黑麥草在降雨強(qiáng)度為30 mm/h時(shí)也呈現(xiàn)出隨蓋度增加減流效益減小的趨勢，但不明顯?？萋湮镉捎谧陨淼慕亓糇饔幂^強(qiáng)，因而隨著枯落物量的加大，截留作用增強(qiáng)，因而減流效益增加。

2.2　不同覆被減沙效益分析

各試驗(yàn)條件下減沙效益隨蓋度的變化如圖2所示。對其數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，均達(dá)到顯著水平(取顯著水平為0.01)。經(jīng)過計(jì)算得出枯落物、礫石和黑麥草具有較強(qiáng)減沙作用，在坡度10°，降雨度30 mm/h，蓋度為100%時(shí)，枯落物的減沙效益高達(dá)98.8%，防蝕效果非常明顯。同時(shí)降雨強(qiáng)度和坡度也是影響坡面產(chǎn)沙的重要因素之一。由圖2可以看出，減沙效益隨蓋度的增加而增加，隨坡度和降雨強(qiáng)度的增加均呈現(xiàn)明顯增大的變化趨勢。

枯落物隨蓋度增加減沙效益增加趨勢明顯，增幅最大是坡面20°，降雨強(qiáng)度60 mm/h，蓋度從20%增加到100%減沙效益共增加54.9%，礫石增幅最大在20°降雨強(qiáng)度30 mm/h時(shí)，增幅為37.4%。而黑麥草增幅最大出現(xiàn)在條件10°，降雨強(qiáng)度60 mm/h時(shí)，增幅為55.4%。3者相比較枯落物蓋度增加對減沙作用影響最大，枯落物的減沙作用最強(qiáng)，在坡度10°降雨強(qiáng)度30 mm/h時(shí)可達(dá)到減沙98.2%，既發(fā)揮了其自身的截留作用，又能夠有效減弱雨滴動(dòng)能，減少土壤侵蝕，防止水土流失。黑麥草的減沙效益也較高，在坡度10°，降雨強(qiáng)度30 mm/h時(shí)可減沙88.1%，這是由于黑麥草根系較細(xì)，在生長初期不會破壞土壤本身的結(jié)構(gòu)，同時(shí)能夠?qū)ν寥佬纬珊芎玫膱F(tuán)聚作用，增強(qiáng)土壤團(tuán)聚體的形成，提高土壤抗沖蝕能力。3者之中礫石的減沙效益最差，其減沙效益平均為47.2%，最大減沙效益為64.6%，但也能夠達(dá)到很好的水土保持效果。3種覆被的最大效益出現(xiàn)條件均為坡度10°，降雨強(qiáng)度30 mm/h，這主要是由于坡度和降雨強(qiáng)度較小時(shí)坡面流速較慢，坡面流對土表產(chǎn)生的剪切力較弱，同時(shí)流速慢則坡面流流經(jīng)整個(gè)坡面的時(shí)間較長，增加了土壤入滲作用，都可以減少產(chǎn)流和產(chǎn)沙，減弱土壤侵蝕。

圖2　不同覆被和雨強(qiáng)條件下的減沙效益

2.3　侵蝕影響因子灰色關(guān)聯(lián)分析

影響坡面土壤侵蝕過程的因素很多，研究這些因子對侵蝕的影響權(quán)重大小，對有效控制水土流失，保護(hù)生態(tài)環(huán)境意義重大。隨著灰色關(guān)聯(lián)度的增大，比較數(shù)列與參數(shù)數(shù)列的發(fā)展趨勢越接近，也可以說比較參數(shù)對參考數(shù)列的影響就越大。即某侵蝕影響因子的灰色關(guān)聯(lián)度越大，該因子對侵蝕的影響越大，選擇徑流量和泥沙量表示侵蝕量。

從表1—2的關(guān)聯(lián)度可以看出，所選擇的影響因子對徑流量和泥沙量的影響較大，關(guān)聯(lián)度均在0.613以上，并且對于不同的土壤，影響因子與徑流量以及泥沙量的關(guān)聯(lián)度和關(guān)聯(lián)序存在差異，但是差異不顯著。黃土、褐土、紅壤和棕壤這4種土壤的降雨強(qiáng)度、降雨量與徑流的灰色關(guān)聯(lián)度均較大(表1)，但是4種土壤中對泥沙量影響較大的影響因素是降雨強(qiáng)度和降雨量(表2)，在黃土區(qū)降雨強(qiáng)度與徑流的關(guān)聯(lián)度甚至高達(dá)1.00，說明強(qiáng)度是影響黃土地區(qū)徑流最重要的因子。這是因?yàn)榻涤瓴粌H是產(chǎn)生徑流的原因，也是徑流的來源，大量的研究都發(fā)現(xiàn)，降雨強(qiáng)度越大，雨滴的中徑越大，更利于產(chǎn)生徑流。在降雨強(qiáng)度和其他條件一定時(shí)，徑流量和泥沙量的大小就主要取決于降雨量。

對徑流影響關(guān)聯(lián)結(jié)果中坡度和植被的蓋度關(guān)聯(lián)序分別為第3和第4，只有在黃土地區(qū)覆被覆蓋因子排在坡度前，覆被蓋度關(guān)聯(lián)序?yàn)榈?，坡度為第3。這主要是因?yàn)辄S土本身多孔，入滲性好，入滲是影響產(chǎn)流的重要因子，入滲量直接決定徑流量的多少，而覆被主要通過影響雨滴能力和入滲來影響徑流的產(chǎn)生，因此覆被對黃土產(chǎn)生徑流的影響比坡度大。但是褐土和棕壤條件下，覆被蓋度對泥沙量影響較小，關(guān)聯(lián)序均為第8，這是由于覆被蓋度對泥沙的產(chǎn)生干擾較大，較小蓋度覆被即可對泥沙的產(chǎn)生造成很大干擾，因此蓋度增加過程對泥沙產(chǎn)生較小。坡長和土槽面積對徑流和泥沙的產(chǎn)生影響相同，降雨歷時(shí)和土壤容重對不同土壤產(chǎn)生徑流和泥沙的影響差異明顯，對褐土和棕壤影響較大，對黃土和紅壤影響相對較小。

表1　徑流量影響因子構(gòu)成的關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序

表2　泥沙量影響因子構(gòu)成的關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序

3結(jié) 論

(1) 枯落物、礫石和黑麥草均具有良好的減流減沙效益，效益大小排序?yàn)椋嚎萋湮?黑麥草>礫石，枯落物減流效益最大為79.7%，減沙效益最大為98.8%，平均減流減沙效益分別為46.1%和65.5%。黑麥草最大減沙效益達(dá)到68.9%，礫石最大減沙效益為68.0%。

(2) 黑麥草的減流效果存在臨界蓋度，其值在60%左右，當(dāng)蓋度太大時(shí)其減流效益不再增加；減沙效益隨著蓋度增加而增加。

(3) 經(jīng)過灰色關(guān)聯(lián)定量分析得出，對于不同種類的土壤，影響因子與徑流量和泥沙量的關(guān)聯(lián)度和關(guān)聯(lián)序均存在差異；降雨強(qiáng)度和降雨量是對泥沙量影響較大的因素，降雨強(qiáng)度、降雨量、覆被蓋度和坡度是對徑流量影響較大的4個(gè)因素。

(4) 本試驗(yàn)過程只涉及單一覆被，未對兩種覆被或兩種以上覆被組合進(jìn)行減流減沙效益試驗(yàn)，且收集的枯落物均為未分解枯落物，沒有模擬自然環(huán)境中的半分解以及分解狀態(tài)枯落物，需要今后做進(jìn)一步研究。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王輝,王全九,邵明安.人工降雨條件下黃土坡面養(yǎng)分隨徑流遷移試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2006,22(6):39-44.

[2]余新曉,張曉明,武思宏,等.黃土區(qū)林草植被與降水對坡面徑流和侵蝕產(chǎn)沙的影響[J].山地學(xué)報(bào),2006,24(1):19-26.

[3]張振明,余新曉,牛健植，等.不同林分枯落物層的水文生態(tài)功能[J].水土保持學(xué)報(bào),2005,19(3):139-143.

[4]程金花,張洪江,史玉虎，等.三峽庫區(qū)幾種林下枯落物的水文作用[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003,25(2):8-13.

[5]馮國祿,龔軍慧.人工降雨對稻田中氮磷動(dòng)態(tài)變化的影響研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2011,25(2):130-133.

[6]田育新,李錫泉,陶接來，等.人工降雨條件下不同坡度紅壤坡面逕流泥沙變化特征研究[J].湖南林業(yè)科技,2006,33(1):1-3.

[7]楊曉俊.降雨產(chǎn)流影響因素分析[J].地下水,2007,29(5):50-51,113.

[8]王志偉,陳志成,艾釗，等.不同雨強(qiáng)與坡度對沂蒙山區(qū)典型土壤坡面侵蝕產(chǎn)沙的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2012,26(6):17-20，26.

[9]甘卓亭,葉佳,周旗，等.模擬降雨下草地植被調(diào)控坡面土壤侵蝕過程[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(9):2387-2396.

[10]董月群,李淑芹,原翠萍，等.黑麥草對黃土坡面降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙過程的影響[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2011,16(4):67-73.

[11]李鵬,李占斌,鄭良勇.黃土坡面徑流侵蝕產(chǎn)沙動(dòng)力過程模擬與研究[J].水科學(xué)進(jìn)展,2006,17(4):444-449.

[12]周中,傅鶴林,劉寶琛,等.土石混合體邊坡人工降雨模擬試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2007,28(7):1391-1396.

[13]王占禮,靳雪艷,馬春艷,等.黃土坡面降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙過程及其響應(yīng)關(guān)系研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2008,22(2):24-28.

[14]閆俊華,周國逸,申衛(wèi)軍.用灰色關(guān)聯(lián)法分析森林生態(tài)系統(tǒng)植被狀況對地表徑流系數(shù)的影響[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2000,6(3):197-200.

[15]李香云,王玉杰.不同植被類型對地表徑流影響的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].水土保持通報(bào),2007,27(2):83-86.

[16]孫曉東,焦玥,胡勁松.基于灰色關(guān)聯(lián)度和理想解法的決策方法研究[J].中國管理科學(xué),2005,13(4):63-68.

[17]田民,劉思峰,卜志坤.灰色關(guān)聯(lián)度算法模型的研究綜述[J].統(tǒng)計(jì)與決策,2008(1):24-27.

[18]劉振波,史學(xué)正,于東升，等.模擬降雨下土壤前期含水量對土壤可蝕性的影響[J].生態(tài)環(huán)境,2008,17(1):397-402.

[19]琚彤軍,劉普靈,徐學(xué)選，等.不同次降雨條件對黃土區(qū)主要地類水沙動(dòng)態(tài)過程的影響及其機(jī)理研究[J].泥沙研究,2007(4):65-71.

[20]唐小娟,郭雪蓮.幾種坡面徑流調(diào)控措施的篩選試驗(yàn)研究[J].水土保持研究,2008,15(5):125-128.

Reduction Benefits of Different Land Cover on Runoff-Sediment and Its Erosion Factors Under Simulated Rainfall

SUN Jiamei, YU Xinxiao, LIANG Hongru, CHANG Yu

(KeyLab.ofSoil&WaterConservationandDesertificationCombatingofMinistryofEducation,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China)

Abstract：[Objective] To explore the effect of different rainfall intensity and slope gradient under the conditions of different cover on runoff and sediment reduction effect, and to quantitative determine the weight of erosion influence factors. [Methods] Use the methods of artificial rainfall and gray correlation analysis.[Results] (1) Compared with bare land, the slope with litter, gravel and ryegrass had a good effect on runoff and sediment reduction, reducing the flow of benefits to a maximum of 79.7%, the average current reducing benefits was 46.1%. Followed by ryegrass, with maximum flow reducing benefits of 68.9%. The third is gravel, with maximum flow reducing benefits of 68%. (2) Ryegrass flow reducing effect exists critical coverage, its value was in the 60% or so, when the coverage was more than 60% after the current reducing benefits, no longer increased. (3) Sediment reduction effect increased with the increase of coverage, the biggest sediment reduction effect of the litter, gravel and lawn were 98.8%, 64.6% and 88.1% respecitively. (4) Through gray correlation quantitative analysis on selected 8 influence factors and runoff had high correlation, correlation degree was more than 0.622 3. [Conclusion] The different test conditions and different cover on runoff and sediment yield had significant effect, the rainfall intensity and rainfall is larger on the factors affecting sediment yield, rainfall intensity, rainfall, cover and slope were 4 factors which had greater influence on runoff, the influence of correlation degree and correlation factors and runoff and sediment sequence for different types of soil.

Keywords:simulated rainfall; runoff; sediment; grey correlation

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)02-0046-06

中圖分類號：S157.1

通信作者：余新曉(1961—),男(漢族),甘肅省平?jīng)鍪腥?博士,教授,主要從事森林水文和水土保持方面的研究。E-mail:yuxinxiao11@126.com。

收稿日期：2014-03-03修回日期：2014-04-11
資助項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金“基于穩(wěn)定同位素的典型森林生態(tài)系統(tǒng)水、碳過程及其耦合機(jī)制研究”(41430747)； 國家林業(yè)局林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng) (20130430104)
第一作者：孫佳美(1990—),女(漢族),河北省張家口市人,碩士研究生,研究方向?yàn)樗帘３?。E-mail:sunkami@yeah.net。