不同植被下降雨類型對紅壤坡地土壤侵蝕特征的影響

王小博, 朱永清, 吳宜進(jìn), 劉晴日, 葛 詠, 吳 曼

(1.華中師范大學(xué) 地理過程分析與模擬湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430079; 2.長江水利委員會水土保持監(jiān)測中心站,武漢 430010; 3.中國科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所, 北京 100101; 4.蔡甸區(qū)水土保持站,武漢 430100)

不同植被下降雨類型對紅壤坡地土壤侵蝕特征的影響

王小博1, 朱永清2, 吳宜進(jìn)1, 劉晴日1, 葛 詠3, 吳 曼4

(1.華中師范大學(xué) 地理過程分析與模擬湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430079; 2.長江水利委員會水土保持監(jiān)測中心站,武漢 430010; 3.中國科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所, 北京 100101; 4.蔡甸區(qū)水土保持站,武漢 430100)

根據(jù)武漢市蔡甸區(qū)西湖流域徑流小區(qū)記錄的146場次降雨資料，研究了植被類型和降雨類型對紅壤坡面產(chǎn)流量與土壤侵蝕量的影響。基于K均值分類，將當(dāng)?shù)亟涤陝澐譃锳型降雨(中雨量、弱雨強(qiáng)、長歷時和高頻次)、B型降雨(極大雨量、極強(qiáng)雨強(qiáng)、短歷時和低頻次)、C型降雨(大雨量，強(qiáng)雨強(qiáng)、中等歷時和低頻次)和D型降雨(小雨量，弱雨強(qiáng)、短歷時和高頻次)四種雨型。發(fā)現(xiàn)裸地與果林地的產(chǎn)流輸沙量大，水沙關(guān)系穩(wěn)定，水土保持能力在各類侵蝕性降雨下均較弱，A雨型和C雨型是導(dǎo)致此類坡面土壤侵蝕的主要雨型。闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地坡面的產(chǎn)流輸沙量小，水沙關(guān)系不穩(wěn)定，植被的水土保持能力總體較強(qiáng)，但是在B雨型下偏弱，B雨型和C雨型是導(dǎo)致此類坡面土壤侵蝕的主要雨型。

水土流失; 紅壤坡面; 徑流小區(qū); 降雨類型; 植被類型

南方紅壤丘陵區(qū)是我國水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域之一，降雨是引起該區(qū)域土壤侵蝕的主要自然因素。大量研究表明，降雨總量、雨強(qiáng)、歷時等降雨特征和降雨前土壤初始含水量的差異等都會顯著影響坡面的土壤侵蝕模數(shù)[1-4]。前人通過模擬降雨過程的方法分析了降雨特征對土壤侵蝕的影響[5-8]，但人工模擬的降雨無法完全再現(xiàn)自然降雨的條件，其研究成果不能很好地運(yùn)用到實(shí)際之中[9-11]。因此，很多學(xué)者以實(shí)測的天然降雨數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過把天然降雨劃分為若干雨型，較為深入地揭示了自然條件下降雨特征與土壤侵蝕的關(guān)系。比如Fang等[12]和Wei等[13]利用K均值分類法把黃土高原的次降雨事件分為三類，并指出高強(qiáng)度、短歷時的降雨是造成當(dāng)?shù)赝寥狼治g的主要雨型；晏清洪等[14]則將黃土區(qū)降雨類型分為四類；Peng等[15]將西南巖溶區(qū)的次降雨事件分為五類，并指出大雨量、高強(qiáng)度、中歷時的降雨是造成當(dāng)?shù)赝寥狼治g的主要雨型；Huang等[16]則在南方紅壤區(qū)進(jìn)行了相關(guān)研究，將次降雨事件分成四類，秦偉等[17]綜合快速聚類法與判別聚類法將南方紅壤區(qū)的次降雨事件分為三類，認(rèn)為小雨量、高強(qiáng)度、短歷時的降雨類型對當(dāng)?shù)丶t壤侵蝕的影響最大。

目前，學(xué)者在篩選天然降雨的雨型劃分標(biāo)準(zhǔn)時，多以裸坡土壤侵蝕特征的差異為依據(jù)，而對于有植被覆蓋的坡面，降雨和植被對土壤侵蝕的共同作用仍需進(jìn)一步討論。適用于裸坡侵蝕的雨型劃分標(biāo)準(zhǔn)是否也同樣適用于有植被覆蓋的坡面？不同植被覆被類型下降雨特征對土壤侵蝕的影響是否存在明顯的差異？解決以上問題，不僅能夠更為深入地理解不同植被的減蝕機(jī)制，也能為紅壤區(qū)生態(tài)環(huán)境治理、植被類型的選擇及其有效性提供借鑒。

因此，本文在統(tǒng)計(jì)分析武漢市西湖流域鴿翅嶺徑流小區(qū)于2013—2015年間記錄的146場次降雨事件的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探討降雨特征與植被覆被類型對坡面產(chǎn)流輸沙特征的影響，為次降雨事件劃分類型，以期更為全面地揭示坡面植被類型對降雨、產(chǎn)流和土壤侵蝕之間關(guān)系的影響，為保護(hù)紅壤土地資源提供理論基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

西湖流域鴿翅嶺徑流小區(qū)布設(shè)于湖北省武漢市蔡甸區(qū)西湖流域水土保持科技示范園內(nèi)(30°32′21.50″N，113°57′52.06″E)，地處南方紅壤丘陵區(qū)的北端。武漢市蔡甸區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降水充沛，多年平均降水量為1 270 mm。降水量年內(nèi)變化大，主要集中于4—9月的豐水期。年均氣溫15.8～17.5℃。地貌是以壟崗為主體的丘陵性湖沼平原，海拔為19～263 m。境內(nèi)分布有6個土類，12個亞類，主要包括紅壤、黃棕壤、草甸土、潮土和水稻土等。土壤侵蝕以水力侵蝕為主，境內(nèi)318國道沿線地區(qū)是武漢市水土流失重點(diǎn)治理區(qū)。

1.2 數(shù)據(jù)來源與徑流小區(qū)概況

本研究使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于蔡甸區(qū)西湖流域水土保持科技示范園于2013年1月—2015年12月記錄的次降雨數(shù)據(jù)和徑流小區(qū)產(chǎn)流輸沙數(shù)據(jù)。鴿翅嶺徑流小區(qū)的基本情況見表1。徑流小區(qū)長為10 m，寬為5 m，坡度為15°。徑流小區(qū)內(nèi)填充的土壤為第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育而成的紅壤，各坡面土壤機(jī)械組成與有機(jī)質(zhì)含量的變異系數(shù)均在0.2以內(nèi)。徑流小區(qū)內(nèi)設(shè)有果林(柑橘CitrusreticulataBlanco)、闊葉林(紅葉石楠Photiniaxfraseri)、針葉林(黑松PinusthunbergiiParlatore)、牧草(黑麥草LoliumperenneLinn.)、草坪(狗牙根CynodondactylonLinn. Pers.)五種植被類型覆蓋的坡面和作為對照的裸坡。其中柑橘種植的株行距為2 m×3 m，紅葉石楠種植的株行距為0.6 m×0.4 m，黑松種植的株行距為0.3 m×0.4 m，三類喬木的樹齡均為9 a。根據(jù)徑流小區(qū)觀測數(shù)據(jù)，牧草地、草坪地的植被蓋度和闊葉林、針葉林的林分郁閉度一年四季均為100%，果林的林分郁閉度每年12月—次年4月為65%，5月—11月為85%，裸地則為0%。除果林外，徑流小區(qū)的灌草蓋度和林分郁閉度的季節(jié)變化均不明顯。裸地與果林地每月定期去除雜草、雜樹苗，土壤擾動深度為15—25 cm。

五種植被類型的徑流小區(qū)和裸坡四周均采用混凝土磚塊修筑圍埂，順坡下部設(shè)置矩形集水槽，通過聚氯乙烯塑膠管與集流桶相連，以此收集并記錄每次降雨事件后的產(chǎn)流量與輸沙量。徑流小區(qū)旁設(shè)有自計(jì)式雨量計(jì)，測定每次降雨的歷時和雨量。

1.3 研究方法

為了對降雨類型做出合理的劃分，需要對徑流小區(qū)的降雨、產(chǎn)流和土壤侵蝕的關(guān)系進(jìn)行分析。本文選取次降雨量(P)、雨前連續(xù)未降雨天數(shù)(N)、降雨歷時(D)、平均雨強(qiáng)(I)和六種植被類型坡面的產(chǎn)流量(Qx)和土壤侵蝕量(Mx)，通過SPSS 22進(jìn)行指標(biāo)間的Pearson相關(guān)性分析，篩選出降雨特征中與各坡面產(chǎn)流輸沙顯著相關(guān)的指標(biāo)，利用K均值分類法對次降雨事件進(jìn)行分類，并且分類結(jié)果在方差分析上具有顯著性差異(p<0.05)可認(rèn)為分類合理[13]。再統(tǒng)計(jì)不同降雨類型下徑流小區(qū)的坡面產(chǎn)流量和土壤侵蝕量，分析不同雨型對坡面產(chǎn)流輸沙的影響，以及坡面植被在各類降雨下水土保持能力的差異。

表1 蔡甸區(qū)西湖流域徑流小區(qū)基本情況

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植被覆蓋坡面的降雨、產(chǎn)流和土壤侵蝕關(guān)系

通過對西湖流域鴿翅嶺各徑流小區(qū)2013—2015年146次降水事件記錄的統(tǒng)計(jì)分析，構(gòu)建了不同植被覆蓋下降雨特征、坡面產(chǎn)流量與坡面土壤侵蝕量的Pearson相關(guān)矩陣(見表2)。

從表2可以看出，在降雨特征的指標(biāo)中，降水量(P)、平均雨強(qiáng)(I)和六種坡面的產(chǎn)流量、土壤侵蝕量在p<0.01的水平上均呈顯著正相關(guān)，降雨歷時(D)與裸地、果林地在p<0.01的水平上具有顯著相關(guān)性，與其他類型坡地的產(chǎn)流輸沙量不具有顯著相關(guān)性，而雨前連續(xù)未降雨天數(shù)則與各類坡面的產(chǎn)流量、土壤侵蝕量均不顯著相關(guān)。同在p<0.01的顯著性水平下，就降水量與各類坡地產(chǎn)流量的相關(guān)系數(shù)而言，果林地>裸地>草坪地>針葉林>闊葉林>牧草地；就降水量與各類坡地土壤侵蝕量的相關(guān)系數(shù)而言，果林地>裸地>牧草地>闊葉林>草坪地>針葉林；就平均雨強(qiáng)與各類坡地產(chǎn)流量的相關(guān)系數(shù)而言，果林地>裸地>草坪地>針葉林>牧草地>闊葉林；就平均雨強(qiáng)與各類坡地土壤侵蝕量的相關(guān)系數(shù)而言，果林地>裸地>牧草地>草坪地>闊葉林>針葉林。由此可以看出，果林地與降雨特征P，I，D的相關(guān)性最強(qiáng)，裸地次之，牧草地、草坪地、闊葉林和針葉林與降雨特征的相關(guān)性明顯弱于果林與裸地。

在水沙關(guān)系上，植被覆蓋度較低的裸地與果林地的產(chǎn)流量與土壤侵蝕量的Pearson相關(guān)系數(shù)最大，分別是0.974，0.971(p<0.01)，表明這兩類坡地具有較為穩(wěn)定的水沙關(guān)系，而植被覆蓋度較高的闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地的水沙相關(guān)系數(shù)均小于0.400，說明這四類坡地在次降雨事件中的水沙運(yùn)移比不如裸地和果林地穩(wěn)定。

2.2 降雨類型劃分

根據(jù)鴿翅嶺徑流小區(qū)不同植被覆蓋坡面的降雨、徑流和土壤侵蝕關(guān)系的分析，選取次降雨量(P)、平均雨強(qiáng)(I)和降水歷時(D)這三個指標(biāo)作為降雨特征值，將146次降水通過K均值聚類分為4類(表3)，分別記為A型降雨、B型降雨、C型降雨和D型降雨。四類降雨的特征指標(biāo)中次降雨量與雨強(qiáng)的差異顯著性p小于0.001，降雨歷時的差異顯著性p小于0.01，均滿足分類要求。在146次降雨中，A型降雨的發(fā)生頻次占總場次的23%，累計(jì)降雨量最大，達(dá)1 905 mm；B型降雨的發(fā)生頻次占總場次的2.8%，累計(jì)降雨量362.2 mm；C型降雨的發(fā)生頻次占總場次的6.8%，累計(jì)降雨量653.5 mm；D型降雨的發(fā)生頻次最高，占總場次的67.12%，累計(jì)降雨量1 224.8 mm。

根據(jù)四種類型的降雨特征值的聚類中心，就次降雨量而言，B>C>A>D；就平均雨強(qiáng)而言，同樣是B>C>A>D。說明四種降雨類型的特征值中雨量和雨強(qiáng)的大小具有一致性，即雨強(qiáng)越大的降雨其降水量往往也越大，這與Huang等[15]對中國南方紅壤區(qū)降雨類型的研究結(jié)果相一致。但是就降雨歷時而言，A>C>B>D，其中B和D的降雨歷時較為接近。因此，可以認(rèn)為A型降雨主要由中等降雨量、弱雨強(qiáng)和長降雨歷時的高頻次降雨事件組成；B型降雨主要由極大降雨量、極強(qiáng)雨強(qiáng)和短降雨歷時的低頻次降雨事件組成；C型降雨主要由大降雨量，較強(qiáng)雨強(qiáng)和中等降雨歷時的低頻次降雨事件組成；D型降雨主要由小降雨量，弱雨強(qiáng)和短降雨歷時的高頻次降雨事件組成。A，B，C類型的降雨事件多發(fā)生于每年的4—9月，其中B類型的降雨事件為大暴雨事件；D型降雨事件主要發(fā)生于1—3月及10—12月，以非侵蝕性降雨為主。

2.3 不同植被和降雨類型下坡面的產(chǎn)流輸沙特征

四種雨型在2013—2015年引起六類坡面產(chǎn)流與土壤流失的總量特征和均量特征分別見圖1—4所示，可以發(fā)現(xiàn)不同植被類型的坡面其產(chǎn)流與土壤侵蝕特征具有明顯差異。

在2013—2015年的146次降雨中，裸地的產(chǎn)流總量為35.64 m3，土壤侵蝕總量為1 005.02 kg，均比有植被覆蓋的坡面大。果林地次之，其產(chǎn)流量為裸地的77.3%，土壤侵蝕量為裸地的57.8%。闊葉林、針葉林、牧草地、草坪的產(chǎn)流量與土壤侵蝕量明顯低于裸地與果林地，產(chǎn)流量分別為裸地的22.2%，16.9%，18.56%，24.8%，土壤侵蝕量分別為裸地的2.4%，1.8%，1.8%，2.0%。以上結(jié)果表明闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地的水土保持效果顯著，且在植被蓋度同為100%的情況下，闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地的水土保持效果差異較小，而植被蓋度為65%～85%的果林地，其水土保持效果則不如前者。

表2 不同植被覆蓋下降雨特征、坡面產(chǎn)流量與土壤侵蝕量的Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣

注：**表示在p<0.01水平上達(dá)到極顯著相關(guān)關(guān)系。

表3 降雨類型特征指標(biāo)

對于裸坡與果林地而言，降雨引起的坡面徑流總量與土壤侵蝕總量均呈現(xiàn)出A型降雨>C型降雨>B型降雨>D型降雨的特征，其中A雨型和C雨型引起的土壤侵蝕量占總量的78.7%～82.4%；次降雨事件產(chǎn)生的平均徑流量與平均侵蝕量則呈現(xiàn)出B型降雨>C型降雨>A型降雨>D型降雨的特征?？梢夾型降雨和C型降雨是導(dǎo)致裸坡、果林地產(chǎn)流輸沙的主要雨型。

對于闊葉林、針葉林、牧草地、草坪地而言，降雨引起的徑流總量呈現(xiàn)出C型降雨>A型降雨>D型降雨>B型降雨的規(guī)律，單次降雨事件引起的平均徑流量則呈現(xiàn)出C型降雨遠(yuǎn)大于其他類型降雨的特征；土壤侵蝕總量呈現(xiàn)出B型降雨≈C型降雨>A型降雨>D型降雨的規(guī)律，其中B雨型和C雨型引起的土壤侵蝕量占74.6%～78.6%；單次降雨事件引起的土壤侵蝕平均量則呈現(xiàn)出B型降雨遠(yuǎn)大于其他類型降雨的特征?？梢夿型降雨和C型降雨是導(dǎo)致闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地產(chǎn)流輸沙的主要雨型。

裸地與果林地在B型降雨和C型降雨下的徑流含沙量較為接近，裸地在B型降雨下的徑流含沙量為C型降雨下的1.06倍，果林地在B型降雨下的徑流含沙量僅為C型降雨下的1.05倍；而闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地在B型降雨下的平均徑流含沙量約為C型降雨下的19倍?？梢钥闯?，B型降雨下，闊葉林、針葉林、牧草地、草坪地的產(chǎn)流量雖低，引發(fā)的土壤侵蝕卻較為嚴(yán)重；C型降雨下，闊葉林、針葉林、牧草地、草坪地的產(chǎn)流量較高，但是土壤侵蝕量卻偏低。反映出B型降雨對闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地的侵蝕力高于C型降雨。

3 討 論

通過西湖流域徑流小區(qū)的實(shí)測數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，不同類型的自然降雨下徑流小區(qū)的植被呈現(xiàn)出不同的水土保持能力。果林地的水土保持效果在各類侵蝕性降雨下均不理想；闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地的水土保持效果總體較強(qiáng)，但是在大雨量、強(qiáng)雨強(qiáng)和短歷時的降雨類型下水土保持效果偏弱。在四種雨型中，A雨型為中等雨量、弱雨強(qiáng)和長歷時降雨，實(shí)測數(shù)據(jù)表明此類降雨的侵蝕力較弱。雖然單次A型降雨事件僅能引起裸地和果林地的少量土壤侵蝕，但其發(fā)生頻次高，成為誘發(fā)裸坡和果林地土壤侵蝕量最多的雨型，而闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地能夠有效抵御此雨型的侵蝕。B雨型為極大降雨量、極強(qiáng)雨強(qiáng)和短歷時降雨。雖然B雨型的發(fā)生頻次低，但其降雨侵蝕力在四類降雨中最高，僅4次B型降雨事件就導(dǎo)致裸坡和果林地出現(xiàn)186.94 kg和91.21 kg的土壤侵蝕量，分別占土壤侵蝕總量的18.6%和15.7%。而闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地在此雨型下的水土保持效果不如在A雨型下理想，所以B雨型是誘發(fā)闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地土壤侵蝕量最多的雨型。C雨型為大雨量，較強(qiáng)雨強(qiáng)和中等歷時降雨。其降雨侵蝕力和發(fā)生頻次介于A雨型和B雨型之間，引起的土壤侵蝕量也介于A雨型和B雨型。D雨型以非侵蝕性降雨為主，有植被覆蓋的徑流小區(qū)基本不發(fā)生土壤侵蝕。

圖1 2013-2015年不同植被類型下坡面產(chǎn)流總量

圖2 不同植被類型下坡面單次降雨事件平均產(chǎn)流量

圖3 2013-2015年不同植被類型下土壤侵蝕總量

本研究中，根據(jù)紅壤坡面產(chǎn)流輸沙特征的差異，可將徑流小區(qū)分為兩類：

圖4 不同植被類型下坡面單次降雨事件土壤侵蝕平均量

一類徑流小區(qū)包括產(chǎn)流輸沙量大、各雨型下水沙關(guān)系穩(wěn)定的裸地與果林地。果林地中柑橘的種植密度小，林分郁閉度低，地下根系不發(fā)達(dá)，土壤的水穩(wěn)性與入滲能力差，易形成土壤侵蝕[17]。相比于其他土地利用類型的徑流小區(qū)，裸地與果林地需要定期去除雜草、雜樹苗，深度為0—25 cm的表層土壤頻繁受到擾動。陳利頂?shù)萚18]指出，人工干擾較為明顯的坡面植被組合具有相對較高的土壤侵蝕模數(shù)。故而該類坡面的產(chǎn)流輸沙量較大，植被的水土保持效果較差。

另一類徑流小區(qū)包括產(chǎn)流輸沙量小，各雨型下水沙關(guān)系不穩(wěn)定的闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地。該類坡面植株的種植密度大，草地與草坪的植被蓋度高，闊葉林與針葉林的林分郁閉度高，能夠有效阻攔雨滴的濺擊，同時分散或消除上方襲來的股流，避免徑流沖蝕，故而該類坡面的產(chǎn)流輸沙量小，植被的水土保持效果好[19]。雖然有研究表明，植被過高時其冠層匯集的雨滴能量更大，對地表的擊濺更強(qiáng)，但在本試驗(yàn)中紅葉石楠與黑松的株高都小于6 m，且覆蓋在徑流小區(qū)表面的枯枝落葉層能夠保護(hù)土壤免受或減輕雨滴的直接打擊，所以本研究中闊葉林和針葉林在各雨型下的產(chǎn)流量和土壤侵蝕量與草地、草坪地?zé)o顯著差異[20]。

4 結(jié) 論

(1) 雨量、雨強(qiáng)是影響紅壤坡面產(chǎn)流輸沙的主要降雨特征，降雨歷時對裸坡、果林地產(chǎn)流輸沙的影響較大，對闊葉林、針葉林、牧草地、草坪地的影響較小。

(2) 蔡甸區(qū)西湖流域的降雨類型可分為四類：A雨型呈現(xiàn)出中雨量、弱雨強(qiáng)、長歷時和高頻次的特點(diǎn)；B雨型呈現(xiàn)出極大雨量、極強(qiáng)雨強(qiáng)、短歷時和低頻次的特點(diǎn)；C雨型呈現(xiàn)大雨量，較強(qiáng)雨強(qiáng)、中等歷時和低頻次的特點(diǎn)；D雨型則呈現(xiàn)出小雨量，弱雨強(qiáng)、短歷時和高頻次的特點(diǎn)。

(3) 根據(jù)降雨類型和植被類型對紅壤坡面土壤侵蝕的作用差異，可以將西湖流域徑流小區(qū)的紅壤坡面分為兩類：一類包括裸地與果林地，此類坡面在次降雨事件中產(chǎn)流輸沙量大，水沙關(guān)系穩(wěn)定，植被的水土保持效果較差。就引起的土壤侵蝕量而言，A雨型>C雨型>B雨型>D雨型，其中A雨型和C雨型引起的土壤侵蝕量占78.7%～82.4%，是導(dǎo)致第一類坡面土壤侵蝕的主要雨型。另一類包括闊葉林、針葉林、牧草地和草坪地，此類坡面在次降雨事件中產(chǎn)流輸沙量小，水沙關(guān)系不穩(wěn)定，植被的水土保持效果總體較好，但在B雨型下偏弱。就土壤侵蝕量而言，B雨型>C雨型>A雨型>D雨型，其中B雨型和C雨型引起的土壤侵蝕量占74.6%～78.6%，是導(dǎo)致第二類坡面土壤侵蝕的主要雨型。

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EffectsofRainfallRegimesonSoilErosiononRedSoilSlopesUnderDifferentVegetationTypes

WANG Xiaobo1, ZHU Yongqing2, WU Yijin1, LIU Qingri1, GE Yong3, WU Man4

(1.KeyLaboratoryforGeographicalProcessAnalysis&Simulation,HubeiProvince,CCNU,Wuhan430079,China; 2.SoilandWaterConservationMonitoringCenter,ChangjiangWaterResourcesCommission,Wuhan430010,China; 3.InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,CAS,Beijing100101,China; 4.CaidianStationofSoilandWaterConservation,Wuhan430100,China)

In order to understand the relationship between rainfall regimes, vegetation types and red soil erosion processes, collected measurements of 146 rainfall events in runoff plots on red soil slopes with different vegetation types in Xi Lake watershed, Caidian, Wuhan were analyzed. Based on K-means clustering, 146 rainfall events were classified into four rainfall regimes: regime A (medium amount, low intensity, long duration and high frequency of rainfall), regime B (extremely high amounts, extremely high intensity, short duration and low frequency of rainfall), regime C (high amounts, high intensity, medium duration and low frequency of rainfall) and regime D (low amounts, low intensity, short duration and high frequency of rainfall). Processes of soil erosion on the bare slope and the fruit-bearing forest slope had a large amount of runoff generation and sediment yield, a stable runoff-sediment relationship and weak capacity for water and soil conservation. More attention should be paid to rainfall regimes A and C in this type process. Processes of soil erosion on the broadleaved forest slope, coniferous forest slope, herbage slope and lawn slope had a small amount of runoff generation and soil erosion, an unstable runoff-sediment relationship and strong capacity for water and soil conservation under erosive rainfall except rainfall regimes B. More attention should be paid to rainfall regimes B and C in this type process.

red soil slope; runoff plot; soil and water loss; rainfall regimes; vegetation type

2016-04-27

：2016-05-11

華中師范大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(CCNU16JCZX09);武漢市蔡甸區(qū)水務(wù)局西湖流域水土保持科技示范園科技支撐項(xiàng)目(2014040501);嘉陵江上中游國家重點(diǎn)防治區(qū)水土流失動態(tài)監(jiān)測遙感解譯技術(shù)服務(wù)(YZJ2016-016)

王小博(1995—),男,江蘇南京人,本科生,研究方向:生態(tài)遙感與生態(tài)模擬。E-mail:wxbwxb1995@163.com

朱永清(1965—),男,湖北武漢人,博士,教授,主要從事水文水資源與土壤侵蝕方向研究。E-mail:1632294587@qq.com

S157.1

：A

：1005-3409(2017)02-0006-06