黑土區(qū)坡耕地橫坡壟作措施防治土壤侵蝕的土槽試驗

王 磊，何 超，鄭粉莉,2※，邊 鋒，覃 超，徐錫蒙

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所，黃土高原 土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室，楊凌 712100；2.中國科學(xué)院水利部水土保持研究所，楊凌 712100；3.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，楊凌 712100）

0 引 言 1

近半個世紀(jì)以來黑土層的厚度已經(jīng)下降了30～40 cm[1]。黑土流失嚴(yán)重影響著國家的糧食安全[2-3]，而不合理的耕作方式是影響坡耕地黑土流失的重要原因之一[4-7]。壟作是東北地區(qū)最常見的耕作方式，而橫坡壟作是當(dāng)前推廣的農(nóng)地坡面水土保持措施之一，一般在＜6°的農(nóng)耕地上適宜采用橫坡壟作以減少坡面侵蝕[8]。目前，橫坡壟作已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，已有研究表明，與傳統(tǒng)的順坡壟作相比，橫坡壟作通過改變地表微地形，增加地表糙率以減少徑流，壟丘可以有效降低徑流流速，進(jìn)而減少泥沙剝離和搬運[9-12]，并且為降雨的入滲提供更多的時間[13-14]。同時，橫坡壟作在保持土壤溫度、降低養(yǎng)分流失、增加根系深度、降低除草劑使用等方面也有其獨特優(yōu)勢[15-17]。

東北黑土區(qū)夏秋季節(jié)降雨集中，且往往發(fā)生暴雨，容易形成集中徑流引發(fā)土壤侵蝕[18-19]，橫坡壟作可以有效推遲坡面產(chǎn)流時間，進(jìn)而控制徑流沖刷所引發(fā)的土壤侵蝕[14]。然而，橫坡壟不同于梯田土埂，壟丘穩(wěn)定性較差，所以在

遭遇強(qiáng)降雨時容易被徑流沖垮發(fā)生斷壟，此外，由于微地形的差異，橫坡壟作難以嚴(yán)格地按照等高線進(jìn)行修建，水流在較低處匯集仍會引起壟丘的垮塌[20-21]，進(jìn)而造成更嚴(yán)重的耕層土壤流失[16,22-23]，因此明晰橫坡壟作坡面的土壤侵蝕過程，根據(jù)不同耕作區(qū)的氣候、地形、土壤性質(zhì)等的差異，制定橫坡壟作標(biāo)準(zhǔn)以最大發(fā)揮橫坡壟作的水土保持效益是非常有必要的。為此，本文基于人工模擬降雨試驗，以無壟作坡面為對照，研究不同降雨強(qiáng)度下東北典型黑土區(qū)橫坡壟作下的坡面土壤侵蝕特征，分析橫坡壟作坡面防治侵蝕效應(yīng)，以期為東北黑土區(qū)農(nóng)地土壤侵蝕防治和橫坡壟作標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為東北黑土區(qū)吉林省榆樹市劉家鎮(zhèn)（44°43'17"N, 126°11'13"E）坡耕地表層 20cm典型耕作黑土。土壤顆粒組成黏粒（＜ 2 μm）、粉粒（2～50 μm）與砂粒（50～2000 μm）質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別占20.3%、76.4%和3.3%，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.18 g/kg（重鉻酸鉀氧化—外加熱法），pH值為6.39（水浸提法，水土比2.5:1）。試驗在黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室人工模擬降雨大廳進(jìn)行。降雨設(shè)備為側(cè)噴式人工降雨裝置，降雨高度16m，降雨均勻度大于80%。試驗土槽為8 m（長）×3 m（寬）×0.6 m（深）的固定式液壓可升降鋼槽，中間用PVC板隔成2個1.5 m 寬的試驗土槽（圖1）。

圖1 試驗土槽示意圖Fig. 1 An illustration of soil box

1.2 試驗設(shè)計

根據(jù)野外調(diào)查結(jié)果和相關(guān)文獻(xiàn)資料[24-25]，本試驗設(shè)計犁底層土壤容重1.3 g/cm3，耕層土壤容重1.2 g/cm3，壟層土壤容重控制在1.1 g/cm3；設(shè)計橫壟壟高為15 cm，壟間距為65 cm；基于當(dāng)?shù)仨樒聣抛鞲臑闄M坡壟作的臨界坡度[26]，設(shè)計試驗坡度為5°（圖2）。以無壟作坡面（平坡裸地）作為對照，共設(shè)計3組試驗，每組試驗2個處理，每個試驗處理2個重復(fù)，每場次試驗降雨歷時為45 min。結(jié)合東北黑土區(qū)侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)[27]，設(shè)計 3個降雨強(qiáng)度（50、75和100 mm/h，即0.83、1.25和1.67 mm/min）。具體試驗設(shè)計見表1。

圖2 橫坡壟作斷面示意圖Fig.2 An illustration of cross-sectional profiles of ridges

表1 試驗設(shè)計Table 1 Experimental design

1.3 試驗步驟

1）裝填土前在試驗土槽底部均勻打排水孔，用紗布填充試驗土槽底部的排水孔，隨后填入5 cm厚的細(xì)沙作為透水層以保證土槽良好的透水性。根據(jù)野外測定的犁底層，耕作層和壟層的土壤容重分別裝填試驗土槽。沙層之上填裝15 cm厚，土壤容重為1.3 g/cm3的犁底層和20 cm厚，土壤容重為1.2 g/cm3的耕作層，采用分層填土法，每5 cm為一層。同時填土?xí)r還要將試驗土槽四周邊界壓實，減少邊界效應(yīng)的影響。在耕作層之上按照壟高15 cm，壟間距65 cm，土壤容重為1.1 g/cm3修建橫坡壟。

2）在試驗前一天，用紗網(wǎng)覆蓋試驗土槽，用30 mm/h降雨強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)降雨直至坡面產(chǎn)流為止，以保證試驗前期土壤條件的一致性。預(yù)降雨結(jié)束后，為防止試驗土槽土壤水分蒸發(fā)和減緩結(jié)皮形成，用塑料布覆蓋試驗土槽，靜置12 h后開始正式降雨。

3）正式降雨試驗開始后，仔細(xì)觀察坡面產(chǎn)流和侵蝕情況，尤其是斷壟后坡面侵蝕狀態(tài)，并記錄初始產(chǎn)流時間并接取第一個徑流泥沙樣，待產(chǎn)流穩(wěn)定后每隔2～3 min采集徑流樣。降雨過程中用高錳酸鉀染色法測量壟坡和壟溝的地表徑流表層流速。降雨結(jié)束后，去除徑流樣的上層清液，然后放入設(shè)置恒溫為105℃的烘箱，烘干后測得泥沙質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 蓄滲量

根據(jù)人工模擬降雨試驗的坡面水量平衡原理可推算出坡面蓄滲量[28]，本次試驗次降雨過程中坡面水量平衡方程為：

式中 P 為坡面降雨量，mm；Rf為試驗土槽產(chǎn)生的徑流量，mm；Rs為壟溝的攔蓄水量，mm；I 為土壤入滲量，mm；E 為蒸發(fā)量，mm；T 為蒸騰量，mm。

由于降雨時間較短（45min），次降雨過程中空氣濕度達(dá)到 90%以上，所以蒸發(fā)量可以忽略不計；由于試驗土槽的地表處理為裸裸裸裸（無植物），因而蒸騰量為0。因此，次降雨過程中的壟溝攔蓄水量與土壤入滲量之和為坡面蓄滲量：

式中WQ為坡面蓄滲量，mm。無壟作坡面僅有下滲量，則壟溝攔蓄水量Rs為0。

1.4.2 蓄滲率

蓄滲率是指坡面蓄滲量占降雨量的比例，公式為：

式中Wr為坡面蓄滲率，%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同降雨強(qiáng)度下橫坡壟作的減水減沙效應(yīng)

不同降雨強(qiáng)度下橫坡壟作減水減沙效應(yīng)有較大差異。為了更好地區(qū)分橫坡壟斷壟前后的減水減沙效應(yīng)，在75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下以斷壟時間節(jié)點為界，將橫坡壟作土壤侵蝕過程分為斷壟前和斷壟后兩部分（表2）。當(dāng)降雨強(qiáng)度為50 mm/h時，橫坡壟作坡面基本將降雨就地入滲或者攔蓄在壟溝內(nèi)，與無壟作坡面對比，坡面徑流總量和侵蝕總量分別減少97.7%和99.8%。

當(dāng)降雨強(qiáng)度為75 mm/h時，橫坡壟作坡面出現(xiàn)斷壟（表2），斷壟后橫坡壟作坡面徑流量和侵蝕量急劇增加，分別為斷壟前的25.9倍和171.5倍；與無壟作試驗處理相比，斷壟前橫坡壟作可有效減少坡面徑流量和侵蝕量97.8%和99.1%，這與50 mm/h降雨強(qiáng)度下的減水減沙效應(yīng)相近；斷壟后橫坡壟作坡面徑流量減少44.4%，但同時侵蝕量增加63.7%，這是由于斷壟后使得瞬時水流流速急劇增加而導(dǎo)致水流挾沙量增大，從而造成侵蝕量的急劇增加，而受未斷壟部分坡面攔蓄作用和前期壟溝積水下滲的影響，徑流總量仍小于無壟作坡面。

當(dāng)降雨強(qiáng)度增加到100 mm/h時，斷壟后橫坡壟作坡面徑流量和侵蝕量分別為斷壟前的23.3倍和136.8倍；與無壟作坡面相比，斷壟前橫坡壟作坡面徑流量和侵蝕量分別減少97.7%和99.1%，而斷壟后坡面徑流量減少45.0%，但坡面侵蝕量增加35.8%。橫坡壟作和無壟作坡面的徑流總量和侵蝕總量均隨著降雨強(qiáng)度的增大而增大，橫坡壟作坡面在75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下的徑流總量雖然小于無壟作坡面，但侵蝕總量卻高于無壟作坡面，這是由于斷壟后坡面侵蝕方式從斷壟前的片蝕演變?yōu)闇衔g所造成的。

表2 不同降雨強(qiáng)度下橫坡壟作和無壟作坡面的徑流量和侵蝕量Table 2 Runoff and soil loss of contour ridge tillage and flat tillage under different rainfall intensities

2.2 橫坡壟作與無壟作處理的土壤蓄滲量對比

橫坡壟作坡面在50、75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下的坡面產(chǎn)流時間比無壟作坡面分別推遲了 19.8、15.2和 3.5 min，在75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下，分別在降雨開始后26.3和22.9 min發(fā)生斷壟。在50 mm/h降雨強(qiáng)度下，橫坡壟作在壟溝的蓄水作用下可使98.9%的降雨入滲或攔蓄在壟溝內(nèi)，而無壟作面的蓄滲率僅為橫坡壟作的1/2，這表明在此降雨強(qiáng)度下，橫坡壟作的抗侵蝕效應(yīng)明顯（表3）。然而隨著降雨強(qiáng)度的增大，橫坡壟作和無壟作處理的蓄滲率分別下降至50%和10%以下。

表3 不同降雨強(qiáng)度下橫坡壟作與無壟作坡面蓄滲率對比Table 3 Comparison of water storage rates of each tillage slope under different rainfall intensities

選取15、25 、35和45 min為時間步長，用于對比分析不同降雨歷時橫坡壟作和無壟作試驗處理下的蓄滲量。圖3表明，降雨歷時15 min橫坡壟作坡面未發(fā)生斷壟，3個降雨強(qiáng)度下的橫坡壟作坡面將降雨基本全部攔蓄，其蓄滲率分別為99.8%、98.3%和95.9%；而無壟作坡面的蓄滲率分別為75.3%、26.4%和12.2%（圖3 a）。在降雨歷時25 min時，橫坡壟作坡面在50和75 mm/h降雨強(qiáng)度下的坡面蓄滲率變幅較小，而100 mm/h降雨強(qiáng)度下由于22.9 min斷壟，坡面蓄滲率陡然下降至66.1%；無壟作坡面在3個降雨強(qiáng)度下坡面蓄滲率均有所降低（圖3 b）。當(dāng)降雨歷時到達(dá)35 min時，50 mm/h降雨強(qiáng)度下橫坡壟作坡面蓄滲率無明顯變化，而75 和100 mm/h降雨強(qiáng)度下坡面蓄滲率分別下降至62.6%和53.7%；無壟作坡面蓄滲率分別下降至56.3%、11.1%和6.4%（圖3 c）。降雨歷時45 min時，50 mm/h降雨強(qiáng)度下橫坡壟作坡面蓄滲率仍穩(wěn)定保持在98%以上，而75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下坡面斷壟水路基本形成，蓄滲率急劇降低至39.7%和47.7%；對于無壟作坡面，土壤入滲率達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，坡面蓄滲量無明顯變化（圖3 d）。

圖3 不同降雨歷時坡面蓄滲率對比Fig.3 Comparison of hillslope water storage capacity at different time periods

2.3 不同降雨強(qiáng)度下橫坡壟作對坡面侵蝕過程的影響

2.3.1 橫坡壟作和無壟作坡面徑流和侵蝕過程對比

橫坡壟作和無壟作坡面徑流強(qiáng)度隨降雨強(qiáng)度的變化存在明顯差異，在75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下橫坡壟作存在以斷壟時間為界的突變（圖 4）。當(dāng)降雨強(qiáng)度為 50 mm/h時，橫坡壟作坡面徑流強(qiáng)度在1.0 mm/h上下范圍內(nèi)無明顯波動；無壟作坡面的徑流強(qiáng)度自坡面產(chǎn)流后隨時間推移呈現(xiàn)出緩慢上升趨勢，降雨25 min后逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)降雨強(qiáng)度為75 mm/h時，橫坡壟作坡面在26.3 min發(fā)生斷壟，斷壟前徑流強(qiáng)度為0.3 mm/h，斷壟后徑流強(qiáng)度逐漸增大，在30 、34 和40 min連續(xù)出現(xiàn)了3個峰值；當(dāng)降雨40 min時徑流強(qiáng)度最大峰值達(dá)到350.1 mm/h，隨后陡然降低；而無壟作坡面徑流強(qiáng)度在緩慢上升至15 min后逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)降雨強(qiáng)度增加到100 mm/h時，橫坡壟作坡面產(chǎn)流時間和斷壟時間均有所提前，其中斷壟時間比75 mm/h降雨強(qiáng)度提前了3.4 min，斷壟前徑流強(qiáng)度相對較小且無明顯波動，平均值為5.6 mm/h，而斷壟后徑流強(qiáng)度陡然增加，在 24 min時出現(xiàn)最大峰值 661.9 mm/h，隨后迅速降低，第二次較小峰值出現(xiàn)在32 min，之后趨于穩(wěn)定；而無壟作坡面徑流強(qiáng)度介于 77.2～99.8 mm/h之間，與橫坡壟作坡面相比，隨著降雨歷時的增加無明顯的變化。

圖4 不同降雨強(qiáng)度下橫坡壟作和無壟作坡面徑流強(qiáng)度的變化過程Fig.4 Variation of runoff intensities of contour ridge tillage and flat tillage under different rainfall intensities

橫坡壟作和無壟作坡面侵蝕速率的變化特征與徑流強(qiáng)度呈現(xiàn)出較好的一致性（圖5）。當(dāng)降雨強(qiáng)度為50 mm/h時，橫坡壟作的侵蝕速率介于 1.8×10-3～3.3×10-3kg/m2·h 之間，平均值為 2.7×10-3kg/m2·h；無壟作坡面在坡面產(chǎn)流后侵蝕速率呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢。

當(dāng)降雨強(qiáng)度為75 mm/h時，橫坡壟作坡面斷壟前侵蝕速率介于0～1.0 kg/m2·h，斷壟后侵蝕速率出現(xiàn)2個峰值，在降雨歷時40 min時侵蝕速率達(dá)到65.6 kg/m2·h與徑流強(qiáng)度呈現(xiàn)出良好的對應(yīng)關(guān)系；無壟作坡面在降雨歷時15 min時峰值侵蝕速率為6.4 kg/m2·h，之后逐漸下降并趨于平穩(wěn)。當(dāng)降雨強(qiáng)度增加到100 mm/h時，橫坡壟作坡面斷壟前侵蝕速率介于0～1.0 kg/m2·h，而斷壟后侵蝕速率陡然增加到62.0 kg/m2·h，之后迅速波動減小，在32 min出現(xiàn)第2個峰值后緩慢減小并逐漸趨于穩(wěn)定。

這是由于橫坡壟在斷壟后由于積蓄在壟溝內(nèi)的雨水瞬間傾瀉導(dǎo)致橫坡壟被沖垮，斷壟后的壟丘土體是橫坡壟作坡面泥沙的主要來源。

圖5 不同降雨強(qiáng)度下橫坡壟作和無壟作坡面侵蝕速率的變化Fig.5 Variation of erosion rate of contour ridge tillage and flat tillage under different rainfall intensities

2.3.2 橫坡壟作和無壟作坡面的水沙關(guān)系

一般認(rèn)為，坡面侵蝕量隨著徑流量的增大而增大[29-30]。本研究結(jié)果表明橫坡壟作和無壟坡面的徑流量與侵蝕量存在線性關(guān)系，并且具有顯著相關(guān)性（P＜0.01）。在降雨強(qiáng)度為50、75和100 mm/h時，橫坡壟作坡面斷壟前徑流量和侵蝕量較少（均小于1個徑流和侵蝕單位），降雨幾乎全部就地入滲或攔蓄在壟溝內(nèi)，坡面基本不發(fā)生土壤侵蝕（圖6a）；然而隨著75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下斷壟的出現(xiàn)，坡面侵蝕量隨著徑流量的增加急劇增大，并且侵蝕量與徑流量呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系（圖6b）。無壟作坡面水沙關(guān)系的斜率隨著降雨強(qiáng)度的增大呈現(xiàn)出遞增趨勢，但遞增幅度遠(yuǎn)小于橫坡壟作坡面（圖6c）。

擬合方程的斜率大小反映侵蝕量隨徑流量的增大幅度，在瞬時徑流量一定的情況下，橫坡壟作坡面在75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下的侵蝕量可以達(dá)到無壟作坡面的2.7～3.6倍，這表明橫坡壟作在斷壟后，隨著降雨強(qiáng)度的增大侵蝕量出現(xiàn)短歷時的突變式增加，這與斷壟后徑流含沙量瞬間增大密切相關(guān)，而無壟作坡面在從片蝕到細(xì)溝侵蝕過程中徑流含沙量相對較穩(wěn)定。

圖6 橫坡壟作和無壟作坡面的水沙關(guān)系Fig.6 Relationships between runoff and sediment on slopes of contour ridge tillage and flat tillage

3 討論

橫坡壟作的防治侵蝕效應(yīng)主要取決于徑流量的大小和壟丘的攔蓄能力。在50 mm/h降雨強(qiáng)度下，橫坡壟作可以有效減少坡面徑流量和侵蝕量[22,31]。但遇到≥75 mm/h的強(qiáng)降雨時，壟內(nèi)積水漫出壟丘以較高的流速泄出發(fā)生斷壟，其水土保持效益急劇降低，這與前人的研究結(jié)果一致[11,31]。本試驗在45 min的降雨歷時中，75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下橫坡壟作坡面的產(chǎn)流產(chǎn)沙過程可以明顯分為斷壟前和斷壟后2個階段。斷壟前橫坡壟作坡面基本能完全將徑流攔蓄在壟溝內(nèi)。然而隨著積水不斷增多漫出壟溝，壟丘下坡在上方來水的沖刷和滲流作用下形成細(xì)溝溝頭（圖7 a），由于水流掏涮在溝頭下方產(chǎn)生水涮窩并促使溝頭不斷溯源，當(dāng)壟丘剩余土體土壤顆粒間的粘結(jié)力小于土體自身重力和徑流剪切力時，即出現(xiàn)斷壟[32]（圖7 b, c），斷壟的出現(xiàn)使水流流速由斷壟前的0～3.2 cm/s增加到斷壟后的6.7～19.3 cm/s，加速了壟溝內(nèi)積水的外泄及徑流的沖刷動力（圖7 d）。斷壟前橫坡壟作坡面以片蝕為主，斷壟后原本匯集在橫坡壟溝內(nèi)的積水匯集形成股流便開始了細(xì)溝侵蝕過程（圖7 e）。試驗過程表明斷壟與降雨強(qiáng)度和降雨歷時以及壟丘的穩(wěn)定性有關(guān)[33]，根據(jù)野外調(diào)查，東北黑土區(qū)機(jī)械犁耕下壟丘的土壤容重僅為0.9～1.1 g/cm3，孔隙度高、透水性好，穩(wěn)定性相對較差，當(dāng)降雨強(qiáng)度較大或降雨歷時較長時，壟溝內(nèi)迅速積蓄大量雨水，積水一方面在重力作用下對下方壟丘產(chǎn)生壓力，另一方面由于壟丘土質(zhì)疏松，積水穿過壟丘形成滲流，在坡度的影響下加快壟丘土體的崩解，最終斷壟導(dǎo)致大量的水土流失。

圖7 橫坡壟的斷壟過程（100 mm·h-1）Fig. 7 Process of contour ridges failure (100 mm·h-1)

有研究認(rèn)為適當(dāng)?shù)募痈邏徘鹂梢越档蜋M坡壟斷壟的風(fēng)險[11,23]，然而壟丘高度的增大有可能會引起穩(wěn)定性的降低，進(jìn)而加劇土壤侵蝕。20世紀(jì)90年代東北黑土區(qū)開始初步探索坡耕地壟作區(qū)田的耕作模式，有研究結(jié)果表明在橫坡壟作、坡式梯田等措施的配合下，按最佳土擋間距修筑壟作區(qū)田可以顯著提高水土保持效益和作物產(chǎn)量，但該研究在3.6 mm/min降雨強(qiáng)度，歷時20 min模擬降雨條件下并未發(fā)生斷壟，坡面徑流量和侵蝕量均減少27%以上，與本研究結(jié)果有差異[34]，分析可能是由于壟作區(qū)田與橫坡壟作相結(jié)合的耕作方式其防治坡面侵蝕效應(yīng)高于單一采用橫坡壟作的耕作方式。但也有研究表明，當(dāng)坡度增大時等高植物帶或橫坡壟作等水土保持措施下的坡面侵蝕量反而大于傳統(tǒng)耕作[35-36]；此外，雨型的變化也會導(dǎo)致斷壟，從而引起的橫坡壟作坡面侵蝕過程由細(xì)溝間侵蝕轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)溝侵蝕[37]，這與本研究結(jié)果類似。綜上所述，橫坡壟作的防治侵蝕效應(yīng)主要受降雨強(qiáng)度、雨型、坡度（包括地面坡度和壟向坡度）及壟丘的穩(wěn)定性等因素的影響，目前寬壟耕作模式（圖8）在東北地區(qū)已得到廣泛應(yīng)用，通過加寬壟丘寬度，可以提高壟丘的穩(wěn)定性以及作物水分生產(chǎn)效率和產(chǎn)量[38]，對防治強(qiáng)降雨下斷壟所造成的土壤侵蝕具有一定優(yōu)勢，這為解決橫坡壟作在強(qiáng)降雨下防治侵蝕效應(yīng)降低提供了思路。

圖8 寬壟斷面示意圖Fig.8 An illustration of cross-sectional profiles of wide ridges

4 結(jié)論

本文以無壟作坡面為對照，初步探究了橫坡壟作在不同降雨強(qiáng)度下的土壤侵蝕過程及防治侵蝕效應(yīng)，研究表明：

1）橫坡壟作坡面的防治侵蝕效應(yīng)與降雨強(qiáng)度的大小有關(guān)。在50 mm/h降雨強(qiáng)度下橫坡壟作坡面徑流量和侵蝕量較無壟作坡面分別減少97.7%和99.8%，坡面基本不發(fā)生土壤侵蝕；在75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下，橫坡壟作坡面徑流量分別較無壟作坡面減少44.4%和45.0%，但侵蝕量增加63.7%和35.8%。

2）在75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下，橫坡壟作坡面的徑流和侵蝕過程均明顯存在以斷壟時間為界的突變。與無壟作坡面對比，橫坡壟作試驗處理在斷壟前的徑流強(qiáng)度和侵蝕速率分別為無壟作坡面的 0.01～0.06倍和0.01～0.02倍，而斷壟后的徑流強(qiáng)度和侵蝕速率分別為無壟作坡面的4.5～6.7倍和8.9～10.3倍。

3）橫坡壟作具有較強(qiáng)的蓄水能力，在50 mm/h降雨強(qiáng)度下，橫坡壟作可使 98.9%的降雨入滲或攔蓄在壟溝內(nèi)，而無壟作面的蓄滲率僅為橫坡壟作坡面的1/2。當(dāng)降雨強(qiáng)度為75和100 mm/h時，橫坡壟作和無壟作坡面的蓄滲率分別下降至50%和10%以下。

4）橫坡壟作和無壟坡面的水沙關(guān)系表明，受斷壟影響的橫坡壟作坡面侵蝕量隨徑流量的增大幅度遠(yuǎn)大于無壟作坡面，在75和100 mm/h降雨強(qiáng)度下，當(dāng)徑流量相同時橫坡壟作坡面的侵蝕量可達(dá)無壟作坡面的2.7～3.6倍。