寧杭高鐵不同喬木覆蓋下侵蝕強(qiáng)度季節(jié)差異

陳莉莎, 殷承啟, 許雪記, 郭曉峰, 成禮平, 陳家棟

(1.中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，南京 210037；2.江蘇省鐵路辦公室，南京 210004；3.江蘇省水文水資源勘測(cè)局南京分局，南京 210008)

在土壤流失的過(guò)程中，侵蝕性因子因地形地貌不同而不盡相同，土壤自身侵蝕性因子減少侵蝕強(qiáng)度的能力是探尋減少水土流失和生態(tài)修復(fù)的重要途徑。由于土壤侵蝕的產(chǎn)生，制約了植被恢復(fù)的速度，而植被的狀況和地貌的性質(zhì)直接影響著土壤侵蝕狀況[1]。鐵路邊坡土壤侵蝕在容許的侵蝕范圍內(nèi)不會(huì)造成環(huán)境安全隱患，一旦侵蝕強(qiáng)度過(guò)高，邊坡失穩(wěn)，將對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的安全造成嚴(yán)重后果。

鐵路與道路工程建設(shè)導(dǎo)致的水土流失主要產(chǎn)生于施工期，新建的路基、路塹或隧道邊坡由于挖方填方等工程因素改變了原坡面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在降雨、重力、風(fēng)力等侵蝕因素的作用下，容易導(dǎo)致水土流失的增加。張科利等[2]通過(guò)研究傳統(tǒng)的侵蝕成因形態(tài)分類體系，認(rèn)為道路侵蝕是一個(gè)獨(dú)立的侵蝕產(chǎn)沙單元，包含多種侵蝕過(guò)程或方式，應(yīng)作為一種獨(dú)立侵蝕單元研究。陳宗偉[3]指出公路邊坡土壤侵蝕發(fā)生、發(fā)展與降雨、土壤和植被有密切的關(guān)系。劉窯軍[4]在山區(qū)道路邊坡防治中提出植被覆蓋度、土壤容重、飽和導(dǎo)水率、總孔隙度等是影響邊坡降雨侵蝕性的最主要因子。草灌措施可以很好地預(yù)防邊坡水土流失。張瑜等[5]認(rèn)為土壤抗沖性和抗剪性反映著土壤抗侵蝕性能，掌握土壤抗沖性和抗剪強(qiáng)度有助于揭示土壤侵蝕規(guī)律。查小春等[6]通過(guò)研究不同年限土壤侵蝕程度，提出土壤的抗剪強(qiáng)度對(duì)抗沖性影響最大，隨侵蝕年限的增長(zhǎng)，土壤的抗沖性呈減弱趨勢(shì)，侵蝕程度變大。

中外絕大多數(shù)學(xué)者已將交通工程作為獨(dú)立的研究對(duì)象進(jìn)行研究，并且多數(shù)研究集中在項(xiàng)目建設(shè)的施工期，而對(duì)項(xiàng)目建成后運(yùn)營(yíng)期的水土流失情況研究較少?；趯幒几咚勹F路沿線典型路段進(jìn)行定點(diǎn)研究，是江蘇省境內(nèi)高鐵水土保持現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)的先行研究，將典型樹(shù)種刺槐、馬尾松、櫸樹(shù)、女貞覆蓋下土壤侵蝕因子和土壤侵蝕強(qiáng)度關(guān)系進(jìn)行深入探究，對(duì)指導(dǎo)沿線樹(shù)種選擇具有重要意義，通過(guò)對(duì)土壤侵蝕的研究為今后水土流失的預(yù)測(cè)、水土流失的控制提供理論基礎(chǔ)，以期為降低高鐵邊坡造成的水土流失，為刺槐、馬尾松、櫸樹(shù)、女貞的經(jīng)營(yíng)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于江蘇省西南部，寧杭高鐵起于南京市，途經(jīng)鎮(zhèn)江市、常州市和無(wú)錫市，長(zhǎng)度為146.773 km。線路自南京南站引出，東西向敷設(shè)，依次設(shè)置句容西站、溧水站、溧陽(yáng)瓦屋山站、溧陽(yáng)站和宜興站。沿線全年平均氣溫在15.0～18.0 ℃，全年無(wú)霜期 230 d 左右，每年7—8月氣溫較高，1—2月氣溫較低，極端最高氣溫38.8～43.0 ℃，極端最低氣溫-10.1～-14.0 ℃。多年平均降雨量為 1 027～1 600 mm，山區(qū)稍多，年降雨日數(shù)在 150～160 d，年最大降雨量2 356 mm，年最小降雨量570 mm，年蒸發(fā)量1 130～1 380 mm，年平均相對(duì)濕度81%。研究樣地基本情況如表1、圖1所示。

表1 樣地植被類型調(diào)查

1.2 研究方法

1.2.1 外業(yè)監(jiān)測(cè)

(1)降雨量

降雨量收集使用RG3-M翻斗式自記雨量計(jì)，分別設(shè)置在溧水、溧陽(yáng)、宜興臨近車站或養(yǎng)護(hù)工區(qū)的空曠地，持續(xù)測(cè)定降雨量(每5 min自動(dòng)采集一次數(shù)據(jù))，數(shù)據(jù)用于計(jì)算降雨量和降雨歷時(shí)，定期收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行儀器養(yǎng)護(hù)。

(2)土壤抗沖性

使用便攜式土壤抗沖儀測(cè)定抗沖指數(shù)來(lái)定量反映土壤抗沖性的強(qiáng)弱，即在一個(gè)大氣壓力下，以0.7 mm直徑的水柱沖擊土體1 min，使其產(chǎn)生水蝕穴，測(cè)定每個(gè)水蝕穴的平均口徑和深度。每10個(gè)水蝕穴深與寬乘積的平均值的倒數(shù)，即為該土層的抗沖指數(shù)。選取坡面坡頂、坡中和坡底三個(gè)位置進(jìn)行抗沖性測(cè)定，每個(gè)位置至少測(cè)3個(gè)重復(fù)，并取平均值代表該坡面的抗沖性。

(3)土壤抗剪性測(cè)定

采用三頭抗剪儀測(cè)定土壤抵抗剪切破壞的能力。選取坡面坡頂、坡中和坡底三個(gè)位置進(jìn)行抗剪切性測(cè)定，每個(gè)位置至少測(cè)3個(gè)重復(fù)，并取平均值代表該坡面的抗剪切性。

(4)侵蝕模數(shù)測(cè)定

土壤侵蝕量采用測(cè)釬和沉砂池法測(cè)定，每塊樣地設(shè)置9根相同尺寸的測(cè)釬，每季度收集記錄一次測(cè)釬高度，采用沉砂池?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。通過(guò)侵蝕量與匯水面積的比值得出樣地季度侵蝕模數(shù)。

1.2.2 內(nèi)業(yè)實(shí)驗(yàn)

(1)全量元素與有機(jī)質(zhì)測(cè)定

土壤采樣前應(yīng)先將剖面整修、清理，削去最表層的浮土，然后再按層次自上而下逐層從中心典型部位取樣，主要采用5～10 cm土層土壤，采樣主要采用三點(diǎn)法采樣，在上坡、坡中、下坡各取樣混合后自然風(fēng)干，測(cè)試過(guò)程中采用三組重復(fù)實(shí)驗(yàn)以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)度，其中有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定(LY/T 1237—1999)，全磷采用酸溶-鉬銻抗比色法測(cè)定(LY/T 1232—1999)，全鉀采用酸溶-火焰光度法測(cè)定(LY/T 1234—1999)。

(2)土壤含水率、滲透系數(shù)測(cè)定

選取坡中位置，使用直徑5、10 cm環(huán)刀取5～10 cm土層樣品，原狀土和擾動(dòng)土各三份，將直徑 5 cm 環(huán)刀樣品在105 ℃的烘箱內(nèi)將土樣烘6～8 h至恒重，計(jì)算土壤含水率。

將直徑10 cm環(huán)刀樣品放在漏斗上，往上面的空環(huán)刀中加水，每隔5 min更換漏斗下的燒杯，記錄滲入量Q1，Q2，…，Qn。每更換一次燒杯要將上面環(huán)刀中水面加至原來(lái)高度，同時(shí)記錄水溫。

(1)

式(1)中：K10為溫度為10 ℃時(shí)的滲透系數(shù)，mm/min；Qn為間隔時(shí)間內(nèi)滲透的水量，mL；ts為每次滲透所間隔的時(shí)間，min；L為土層厚度，cm；h為水層厚度，cm；T為測(cè)定時(shí)刻的溫度，℃；0.7和0.03為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理及方法

使用Microsoft Excel 2013軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和表格制作，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，CANOCO5進(jìn)行主成分(PCA)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨季節(jié)分布特征

圖2 不同地區(qū)降雨季節(jié)分布特征

研究區(qū)2018年3月—2019年2月平均降雨 1 138.93 mm，宜興地區(qū)年降雨量略高于溧陽(yáng)、溧水地區(qū)。其中溧水地區(qū)年累計(jì)降雨量1 120.4 mm，降雨日數(shù)107 d，平均降雨量10.47 mm；溧陽(yáng)地區(qū)年累計(jì)降雨量1 113.4 mm，降雨日數(shù)105 d，平均降雨量10.6 mm；宜興地區(qū)年累計(jì)降雨量1 183 mm，降雨日數(shù)110 d，平均降雨量10.75 mm。如圖2、表2所示，降雨主要集中在夏季，降雨量夏季>冬季>春季>秋季。月最大降雨量春季溧水、溧陽(yáng)、宜興三個(gè)區(qū)域均出現(xiàn)在5月，夏季均出現(xiàn)在7月，秋季除溧水出現(xiàn)在11月，其他兩地出現(xiàn)在9月，冬季除溧陽(yáng)出現(xiàn)在2月，其他兩地出現(xiàn)在12月。日最大降雨量春季除溧陽(yáng)出現(xiàn)在4月，其他兩地出現(xiàn)在5月，夏季均出現(xiàn)在7月，秋季均出現(xiàn)在9月，冬季除溧水出現(xiàn)在12月，其他兩地出現(xiàn)在2月。

研究期間，夏季(6—8月)降雨量最多，為434.3 mm，冬季(12—2月)降雨量次之，為298.7 mm，春季(3—5月)、秋季(9—11月)降雨量較少，分別為259.3、146.6 mm。全年降雨集中在7— 8月份，月降雨量均超過(guò)100 mm，6— 9月總降雨量達(dá)到372.4 mm，占全年總降雨量的33%。

2.2 不同喬木覆蓋下土壤侵蝕因子季節(jié)變化特征

2.2.1 有機(jī)質(zhì)及全量元素季節(jié)變化特征

植被覆蓋下養(yǎng)分含量受自身生長(zhǎng)需求和養(yǎng)分流失的影響，為比較不同植被覆蓋下養(yǎng)分季節(jié)變化的穩(wěn)定性，使用變異系數(shù)表示養(yǎng)分含量的變化程度。變異系數(shù)越大說(shuō)明養(yǎng)分含量的變化程度越大，變異系數(shù)越小說(shuō)明養(yǎng)分含量的變化程度越小，樣地養(yǎng)分含量越穩(wěn)定。

(2)

式(2)中：D為養(yǎng)分含量的均方差；X為養(yǎng)分含量的平均值。

在自然恢復(fù)過(guò)程中，分季度對(duì)樣地內(nèi)土壤進(jìn)行收集檢測(cè)，對(duì)四種喬木典型樣地全量和有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分含量季節(jié)變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖3所示，由圖3可知：在不同植被覆蓋條件下，全量養(yǎng)分含量由大到小的順序?yàn)槿?有機(jī)質(zhì)>全磷。同時(shí)在對(duì)季節(jié)降雨的響應(yīng)過(guò)程中，樣地內(nèi)有機(jī)質(zhì)和全鉀的含量變化程度較明顯，全磷含量變化較小，全量元素和有機(jī)質(zhì)變化趨勢(shì)和季節(jié)降雨的變化趨勢(shì)相似，呈現(xiàn)春夏漸增、秋冬漸衰的趨勢(shì)。其中刺槐和馬尾松林分有機(jī)質(zhì)含量在秋季達(dá)到峰值，探究原因主要是由于林分覆蓋度較大，夏季枝繁葉茂，秋季地表枯枝落葉較多，在春夏生長(zhǎng)旺季和秋冬儲(chǔ)存養(yǎng)分的反饋中，以秋季正反饋為主。磷元素在夏季降雨較多的情況下樣地含量較少，主要是磷元素主要以吸附的方式固定，在水土流失中以徑流攜帶為主，而有機(jī)質(zhì)和鉀元素主要以泥沙為載體流失[7]。

對(duì)比不同植被覆蓋樣地下，馬尾松林有機(jī)質(zhì)含量最優(yōu)，刺槐次之，女貞、櫸樹(shù)最差，通過(guò)分析季節(jié)養(yǎng)分差異系數(shù)，馬尾松穩(wěn)定性最優(yōu)，女貞次之，櫸樹(shù)、刺槐最差；刺槐林全鉀含量最優(yōu)，馬尾松次之，女貞、櫸樹(shù)最差，通過(guò)分析季節(jié)養(yǎng)分差異系數(shù)，女貞穩(wěn)定性最優(yōu)，櫸樹(shù)次之，刺槐、馬尾松最差；馬尾松林全磷含量最優(yōu)，刺槐次之，櫸樹(shù)、女貞最差，通過(guò)分析季節(jié)養(yǎng)分差異系數(shù)，女貞穩(wěn)定性最優(yōu)，馬尾松次之，刺槐、櫸樹(shù)最差。整體來(lái)說(shuō)，馬尾松、刺槐養(yǎng)分水平較高，女貞、櫸樹(shù)養(yǎng)分水平偏低，但養(yǎng)分含量穩(wěn)定性較優(yōu)良。

2.2.2 抗沖抗剪指標(biāo)季節(jié)變化特征

土壤的抗沖抗剪性能即土壤抵抗徑流沖刷、分散地表徑流的作用，直接決定了土壤抗蝕性，土壤自身含水率水平、滲透性能都影響著土壤抗沖、抗剪能力，坡面滑坡的發(fā)生和水的作用關(guān)系密切，土壤的破壞過(guò)程實(shí)際上是土壤抗沖、抗剪能力喪失的過(guò)程。

表2 月降雨量分布特征

圖3 有機(jī)質(zhì)和全量元素季節(jié)變化特征

通過(guò)對(duì)比分析不同季節(jié)樣地含水率和滲透系數(shù)，結(jié)果如圖4所示，由圖4可知，不同植被覆蓋下的土壤含水率和滲透系數(shù)對(duì)季節(jié)變化有明顯的響應(yīng)，整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)土壤含水率水平高時(shí)，土壤滲透系數(shù)隨之也有所增加。從不同的季節(jié)尺度來(lái)看，土壤含水率春季>夏季>秋季>冬季，土壤滲透系數(shù)夏季>春季>秋季>冬季；從不同的植被覆蓋樣地來(lái)看，土壤含水率女貞>櫸樹(shù)>刺槐>馬尾松，土壤滲透系數(shù)女貞>馬尾松>櫸樹(shù)>刺槐。這是由于含水率水平主要受植被覆蓋度和容重等的綜合影響，容重較大，土壤下滲能力低、含水率低，冬季土壤溫度低且土壤緊實(shí)，土壤含水率和滲透系數(shù)均為谷值，女貞覆蓋下植被結(jié)構(gòu)完整，為喬灌草結(jié)合結(jié)構(gòu)，刺槐覆蓋下雖然覆蓋度大，但土壤過(guò)緊實(shí)。冬季氣候干燥，水分較少，土壤含水率較前幾季度普遍偏低。

圖4 土壤含水率、K10季節(jié)變化特征

圖5 抗沖、抗剪季節(jié)變化特征

圖5為不同季度四種喬木覆蓋下樣地表層土壤的抗沖刷指數(shù)和抗剪性指標(biāo)，由圖5可知，抗沖刷指數(shù)與抗剪性指標(biāo)呈現(xiàn)相似的趨勢(shì)，均為夏季為谷值，冬季到達(dá)峰值，全年變化趨勢(shì)為春夏季下降，秋冬季上升，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是春夏季節(jié)為土壤微生物活躍和植被生長(zhǎng)旺盛的生長(zhǎng)季，地表土壤疏松且表層土壤含水率水平高，相比較而言秋冬季節(jié)土壤表層緊實(shí)且隨溫度降低具有板結(jié)情況[8]，土壤表層的理化性質(zhì)、含水率水平、孔隙度都在一定程度上影響著土壤的抗沖刷指數(shù)和抗剪性指標(biāo)。

整體上抗沖刷指數(shù)全年平均水平由大到小的順序?yàn)轳R尾松>刺槐>櫸樹(shù)>女貞；抗剪性指標(biāo)全年平均水平由大到小的順序?yàn)轳R尾松>刺槐>櫸樹(shù)>女貞，表明了相同的降雨類型條件下馬尾松和刺槐林分具有更強(qiáng)的保持水土流失、控制侵蝕溝生長(zhǎng)發(fā)育的作用。

根據(jù)全年的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)土壤含水率和抗沖刷指數(shù)和抗剪性指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和曲線模擬得到圖6，發(fā)現(xiàn)土壤含水率和抗沖刷指數(shù)、抗剪性指標(biāo)均有較強(qiáng)的相關(guān)性，土壤含水率與抗沖刷系數(shù)呈對(duì)數(shù)關(guān)系：y=-0.601lnx+3.224 2，土壤含水率與抗剪性呈對(duì)數(shù)關(guān)系：y=-1.466lnx+6.434 6，R2均大于0.6，擬合性程度較高，且隨著含水率的提高，抗沖刷指數(shù)和抗剪性逐漸下降，在含水率水平為10%～15%，土壤抗沖刷指數(shù)和抗剪性數(shù)值達(dá)到峰值。

圖6 土壤含水率和抗沖抗剪性回歸分析

2.2.3 不同喬木覆蓋下土壤水蝕侵蝕模數(shù)季節(jié)變化特征

為更直觀地體現(xiàn)各樣地土壤侵蝕特征，通過(guò)測(cè)釬法計(jì)算各樣地的季節(jié)侵蝕模數(shù)(年度侵蝕模數(shù)=四季侵蝕模數(shù)之和=四季侵蝕模數(shù)均值×4)，如表3、圖7所示。

從季節(jié)情況分析，由于夏季降雨具有集中、量大的特點(diǎn)，土壤侵蝕程度整體趨勢(shì)為夏季>春季>秋季>冬季。從樣地情況分析，土壤侵蝕程度由大到小的排序?yàn)闄螛?shù)>女貞>刺槐>馬尾松。根據(jù)上文分析，土壤有機(jī)質(zhì)含量高、全量元素含量高、抗沖抗剪指標(biāo)高的馬尾松與刺槐林分，土壤侵蝕模數(shù)小，均屬于微度侵蝕，而櫸樹(shù)林分土壤侵蝕模數(shù)超過(guò)500 t/(km2·a)，侵蝕強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到輕度。

表3 不同喬木覆蓋下侵蝕模數(shù)季節(jié)分布特征

圖7 侵蝕模數(shù)季節(jié)差異圖

2.3 土壤侵蝕因子季節(jié)差異與侵蝕模數(shù)相關(guān)性分析

表4為研究期間有機(jī)質(zhì)(OM)、全鉀(TK)、全磷(TP)、土壤含水率(SMC)、K10系數(shù)、抗沖刷系數(shù)(AE)、抗剪性(SRP)、降雨量(R)、日最大降雨量(MAXR)、降雨強(qiáng)度(E)、覆蓋度(C)、草本覆蓋度(HC)、喬木覆蓋度(BC)、侵蝕模數(shù)(EM)等因子進(jìn)行相關(guān)性分析統(tǒng)計(jì)。由表4可知，土壤抗沖抗剪性和土壤含水率、K10系數(shù)呈現(xiàn)極顯著相關(guān)性，且土壤含水率與抗剪、抗沖性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，K10系數(shù)與抗沖性呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，抗沖性和抗剪性呈現(xiàn)正相關(guān)，由于土壤抗沖刷系數(shù)、抗剪性指標(biāo)越大土壤抗沖、抗剪性能越優(yōu)，所以認(rèn)為土壤含水率在正常水平外越高、K10系數(shù)越大，土壤抗沖、抗剪性能越差，且土壤抗沖性優(yōu)良的地塊，抗剪性隨之優(yōu)良。降雨強(qiáng)度可以明顯的影響土壤含率水平、抗沖、抗剪性，且和降雨量、日最大降雨量顯著正相關(guān)。

表4 土壤侵蝕因子相關(guān)性分析

注：*在0.05級(jí)別(雙尾)，相關(guān)性顯著；**在0.01級(jí)別(雙尾)，相關(guān)性顯著。

通過(guò)對(duì)侵蝕因子季節(jié)差異變化和土壤侵蝕強(qiáng)度進(jìn)行定量分析，土壤含水率、降雨量、降雨強(qiáng)度顯著正相關(guān)，全磷含量、抗沖刷系數(shù)、抗剪性、草本植被覆蓋度呈現(xiàn)負(fù)顯著相關(guān)，其中土壤含水率、抗沖刷系數(shù)、抗剪性、降雨強(qiáng)度與土壤侵蝕模數(shù)相關(guān)性為極顯著，說(shuō)明在眾多土壤侵蝕因子中，研究區(qū)域直接影響土壤侵蝕強(qiáng)度的因子為土壤含水率、降雨量、降雨強(qiáng)度、全磷含量、抗沖刷系數(shù)、抗剪性、草本植被覆蓋度，整體分析認(rèn)為，土壤含水率、降雨量、降雨強(qiáng)度越大，抗沖刷系數(shù)、抗剪性、草本植被覆蓋度越小可能造成土壤侵蝕強(qiáng)度的越大，土壤侵蝕量增大反過(guò)來(lái)影響土壤中養(yǎng)分元素，尤其是全磷含量，造成土壤養(yǎng)分流失。

2.4 土壤侵蝕因子季節(jié)差異與侵蝕模數(shù)PCA分析

圖8 PCA分析圖

為進(jìn)一步揭示各指標(biāo)的差異影響性，將各樣地的成分?jǐn)?shù)據(jù)使用CANOCO5進(jìn)行主成分(PCA)分析，結(jié)果如圖8所示。由圖8可知，PCA1軸解釋率高達(dá)63.39%，PCA2軸解釋率為16.57%，整體解釋率為79.96%。PCA1軸因子主成分貢獻(xiàn)率中主要貢獻(xiàn)因素為降雨強(qiáng)度、含水率、日最大降雨量、抗剪性、抗沖刷指數(shù)，PCA2軸因子主成分貢獻(xiàn)率中主要貢獻(xiàn)因素為降雨量、全磷、有機(jī)質(zhì)、草本覆蓋度?？梢?jiàn)，降雨強(qiáng)度是主要影響因素，但該因子缺乏人為控制性，土壤抗剪性和抗沖刷系數(shù)和土質(zhì)有關(guān)，也缺乏人為控制性，有機(jī)質(zhì)、全磷含量和覆蓋度人為控制性強(qiáng)，可作為人為控制土壤侵蝕的關(guān)鍵因素，主要可從優(yōu)化植被配置、加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)以提高覆蓋率以及增施土壤肥力以提高有機(jī)質(zhì)、全磷含量等方面進(jìn)行改良。

3 討論

在小尺度樣方土壤侵蝕因子調(diào)查的過(guò)程中，表層土壤的理化性質(zhì)并不是單獨(dú)的影響指標(biāo)，研究結(jié)果認(rèn)為土壤的物理性質(zhì)，如土壤含水率、K10、抗沖性、抗剪性對(duì)土壤表層機(jī)械性質(zhì)的穩(wěn)定作用更為直接，這和陳晏等[9]、趙洋毅等[10]、徐佳佳等[11]研究結(jié)果相同，土壤抗剪抗沖性是土壤減少?gòu)搅鳑_刷攜帶土壤顆粒、保護(hù)土壤表層穩(wěn)定的重要性能?；谕寥赖目箾_抗剪等能力，土壤養(yǎng)分指標(biāo)的穩(wěn)定性才得以保證，這是土壤自身的正負(fù)反饋能力，通過(guò)改變化學(xué)性質(zhì)，改變土壤現(xiàn)狀，促進(jìn)植被生長(zhǎng)可以恢復(fù)土壤物理性質(zhì)，土壤抗蝕能力減少土壤流失，穩(wěn)定了土壤理化性質(zhì)。

研究表明：在土壤整地破壞的短期恢復(fù)中，植被覆蓋度中，草本覆蓋度與土壤侵蝕程度的相關(guān)性遠(yuǎn)高于喬木覆蓋度，與韓魯艷等[12]對(duì)不同恢復(fù)年限的植物群落的土壤抗蝕性和侵蝕程度研究得出的土壤侵蝕主成分喬灌木群落優(yōu)于多年生草本和蒿類群落不同，研究為寧杭高鐵沿線路段植被恢復(fù)初期，穩(wěn)定的植被垂直結(jié)構(gòu)還未形成，適應(yīng)性較好的草本植物成長(zhǎng)速度快，根徑削減泥沙和徑流的效果呈現(xiàn)期較早。隨著研究區(qū)域恢復(fù)時(shí)間的增長(zhǎng)，喬木對(duì)生物多樣性的影響預(yù)期會(huì)超過(guò)草本植被，成為減少和控制土壤流失的主導(dǎo)因素。

研究表明，在降雨侵蝕的過(guò)程中，土壤日最大降雨量和最大降雨強(qiáng)度對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度的貢獻(xiàn)高于季度降雨量，在降雨量的討論中，峰值降雨量和降雨強(qiáng)度典型日侵蝕量往往左右著季度侵蝕強(qiáng)度，在降雨集中的時(shí)期防范土壤侵蝕造成危害是必要的。

4 結(jié)論

研究期間，宜興地區(qū)年降雨量略高于溧陽(yáng)、溧水地區(qū)，夏季降雨量最多，全年降雨集中在7— 8月。

在不同植被覆蓋條件下，全量養(yǎng)分含量由大到小的順序?yàn)槿洝⒂袡C(jī)質(zhì)、全磷。有機(jī)質(zhì)和全鉀的含量變化程度較明顯，全磷含量變化較小，全量元素和有機(jī)質(zhì)變化趨勢(shì)呈現(xiàn)春夏漸增、秋冬漸衰的趨勢(shì)。馬尾松、刺槐養(yǎng)分水平較高，女貞、櫸樹(shù)養(yǎng)分水平偏低，但養(yǎng)分含量穩(wěn)定性較優(yōu)良。

土壤含水率和K10影響著土壤的抗剪抗沖能力，當(dāng)土壤含水率水平高時(shí)，土壤滲透系數(shù)隨之也有所增加。土壤含水率女貞>櫸樹(shù)>刺槐>馬尾松，土壤滲透系數(shù)女貞>馬尾松>櫸樹(shù)>刺槐?？箾_刷指數(shù)與抗剪性指標(biāo)呈現(xiàn)相似的趨勢(shì)，均為夏季為谷值，冬季到達(dá)峰值，全年變化趨勢(shì)為春夏季下降，秋冬季上升，馬尾松和刺槐林分抗沖抗剪性較為優(yōu)良，具有更強(qiáng)的保持水土流失、控制侵蝕溝生長(zhǎng)發(fā)育的作用。

夏季土壤侵蝕程度高于春季、秋季、冬季。馬尾松和刺槐林分土壤侵蝕程度較小。土壤含水率、降雨量、降雨強(qiáng)度、全磷含量、抗沖刷系數(shù)、抗剪性、草本植被覆蓋度和土壤侵蝕模數(shù)具有較強(qiáng)的相關(guān)性，降雨強(qiáng)度、含水率和日最大降雨量、有機(jī)質(zhì)、覆蓋度、抗剪性和抗沖刷系數(shù)對(duì)土壤侵蝕的貢獻(xiàn)率較高。