近日,我校喀斯特研究院李瑞研究员课题组在地球科学领域一区TOP期刊Journal of Hydrology在线发表了题为“Effects of vegetation cover and rock embedding landscape types and configurations on regulating runoff generation and sediment yields in karst slope under simulated experiment”的研究论文。该论文基于喀斯特区石漠化坡地现状调查,采用人工模拟试验,定量研究了不同降雨强度下碳酸盐岩嵌入、植被覆盖及岩石-植被复合模式,以及景观分布格局对地表/地下产流产沙的影响,并深入揭示了降雨和景观模式对石漠化坡地水土流/漏失的交互作用机制。

石漠化坡地岩石-植被-土壤斑块状景观对喀斯特地区的水土流失过程和机制具有重要意义。然而,由于喀斯特地区地表过程的复杂性,产流产沙对各种景观模式和分布格局的响应尚未得到充分探讨。本研究基于室内人工降雨模拟试验,系统揭示了岩石嵌入、植被覆盖和岩石-植被复合景观模式和24种分布格局对地表/地下产流产沙驱动机制。结果表明,30-120mm/h的降雨条件下,喀斯特边坡存在显著的地表及地下产沙。三种景观模式导致地表径流和产沙量减少,地下径流量增加,而对地下土壤流失的影响表现出非平稳性。地表/地下的径流速率和土壤流失速率对不同的景观模式和格局的响应存在差异。植被覆盖模式和复合模式对径流和泥沙的调控效果优于碳酸盐岩嵌入模式。受径流源和径流出口之间的连通性影响,岩石或苔藓聚集分布在下坡对径流和泥沙具有最显著的调节效果,其次是中坡聚集分布和均匀分布。在岩石和苔藓复合分布模式下,无论岩石如何分布,苔藓聚集分布在下坡是最优分布模式。降雨和植被覆盖模式/复合模式的分布格局存在交互作用,交互作用对地表土壤流失速率有显著的负面影响。这项研究进一步丰富了喀斯特区土壤侵蚀理论,并为优化石漠化坡地植被空间格局提供科学的决策参考。

图形摘要

地表-地下土壤流失速率随降雨历时的动态

景观模式和分布格局对地表-地下径流速率和土壤流失速率的调节效率

植被覆盖分布格局对地表-地下径流速率和土壤流失速率的影响
该论文第一作者系李瑞研究员(通讯作者)指导的2022级自然地理学硕士生肖林绿。该项研究得到了国家自然科学基金(32360421)、贵州省自然科学基金重点项目(黔科合基础ZK-[2023]重点029)和贵州省林业局科研项目(黔林科合[2024]19)的联合资助。
论文全文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.133681