近日，我校喀斯特研究院李瑞研究员课题组在国际土壤学领域一区TOP期刊Soil & Tillage Research（IF=6.1）在线发表题为“Effects of karst vegetation-soil-rock composite structure on soil and water flow/leakage processes and driving factors at the micro-plot scale”的研究论文。

喀斯特坡地的异质结构使得区域水土过程复杂化。然而，土壤侵蚀、水土漏失等过程如何响应坡地石漠化异质程度的改变，目前尚不明晰。鉴于此，该论文聚焦喀斯特石漠化坡地形成的植被-土壤-岩石复合结构（VCS），通过模拟喀斯特二元结构坡面，采取室内人工模拟降雨等手段，系统研究了VCS复合结构对微地块尺度土壤侵蚀/漏失、雨水转化和水动力特征的综合影响，建立了水动力参数与产沙速率间的数量关系，并利用结构方程模型解耦了VCS和水动力特征对地表/地下产流产沙的多维效应。研究成果为理解石漠化区的水力侵蚀过程提供了新见解，同时也为喀斯特区水土保持措施体系的完善提供了重要的理论参考。

研究区概况

研究发现，地表产流速率随VCS等级的增加而减小，而地下产流速率成相反趋势。当降雨强度增加到60~120mm/h时，VCS坡面有明显的地表产流。当降雨强度≥60mm/h时，VCS出现明显的地表产沙，初始产沙速率范围为0~4.03g·min^-1。不同降雨强度下，VCS坡面均有明显的地下产流产沙，初始速率≥0.45L·min^-1或0.13g·min^-1。这表明喀斯特石漠化坡面水土漏失可能具有普遍性。VCS坡面侵蚀流态属于急层流或缓层流。阻力系数和水流剪切力随VCS的增加而增大，水流功率呈先增大后减小再增大的变化趋势。水流剪切力和水流功率与产沙速率呈幂函数关系(R²≥0.2293, P＜0.05)。在直接效应方面，水动力特征对地表产沙的影响力最强（β=0.68，P＜0.05），裸岩对地下产沙的影响力最强（β=0.56，P＜0.05）。在总效应方面，雨强是地表/地下产沙的主导驱动因素（β=0.75/0.72，P＜0.05）。这项研究进一步丰富了喀斯特区土壤侵蚀理论，并可为区域水土保持生态修复的决策提供支持。

控制因子解耦结果

该论文第一作者和通讯作者为李瑞研究员，2021级自然地理学硕士生敬俊为主要参与者。该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(QianKeHe JiChu ZK-[2023] Key029)、贵州省林业局科技项目(QianLinKeHe[2024]19)和贵州师范大学学术新苗项目(QianShiXinMiao [2021]A14)的联合资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.still.2024.106370