近日，我校喀斯特研究院李瑞研究员团队在地学领域一区TOP期刊《CATENA》在线发表了题为“Where does the eroded sediment from hillslopes go in small karst watersheds”的研究论文。该研究揭示了喀斯特小流域侵蚀泥沙的跨尺度输运机制，为区域水土流失的精准防控提供了理论依据。

流域侵蚀泥沙输运机制一直是生态水文学领域关注的重点与难点。然而，目前针对喀斯特小流域侵蚀泥沙跨尺度输运机制的研究仍显不足。本研究基于两个喀斯特小流域HYS和YJC的长期原位高频监测，系统解析了坡地侵蚀泥沙和流域泥沙的长期变化特征，以及坡面—流域尺度的侵蚀泥沙输移率（SDR）。同时，引入一个非喀斯特小流域（NL）作为对照。结合岩溶学等理论，揭示了喀斯特小流域侵蚀泥沙的跨尺度输运机制。

研究发现，两个小流域坡地侵蚀泥沙均显著高于流域出口悬浮泥沙量（p<0.01），表明大量坡面侵蚀泥沙在向流域出口输运过程中发生了损失。长期观测结果显示，HYS和YJC流域坡面侵蚀泥沙均呈不显著增加趋势，但流域出口悬移泥沙表现出不同的变化特征，其中HYS呈显著增加趋势，而YJC呈不显著下降趋势，说明喀斯特流域泥沙输出过程并不完全由坡面侵蚀强度决定，而受到复杂输移和沉积过程的共同调控。

坡地侵蚀泥沙和流域输运泥沙的比较（经log10转换）

进一步的分析表明，两个喀斯特小流域的SDR均较低，HYS和YJC的均值分别为0.183和0.173，明显低于非喀斯特小流域NL（0.466），说明喀斯特区具有较低的泥沙输运效率。其主要原因在于喀斯特区独特的“地表-地下”二元水文地质结构。长期岩溶作用形成的大量裂隙、溶洞和地下通道，使坡面侵蚀泥沙在输运过程中同时受到地表滞留和地下漏失-沉积的双重影响。

喀斯特小流域次降雨泥沙输移比

研究也发现，在少数强降雨事件中，SDR可高达0.79（HYS）和0.97（YJC），说明极端事件条件下，强烈增强的水动力过程能够突破喀斯特系统原有的泥沙滞留屏障，使沉积于坡面洼地、地下通道中的泥沙重新活化并快速输出。因此，喀斯特流域泥沙输移具有显著的事件驱动特征，其长期低输移效率与极端事件下高效输出并存。

喀斯特地区侵蚀泥沙地表-地下输运路径示意

该研究揭示了喀斯特小流域坡面侵蚀与流域输沙之间显著的尺度差异，明确了地表-地下耦合水文结构是控制泥沙输运效率的关键机制，为深入认识喀斯特地区土壤侵蚀过程及优化水土保持措施提供了理论依据。

该论文通讯作者为李瑞研究员，中国科学院亚热带农业生态研究所陈洪松研究员、贵州省水土保持监测站覃莉高级工程师等为主要参与人。该研究得到国家自然科学基金项目（32572153、32360421）、贵州省高层次人才培养支持工程科技创新领域领军人才项目（黔科协KJLYRC-〔2026〕035）的联合资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2026.110607