喀斯特地區(qū)典型小生境產(chǎn)流產(chǎn)沙及養(yǎng)分流失特征.pdf

1、我國西南喀斯特區(qū)受特殊巖溶地質(zhì)背景限制，是典型的生態(tài)脆弱區(qū)，水土流失嚴(yán)重，洪澇災(zāi)害頻發(fā)，地下水污染風(fēng)險(xiǎn)高。喀斯特生態(tài)系統(tǒng)是由多種異質(zhì)性小生境（分為巖面、土面、巖土生境）復(fù)雜組合形成，對(duì)每種小生境水土過程的認(rèn)識(shí)是理解喀斯特坡面產(chǎn)匯流、生源物質(zhì)遷移等機(jī)制、過程的前提，然而相關(guān)研究還很欠缺。針對(duì)該地區(qū)地表形態(tài)復(fù)雜，小生境比較破碎，強(qiáng)烈的巖溶作用下，喀斯特地區(qū)水文過程存在很強(qiáng)的時(shí)空異質(zhì)性。探究不同小生境之間的水文特征差異以及水文驅(qū)動(dòng)下的養(yǎng)分和侵

2、蝕特征差異，能對(duì)喀斯特地區(qū)的石漠化的治理提供依據(jù)，為洪澇災(zāi)害以及面源污染防治提供科學(xué)依據(jù)。
　　通過選取桂西北喀斯特巖面生境（裸巖和巖植）、土面生境、巖土生境作為研究對(duì)象，結(jié)合野外原位模擬降雨的技術(shù)，明確了不同生境之間產(chǎn)流產(chǎn)沙以及養(yǎng)分流失特征的差異性。依據(jù)形態(tài)特征的不同對(duì)破碎的小生境進(jìn)行分類，基于不同生境之間的性質(zhì)不同，探明了不同生境之間的產(chǎn)流特征，揭示了水文驅(qū)動(dòng)下不同生境之間的養(yǎng)分流失特征以及泥沙侵蝕特征，對(duì)養(yǎng)分流失規(guī)律擬合模型

3、，結(jié)合水化學(xué)指標(biāo)對(duì)不同生境的泥沙過程進(jìn)行了探究，主要結(jié)論如下:
　　(1)喀斯特地區(qū)巖面產(chǎn)流為主要的產(chǎn)流模式，20、50、70mm/h雨強(qiáng)條件下均具有較高的徑流系數(shù)(0.50±0.19，0.49±0.21，0.70±0.17)，平均入滲速率分別為11.28、23.01、19.24mm/h;土面生境20、50、70mm/h雨強(qiáng)條件平均入滲速率為15.98、44.55、38.01mm/h，具有高的入滲性能，在50、20mm/h雨強(qiáng)下地

4、表徑流系數(shù)小(0.21±0.33，0.15±0.19)，壤中流和深層入滲為主要的水文路徑，大雨強(qiáng)條件下地表徑流是主要的水文過程。前期水分條件對(duì)土面降雨產(chǎn)流過程影響更大，干燥條件下地表產(chǎn)流極少甚至不產(chǎn)流。巖土生境以地表超滲產(chǎn)流為主，巖土界面產(chǎn)流是一種能快速補(bǔ)充深層入滲的優(yōu)先流形式。
　　(2)各生境降雨產(chǎn)流過程中，地表徑流的養(yǎng)分濃度存在著初期由于沖刷效應(yīng)導(dǎo)致的高濃度，隨后隨著產(chǎn)流量的增大逐漸減小直至穩(wěn)定的規(guī)律。雨強(qiáng)能影響徑流的產(chǎn)生，

5、隨著雨強(qiáng)的增加養(yǎng)分流失通量逐漸增大;土面生境在中小雨強(qiáng)(20、50mm/h)條件下，地表碳氮養(yǎng)分流失最少，大雨強(qiáng)(70mm/h)條件下土面生境地表碳氮養(yǎng)分流失顯著增長，巖面生境（裸巖）和巖土生境地表產(chǎn)流量大，是氮素流失主要生境，巖面生境（巖植）是TOC流失的主要生境。
　　(3)指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)對(duì)碳氮養(yǎng)分流失的規(guī)律均能有效的擬合，巖土生境以及土面生境地表過程碳氮流失比值較小(1.72、1.00)，而巖植生境、裸巖生境碳氮比是前者的

6、3-10倍。
　　(4)濁度與泥沙之間存在顯著的線性關(guān)系，濁度在一定程度上能反應(yīng)泥沙含量。土面以及巖土生境地表徑流泥沙過程最為明顯，地表過程的泥沙侵蝕主要發(fā)生在這兩種生境間。
　　(5)不同雨強(qiáng)條件下坡地土面生境的地表侵蝕過程存在差異。中小雨強(qiáng)產(chǎn)沙量較低，高雨強(qiáng)條件下地表產(chǎn)沙明顯。泥沙侵蝕模數(shù)在坡面上存在著沿坡向下越來越大的趨勢，中上坡位的侵蝕模數(shù)較小，下坡位侵蝕模數(shù)比中坡位高15倍。不同裸巖率巖土生境侵蝕過程差異明顯，隨著