降水和恢復植被對黃土高原半乾旱區土壤侵蝕的影響

土壤侵蝕是全球都在面臨的嚴重且複雜的環境問題，它直接導致土壤退化並降低土地生產力。分析半乾旱環境中侵蝕性降水和植被分布格局的特徵值，是解決土壤侵蝕的主要途徑。

針對目前已經開發出的兩種典型概念模型來代表降水對徑流和沉積物產量的影響來看，第一種模型強調了雨滴對土壤侵蝕的動能作用。如果雨滴的動能超過土壤易蝕性閾值，則可能會分離土壤顆粒，而分離的土壤顆粒是運輸沉積物的來源。降雨侵蝕力是一個重要的影響因素，這個因素量化了侵蝕性雨滴的動能。

另一方面，植被與徑流和沉積物產量負相關。恢復土地的植被可以抑制甚至改善土壤侵蝕。在黃土高原，森林表現出最強的防止土壤侵蝕能力。一些研究人員發現森林和灌木的混合模式對抑制土壤侵蝕是最佳的。

本文通過對黃土高原四年中不同類型恢復植被下土壤侵蝕的監測，進一步採用單因子回歸和結構方程模型（SEM）方法分析主要影響因子對徑流和泥沙的交互作用。

研究區域地理位置(A)，研究區域(B)，以特定尺寸標註的系統示意圖(C)，所在區域內的恢復植被類型（D）

研究在黃土高原中部的羊圈溝流域（36°42"N，109°31"E，2.02 km 2）進行。這一區域植被地區的恢復工作始於20世紀80年代，主要方法為在斜坡上種植農田。該地區的氣候屬典型的半乾旱地區，年平均降雨量為535 毫米。研究主要選擇集中於有明顯雨季的6月到9月。

通過結構方程模型（SEM）可以發現，降水強度以及植被種類和植被結構都對土壤侵蝕起著至關重要的作用。這表明，在相對簡單的植物群落系統中，冠層結構的植被在黃土高原可以很好地降低降水的動能，從而改善土壤侵蝕情況。

Ji Zhou, Bojie Fu, Guangyao Gao, Yihe Lv, Yu Liu, NanLv, Shuai Wang分析了黃土高原不同植被覆蓋下降水和植被對土壤侵蝕的交互作用。非等高的冠層結構植和植被凋落層的平均厚度分別對土壤侵蝕產生積極和負面的影響。觀察發現：降雨的強度是土壤侵蝕的最關鍵因素。草地徑流量和產沙量顯著高於其他覆蓋類型。所有恢復植被的灌木蓋層具有最強的土壤保持能力。SEM結果表明，由於冠層結構和表層凋落層的差異，不同植被類型下降水量（即總量和侵蝕性降雨強度）對徑流和土壤侵蝕的影響不同。

結構方程模型相對於傳統的單變數回歸的相比，可以為我們在土壤侵蝕原因方面提供更多有用的信息。

英文原文作者：

Ji Zhou, Bojie Fu, Guangyao Gao, Yihe Lv, Yu Liu, NanLv, Shuai Wang

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816215300977

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