黄土高原典型生物结皮对坡面产流产沙过程的影响

摘要

[目的]明确不同类型生物结皮坡面产流产沙过程及其影响因素,为评价生物结皮的水土保持功能提供理论依据。[方法]选取黄土高原常见藻结皮和苔藓结皮为研究对象,系统研究降雨条件下结皮类型及破坏前后对坡面产流产沙的影响。[结果]①生物结皮可显著增强土壤黏结力,藻结皮和苔藓结皮土壤黏结力是裸地(4.53 kPa)的1.52倍和1.25倍,结皮破坏后其土壤黏结力仍高于裸地,分别是裸地的1.22,1.10倍;②生物结皮可以增加坡面产流,抑制坡面产沙。藻结皮和苔藓结皮产流量分别增加了21.64%和55.75%,产沙量分别减少了94.06%和89.24%。结皮破坏后,产流量分别增加了58.76%和59.66%,产沙量分别减少了16.18%和29.45%,仍可促进产流,抑制产沙;③随累积径流量的增加,累积产沙量增长速度由大到小依次为:裸地>藻结皮去除>苔藓结皮去除>苔藓结皮覆盖>藻结皮覆盖。黏结力是表征生物结皮抑制土壤侵蚀的有效指标。随黏结力的增大,产沙量呈线性降低(R^(2)=0.66)。[结论]增加生物结皮覆盖并有效防止生物结皮被破坏,可最大程度发挥其水土保持功能。