时间尺度对草地水土保持效应定量研究的影响

摘要

时间尺度效应的定量分析有利于进一步理解植被的水土保持机理。基于福建省长汀县河田镇草覆和裸土侵蚀试验小区2007—2010年的观测数据,分析了次降雨、月、季和年时间尺度下降雨、植被、保水和保土效应这4类参数的变化特征,并建立保水(土)效应RE(SE)的估算模型以探讨诸因素的联系,其中RE(SE)为草覆小区与裸土对照小区的径流深度(土壤流失量)的比值。结果表明:4类参数在各时间尺度呈现不同的量值及变化特性,RE和SE因消除了同类因子的影响在各时间尺度之间及其内部均相对稳定。在次降雨尺度RE较低(0.3)区间及月尺度下,降雨和植被的耦合作用导致了较好的保水效应,而在RE略高(0.3~0.4)和较高(0.7)区间以及年尺度,降雨因子主导了研究小区的保水效应(R20.78)。从保土效应来看,在次降雨和年尺度主要受降雨或/和植被的影响,绿草叶面积指数能较好地表征研究小区草地的保土正效应(SE1,R20.55),而最大30min雨强可精确表征研究小区草地的保土负效应(SE1,R20.79)。无论保水或保土效应,其估算模型在月和季两个中等时间尺度均存在较大的不确定性(R2≈0.4)。可见在不同的时间尺度,影响草地水土保持效应的诸要素呈现不同的变化和耦合特征,显示时间尺度在植被水土保持研究中的重要性。