向宇國(guó)，張 丹，陳 凡，徐 露，何海燕，高嘉寧

(1.中國(guó)科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，四川 成都 610041；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 四川省煙草公司涼山州公司，四川 涼山 615000)

【研究意義】土壤侵蝕是全球性的主要環(huán)境問(wèn)題之一[1-2]。四川盆地及周?chē)降厍鹆陞^(qū)的土壤類(lèi)型主要為紫色土，發(fā)育時(shí)間短，土壤疏松，可溶性鹽含量較高，抗沖和抗蝕能力相對(duì)較弱[3]，該區(qū)雨量豐富，降雨集中，使其土壤侵蝕強(qiáng)度僅次于中國(guó)北方的黃土區(qū)[4]，同時(shí)，該區(qū)坡度大于10°的坡面占全區(qū)耕地面積的70 %以上[3]，坡耕地比重大，坡面土壤侵蝕嚴(yán)重。涼山彝族自治州內(nèi)紫色土坡耕地占全州耕地面積的2/3，據(jù)全國(guó)第二次土壤侵蝕遙感調(diào)查結(jié)果顯示，全州水土流失面積2.97×104km2，占幅員面積的49.04 %，是我國(guó)土壤侵蝕特別嚴(yán)重的地區(qū)之一[5]。坡耕地土壤侵蝕嚴(yán)重制約了山區(qū)群眾的生產(chǎn)過(guò)程和山區(qū)環(huán)境保護(hù)[6]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】降雨是土壤侵蝕的主要驅(qū)動(dòng)因子，是土壤侵蝕發(fā)生的根本動(dòng)力來(lái)源[7]，降雨強(qiáng)度與土壤侵蝕過(guò)程密切相關(guān)[8]。研究表明，隨著降雨強(qiáng)度的增大，坡面產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量均增加[9-11]。此外，坡度對(duì)紫色土坡面土壤侵蝕也有顯著影響[12]。主要表現(xiàn)為坡度變化影響坡面入滲產(chǎn)流、降雨濺蝕、土壤穩(wěn)定性、徑流流速等，最終改變坡面土壤侵蝕狀況[13]。然而，坡度與坡面侵蝕關(guān)系尚有爭(zhēng)議，楊占彪等在研究川中丘陵區(qū)紫色土坡耕地土壤侵蝕特征時(shí)指出，不同坡度耕地上，徑流量和土壤侵蝕量隨著坡度的增大呈增加的趨勢(shì)[6]。Govers等的研究結(jié)果表明，隨著坡度增大，坡面產(chǎn)流量逐漸降低[14]。王玉寬等在進(jìn)行紫色土坡面降雨侵蝕試驗(yàn)研究中認(rèn)為地表坡度對(duì)坡面侵蝕存在臨界坡度，且臨界坡度隨雨強(qiáng)的變化而改變[9]。坡度與坡面侵蝕關(guān)系的復(fù)雜性，在一定程度上限制了坡面水土保持措施的有效實(shí)施[15]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，有關(guān)紫色土坡耕地土壤侵蝕的研究主要在川中丘陵區(qū)開(kāi)展[16-17]，高山地區(qū)特別是涼山彝族自治州內(nèi)的紫色土坡耕地土壤侵蝕相關(guān)研究較少[18]。另外，由于涼山州境內(nèi)大部分地區(qū)屬于經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)區(qū)域，水土流失研究工作難以開(kāi)展，缺乏長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資料[19-21]。已有的研究多以人工模擬降雨手段為主[22]，自然降雨條件下的研究較少。人工模擬降雨試驗(yàn)雖然能在短時(shí)間內(nèi)獲取相關(guān)資料[23]，但在實(shí)際情況中，坡面土壤侵蝕還會(huì)受到植被、土壤性質(zhì)等因素的影響[24-25]?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究通過(guò)對(duì)涼山州會(huì)東縣內(nèi)自然降雨條件下的植煙坡耕地產(chǎn)流產(chǎn)沙情況進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，結(jié)合降雨強(qiáng)度及坡度因子，分析紫色土坡耕地坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征，為指導(dǎo)該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及水土保持工作的進(jìn)一步開(kāi)展提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于四川省涼山彝族自治州會(huì)東縣內(nèi)(26°12′～26°55′ N，102°13′～103°3′ E)。會(huì)東縣是我國(guó)煙葉生產(chǎn)第一大縣，全國(guó)重要的戰(zhàn)略性?xún)?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)基地，屬中亞熱帶西部濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，降雨集中，干濕季分明。多年平均降雨量為1095.5 mm，光、溫、水同季同步，保障了優(yōu)質(zhì)生態(tài)煙葉的形成。根據(jù)1982年第二次土壤普查，會(huì)東縣內(nèi)紫色土面積約為5.8萬(wàn)hm2，占比為26.3 %，是該地區(qū)面積最大的土類(lèi)。由于氣候、地形、植被、母質(zhì)、土壤種類(lèi)復(fù)雜，致使土壤理化性狀變幅大，垂直變化規(guī)律明顯。試驗(yàn)所在區(qū)域?qū)俸庸绕綁巫仙羺^(qū)。試驗(yàn)開(kāi)始前，采集土樣分析土壤理化背景值為：田間持水量24.9 %，土壤容重1.3 g·cm-3，土壤沙粒(> 20 μm)27.5 %，粉粒(2～20 μm)68.5 %，黏粒(< 2 μm)4.0 %，pH值6.6，有機(jī)質(zhì)8.5 g·kg-1，堿解氮23.1 mg·kg-1，有效磷27.3 mg·kg-1，速效鉀258.0 mg·kg-1。

1.2 研究方法

1.2.1 徑流小區(qū)設(shè)計(jì)和建設(shè) 設(shè)置6個(gè)坡度小區(qū)：5°、10°、15°、20°、25°、30°。每個(gè)小區(qū)面積為4 m×2 m(圖1)。先在小區(qū)下方用小型挖掘機(jī)分層取土，然后將各小區(qū)內(nèi)土壤分層取出，取出的土壤分層堆放。將厚度為1 mm，高度為80 cm的鐵皮固定在各小區(qū)內(nèi)，然后將各層土壤去除石塊等雜質(zhì)后，依次回填。每個(gè)坡度的小區(qū)內(nèi)鐵皮下埋深度60 cm，高出地面高度20 cm，用以阻擋小區(qū)外部水流，確保各個(gè)徑流小區(qū)坡面水系獨(dú)立。小區(qū)上方設(shè)置排水溝，防止上部來(lái)水對(duì)小區(qū)干擾。小區(qū)前端開(kāi)孔接入直徑為5 cm的PVC管，然后由同種規(guī)格的塑料軟管連接出水管和集流桶。集流桶(采用2種規(guī)格100 L、260 L)置于圖1中的溝道內(nèi)。徑流小區(qū)的修建工作于2018年10月完成，2019年4月種植煙草。耕作方式為順坡壟作，壟寬50 cm，壟高40 cm，壟間距100 cm，播種、施肥按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方式進(jìn)行。

1.2.2 樣品采集和數(shù)據(jù)收集整理 每分鐘雨量數(shù)據(jù)的獲?。貉芯繀^(qū)近10年降雨數(shù)據(jù)由中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)獲取，2019年雨季每分鐘雨量由放置于距徑流小區(qū)50 m 處的實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用翻斗雨量計(jì)(JBD-2)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄。采用最小降雨間隔時(shí)間(6 h)法劃分降雨事件，即連續(xù)降雨數(shù)據(jù)中，若無(wú)雨時(shí)間間隔超過(guò) 6 h，則劃定為前后兩場(chǎng)降雨[26]。結(jié)合坡面徑流泥沙樣采集情況，至9月底，一共收集21場(chǎng)侵蝕性降雨數(shù)據(jù)資料。

雨強(qiáng)分級(jí)：本研究將最大30 min雨強(qiáng)劃分為3個(gè)等級(jí)為：小雨(0.14～0.46 mm·min-1)、中雨(0.54～0.88 mm·min-1)、大雨(1.1～1.9 mm·min-1)[9]。

徑流系數(shù)的獲?。好看吻治g性降雨結(jié)束后，在集流桶內(nèi)隨機(jī)選取3個(gè)不同位置人工測(cè)量水深，取平均值，根據(jù)試驗(yàn)確定的水深-容積對(duì)應(yīng)值確定次降雨產(chǎn)流量，并根據(jù)小區(qū)投影面積計(jì)算徑流深，由公式 ⑴ 計(jì)算徑流系數(shù)。

(1)

式中，a為徑流系數(shù)；R為次降雨時(shí)段內(nèi)的徑流深(mm)；P為降雨量(mm)。

產(chǎn)沙量的獲?。捍顪y(cè)量完畢后，在集流桶中采用傳統(tǒng)方法攪勻后迅速采集1 L集流桶內(nèi)渾水2次。采集的樣品經(jīng)靜置后倒去上清液，將沉積的泥沙轉(zhuǎn)移至鋁盒中，放入105 ℃烘箱中烘干，稱(chēng)取沉淀物重量，由公式 ⑵ 計(jì)算坡面產(chǎn)沙量。

(2)

式中，M為坡面產(chǎn)沙量(t·km-2)；S為徑流小區(qū)面積(m2)；mi為樣品中的沉淀物重量(g)；Vi為集流桶內(nèi)渾水體積/產(chǎn)流量(L)；v為采樣體積(L)；i為樣品個(gè)數(shù)。

本文采用Origin 9.0 作圖，使用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)2019年降雨特征

表1為會(huì)東縣2010-2019年全年降雨情況。根據(jù)中國(guó)地面氣候資料，近10年會(huì)東縣年降雨量處于944.6～1294 mm，6-9月降雨量為803.9～1090.4 mm，占其年降雨量的80.2 %～92.5 %，很明顯該地年內(nèi)降水分配極不均衡，降雨主要集中在6-9月，其他月份降雨極少，甚至無(wú)雨。按照我國(guó)氣象部門(mén)對(duì)降雨等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)24 h雨量，將研究區(qū)降雨劃分為小雨(1.0～9.9 mm)、中雨(10～24.9 mm)、大雨(25～49.9 mm)、暴雨(50～99.9 mm)、大暴雨(100～200 mm)五類(lèi)，近10年研究區(qū)雨季降雨多為小雨，其發(fā)生頻率為47.4 %～61.1 %，但小雨雨量占雨季總雨量的比重較小，僅為10.3 %～19.6 %；中雨和大雨發(fā)生頻率分別為17.9 %～32.2 %和9.1 %～19.3 %，比小雨的發(fā)生頻率小，但二者雨量占雨季總雨量比重較大，分別為20.4 %～37.8 % 和21.5 %～39.0 %；暴雨頻率較低，為1.6 %～9.1 %，但雨量占比重較高，2010、2011和2012年暴雨雨量占比分別為34.5 %、31.4 %和28.1 %，2014年為9.2 %，其余年份暴雨雨量占比處于15 %～25 %之間；大暴雨發(fā)生頻率最低，僅2014、2016、2017和2019年雨季內(nèi)分別發(fā)生過(guò)1次大暴雨，其余年份均未發(fā)生，大暴雨事件的發(fā)生存在不確定性。1-5月和10-12月中，雨量?jī)H占年降雨量的7.5 %～19.8 %，小雨發(fā)生頻率為60 %～70 %，雨量占比為20 %～25 %，中雨發(fā)生頻率為20 %～25 %，雨量占比為45 %～60 %，大雨及以上等級(jí)降雨極少發(fā)生。

表1 近10年研究區(qū)月降雨量(mm*)及每月雨量占全年雨量比例

2019年雨季降雨量為916.6 mm，占年降雨量的92.4 %，雨季內(nèi)共發(fā)生降雨53場(chǎng)，小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨的發(fā)生場(chǎng)次分別為27、16、6、3和1場(chǎng)，雨量占雨季總雨量的比重分別為14 %、29.3 %、22 %、22.5 %和12.2 %，近10年研究區(qū)小雨、中雨、大雨、暴雨和大暴雨的雨量占雨季總雨量的平均比重分別為14.6 %、26.7 %、31.5 %、22.5 %和4.7 %，即2019年小雨、暴雨雨量比重處于近10年平均水平，中雨雨量比重較大，僅次于2013和2018年的37.8 %和31.7 %。大雨雨量比重較小，僅高于2010年的21.5 %。2019年6月25日發(fā)生一次大暴雨，雨量為111.8 mm，低于2014年8月1日發(fā)生的大暴雨，雨量為121.5 mm，高于2016年7月15日和2017年7月7日發(fā)生的大暴雨，雨量分別為104.1和104.2 mm，其余年份未發(fā)生大暴雨。

能夠?qū)е峦寥狼治g的降雨被稱(chēng)為侵蝕性降雨[27]。2019年雨季侵蝕性降雨21場(chǎng)，侵蝕性降雨總雨量637.1 mm，占其降雨總量的69.5 %，降雨極易造成研究區(qū)土壤侵蝕。

2.2 降雨對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響

降雨中雨量、歷時(shí)及雨強(qiáng)等因素均能影響坡面侵蝕，但雨強(qiáng)對(duì)坡面侵蝕的作用最為明顯[7]。雨強(qiáng)各指標(biāo)中以最大30 min雨強(qiáng)與土壤侵蝕的關(guān)系最為密切，是導(dǎo)致土壤侵蝕變化的直接因素[28]。

2.2.1 最大30 min 雨強(qiáng)對(duì)坡面產(chǎn)流的影響 從圖2可以看出，隨著I30的增大，所有坡度坡面徑流系數(shù)均呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。I30最小僅為0.14 mm·min-1，最大為1.9 mm·min-1，二者在5°、10°、15°、20°、25°和30°徑流系數(shù)分別為0.033～0.112、0.634～0.751，后者較前者增大5～20倍，說(shuō)明I30對(duì)坡面徑流系數(shù)的影響極大。同時(shí)，徑流系數(shù)隨著I30的改變呈現(xiàn)出較大幅度的波動(dòng)。2019年7月19日降雨事件中，徑流系數(shù)隨I30的變化急劇增大，7月19日降雨的I30為0.24 mm·min-1，降雨量為18 mm，5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面徑流系數(shù)分別為0.353、0.409、0.427、0.524、0.512、0.586，均明顯大于其臨近雨強(qiáng)降雨下的徑流系數(shù)，說(shuō)明同等雨強(qiáng)條件下，降雨量越大，坡面承雨量越大，更多的降雨轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇韽搅?，?dǎo)致徑流系數(shù)變大。7月21日降雨的I30為1.36 mm·min-1，降雨量為20 mm，坡面徑流系數(shù)隨I30的變化而急劇下降，5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面徑流系數(shù)分別為0.373、0.401、0.404、0.419、0.457、0.501，比其臨近雨強(qiáng)降雨下的徑流系數(shù)小37.6 %～67.3 %，臨近雨強(qiáng)降雨的I30分別為1.22、1.46 mm·min-1，降雨量分別為78.4、40.4 mm，二者降雨量均明顯高于7月21日降雨，說(shuō)明同等雨強(qiáng)條件下，降雨量減小，導(dǎo)致徑流系數(shù)減小。

李裕元等通過(guò)降雨條件下坡地水分轉(zhuǎn)化特征試驗(yàn)結(jié)果表明，坡面徑流系數(shù)隨雨強(qiáng)的增大而增大，原因是隨著雨強(qiáng)的增大，坡面初始產(chǎn)流時(shí)間縮短，產(chǎn)流時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)，因而坡面的產(chǎn)流量和徑流系數(shù)增大[29]。與本試驗(yàn)結(jié)果一致。同等降雨強(qiáng)度條件下，降雨量增大，超過(guò)土壤實(shí)際入滲能力，更多的降雨轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇韽搅?，?dǎo)致坡面徑流系數(shù)增加，這與馬星等在紫色土區(qū)坡耕地進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果一致[30]。

2.2.2 最大30 min雨強(qiáng)對(duì)坡面產(chǎn)沙的影響 從圖3可以看出，隨著I30的增大，所有坡度坡面產(chǎn)沙量呈上升趨勢(shì)。7月10日降雨的I30最小，為0.14 mm·min-1，致5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面產(chǎn)沙量也較少，分別為1.7、1.6、12.2、4.8、2.3 和 2.0 t·km-2，當(dāng)I30為1.46 mm·min-1時(shí)，5°、10°和15°坡面產(chǎn)沙量達(dá)到最大，分別為75.4、234.7 和 440.5 t·km-2，在I30為最大1.9 mm·min-1時(shí)，20°、25°和30°坡面產(chǎn)沙量達(dá)到最大，分別為486.7、489.5 和477.1 t·km-2。降雨強(qiáng)度增大，使雨滴動(dòng)能增大，對(duì)土壤表層穩(wěn)定性破壞變大，加劇地表徑流紊動(dòng)性，導(dǎo)致坡面產(chǎn)沙量增大[31]。6月23日和7月26日的降雨事件中，煙草分別處于伸根期和旺長(zhǎng)期，兩場(chǎng)降雨I30同為0.58 mm·min-1，7月26日煙草旺長(zhǎng)期的降雨事件下，5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面產(chǎn)沙量分別為18.8、57.9、69.4、78.1、55.8 和 60.0 t·km-2，比6月23日煙草伸根期降雨事件少28.2 %～71.8 %。即同等雨強(qiáng)條件下，煙草不同生長(zhǎng)時(shí)期植被覆蓋度的差異會(huì)影響坡面侵蝕。煙株旺長(zhǎng)期，植被覆蓋度增加，植物攔截降雨能力增強(qiáng)，進(jìn)而減弱降雨侵蝕力[32]。7月27日和9月3日的降雨事件中，煙草分別處于旺長(zhǎng)期和成熟期，I30分別為1.1 和 1.22 mm·min-1，9月3日降雨在5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面上的產(chǎn)沙量分別為47.0、93.0、164.2、217.1、390.6 和 319.8 t·km-2，比7月27日降雨分別低 36.5 %、21.8 %、21.8 %、14.7 %、-45.2 %、-19.7 %，說(shuō)明I30較大時(shí)，植被攔截降雨的能力在不同坡度坡面存在差異。5°～20°坡面，植被覆蓋度較大，對(duì)侵蝕性降雨的攔截能力強(qiáng)，致煙草成熟期坡面產(chǎn)沙量比旺長(zhǎng)期少；25°和30°坡面植被覆蓋度較小，對(duì)降雨的攔截能力有限，致坡面產(chǎn)沙量隨I30的增大而增加。

降雨強(qiáng)度的增大，一方面，增大雨滴擊濺能力，增加坡面松散物質(zhì)；另一方面，加劇地表徑流紊動(dòng)性，增加地表薄層水流侵蝕力，進(jìn)而使坡面產(chǎn)沙量增加[8]。本試驗(yàn)中坡面產(chǎn)沙量隨I30的增大而增加，與秦偉等在紅壤裸露坡地和馬星等在紫色土區(qū)坡耕地上的研究結(jié)果皆一致[28,30]。邱學(xué)禮等進(jìn)行的降雨特征與農(nóng)作處理對(duì)坡耕地水土流失的動(dòng)態(tài)研究結(jié)果表明煙草不同生長(zhǎng)時(shí)期，地表植被覆蓋率不同，坡面產(chǎn)沙量差異顯著，成熟期煙葉能有效阻擋降雨，減小降雨侵蝕力，各徑流小區(qū)內(nèi)植被覆蓋度的差異成為影響坡耕地坡面產(chǎn)沙量的主要因素，與本試驗(yàn)結(jié)果較一致[33]。

2.3 坡度對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響

坡度對(duì)紫色土坡面土壤侵蝕有顯著影響[12]，但坡面侵蝕往往是多種因素交互作用的結(jié)果[34]，眾多研究結(jié)果表明，坡度和降雨強(qiáng)度雙因子在坡面侵蝕中存在明顯的交互作用[8,22]。

2.3.1 坡面產(chǎn)流隨坡度變化情況 從圖4可以看出，在小雨、中雨和大雨下，徑流系數(shù)隨坡度的增大呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢(shì)。小雨下，5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面徑流系數(shù)分別為0.201、0.230、0.258、0.315、0.312 和 0.326，隨著坡度的增大，徑流系數(shù)逐漸增大，最大增幅為62.2 %；中雨下，5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面徑流系數(shù)分別為0.360、0.431、0.469、0.534、0.546 和 0.565，隨著坡度的增大，徑流系數(shù)逐漸增大，30°坡面徑流系數(shù)比5°大56.9 %；大雨下，5°、10°、15°、20°、25°和30°坡面徑流系數(shù)分別為0.564、0.595、0.603、0.650、0.679 和 0.712，隨著坡度的增大，徑流系數(shù)逐漸增大，大雨下的坡面徑流系數(shù)明顯大于小雨和中雨。

坡面產(chǎn)流隨坡度的變化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，在降雨強(qiáng)度一定的條件下，產(chǎn)流主要由坡面土壤入滲特性和承雨量來(lái)決定[35]。叢鑫等研究不同坡度條件下的水土流失特征試驗(yàn)結(jié)果表明，同一降雨和下墊面條件下，隨著坡度增加，坡面水流速度增大，入滲作用減弱，地表產(chǎn)流作用增強(qiáng)，徑流系數(shù)增大[36]。Fox D M等基于室內(nèi)人工模擬降雨試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著坡度的增大，坡面入滲率降低，徑流系數(shù)增大，與本試驗(yàn)結(jié)果一致[37]。耿曉東等對(duì)紫色土區(qū)的土壤侵蝕研究結(jié)果表明，隨著坡度增大，坡面徑流系數(shù)逐漸降低[38]，與本試驗(yàn)結(jié)果存在差異，主要原因是其供試土壤入滲率低，徑流大小主要由坡面承雨量決定，而坡面承雨量隨著坡度的增大而較小，徑流系數(shù)因而也呈不斷減小的趨勢(shì)。

2.3.2 坡面產(chǎn)沙隨坡度變化情況 從圖5可以看出，在小雨、中雨和大雨下，產(chǎn)沙量隨坡度的增大呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，但不同雨強(qiáng)下，其變化特征存在差異。小雨和中雨下，在5°～20°的坡度范圍內(nèi)，產(chǎn)沙量從18.5 和 27.6 t·km-2分別增加到20°時(shí)的113.8 和 193.5 t·km-2，增大5～10倍。當(dāng)坡度由20°增大到30°的過(guò)程中，產(chǎn)沙量分別減少至69.1 和 129.6 t·km-2。表明小雨和中雨下，產(chǎn)沙量隨坡度的變化存在臨界坡度為20°；而大雨下，除了5°坡面外，其他坡度坡面產(chǎn)沙量均顯著高于中小雨下的產(chǎn)沙量。當(dāng)坡度由5°增大到25°，產(chǎn)沙量由52.6 t·km-2增至最大為 389.1 t·km-2。當(dāng)坡度大于25°后，隨著坡度繼續(xù)增大到30°，產(chǎn)沙量反而減少至340.6 t·km-2，說(shuō)明大雨下，存在坡面產(chǎn)沙量變化的臨界坡度為25°，與中小雨下的臨界坡度存在差異。

關(guān)于坡面產(chǎn)沙量的臨界坡度，吳普特等認(rèn)為雨滴擊濺侵蝕動(dòng)力與薄層水流侵蝕動(dòng)力同時(shí)作用下，坡面侵蝕量與地表坡度的關(guān)系曲線中存在一臨界坡度[39]。陳正發(fā)等在對(duì)紫色土坡耕地土壤侵蝕作用的試驗(yàn)研究中指出，紫色土坡耕地土壤侵蝕的臨界坡度約為22°[40]。而王玉寬等對(duì)紫色土坡面降雨侵蝕的試驗(yàn)結(jié)果表明，在中小雨(18.06～67.26 mm·h-1)下，臨界坡度的變化范圍在17°～19°，而在大雨(106.57 mm·h-1)下，臨界坡度有逐漸增大的趨勢(shì)，表明臨界坡度隨雨強(qiáng)的變化而改變[9]。與本試驗(yàn)結(jié)果一致。和繼軍等在對(duì)次降雨條件下坡度對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響研究中指出，次降雨性質(zhì)對(duì)不同坡度的坡面產(chǎn)沙規(guī)律有重要影響，一般情況下存在臨界侵蝕坡度，但是臨界坡度不是唯一值，而是隨著降雨特性的不同而不同[15]。坡度對(duì)坡面產(chǎn)沙的影響是各方面因素綜合作用的結(jié)果，若結(jié)合坡面承雨強(qiáng)度、雨滴濺蝕的變化、挾沙薄層水流的運(yùn)動(dòng)方程等方面進(jìn)行綜合考慮，將進(jìn)一步加深對(duì)坡面侵蝕的研究[23]。

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)涼山州會(huì)東縣內(nèi)不同坡度野外徑流小區(qū)進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，結(jié)合降雨雨強(qiáng)及坡度因子，分析研究區(qū)紫色土坡耕地雨季坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的變化特征。得到如下結(jié)論：①近10年會(huì)東縣降水年內(nèi)分配極不均勻，6-9月降雨量占其年降雨量的80.2 % ～ 92.5 %，其他月份降雨極少，降雨集中，導(dǎo)致土壤侵蝕嚴(yán)重，小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨的雨量占6-9月總雨量的平均比重分別為14.6 %、26.7 %、31.5 %、22.5 %、4.7 %，小雨發(fā)生頻率最高，但雨量較小，大暴雨雨量大，但發(fā)生頻率最低，中到暴雨占雨季降雨總量的80.7 %，是土壤侵蝕強(qiáng)度大的重要原因；②徑流系數(shù)與產(chǎn)沙量隨著最大30 min雨強(qiáng)的增大而增加，同等雨強(qiáng)條件下，降雨量能顯著影響坡面徑流系數(shù)，而產(chǎn)沙量隨最大30 min雨強(qiáng)的變化過(guò)程受到植被覆蓋度的影響，在較大雨強(qiáng)時(shí)，植被攔截降雨的能力在不同坡度坡面存在差異，較大坡度上植被覆蓋度較低，對(duì)降雨的攔截能力有限；③隨著坡度的增大，徑流系數(shù)不斷增大，不同降雨強(qiáng)度下，坡面產(chǎn)沙量隨坡度的變化存在差異，中小雨下，產(chǎn)沙量變化的臨界坡度為20°，大雨下的臨界坡度為25°，該臨界坡度隨雨強(qiáng)的變化而改變。