王玉紅, 高儒學(xué), 戴全厚, 甘藝賢, 姚一文

(貴州大學(xué)林學(xué)院，550025，貴陽(yáng))

坡耕地是中國(guó)西南喀斯特山區(qū)主要耕地類型，也是水土流失的主要來(lái)源地[1]，而喀斯特區(qū)土地的極端退化會(huì)造成石漠化現(xiàn)象的發(fā)生[2]。以貴州省為代表的中國(guó)西南喀斯特山區(qū)是全球面積最大的巖溶連片區(qū)域，該區(qū)巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，水土流失及石漠化問(wèn)題突出，生態(tài)環(huán)境極為脆弱[3]?？λ固貐^(qū)長(zhǎng)期巖溶作用致使其形成特殊的地表、地下立體雙層結(jié)構(gòu)，其土壤侵蝕過(guò)程具有明顯的特殊性和復(fù)雜性[4]，加上自然因素和人為因素的影響，該區(qū)水土流失越來(lái)越嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)無(wú)土可流[5]，喀斯特區(qū)水土流失問(wèn)題已嚴(yán)重阻礙了該區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[6]。

喀斯特區(qū)水土流失問(wèn)題引起學(xué)術(shù)界泛關(guān)注。Peng等[7]研究表明喀斯特山坡地表徑流量和土壤流失量與非喀斯特地區(qū)相比是非常小的，因?yàn)榭λ固氐貐^(qū)包括地下排水系統(tǒng)在內(nèi)的雙重水文結(jié)構(gòu)會(huì)影響降雨補(bǔ)給和產(chǎn)流過(guò)程。Zhou等[8]通過(guò)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)和蠕變?cè)囼?yàn)，分析了巖溶區(qū)域地下土壤流失中的蠕變機(jī)理。Wang等[9]提出了喀斯特石漠化地水土流失的侵蝕-蠕變-塌陷機(jī)理。Cao等[10]利用組合指紋法對(duì)喀斯特區(qū)不同石漠化區(qū)域的土壤侵蝕特征進(jìn)行了探究。張信寶等[11]指出巖溶坡地的土壤流失有地面流失和地下漏失2種方式，溶溝、溶槽和洼地發(fā)育以及石質(zhì)化嚴(yán)重的純碳酸鹽巖坡地，地下漏失往往是主要的土壤流失方式。周念清等[12]研究表明巖溶山區(qū)巖溶裂隙、落水洞及地下暗河發(fā)育是造成水土流失的主要因素，并對(duì)巖溶區(qū)水土流失與土壤漏失模式進(jìn)行了概化。唐益群等[13]發(fā)現(xiàn)地表土壤漏失主要是由于巖溶洞隙內(nèi)填積的粘土在流水的浸潤(rùn)軟化下呈可塑、軟塑甚至流塑狀，可向其下的溶洞、地下河蠕滑搬運(yùn)導(dǎo)致。馮騰等[14]分析137Cs在桂西北典型峰叢坡地及巖溶裂隙中的剖面分布特征發(fā)現(xiàn)喀斯特坡地土壤顆粒有隨降雨沿地表負(fù)地形向地下流失的趨勢(shì)，但流失量輕微。由于喀斯特區(qū)野外實(shí)地開展實(shí)驗(yàn)難度較大，且不可控因素較多，近年來(lái)部分學(xué)者通過(guò)人工模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)該區(qū)水土流失問(wèn)題進(jìn)行探究。蔡雄飛等[15]研究表明坡面徑流率隨著降雨強(qiáng)度的增大而增大，且坡面植被和巖石覆蓋均能減小坡面徑流；Dai等[4]及高儒學(xué)等[16]通過(guò)模擬降雨試驗(yàn)研究均表明喀斯特坡耕地產(chǎn)流產(chǎn)沙量亦降雨強(qiáng)度增大而增大；楊宇瓊等[17]研究發(fā)現(xiàn)喀斯特區(qū)坡耕地地下產(chǎn)流量與降雨強(qiáng)度和地下裂隙度成正相關(guān)。

總結(jié)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前對(duì)喀斯特區(qū)地下土壤侵蝕的研究相對(duì)較薄弱，整體處于探索階段，當(dāng)前已有的研究尚未能全面揭示喀斯特坡耕地地下土壤侵蝕規(guī)律，尤其降雨強(qiáng)度與地下孔(裂)隙度對(duì)坡耕地產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響規(guī)律有待進(jìn)一步深入探究，更無(wú)法定論喀斯特坡耕地地表、地下土壤侵蝕占總侵蝕的比例；因此，筆者利用地板打孔鋼槽模擬野外石漠化坡耕地雙層結(jié)構(gòu)，采用人工模擬降雨的研究方法，研究不同降雨強(qiáng)度及不同裂隙度下的坡耕地地表、地下產(chǎn)流及產(chǎn)沙特征，進(jìn)一步揭示其土壤侵蝕機(jī)理，旨為了解掌握喀斯特區(qū)石漠化坡耕地土壤侵蝕規(guī)律，為喀斯特區(qū)生態(tài)防護(hù)體系的構(gòu)建及區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選取喀斯特區(qū)代表性土壤石灰土為研究土樣，采于貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)青巖鎮(zhèn)(E 106°39′18″、N 26°19′17″)周邊坡耕地0～30 cm表層土。土樣砂粒占37.34%，粉粒占47.53%，黏粒占15.03%；全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.72 g/kg，全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.69 g/kg，全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.47 g/kg。

本研究實(shí)驗(yàn)儀器主要有人工模擬降雨器和模擬鋼槽。降雨器是西安清遠(yuǎn)測(cè)控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的QYJY-501型便攜式全自動(dòng)下噴式人工模擬降雨器，降雨高度為6 m，降雨強(qiáng)度范圍在10～200 mm/h之間，可手動(dòng)控制，調(diào)節(jié)精度為7 mm/h，調(diào)節(jié)變化時(shí)間<30 s，雨滴大小調(diào)控范圍為0.37～6.00 mm，降雨有效面積為6.5 m×6.5 m，降雨均勻度>85%，實(shí)驗(yàn)鋼槽周邊放置雨量筒濾定強(qiáng)度。

試驗(yàn)?zāi)M鋼槽為課題組設(shè)計(jì)的變坡、可調(diào)節(jié)孔(裂)隙度鋼槽[4]，鋼槽規(guī)格(長(zhǎng)×寬×高)4.0 m×1.5 m×0.35 m，鋼槽可調(diào)節(jié)坡度在0～45°之間，鋼槽前端通過(guò)急流槽將地表地下徑流及泥沙分別匯集進(jìn)入接樣桶內(nèi)。鋼槽底部由上下2塊均勻分布有192個(gè)直徑為5 cm孔的鋼板構(gòu)成。

1.2 試驗(yàn)方法及過(guò)程

貴州省是西南喀斯特區(qū)喀斯特環(huán)境極具代表性的省份，課題組2014年對(duì)貴州省貴陽(yáng)市、遵義市、畢節(jié)市、安順市及黔南州等喀斯特主要分布區(qū)域160個(gè)樣地進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示：貴州省喀斯特坡耕地坡度集中在10°～25°之間，基巖裸露率在10%～20%居多，地下孔(裂)隙度最大為5.98%[18]。另外，張文源等[19]的研究結(jié)果顯示貴州喀斯特黃壤區(qū)坡耕地侵蝕性降雨指標(biāo)在15 mm左右，且研究區(qū)侵蝕性降雨90%左右在50～120 mm/h范圍內(nèi)。因此，本研究設(shè)計(jì)坡度為10°，基巖裸露率為20%，地下孔(裂)隙度1%、3%和5%，降雨強(qiáng)度30、50、70和90 mm/h進(jìn)行交叉實(shí)驗(yàn)?？?裂)隙度可通過(guò)調(diào)節(jié)上下2個(gè)鋼板間孔洞的重合面積進(jìn)行設(shè)置；試驗(yàn)所用模擬基巖裸露率的巖石均為石灰?guī)r巖石(直徑≥35 cm)，試驗(yàn)前將石塊隨機(jī)放置于剛槽內(nèi)，測(cè)量并標(biāo)記出30 cm以上的部分，使30 cm以上的裸露率達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平，并利用坡面垂直影像進(jìn)行基巖裸露率的校核[16]，達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求。

為了使試驗(yàn)結(jié)果更接近野外實(shí)際情況，試驗(yàn)土壤不過(guò)篩，土壤風(fēng)干后，只是對(duì)團(tuán)塊較大的進(jìn)行分散處理，同時(shí)剔出大的石塊以及植物根系等雜質(zhì)。然后將混合均勻的土壤按10 cm一層裝填進(jìn)入鋼槽中，裝3層，裝填土壤緊實(shí)度自上而下依次為410、760和1 070 kPa，用特制木板耙平裝填好的土壤，同時(shí)壓實(shí)鋼槽邊界土壤從而減小邊界效應(yīng)，然后將地下裂隙度及坡度調(diào)整至試驗(yàn)設(shè)計(jì)水平。為了使每場(chǎng)降雨前期條件一致，在每場(chǎng)降雨之前先降小于使得試驗(yàn)土壤均勻沉降，當(dāng)土壤開始產(chǎn)流時(shí)便立即開始接樣，每3 min收集并更換1次接樣，包括地表及地下的徑流和泥沙樣，1場(chǎng)降雨歷時(shí)30 min。測(cè)定徑流桶內(nèi)的徑流量，然后靜置水樣讓其慢慢澄清，去掉澄清液，再將泥沙轉(zhuǎn)移到玻璃燒杯中。每場(chǎng)降雨結(jié)束后，按上述要求更換鋼槽中土壤達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)后開始下一場(chǎng)降雨。試驗(yàn)重復(fù)3次，共計(jì)36場(chǎng)降雨。

1.3 樣品測(cè)定及數(shù)據(jù)處理

徑流量直接通過(guò)測(cè)定收集到徑流桶的徑流而得；產(chǎn)沙量采用烘干法測(cè)定，即在105 ℃的烘箱中烘干至恒質(zhì)量(8 h)，再用電子天平(精度為0.000 1 g)進(jìn)行稱量并記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理主要通過(guò)Microsoft Excel 2013完成，作圖采用Origin 9.1完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 坡耕地地表地下產(chǎn)流特征

由喀斯特石漠化坡耕地產(chǎn)流基本情況統(tǒng)計(jì)表1可知：降雨強(qiáng)度為30 mm/h時(shí)，地表不產(chǎn)流，當(dāng)降雨強(qiáng)度增大到50 mm/h時(shí)地表開始出現(xiàn)產(chǎn)流，其原因主要是小降雨強(qiáng)度下(30 mm/h)，喀斯特坡耕地地下孔(裂)隙的存在使得下滲的降雨量大于降雨強(qiáng)度；因此，不存在地表產(chǎn)流，而當(dāng)降雨強(qiáng)度(50 mm/h)大于下滲的降雨量時(shí)，地表便開始產(chǎn)流，這表明喀斯特石漠化坡耕地產(chǎn)流從地下過(guò)渡到地表時(shí)存在一個(gè)臨界降雨強(qiáng)度，且介于30～50 mm/h之間，具體值有待進(jìn)一步深入研究。同一地下孔(裂)隙度下，地表地下產(chǎn)流量及產(chǎn)流模數(shù)均隨降雨強(qiáng)度的增大而增大；同一降雨強(qiáng)度下，地下產(chǎn)流量及產(chǎn)流模數(shù)亦均隨地下孔(裂)隙度的增大而增大，而地表產(chǎn)流量及產(chǎn)流模數(shù)隨地下孔(裂)隙度的增大而減小。就產(chǎn)流比率而言，降雨強(qiáng)度<50 mm/h時(shí)，地下產(chǎn)流比例明顯大于地表；在地表產(chǎn)流情況下，地下產(chǎn)流所占比例也較大，最小值為35.87%，最大值達(dá)到80.32%，地表地下產(chǎn)流所占比例在同一降雨強(qiáng)度下受地下孔(裂)隙度的影響均顯著，地表表現(xiàn)為逐漸減小，地下表現(xiàn)為逐漸增大，尤其地下孔(裂)隙度中度發(fā)育(5%)情況下地下流失為地表2.79～4.08倍；而地表地下產(chǎn)流所占比例在同一地下孔(裂)隙度下受降雨強(qiáng)度的影響亦均顯著，地表表現(xiàn)為逐漸增大，地下表現(xiàn)為逐漸減小。

表1 坡耕地地表及地下產(chǎn)流情況

圖1是產(chǎn)流量隨降雨時(shí)間的變化過(guò)程曲線圖。由圖可知，產(chǎn)流過(guò)程整體基本呈先增大后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)。當(dāng)?shù)叵驴?裂)隙度為1%(圖1a)，地表產(chǎn)流在第24 min之前一直處于增大的狀態(tài)，第24 min后趨于穩(wěn)定；地下產(chǎn)流在降雨初期隨降雨時(shí)間的增加逐漸增大，在降雨時(shí)間到達(dá)第12 min時(shí)逐漸趨于穩(wěn)定。當(dāng)?shù)叵驴?裂)隙度為3%(圖1b)時(shí)，當(dāng)降雨強(qiáng)度為50 mm/h時(shí)，地表產(chǎn)流進(jìn)入平穩(wěn)階段的時(shí)間為第24 min，當(dāng)降雨強(qiáng)度增大到70和90 mm/h時(shí)，時(shí)間提前至第18 min；當(dāng)降雨強(qiáng)度為30 mm/h時(shí)，地下產(chǎn)流進(jìn)入平穩(wěn)階段的時(shí)間為第9 min，當(dāng)降雨強(qiáng)度為50 mm/h時(shí)，時(shí)間延后至第18 min，當(dāng)降雨強(qiáng)度增大到70和90 mm/h時(shí)，時(shí)間提前至第12 min。當(dāng)?shù)叵驴?裂)隙度為5%(圖1c)時(shí)，地表地下產(chǎn)流進(jìn)入平穩(wěn)階段的時(shí)間整體提前，地表集中在第9 min；降雨強(qiáng)度為30 mm/h時(shí)，地下產(chǎn)流進(jìn)入平穩(wěn)階段的時(shí)間為第15 min，而降雨強(qiáng)度為50、70及90 mm/h時(shí)，時(shí)間提前至第12 min。

圖1 坡耕地地表及地下產(chǎn)流過(guò)程Fig.1 Processes of surface and underground runoff in sloping farmland

2.2 坡耕地地表地下產(chǎn)沙特征

喀斯特石漠化坡耕地產(chǎn)沙基本情況如表2所示。由表可知：小降雨強(qiáng)度下(30 mm/h)坡耕地地表不產(chǎn)沙，因?yàn)閺搅髯鳛槟嗌车妮d體，為泥沙流失提供動(dòng)力，因此，產(chǎn)沙和產(chǎn)流在小降雨強(qiáng)度下(30 mm/h)表現(xiàn)出一致的規(guī)律。降雨強(qiáng)度相同的情況下，地表地下產(chǎn)沙量及產(chǎn)沙模數(shù)受地下孔(裂)隙度的影響均顯著，地表產(chǎn)沙量呈地下孔(裂)隙度微度發(fā)育(1%)>輕度發(fā)育(3%)>中度發(fā)育(5%)，而地下產(chǎn)沙量呈相反的規(guī)律。地下孔(裂)隙度發(fā)育相同的情況下，地表地下產(chǎn)沙量及產(chǎn)沙模數(shù)均隨降雨強(qiáng)度的增大而增大。在地表產(chǎn)沙的情況下，地下產(chǎn)沙所占比例亦較大，處于18.47%～72.08%之間；地表產(chǎn)沙比例在同一降雨強(qiáng)度下隨地下孔(裂)隙度的增大而減小，而地下產(chǎn)沙比例則呈相反的趨勢(shì)，表現(xiàn)為地下孔(裂)隙度微度發(fā)育(1%)<輕度發(fā)育(3%)<中度發(fā)育(5%)；地下孔(裂)隙度為1%和3%的情況下，地表產(chǎn)沙比例隨降雨強(qiáng)度的增大而增大，而地下產(chǎn)沙比例隨降雨強(qiáng)度的增大而減??；當(dāng)?shù)叵驴?裂)隙度為5%時(shí)，地表地下產(chǎn)沙比例受降雨強(qiáng)度的影響不顯著，但是地下產(chǎn)沙所占比例遠(yuǎn)大于地表。

表2 坡耕地地表及地下產(chǎn)沙情況

將產(chǎn)沙量隨降雨時(shí)間的變化過(guò)程點(diǎn)繪成圖(圖2)。由圖2a可知，整個(gè)降雨過(guò)程中地表產(chǎn)沙量均大于地下產(chǎn)沙量，當(dāng)降雨強(qiáng)度為50 mm/h時(shí)，地表產(chǎn)沙量隨降雨時(shí)長(zhǎng)的增加基本呈穩(wěn)定波動(dòng)變化，而當(dāng)降雨強(qiáng)度為70和90 mm/h時(shí)，地表產(chǎn)沙量隨降雨時(shí)長(zhǎng)的增加逐漸在增大；地下產(chǎn)沙量隨降雨時(shí)長(zhǎng)的增加基本呈先增大后減小，最后趨于平穩(wěn)的變化規(guī)律，且趨于平穩(wěn)的產(chǎn)沙量基本相近。由圖2b可知，地表產(chǎn)沙量隨降雨時(shí)長(zhǎng)的變化趨勢(shì)在降雨強(qiáng)度為50 mm/h時(shí)表現(xiàn)為先增加后趨于平穩(wěn)的變化規(guī)律，而當(dāng)降雨強(qiáng)度為70和90 mm/h時(shí)整體表現(xiàn)為波動(dòng)變化的趨勢(shì)；地下產(chǎn)沙量隨降雨時(shí)長(zhǎng)的增加基本呈先增大后減小，最后趨于平穩(wěn)的變化規(guī)律。由圖2c可知，地表及地下產(chǎn)沙量隨降雨時(shí)長(zhǎng)的變化趨勢(shì)整體均表現(xiàn)為先增加后減小，且各降雨強(qiáng)度下地下產(chǎn)沙量在整個(gè)降雨過(guò)程中均大于地表產(chǎn)沙量，可以進(jìn)一步反映出坡耕地地下孔(裂)隙度中度發(fā)育(5%)時(shí)，坡耕地產(chǎn)沙以地下為主。

圖2 坡耕地地表及地下產(chǎn)沙過(guò)程Fig.2 Processes of surface and underground sediment production in sloping farmland

2.3 相關(guān)性分析

喀斯特區(qū)因其特殊的地質(zhì)構(gòu)造使地下巖溶裂隙發(fā)育，為了進(jìn)一步探究地下孔(裂)隙度、降雨強(qiáng)度與坡耕地產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量的關(guān)系，對(duì)坡耕地地表及地下產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量與降雨強(qiáng)度、地下孔(裂)隙度進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表3所示。降雨強(qiáng)度與地表產(chǎn)流量在0.01水平上呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.905；降雨強(qiáng)度與地下產(chǎn)沙量在0.01水平上亦呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.943；降雨強(qiáng)度與地下產(chǎn)流及產(chǎn)沙量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.545 和 0.505。地下孔(裂)隙度與地下產(chǎn)流及產(chǎn)沙量在0.05水平上呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.698 和 0.634；地下孔(裂)隙度與地下產(chǎn)流及產(chǎn)沙量呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為 -0.322 和 -0.230。

表3 降雨強(qiáng)度、地下孔(裂)隙度與地表及地下產(chǎn)流產(chǎn)沙相關(guān)性分析

3 討論

3.1 降雨強(qiáng)度對(duì)石漠化坡耕地產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響

降雨強(qiáng)度對(duì)土壤侵蝕的作用主要表現(xiàn)在降雨雨滴擊濺侵蝕作用和形成徑流的侵蝕作用[20]，降雨的侵蝕能力與降雨強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系[21]，而徑流產(chǎn)沙存在一定的過(guò)程，當(dāng)降雨量大于入滲量時(shí)才會(huì)產(chǎn)流產(chǎn)沙[22]。本研究發(fā)現(xiàn)在30 min降雨時(shí)間內(nèi)，降雨強(qiáng)度為30 mm/h時(shí)，只有地下產(chǎn)流產(chǎn)沙，而地表尚未出現(xiàn)，而當(dāng)降雨強(qiáng)度增大到50 mm/h時(shí)，降水量超過(guò)了下滲量，地表地下均出現(xiàn)了產(chǎn)流產(chǎn)沙，且產(chǎn)流量及產(chǎn)沙量均隨降雨強(qiáng)度的增大而增大，這與蔡雄飛等[15]的研究結(jié)論一致；魏興萍等[23]通過(guò)對(duì)重慶巖溶槽谷區(qū)實(shí)地監(jiān)測(cè)結(jié)果也表明巖溶地區(qū)徑流系數(shù)很低，不是每一場(chǎng)降雨都能產(chǎn)生地表徑流，只有大雨(25～50 mm)、甚至是暴雨(≥50 mm)才會(huì)產(chǎn)生徑流；其原因主要是在喀斯特區(qū)，雨水降落到坡面后有2條途徑，沿坡面形成地表徑流和沿地下巖溶裂隙或管道等進(jìn)入地下水系統(tǒng)，從而影響土壤侵蝕的分配狀況[16]，而當(dāng)降雨強(qiáng)度較小時(shí)，雨水來(lái)不及形成地表徑流便下滲沿巖溶裂隙或管道進(jìn)入地下水系統(tǒng)，同時(shí)也一并帶走了一定量的泥沙；同時(shí)也表明喀斯特區(qū)石漠化坡耕地地表產(chǎn)流、產(chǎn)沙存在臨界降雨強(qiáng)度且處于30～50 mm/h之間，但是具體值有待進(jìn)一步深入研究。另外，本研究中降雨強(qiáng)度對(duì)喀斯特石漠化坡耕地地表及地下產(chǎn)流、產(chǎn)沙影響均呈正相關(guān)，但僅對(duì)地表產(chǎn)流、產(chǎn)沙影響顯著，鄧龍洲等[24]和Deng等[25]研究非喀斯特坡面亦表明徑流量和徑流率與降雨強(qiáng)度之間呈顯著正相關(guān)，王蕙等[26]研究嵌套礫石紅壤坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征指出產(chǎn)沙強(qiáng)度和次降雨產(chǎn)沙量隨降雨強(qiáng)度和坡度增大而增大，以上結(jié)論均與本研究相似，但是降雨強(qiáng)度是如何影響徑流泥沙在巖溶裂隙或管道內(nèi)運(yùn)移的，其規(guī)律性如何還需進(jìn)一步研究，這可能能夠揭示降雨強(qiáng)度對(duì)坡耕地地下產(chǎn)流、產(chǎn)沙影響不顯著的原因。

3.2 地下孔(裂)隙度對(duì)石漠化坡耕地產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響

喀斯特山區(qū)碳酸鹽巖的廣泛分布為地下裂隙的形成和發(fā)育提供了基礎(chǔ)條件，地下巖溶裂隙管道是碳酸鹽巖酸化后形成的[27]，其為喀斯特區(qū)地表水土的流失提供了地下通道，水土進(jìn)一步流失可進(jìn)入地下暗河系統(tǒng)[28]。李晉等[29]研究表明喀斯特地區(qū)地下土壤侵蝕明顯存在，但其占地表地下總流失量比例不大，且該地區(qū)地下土壤流失量占流域總土壤流失量的比例需在更多地貌類型區(qū)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上來(lái)確定。Dai等[4]及楊宇瓊等[17]研究結(jié)論指出地下產(chǎn)流量及產(chǎn)沙量隨著地下孔(裂)隙度的增大而增大，但是地表產(chǎn)流量及產(chǎn)沙量卻隨著地下孔(裂)隙度的增大而減小，本研究亦得出相似的研究結(jié)論，其原因主要是地下孔(裂)隙度增大，雨水?dāng)y帶泥沙往下運(yùn)移的通道亦隨之增大[16]；但是本研究尚未考慮土粒受到雨水沖刷后，部分隨雨水往下運(yùn)移會(huì)淤塞在孔(裂)隙處，而孔(裂)隙的淤塞會(huì)促進(jìn)壤中流的形成，從而對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，另外，坡耕地地下孔(裂)隙的形態(tài)特征、連通度等如何影響其產(chǎn)流產(chǎn)沙的，有待進(jìn)一步深入研究。另一方面，巖溶裂隙里面的土壤能提供植被生長(zhǎng)的基本條件[30]，因此，通過(guò)種植植被增加坡面植被覆蓋度不僅能達(dá)到減少喀斯特山區(qū)坡耕地水土流失的目的，還可以發(fā)揮裂隙小生境的生態(tài)效益。

4 結(jié)論

1)喀斯特區(qū)石漠化坡耕地在小降雨強(qiáng)度(30 mm/h)時(shí)以地下漏失為主，地表出現(xiàn)產(chǎn)流、產(chǎn)沙的臨界降雨強(qiáng)度為30～50 mm/h之間。

2)降雨強(qiáng)度對(duì)坡耕地地表產(chǎn)流、產(chǎn)沙影響呈極顯著正相關(guān)，對(duì)地下產(chǎn)流、產(chǎn)沙影響不顯著且呈正相關(guān)；地下孔(裂)隙度對(duì)坡耕地地下產(chǎn)流、產(chǎn)沙影響呈顯著正相關(guān)，對(duì)地表產(chǎn)流、產(chǎn)沙影響不顯著且呈負(fù)相關(guān)。

3)地表產(chǎn)流情況下，地下產(chǎn)流所占比例在35.87%～80.32%之間，地下產(chǎn)沙所占比例處于18.47%～72.08%之間，所占比例均較大；喀斯特區(qū)石漠化坡耕地土壤侵蝕防治應(yīng)重視地下漏失，可考慮通過(guò)保持或增加坡面植被覆蓋已達(dá)到減少水土流失的目的。

4)產(chǎn)流量隨降雨時(shí)長(zhǎng)的變化趨勢(shì)整體表現(xiàn)為先增加后趨于穩(wěn)定，而產(chǎn)沙量則因降雨強(qiáng)度與地下孔(裂)隙度不同而異。今后可嘗試探討喀斯特區(qū)石漠化坡耕地地表產(chǎn)流、產(chǎn)沙的臨界降雨強(qiáng)度值以及地下孔(裂)隙的形態(tài)特征、連通度等如何影響其產(chǎn)流產(chǎn)沙。