土壤侵蚀过程由于受到诸多因素的影响,是一个极其复杂的过程。为探究降雨强度、坡度、坡长、土壤性质、土壤前期含水量等影响因素对及这些影响因素的不同组合方式对土壤侵蚀的影响,许多学者开展了一系列的研究。其中,地表粗糙度也是影响土壤侵蚀过程的重要因素之一。但由于供试材料、实验设计、测量方式等的差别,目前对于地表粗糙度对坡面侵蚀过程的影响机理尚未明晰。一部分学者认为地表粗糙度通过改变土壤物理性质、径流性质及路径、减少结皮从而削弱侵蚀作用,而另一部分学者认为在降雨过程中,地表糙度在侵蚀的不同阶段对坡面侵蚀量的影响是不确定的,地表粗糙度对土壤侵蚀的集中径流的增大作用和降低径流剪切力的减小作用是同时存在的,只是在不同降雨类型和侵蚀阶段,这两种作用同时作用于土壤,最终的结果取决于两种作用的综合效应。此外,地表粗糙度会随着降雨过程的持续而逐渐改变,间接影响侵蚀的发生发展过程。目前研究多以水动力学为基础,剖析地表粗糙度对侵蚀过程影响的机制机理,而鲜有研究从泥沙颗粒的分选搬运角度来探究地表粗糙度对侵蚀过程的影响机制。因此,本研究基于前人研究结果,选择了粗糙坡面为研究对象,以光滑坡面作为对照措施,研究方法主要采用室内人工模拟降雨试验,并综合水文学、土壤学、土壤侵蚀学、近地摄影技术、GIS技术等理论知识、技术手段和研究方法对地表糙度在水蚀过程中的作用进行了研究。研究内容包括:降雨、地表糙度双因子对坡面产流产沙的耦合效应、地表糙度对降雨因子的响应机制、地表粗糙度对侵蚀泥沙的分选搬运过程的影响等。主要结果如下:(1)地表粗糙度在一定程度上能够延缓坡面产流的发生,明显降低径流率、产沙率及含沙量。单因素方差分析及双因子交叉方差分析结果显示,雨强相较于粗糙度对坡面产流、产沙的效果更为显著,且两者无明显的交互作用。(2)光滑坡面的侵蚀和淤积呈片状分布,而粗糙坡面的侵蚀淤积现象呈斑状分布。且随着降雨量的累计,两种坡面的粘粒由易以团聚体结构方式搬运转为易于以原始颗粒的形式搬运。但粗糙坡面的粘粒团聚率都略大于同雨强下光滑坡面的团聚率,显示出粗糙坡面相较于光滑坡面分选性更强。(3)在不同雨强下,不同粒级的富集率对于不同地表糙度的响应模式有着较大的区别。小雨强时,两种坡面形态在面蚀阶段,均表现为粘粒富集,沙粒分散及粉粒不变。且粗糙坡面的“径流贯通”机制在很大程度上影响了各粒级富集情况,使粗糙坡面粘粒富集情况呈准周期式旋回。大雨强下,地表粗糙在一定程度上限制了粗颗粒的富集,促进了粘粒的富集。(4)随雨强增大,推移质的相对重要性显得愈发重要。地表粗糙度抑制粗颗粒搬运,使悬移-跃移质的相对重要性变得更重要。同雨强下,虽然两者的侵蚀泥沙均出现双峰分布,但是随着降雨历时的延长,其搬运机制有所差异。随降雨时间的延长,光滑坡面的悬移-跃移质变得越发重要,粗糙坡面的推移质变得越发重要。