【摘 要】
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黄土高原自退耕还林(草)措施实施以来,土地利用和植被覆盖发生了巨大变化,小流域的侵蚀环境得到实质性改善,水土流失得到了有效遏制。然而,当植被恢复后的小流域遭受持续强降
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黄土高原自退耕还林(草)措施实施以来,土地利用和植被覆盖发生了巨大变化,小流域的侵蚀环境得到实质性改善,水土流失得到了有效遏制。然而,当植被恢复后的小流域遭受持续强降雨时,植被覆盖坡面易发生浅层滑坡,但目前对植被坡面浅层滑坡的分布特征及其影响因素尚未明确。因此,本论文以黄土高塬沟壑区植被坡面浅层滑坡为研究对象,对南小河沟流域内不同植被类型坡面的浅层滑坡进行野外调查,统计浅层滑坡的分布特征,分析植被主根延伸深度分别与滑坡深度和侵蚀强度之间的相关关系;通过典型滑坡点剖面取样,阐明滑动面上层根-土复合体(Rs)和滑动面下伏土体(Ls)的土壤特性和根系特征的差异;对典型草被(冰草和铁杆蒿)坡面开展原位模拟降雨试验,确定典型草被类型下浅层滑坡发生的降雨量,探究浅层滑坡剖面土壤指标以及根系特征差异。主要结论如下:(1)植被坡面浅层滑坡具有群发性、规模小、深度浅等特征,且侵蚀深度与植被根深显著相关。植被覆盖的浅层滑坡属于小型滑坡,其长度、宽度和深度分别在0.5~70m、3~31 m和0.2~4.3 m范围内分布,属于典型浅层滑坡分类范畴。坡度在45°~60°时滑坡的发生最为敏感,坡向为南坡、西南坡和东南坡时最易发生滑坡,且滑动面类型主要以凹面为主(57.1%)。不同植被类型滑坡侵蚀深度差异显著(乔木>灌木>草被)。植被主根的延伸深度决定了滑坡侵蚀深度,与植被主根延伸深度之间可用线性函数表示(y=1.0x+10,R~2=0.82,P<0.001)。(2)植被坡面浅层滑坡的滑动面上层根土复合体(Rs)与下伏土体(Ls)的土壤性质和根系特征差异显著。植被坡面表层土体根系密集,形成典型根土复合体,Rs根重密度量占总根系量的79%。Rs土壤容重相对Ls低13%,Rs土壤总孔隙度比Ls增加16%,Rs饱和导水率比Ls高112%,Rs抗剪强度比Ls低46%。这表明在降雨作用下Rs相对于Ls水分下渗快且持水能力强,滑动面下伏土体成为了根土复合体的相对隔水层,根土复合体逐渐饱和(土壤含水量高达33.9%),进而诱发滑坡发生。(3)植被改变了坡面产流模式,且滑坡深度与土壤特性和根系特征指标发生突变或转折的土层深度相关。在雨强60 mm/h下,铁杆蒿坡面和冰草坡面从降雨开始直至滑坡发生,坡面均无地表径流产生,滑坡发生时的累计降雨量分别为185 mm和87 mm,滑坡发生后在滑坡后壁伴随着壤中流的流出。铁杆蒿坡面和冰草坡面滑坡深度分别21.9 cm和43.9 cm。深度30 cm内的根系量占总根系量的80%以上,且以细根(直径<2 mm)分布为主,占比达95%以上,细根在土壤-植被-滑坡之间具有多重作用。
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