降雨格局改变对冰缘草地水文过程及碳氮流失的放大效应

《Journal of Hydrology X》：Altered rainfall patterns reshape hillslope water balance and amplify carbon and nitrogen losses in a periglacial grassland

本文通过降雨控制实验，揭示了全球变暖背景下降雨格局向"少频次、高强度"转变对青藏高原冰缘草地水文过程及碳(C)、氮(N)、磷(P)流失的深刻影响。研究发现延长降雨间隔会显著增加地表径流(SR)和溶解碳氮流失，并首次明确了地表径流(1.8 mm)和深层渗漏(1 mm)的降雨阈值，为"亚洲水塔"流域管理提供了关键科学依据。

　　

降雨格局变化对地表径流、土壤水分储存和深层渗漏的事件尺度响应

改变降雨格局显著增加了地表径流(SR)。与自然降雨(CK)相比，3天间隔(P1)、7天间隔(P2)和11天间隔(P3)处理下的SR分别增加了128.42%、224.98%和247.78%；土壤水分储存(SWS)在P1中增加了6.31%，但在P2和P3中分别显著降低了36.88%和41.35%。此外，深层渗漏(DP)在P1、P2和P3中分别降低了15.13%、5.37%和5.59%；尽管P2和P3处理下DP的减少不显著。

水文过程的降雨阈值

在自然降雨(CK)样方中，降雨开始时非饱和的表层土壤会先吸收和储存水分。当降雨量超过1毫米时，水分开始渗入30厘米以下的土壤层，渗漏量随降雨量线性增加。当降雨量超过1.8毫米时，开始产生地表径流，随后径流量随降雨增加而迅速增长。先前的研究也强调了地表径流产生的降雨阈值。例如，有研究指出...

结论

本研究阐明了降雨格局变化在调控冰缘草地水文过程和营养盐动态中的关键作用。极低的地表径流产生降雨阈值(1.8毫米)凸显了这些生态系统对快速产生径流的脆弱性。这与非冰缘地区形成鲜明对比，表明高寒草甸即使对微小的降水事件也具有独特的水文敏感性。然而，总地表...