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为探究西南山区峡谷地带母质对降雨强度和坡度影响细沟间侵蚀过程的调控机制，研究人员在不同降雨强度（45 和 90mm h?1 ）、坡度（10°、20°、30°）下对砂岩、玄武岩、石灰岩开展模拟降雨实验，发现降雨强度影响最大，母质类型次之，研究为优化侵蚀控制策略提供依据。
在我国西南地区，山峦起伏、峡谷纵横，独特的地理环境孕育了丰富多样的生态系统，但同时也面临着严峻的土壤侵蚀问题。这里的山区峡谷地带，母质类型多种多样，山坡陡峭，降雨复杂多变。每一次降雨，都像是一场对大地的考验，大量的土壤随着水流被冲刷走，不仅导致土地肥力下降，农作物产量减少，还威胁到下游河道的安全。过去，虽然人们知道母质、降雨强度和坡度都会对土壤侵蚀产生影响，可它们之间到底是怎么相互作用的，却一直是个未解之谜。就像一团迷雾，笼罩着土壤侵蚀研究的领域，让精准防治土壤侵蚀变得困难重重。为了拨开这团迷雾，来自北京林业大学等研究机构的研究人员踏上了探索之旅，他们开展了一项极具意义的研究，试图解开西南山区峡谷地带土壤侵蚀的奥秘。最终，他们的研究成果发表在了《CATENA》杂志上，为相关领域带来了新的曙光。
研究人员采用的主要技术方法有模拟降雨实验和统计分析。在模拟降雨实验中，他们选取了云南建水地区典型的砂岩、玄武岩和石灰岩作为研究对象，在微小区上进行实验，设置了两种降雨强度（45 和 90mm h?1 ）和三种坡度（10°、20°、30°）。通过统计分析，利用三因素方差分析来量化各因素的主效应和交互效应。
水文对母质调节降雨强度和坡度的响应
研究发现，降雨强度对径流开始时间（Tr）影响最大（F = 14774.27，p < 0.001），母质及其与降雨强度的交互作用也有显著影响（F = 324.24–6563.36，p < 0.001）。与低降雨强度相比，高降雨强度下砂岩、玄武岩和石灰岩的 Tr 分别显著降低 106%-277%、775%-945% 和 745%-942%。在两种降雨强度下，Tr 也呈现出一定规律。这表明降雨强度是影响径流开始时间的关键因素，母质也在其中起到了重要的调节作用。
母质调节降雨强度和坡度对径流的影响
统计分析表明，坡面径流主要受降雨强度影响，其次是母质，坡度影响最小。高降雨强度能增强坡面径流能力。在大雨条件下，不饱和土壤基质的入渗能力有限，无法容纳过多降雨通量，从而引发超渗产流。这说明在降雨强度较大时，土壤自身的入渗能力不足，使得更多的雨水形成坡面径流，而母质类型不同，土壤的入渗等性质也不同，进而影响径流情况。
研究结论与讨论
通过模拟降雨实验，研究人员发现产沙量随着坡度和降雨强度的增加而增加，砂岩产生的产沙量高于玄武岩和石灰岩。而且砂岩对坡面径流和泥沙产生的影响受降雨强度影响最小。研究还发现，降雨强度对径流系数（Rc）、泥沙浓度（Cs）、产沙率（Sy）和泥沙粒径的影响最大（F = 75.18–391.98，p <0.001），母质类型次之（F = 59.90–265.40，p < 0.001），坡度影响最小（F = 8.67–29.44，p < 0.001）。在泥沙运输方面，砂岩主要以悬浮 / 跃移（<0.25mm）为主，而玄武岩和石灰岩则存在悬浮 / 跃移（0.25–1mm）和滚动（>1mm）两种机制。此外，黏土颗粒、阳离子交换容量（CEC）和交换性阳离子（主要是 exK+ 和 exCa2+ ）与不同降雨强度下的侵蚀过程密切相关，说明母质主要通过团聚体稳定性影响细沟间侵蚀。
这项研究意义重大，它首次深入剖析了西南山区峡谷地带母质对降雨强度 - 坡度相互作用影响细沟间侵蚀动态的调控机制。研究成果为理解土壤侵蚀过程提供了新的视角，让人们对土壤侵蚀的认识更加深入和全面。同时，也为优化该地区以及其他类似岩性复杂地形的侵蚀控制策略提供了科学依据和理论支撑，有助于相关部门制定更加精准、有效的土壤侵蚀防治措施，保护土地资源和生态环境，促进社会经济的可持续发展。
