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土壤侵蚀威胁生态安全，明确侵蚀性径流阈值及能量 - 泥沙关系至关重要。研究以黄土丘陵区典型流域为对象，基于全坡面样地数据，构建水流能量因子（SE）和水流功率（ω）参数，分离侵蚀与非侵蚀事件，发现 ω 阈值 166.7~385.0 W?m-1，SE 阈值 0.72~1.02 W，为侵蚀调控提供科学依据。
在黄土高原这片广袤的土地上，土壤侵蚀如同一场持续的生态 “灾难”，时刻威胁着区域的生态安全与可持续发展。高强度降雨形成的径流携带大量泥沙，不仅造成土地退化，还会加剧下游洪涝灾害。然而，长期以来，学界对侵蚀性径流的判定标准尚不明确，尤其是径流能量与泥沙运移之间的动态关系缺乏系统性认知。现有研究多聚焦于降雨侵蚀阈值，却忽视了径流本身的能量特征及其对泥沙输移的直接驱动作用。例如，如何精准区分侵蚀性与非侵蚀性径流事件？径流能量参数（如水流功率、能量因子）在泥沙产输过程中扮演怎样的角色？这些科学问题亟待解答。
为了破解上述难题，来自国内研究机构的研究人员以黄土丘陵区团山沟流域（37°40′N，109°58′E）为研究区域，针对全坡面尺度的侵蚀性径流事件展开深入探究。该研究成果发表在《CATENA》期刊，为揭示黄土高原土壤侵蚀机理提供了关键数据支撑。
研究人员主要采用了以下技术方法：
- 长期定位观测：在团山沟流域设置 3 个全坡面观测样地（No.7、No.12、No.9），持续监测降雨、径流、泥沙等水文参数。
- 能量参数构建：引入水流功率（ω，单位：W?m-1）和水流能量因子（SE，单位：W）作为核心能量指标，通过频率统计法确定侵蚀性径流阈值。
- 数据统计分析：运用线性回归、幂函数拟合等方法，分析能量参数与泥沙产率（SSY）、泥沙浓度等指标的相关性。
侵蚀性径流阈值特征
通过对样地数据的统计分析发现，不同坡面的水流功率阈值（ω）存在显著差异：No.7 样地为 171.9 W?m-1，No.12 样地降至 166.7 W?m-1，而 No.9 样地则跃升至 385.0 W?m-1。水流能量因子（SE）阈值在 0.72~1.02 W 之间波动，其中 No.12 样地最低（0.72 W），No.9 样地最高（1.02 W）。这一现象表明，沟蚀形态、坡度和地貌组成等因素共同影响着径流能量的临界值。
能量 - 泥沙关系及泥沙运移特征
- 侵蚀性与非侵蚀性事件区分：以能量阈值为分界，侵蚀性径流事件的泥沙产率（SSY）与 SE 呈显著线性或幂函数关系，而在非侵蚀性事件中，平均泥沙浓度与 ω 的对数关系最为密切。
- 泥沙产输能力差异：当 ω 相近（差值≤20 W?m-1）时，侵蚀性径流的 SSY 是非侵蚀性径流的 2.07~2.48 倍，泥沙输移能力高出 1.03~1.26 倍。值得注意的是，非侵蚀性径流的泥沙增量潜力更大，可达侵蚀性径流的 6.05~12.62 倍。
- 减沙效益分析：当径流能量低于 ω 阈值时，从侵蚀性转为非侵蚀性状态可使泥沙减少 12.3%~55.0%，凸显了调控径流能量对水土保持的重要性。
结论与意义
本研究系统阐明了黄土高原全坡面尺度侵蚀性径流的能量阈值及泥沙运移机制。结果表明，水流功率（ω）和能量因子（SE）可作为判定侵蚀性径流的核心指标，侵蚀性径流具有更强的能量驱动和泥沙输移能力，而非侵蚀性径流在泥沙积累潜力方面不容忽视。研究成果不仅完善了土壤侵蚀的能量理论体系，更为坡面水土保持措施的精准设计提供了科学依据 —— 通过植被覆盖、微地形改造等手段降低径流能量，促进侵蚀性径流向非侵蚀性转变，可有效减少坡面泥沙流失，为黄土高原生态修复和水土流失综合治理提供了新的技术路径。
这项研究突破了传统降雨阈值的局限，将研究视角深入到径流能量层面，为理解复杂地形下的土壤侵蚀过程提供了全新维度。其成果不仅适用于黄土高原，也为全球类似侵蚀环境的研究提供了方法论参考，对推动侵蚀动力学与水土保持学科的交叉融合具有重要意义。
