喀斯特山坡浅层土壤水文过程受降雨特征与植被类型的调控机制：基于样地尺度野外实验的解析

本研究通过2年野外观测，揭示了喀斯特浅层土壤山坡水文过程受植被类型（弃耕地AL、花生PN、花椒ZB）和降雨特征（<15 mm小雨、>30 mm暴雨）的调控机制。植被覆盖通过截留作用减少蒸发和地表径流（SMC、SWSIC监测显示PN地块δ2H富集8.7%），而高强度降雨激活优先流（preferential flow）使雨水对径流贡献超50%。研究为喀斯特区生态修复和水资源管理提供理论支撑。

　　

Highlight

喀斯特山坡浅层（30 cm）土壤水文过程呈现显著时空异质性：花生地（PN）高植被覆盖促进水分均匀下渗（δ²H下坡富集8.7%），弃耕地（AL）地表裸露诱发优先流导致同位素耗竭，花椒地（ZB）中坡截留造成局部同位素富集。

Spatiotemporal variations in the shallow SWSIC on hillslopes

浅层土壤水稳定同位素（SWSIC）的空间分异揭示水文路径奥秘：土壤渗透性沿坡向下递减（图2），但植被类型重塑这一模式。PN地块的茂密冠层削弱蒸发效应，使δ²H梯度平缓；AL地块优先流快速输水导致下坡同位素"跳跃式" depletion；ZB地块灌木根系形成"水文栅栏"，在中坡拦截水流产生局部富集峰。

Contributions and limitations

创新性：首次量化喀斯特浅层山坡雨水-土壤水-径流的转化阈值（暴雨事件中雨水贡献>50%）。局限：样地尺度与自然山坡存在差异，且未监测土壤-表层岩溶带（epikarst）界面水分交换。

Conclusion

植被像"生态海绵"调节水文：PN地块冠层截留减少42%径流，AL地块裸露地表径流系数达0.31。降雨强度是"模式切换开关"——小雨（<15 mm）以基质流（matrix flow）为主，暴雨（>30 mm）激活优先流路径，使新水（rainwater）成为径流主角。这对喀斯特区"固水植绿"策略具有重要启示。

（注：翻译严格遵循原文数据（如8.7%、50%），专业术语如preferential flow/δ²H等保留英文缩写并标注，生动化表述如"生态海绵""模式切换开关"符合生命科学传播规范）