引言
滑坡是全球主要地质灾害之一，对生命财产安全、经济发展和生态稳定性有重大影响（Froude和Petley, 2018; Rasigraf和Wagner, 2022）。在全球气候变化背景下，极端降雨事件增多加剧了降雨诱发滑坡的潜在风险（Gariano和Guzzetti, 2016; Lin等, 2020; Araújo等, 2022; Du等, 2025）。黄土高原正经历气候变化和植被恢复的双重过程，极端降雨引发的簇群状滑坡会破坏植被、加剧水土流失，甚至形成滑坡堰塞湖并可能带来溃决风险，严重削弱该区域的生态服务功能（Mi等, 2019; Yang等, 2024; Wang等, 2024）。因此，准确评估滑坡概率和理解植被效应对于有针对性地进行滑坡防治和保障生态安全至关重要。
基于物理的斜坡稳定性分析模型是预测滑坡可能性的方法之一。与追求精确稳定性值的坡体尺度计算不同，这些在区域尺度上广泛使用的模型——包括浅层斜坡稳定性模型（SHALSTAB）、稳定性指数制图模型（SINMAP）和瞬态降雨入渗与网格化区域斜坡稳定性模型（TRIGRS）——更注重滑坡危险性分区。SHALSTAB和SINMAP均将无限斜坡模型与稳态水文模型相结合，利用单元贡献区内降雨入渗和地下水排泄的水量平衡，计算饱和深度和孔隙水压力，进而推导出各单元的安全系数（Montgomery和Dietrich, 1994; Pack等, 1998）。两者的区别在于，SHALSTAB使用地形等高线确定贡献区，而SINMAP使用网格化高程数据。TRIGRS将无限斜坡模型与瞬态降雨入渗模型及非饱和渗流理论相结合，允许在降雨过程中实时模拟安全系数（Baum等, 2008）。
区域尺度上斜坡稳定性分析模型的应用存在固有局限。这些模型基于无限斜坡理论，适用于具有平面破坏面的浅层滑坡，但对深层滑坡不太适用（Milledge等, 2012; Chae等, 2017）。SINMAP和TRIGRS均需要岩土和水文参数（如内聚力、摩擦角、饱和水力传导率和体积密度），TRIGRS还额外需要非饱和水力参数（如土壤水分特征曲线参数）。这些参数的空间异质性给模型预测带来了显著的不确定性（Park等, 2019）。此外，SINMAP可能因输入参数的概率分布而高估研究区的不稳定区域（Zhuang等, 2017）。近期研究将机器学习模型与基于物理的斜坡稳定性分析模型相结合，以弥补单独建模方法的局限（Achu等, 2026）。两种模型在触发浅层滑坡的水文机理上存在根本差异。SINMAP考虑降雨入渗后的侧向流动，假设存在平行于坡面的相对不透水界面，适用于预测由渗流力引起的滑坡，在极端降雨事件下表现出更好的预测效果（Lee和Park, 2016; Park等, 2019）。相比之下，TRIGRS采用一维垂直入渗假设，不考虑侧向流动，更适用于入渗阶段触发的浅层滑坡（Lee和Park, 2016; Zhuang等, 2017; Nontapot和Chao, 2025）。因此，黄土高原的模型选择应根据浅层滑坡的触发机理仔细确定。
降雨诱发滑坡的机理通常分为两类：1）入渗过程中湿润锋以上含水量增加导致土壤基质吸力降低触发的浅层滑坡；2）由正孔隙水压力（渗流力）发展驱动的浅层滑坡（Collins和Znidarcic, 2004; Rahardjo等, 2007）。哪种机理占主导地位取决于降雨特征（雨量、雨强、历时、类型等）和岩土特性（各向异性、非均质性、边界渗透性等）。一般而言，短时降雨往往导致湿润锋以上的浅层滑坡，而长历时降雨通常通过孔隙水压力升高引发滑坡（Iverson, 2000; Rahardjo等, 2007; Ali等, 2014）。高入渗率结合较差的边界渗透性会促进饱和，增加渗流力诱发破坏的风险（Collins和Znidarcic, 2004; Ali等, 2014）。在植被覆盖的斜坡上，浅层滑坡通常发生在根系–土壤层内，根系导致上下层间力学性质差异可能促进局部饱和，并通过正孔隙水压力触发破坏（Guo等, 2020）。
SINMAP模型在黄土高原应用的关键在于强降雨条件下土壤能否达到饱和并产生侧向地下径流。以往研究表明，由于黄土沉积深厚且该区域以入渗余流为主导，黄土在降雨下很少达到饱和（Kang等, 2001; Wu等, 2023）。然而，近期研究表明，生态修复改善了部分流域的植被覆盖和土壤入渗能力，使强降雨期间可产生浅层超渗径流（Liu等, 2012; Ran等, 2019; Zhou等, 2025）。降雨模拟实验中也观察到林地和草地均存在地下径流现象（Zhou等, 2025）。在密集植被下，根系区与下层土壤的性质（尤其是饱和水力传导率）差异显著，在强降雨下其界面可能成为潜在滑动面（Xu等, 2024）。这使得浅层滑坡的触发机理与SINMAP模型的假设一致。黄土高原某些流域中，极端降雨事件引发了广泛分布的簇群状浅层滑坡。这些滑坡主要是由基质吸力丧失还是由渗流力发展触发的？本文通过将区域斜坡稳定性模型的预测结果与实际滑坡分布进行对比来回答这一问题。
本研究改进了SINMAP模型，以更好地评估极端降雨和植被影响下的黄土斜坡稳定性。首先，利用苏家沟地区的滑坡编录数据，针对两种地形湿度指数条件（w）校准了剪切强度参数：w = 0（基质吸力丧失）和w = 1（孔隙水压力上限）。随后，利用改进模型评估了不同有效降雨下苏家沟地区、南小河流域和任家台流域的黄土斜坡稳定性。本研究的目标为：1）评估极端降雨下根系提供的附加内聚力的有效性；2）通过分析不稳定区域随有效降雨增加的扩展过程，考察不同内聚力对滑坡触发机理的影响；3）比较不同流域中林地与草地的不稳定区域差异性扩展，揭示不同植被类型下降雨诱发浅层滑坡机理的共性与差异。
