摘要
水土流失作为石漠化形成和演化的核心问题,一直是石漠化治理过程中的关注焦点和研究热点。喀斯特地区独特的二元结构造成水土流失具有地表流失和地下漏失的双重特点,然而该区地下漏失贡献率及其发生机制的相关研究仍然较少,因此探讨喀斯特石漠化区土壤地表/地下流失特征及其影响因素具有重要意义。本研究以石漠化过程及石漠化综合治理都极具代表性的贵州毕节撒拉溪高原山地潜在-轻度石漠化综合治理示范区为研究区,选取2种石漠化等级下、4种典型土地利用类型下的8个径流小区为研究对象,结合研究区降水特征、土壤理化指标等,采用地表流失与地下漏失结合的研究方法,分析了径流小区土壤地表流失与地下漏失变化特征,探讨了喀斯特地区土壤地表流失与地下漏失比例特征,并结合降雨、土壤基本理化性质、团聚体特征、土壤养分等因子分析不同土地利用方式对喀斯特二元结构水土流失的影响,主要结论如下: (1)土壤地下漏失在年总侵蚀量中占绝对优势。2021年5月至2022年5月,8个径流小区总流失量均值为26.87kg,主要集中在5-9月,占年总流失量的67.88%,最高值出现在5-6月,占年总流失量24.02%,最低值出现在11月至次年3月,仅占全年的4.04%;地表流失量均值为4.76kg,呈现出轻度石漠化(5.16kg)>潜在石漠化(4.37kg)的规律,从时间周期来看,土壤地表流失量大致表现为先增加后降低的趋势,集中于5-9月,这五个月的流失量占年总流失量的91.46%;地下漏失量均值为22.10kg,变化规律与总流失量规律相似。各径流小区的土壤地下漏失量占土壤侵蚀总量的73.29%~89.52%,平均占比83.58%,表明在本研究中主要以土壤地下漏失为主。 (2)降雨、石漠化强度、土地利用方式对地表-地下水土流失影响显著。监测期内研究区降雨总量为1278mm,主要集中在5-9月,雨季土壤侵蚀量占全年总土壤流失量的67.88%,旱季平均土壤流失量为32.12%,特别是地表土壤流失高度集中在雨季,平均占地表土壤流失总量的91.46%,旱季仅为8.54%;在土地利用方式一致的情况下,无论是地表流失还是地下漏失,潜在石漠化的土壤侵蚀模数都低于轻度石漠化,轻度石漠化径流小区的地表侵蚀贡献率大于潜在石漠化径流小区,而地下漏失的贡献率则相反,反映出石漠化程度是影响喀斯特地区土壤侵蚀的重要因素;混合植被类型更有利于水土流失的防治,与单一土地利用类型相比,林灌草地的总土壤侵蚀模数最多可降低44.10%,最少降低了19.09%,耕地的地表侵蚀模数比林灌草地高75%以上,比林灌地高68%以上,比草地高44%以上,从地下漏失来看,土地利用方式引起的土壤侵蚀模数差异变化明显较小,范围在5%~33.97%之间。 (3)土壤理化性质差异对地表-地下水土流失特征产生不同影响。各径流小区之间的土壤容重、孔隙度和含水量差异较小,与径流小区的流失特征之间的相关性较低;土壤稳定性MWD、GMD值以农耕地最低,潜在石漠化径流小区高于轻度石漠化径流小区,可蚀性以耕地最高,总流失量、地表流失量、地下漏失量与大团聚体(gt;2mm)、土壤团聚体稳定性MWD、GMD间呈极显著负相关关系,与微团聚体(0.053-0.25mm)、可蚀性K值呈极显著正相关关系;土样有机碳含量、全氮含量、全磷含量以林灌草地最高,普遍呈现出潜在石漠化小区高于轻度石漠化小区的趋势,总流失量、地表流失量与土壤有机碳、全磷含量之间呈极显著负相关关系;冗余分析(RDA)结果表明,土壤团聚体粒径分布、稳定性特征、可蚀性K值、土壤有机碳和全磷含量在径流小区的土壤侵蚀过程中起较好的解释作用。研究结果为揭示石漠化演化过程机理和探索水土保持综合治理措施提供理论依据。