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期刊信息/Journal information
水土保持学报
中国土壤学会　中国科学院水利部水土保持研究所
水土保持学报

中国土壤学会　中国科学院水利部水土保持研究所

李占斌

双月刊

1009-2242

journal@ms.iswc.ac.cn

029-87012707

712100

陕西杨陵区西农路26号

水土保持学报/Journal Journal of Soil and Water ConservationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国水土保持与土壤侵蚀领域具有影响的最高级别刊物。它以期刊的政治质量为前提，以学术质量为核心，不断提高期刊的社会效益和经济效益，积极服务于我国的水土保持事业。现为中国自然科学核心期刊和中文核心期刊、中国科技核心期刊。同时被国内外10多个权威性文摘和数据库收录，影响因子在全国农业类期刊中多次名列第1。目前，刊物的覆盖面已辐射到全国30个省市自治区，并通过各种渠道交流至美国、英国、日本、德国、澳大利亚等10多个国家，具有相当广泛的国内外影响。
正式出版
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    花岗岩红壤坡面沟头高度对沟床跌穴发育过程的影响

    王建羽林哲廖达兰段晓倩...
    1-11页
    查看更多>>摘要：[目的]为明确花岗岩红壤坡面沟头溯源侵蚀的关键过程及形成机制。[方法]通过设定5个沟头高度(25，50，75，100，125 cm)研究花岗岩红壤坡面沟床跌穴发育过程。[结果](1)随沟头高度增加，沟床径流雷诺数、径流剪切力、径流功率和射流参数(触底流速、射流剪切应力、瞬时动能、跌穴径流能耗)均表现为增加趋势。(2)红土层沟床形成"V"形跌穴，随流量增加跌穴形态变化增大，但只形成面积较小的跌穴。而砂土层在冲刷过程中，沟床跌穴发育较为明显，当流量增大到120 L/min后，沟床破碎化程度增加，跌穴轮廓逐渐清晰，横截面积增大。(3)通过随机森林算法和沙普利值构建并表征模型各参数的关系，红土层沟床径流的弗罗德数、径流功率、水平出射动能、雷诺数与横截面积呈负相关;砂土层沟床径流的弗罗德数和跌穴径流能耗与横截面积呈负相关。沟床跌穴侵蚀程度可用随机森林算法构建模型预测(LCCC=1。02，R2adjusted=0。876和0。868)。[结论]研究结果可为揭示沟头溯源侵蚀机理和沟蚀防治提供理论依据。

    花岗岩红壤沟床跌穴水力参数形态演变

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    降雨条件下风速对迎风坡坡面细沟侵蚀特征的影响

    张文博韩玉国邱业曲芝旭...
    12-18,28页
    查看更多>>摘要：[目的]为明确风力作用下迎风坡坡面细沟侵蚀特征。[方法]采用人工模拟风驱雨试验，研究在不同风速条件(0，3，5，7 m/s)下迎风坡坡面水沙过程变化规律及细沟形态特征。[结果]与无风坡面相比，迎风坡面产流时间和跌坎出现时间分别增加20。59％～47。06％和33。10％～137。78％，坡面平均流速减小12。86％～22。53％;产流率和产沙率随风速的增加而显著减少(p＜0。05)，不同风速条件下，迎风坡面产流率变化趋势相近，随着降雨进行产流率逐渐增加，一段时间后保持稳定，不同风速下的阶段性无明显差异。产沙率随降雨历时的延长整体呈先迅速增加后缓慢下降并趋于稳定趋势，产沙率发生变化的节点与跌坎出现时间基本一致。细沟宽度、深度及其波动程度随着风速的增加而减小;细沟宽度、深度及其波动程度随着风速增加而减小;细沟宽深比和细沟倾斜度分别为1。40～1。69和13。47°～14。76°，均随着风速的增加而增大;不同风速条件下，细沟体积、细沟割裂度和细沟密度分别为4。39 × 103～10。27 × 103 cm3，0。024～0。042，2。03～2。92 m/m2，三者均随风速的增加而减小。[结论]细沟体积、细沟密度和割裂度与坡面侵蚀量均呈极显著正相关关系，是表征迎风坡坡面细沟形态的优选指标。

    细沟侵蚀风速迎风坡细沟形态

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    柔性植被倒伏对地表径流水力特性及侵蚀的影响

    蔡泽康王健陈俞池王晨沣...
    19-28页
    查看更多>>摘要：[目的]为探讨柔性植被倒伏后形成的近地表覆盖减少径流和侵蚀量及调节地表径流水力特性的影响。[方法]以流体力学和水力学基本理论为依据，通过5个覆盖度、5个坡度和3个流量组合的条件下进行室内放水试验，系统研究柔性植被倒伏下的侵蚀规律以及水动力学特征。[结果](1)侵蚀量分布随坡度增加呈先上升后下降趋势，流量在高坡度下对侵蚀过程的影响更为显著;(2)随着柔性植被覆盖度增加，以50％覆盖度为分界线，侵蚀量基本呈先降低后增加趋势;(3)平均流速v随覆盖度增加而减小，下降趋势随覆盖度增加由急变缓，Fr变化趋势与平均流速相似;阻力系数f与覆盖度呈线性正相关，随坡度升高，阻力系数值逐渐降低;而雷诺数Re对土壤侵蚀的影响比Fr、v和f更敏感。(4)随着植被覆盖度增加，形态剪切力增大(颗粒剪切力减小)，形态剪切力在总剪切力的变化中起决定性作用，总剪切力与植被覆盖度呈正相关。[结论]柔性植被倒伏后形成的近地表覆盖可减少土壤侵蚀，研究可为坡面流植被侵蚀规律奠定一定的理论基础，促进明渠水力学理论在坡面水流方面的扩展。

    坡面流柔性植被侵蚀机理剪切力

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    黄土丘陵区人工移植生物结皮集雨面的集雨效率及其抗侵蚀破损能力

    陈钧儒江子昊肖波窦韦强...
    29-36页
    查看更多>>摘要：[目的]为探讨黄土丘陵区不同类型人工生物结皮集雨面的集雨效果及抗侵蚀破损能力。[方法]以人工移植培养的藻类和藓类生物结皮为研究对象，以裸土为对照，分别对其进行野外模拟降雨和抗侵蚀试验(坡面冲刷、土壤静水崩解和单雨滴溅蚀试验)，分析不同类型集雨面的集雨效率与土壤抗冲系数、土壤崩解速率和溅蚀量等抗侵蚀能力指标的差异。[结果](1)生物结皮集雨面显著提高集雨效率。当雨强为100 mm/h时，相较于裸土，生物结皮集雨面的集雨效率显著提高33。3％(F=300。12，p＜0。001)。(2)生物结皮显著降低产沙量并提高抗冲系数。与裸土相比，藻结皮和藓结皮的产沙量分别减少178。8％和364。6％，藓结皮和藻结皮的最大抗冲系数分别是裸土的4。6，2。8倍。(3)生物结皮显著降低土壤崩解速率和最大崩解率，且不同生物结皮类型差异显著。与裸土(6。46 g/min)相比，藻结皮和藓结皮的土壤崩解速率分别降低35。0％和60。2％;生物结皮平均最大崩解率较裸土降低23。8％。(4)生物结皮显著提高临界击穿雨滴动能并降低土壤溅蚀量。藓结皮和藻结皮的临界击穿雨滴动能分别是裸土(0。5 J)的3。9，21。9倍。同时，生物结皮较裸土(0。156 g)的单雨滴溅蚀量平均减少75。3％。[结论]人工移植培养的生物结皮集雨面显著提高集雨效率和表层土壤的抗侵蚀能力，对旱区集雨措施的可持续利用和水土保持方面具有重要意义。

    生物土壤结皮集雨造林水土保持生态恢复土壤侵蚀

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    近30年皖西大别山土壤侵蚀时空变化及其对景观格局的响应

    田昌园张红丽汪军红李嘉宁...
    37-44页
    查看更多>>摘要：[目的]为明确安徽省内长江流域和淮河流域重要的生态过渡区皖西大别山区的景观格局与土壤侵蚀及其关系，为该区域的景观格局调控和水土流失治理提供参考。[方法]借助RULSE模型计算皖西大别山区近30年土壤侵蚀模数，借助景观指数对其景观格局的变化进行描述，并使用偏最小二乘回归(PLSR)探究该区域景观指数对土壤侵蚀的影响关系。[结果]近30年，土壤侵蚀模数呈先减少后增加趋势;土壤侵蚀较严重地区主要集中在中西部和南部山区;大部分地区土壤侵蚀强度主要为微度和轻度，且各类土地利用类型的侵蚀强度有明显差别，表现为草地＞耕地＞林地;土地利用类型及景观格局总体较稳定，景观格局变化主要表现为景观破碎化的降低、景观异质性和连接性的提高;香农多样性指数(SHDI)、边界密度指数(ED)、相似邻近百分比(PLADJ)、景观形状指数(LSI)对皖西大别山区具有显著解释意义，且表现为SHDI、ED、LSI对土壤侵蚀起显著正向作用，PLADJ对土壤侵蚀起显著负向作用。[结论]在皖西大别山区，景观破碎化的提高和景观连通度的降低显著促进土壤侵蚀。

    土壤侵蚀景观格局RULSE模型偏最小二乘回归

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    基于动态振荡剪切的砒砂岩浆体流变行为研究

    周琳胡斐南许晨阳杜伟...
    45-53页
    查看更多>>摘要：[目的]随着全球变暖及强降水极端事件频发，砒砂岩区滑塌泥流灾害可能将不断增加。为探明水-土互馈作用如何导致脆弱岩土松动变形进而发展为泥流，系统认识其演化过程的关键科学问题。[方法]以4种典型砒砂岩为研究对象，采用流变学方法，开展动态振荡剪切下砒砂岩浆体的流变特性研究，探索砒砂岩浆体的液化过程及流变特性。[结果](1)随着剪切应变增加，4种砒砂岩浆体储能模量和损耗模量减小，表现出应变变稀特点。(2)在含水率较低(w＜50％)的样品中，紫、棕色砒砂岩浆体与红、白色砒砂岩浆体相比，线性黏弹区的应力和应变更大。在含水率较高(w≥50％)的样品中，红、白色砒砂岩浆体与紫、棕色砒砂岩浆体相比，流动点的应力和应变更大。(3)随含水率增加，4种砒砂岩浆体的储能模量和损耗模量降低，线性黏弹区的应力和应变降低。[结论]细颗粒物质可增加浆体在线性黏弹区的抗剪强度和弹性，但细颗粒浆体受含水率影响较大，水分加入后，浆体结构破坏、抵抗变形的能力立即减弱，同时，更容易发生相态转变。粗颗粒的存在使浆体非线性黏弹区弹性主导的范围增大，阻碍浆体的相态转变。该研究结果为砒砂岩区泥流灾害的认识和防治提供一定的科学基础。

    动态振荡剪切泥流线性黏弹区流动点砒砂岩

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    基于梯度提升树模型的坡耕地土壤水蚀模拟与分析

    李潼亮赵梓鉴李斌斌张风宝...
    54-63页
    查看更多>>摘要：[目的]针对黄土高原坡耕地土壤侵蚀过程复杂、人为干扰强烈且难以量化的特点，利用机器学习定量解析主要影响因素对坡耕地土壤水蚀的作用与贡献，模拟分析坡耕地土壤水蚀特征并探究其机理，为坡耕地土壤侵蚀的预报提供基础支撑。[方法]基于黄土高原子洲试验站坡耕地小区1959-1969年产流产沙观测数据，精细化表征其影响因子，运用梯度提升树模型对侵蚀量和径流深的变化及其影响因素的贡献进行分析。[结果]数据集中次降雨侵蚀量(0～122。72 t/km2)、径流深(0。02～17。20 mm)、降雨历时(2～1 410 min)及平均雨强(0。02～4。63 mm)属强变异，变异系数均＞1，且多数变量呈右偏态;在相同训练集和测试集划分情况下，对侵蚀量模型预测精度(R2=0。81)略优于径流深模型(R2=0。80)，但侵蚀量模型的层数(8层)大于径流深模型(5层)，表明侵蚀机理相较径流机理更为复杂;通过梯度提升树模型与SHAP算法对自变量重要性进行排序发现，影响侵蚀模型与径流模型的自变量重要性不同。[结论]受特征提取的限制，在侵蚀量与径流深较小时预测结果不理想，未来研究应当通过引入更多自变量组合方式寻找更多相关变量以提高对侵蚀事件的预测。产流和产沙的主要影响因素存在差异，降水本身特征对产流过程起主要作用，侵蚀产沙过程中主要受到降水与地形相关自变量的共同影响。基于数据驱动，为揭示黄土高原坡耕地侵蚀机理提供参考，并为区域坡耕地土壤侵蚀防治提供科学依据。

    预报模型梯度提升树模型坡耕地黄土坡面

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    连续性与间歇性降雨下土壤结皮与入渗的关系模拟

    刘志强张晓茹焦钒栩李光录...
    64-72,81页
    查看更多>>摘要：[目的]为探究连续性和间歇性降雨条件下土壤结皮与入渗性能间的变化关系。[方法]选取3种典型耕作层黄土，通过室内模拟降雨试验，分析不同降雨条件下土壤结皮强度和黏结力与入渗性能的关系。[结果](1)入渗性能随连续性降雨历时及间歇性降雨场次的增加而减小;同等降雨历时和降雨强度下，间歇性降雨的减渗效应高于连续性降雨。(2)土壤结皮强度和黏结力随连续性降雨历时和间歇性降雨场次的增加而增加;褐土和黑垆土的入渗性能与结皮强度和黏结力呈显著线性相关(p＜0。05)，连续性降雨历时越长、间歇性降雨场次的越多，土壤结皮强度、黏结力以及减渗效应越大;沙壤土的入渗性能与结皮强度和黏结力则呈显著的非线性相关(p＜0。05)。(3)结皮的MWD和GMD越小，入渗性能越差，减渗效应越大;关联度分析结果显示，间歇性降雨对入渗性能的影响较高。[结论]相同雨强条件下，间歇性降雨下能形成更坚实的结皮，对土壤入渗性能的削弱能力更强。研究结果可为黄土高原防治水土流失、有效利用水资源提供参考依据。

    结皮强度黏结力入渗性能减渗效应连续性与间歇性降雨

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    生物结皮生长发育对黄绵土抗侵蚀性能的影响

    田婧王兵马金龙白洁...
    73-81页
    查看更多>>摘要：[目的]黄土高原退耕还林(草)工程驱动的生物结皮发育可显著抑制土壤侵蚀，为探明土壤抗侵蚀性能随生物结皮生长发育的变化特征及其响应机制。[方法]设置藻结皮、藓结皮和自然演替结皮3个处理，培育176天，系统研究生物结皮不同发育阶段及其类型差异对黄绵土抗侵蚀性能的影响。[结果](1)生物结皮盖度、厚度、生物量、叶绿素和粗糙度随生长时间均显著增加，培育初期藓结皮较高，培育末期自然演替结皮反而最高。(2)随生物结皮发育，土壤黏结力呈幂函数增强，较初期增加39。8％～60。3％;质量损失率呈指数函数减小，较初期降低45。6％～57。3％;饱和导水率变化趋势较为复杂，但培育末期均最低(0。08～0。12 mm/min)。(3)土壤黏结力随生物结皮盖度、厚度、叶绿素、生物量和表面粗糙度的增加呈幂函数增长，质量损失率随生物结皮盖度、厚度、叶绿素、生物量和表面粗糙度的增加呈指数函数下降。(4)土壤抗侵蚀综合指数(Cser)可表示为盖度(Cov)、厚度(T)和生物量(B)的幂函数(Cser=0。279 Cov0。194 T0。188 B0。119，R2=0。73，p＜0。05)。[结论]黄土高原生物结皮发育可显著提高黄绵土抗侵蚀性能，藓结皮效果最强。

    地表粗糙度土壤黏结力饱和导水率质量损失率黄土高原

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    三峡库区降雨特征和林草覆被格局对坡面水沙产出的影响

    宋民欣吕希恒韩陈韦杰...
    82-90,100页
    查看更多>>摘要：[目的]为探析三峡库区降雨特征和林草覆被格局对坡面水沙产出的影响，适应人地矛盾突出和乡村特色产业发展对林下土地资源优化利用提出的新需求。[方法]以三峡库区典型退耕林地为研究对象，设置林下全坡草本覆盖格局(QF)、上坡裸地+下坡草本覆盖格局(XF)、等高横坡草本条带覆盖格局(TF)、全坡无草本覆盖格局(WF)4种林草覆被的径流小区，开展24场侵蚀性降雨事件的坡面产流产沙野外观测，辨识降雨特征和林草覆被格局对坡面产水产沙的影响。[结果](1)24场侵蚀性降雨分为A雨型(雨量小、强度较大、历时短)、B雨型(雨量大、强度大、历时短)和C雨型(雨量小、强度小、历时长)3类。A雨型发生频率最高，为45。83％，B雨型累积降雨量最大，占总降雨量的63。44％。(2)4种林草覆被格局的累积径流深和累积侵蚀量总体呈现QF＜XF＜TF＜WF;径流深和侵蚀量峰值均发生于B雨型，其产流量相比于A雨型增加337。74％～410。32％，产沙量增加283。47％～504。58％。(3)WF径流深和侵蚀量占比为75。75％和 98。51％，XF、TF分别占 12。20％和 1。08％，7。28％和 0。34％。与 WF相比，XF 和 TF 的径流减少84。18％和75。85％，产沙减少96。99％和93。30％。[结论]对比不同林草覆被格局的坡面水沙产出，上坡耕种十下坡草本覆盖、条带耕种+等高植物篱的林下适度利用可兼顾林地调水保土和林下生态种植的功能，为三峡库区生态修复与林下土地资源优化利用提供理论依据。

    水土流失侵蚀性降雨林草覆被格局生态修复三峡库区

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