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生物结皮分布格局对坡面流水动力特征的影响

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生物结皮的分布格局是影响坡面产流产沙的因素之一,但其格局对侵蚀动力的影响机理尚不明确,妨碍了进一步解析生物结皮影响坡面产流产沙的机制.本研究通过室内模拟降雨试验,采用景观生态学方法,对带状、棋盘和随机3种分布格局下生物结皮坡面景观指数和水力学参数的变化规律与裸土坡面进行对比研究.结果 表明:生物结皮显著影响坡面侵蚀动力,其分布格局是影响坡面侵蚀动力的因素之一.与裸土相比,生物结皮显著降低了坡面流速(54.6％)和弗劳德数(67.0％),显著增加了径流深(86.2％)和阻力系数(10.68倍),但对雷诺数和径流功率的影响较小;除径流深外,3种格局的生物结皮坡面的各水力学参数均存在显著差异,其中,随机格局对坡面侵蚀动力的影响最大.基于因子分析和聚类分析,筛选出斑块占景观面积比例、斑块密度、景观形状指数、斑块连结度和分离度5个指标作为描述生物结皮斑块分布特征的指标.其中,生物结皮斑块间的斑块连结度和分离度是影响坡面侵蚀动力的主要格局因子.随着生物结皮斑块间斑块连结度减小、分离度增大,坡面流速增加,阻力减小,坡面侵蚀加剧.
Effects of the distribution of biological soil crust on the hydrodynamic characteristics of surface runoff

吉静怡、赵允格、杨凯、张万涛、高丽倩、明姣、王闪闪

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西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100

西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100

中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100

西北农林科技大学林学院,陕西杨凌712100

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生物土壤结皮 径流 景观指数 破碎度 连通性

国家自然科学基金重点项目中国科学院“西部之光”交叉团队-重点实验室合作研究专项(2019年入选)资助

41830758

2021

10.13287/j.1001-9332.202103.017

应用生态学报
中国生态学学会 中国科学院沈阳应用生态研究所

应用生态学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：2.114
ISSN：1001-9332
年,卷(期)：2021.32(3)
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