基于“源-汇”景观理论的小流域侵蚀产沙模拟研究

在流域侵蚀产沙过程中，一些景观是"侵蚀源"，一些起到"沉积汇"的作用。即使是同一景观单元，在不同降雨条件下，其"源汇"功能可能发生转化。"沉积汇"的存在，使得坡面侵蚀与流域产沙间的关系复杂化。因此，准确识别不同降雨事件下"侵蚀源"和"沉积汇"，阐明其格局对侵蚀产沙影响，是认识小流域内多重尺度的水土流失机制需要解决的重要科学问题。本项目根据"源汇"景观理论，利用小区和坡面观测数据，建立基于降雨事件的"侵蚀源"和"沉积汇"景观类型划分方法及其评估体系；选择三峡和丹江口库区典型小流域，分析降雨事件中流域"侵蚀源"和"沉积汇"空间分布特点；并将其与DEM有机集成，定量描述不同"源汇"格局下的水沙汇流过程，阐明"源汇"格局对侵蚀产沙过程作用机理，并建立侵蚀产沙的模拟模型。研究结果将有助于深化景观格局对水土流失过程作用机制的理解，而这种理解是进行流域综合治理及其效益评估的重要科学基础。

在流域侵蚀产沙过程中，一些景观是"侵蚀源"，一些起到"沉积汇"的作用。即使是同一景观单元，在不同降雨条件下，其"源汇"功能可能发生转化。"沉积汇"的存在，使得坡面侵蚀与流域产沙间的关系复杂化。因此，准确识别不同降雨事件下"侵蚀源"和"沉积汇"，阐明其格局对侵蚀产沙影响，是认识小流域内多重尺度的水土流失机制需要解决的重要科学问题。本项目选择三峡和丹江口库区典型流域，针对景观破碎化的流域环境，建立了土地利用及其格局变化对流域径流和侵蚀产沙影响的定量分析方法，阐明了降雨—径流—侵蚀产沙耦合机制，发展了流域水土流失过程模拟方法，克服了现有模型不适合陡坡和破碎化景观的不足。研究结果将有助于深化景观格局对水土流失过程作用机制的理解，而这种理解是进行流域综合治理及其效益评估的重要科学基础。项目实施3年，在SCI检索刊物上发表论文10篇，在土壤学报、应用生态学报、环境科学等国内核心发表论文4篇，培养博士和硕士研究生各2人。研究成果也是水利部大禹水利科学技术二等奖“南水北调中线水源地水土流失与面源污染生态阻控技术研究”的创新点之一。