近日，我院杨坪坪博士、李瑞研究员等人在地球科学领域SCI一区Top期刊Catena（2022年最新IF=6.37）在线发表题为“Runoff sediment characteristics affected by erosive rainfall patterns in a small watershed in karst areas of southwest China”的研究论文。该论文系统研究了喀斯特小流域产流产沙特征对不同侵蚀性降雨的响应，推导了流域泥沙来源，阐述了喀斯特流域地下漏失过程机制，为研究喀斯特水沙输移过程、“二元”土壤侵蚀原理等提供了新的见解，同时为小流域水土保持综合治理提供了重要的理论依据。

 

喀斯特地区土壤侵蚀具有独特的地表、地下“二元”流失特征。当前，流域侵蚀泥沙来源相关研究尚存不确定性，地下漏失机理尚不十分明晰。该论文基于关岭蚂蟥田小流域长系列原位降雨、径流及泥沙观测数据，以及流域岩溶发育特征的实地调查，利用K-Medoids聚类、滞回曲线等方法，针对小流域“二元”流失过程机制开展研究。结果表明，平均泥沙模数和平均径流深度分别为124t/(km²·a)和13.8mm。基于降雨时长(T_R)、降雨深度(R)和最大30min雨强(I₃₀)将侵蚀性降雨事件划分为3个降雨模式。B类型（T_R、R、I₃₀均为中等）引起的流域径流和泥沙产量最大，因此，应着重防控该降雨模式引起的水土流失。此外，径流和泥沙含量的滞回曲线分析表明，复杂的顺时针滞回曲线中占主导地位，表明在大多数侵蚀性降雨中泥沙来源于流域各个部位。其次顺时针滞回曲线较为显著，表明该类型下土壤主要来源于沟道本身的沉积物。结合野外不同产沙部位的土壤特征，该研究认为地下河中储存的沉积物是该流域的主要泥沙来源。该研究可为小型喀斯特流域的降雨与径流沉积物之间的关系提供了理论依据，并丰富了喀斯特地区土壤侵蚀原理。

 

喀斯特“二元”土壤侵蚀概念模型

 

不同类型侵蚀性降雨下流域产流产沙特征

 

不同类型径流和泥沙含量的滞回曲线

该研究得到国家自然科学基金（32101593，32060372）、贵州省科学技术基金（QiankeheJichu-ZK[2021]220）、贵州省教育厅青年科技人才成长项目（Qianjiaohe KY[2021]293，Qianjiaohe KY[2017]126）等联合资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S034181622200577X