近日，我校喀斯特研究院李瑞研究员课题组在生态领域1区TOP期刊《Science of The Total Environment》（2022年最新IF=10.753）在线发表题为“Rainstorm sediment events in heterogeneous karst small watersheds: Process characteristics, prediction modeling and management enlightenment”的研究论文。该论文系统研究了我国西南异质喀斯特小流域泥沙过程特征对暴雨事件的响应，建立了适合喀斯特环境特征的泥沙连通性指数（RIC）和泥沙预报建模方案，为喀斯特地区应对未来极端气候变化，发展符合区域流域泥沙管理模式提供了重要的理论和技术支持。

 

气候变化造成的频繁暴雨正在对喀斯特地区甚至全球水文系统造成重大压力和影响。当前，喀斯特流域侵蚀泥沙与暴雨相关研究尚存不确定性，泥沙管理策略尚不十分健全。该研究基于3个典型喀斯特小流域长序列原位高频降雨、径流及泥沙观测信号，以及流域岩溶发育特征的实地调查，利用机器学习模型、连通性模型等方法，针对小流域暴雨泥沙事件的过程特征和管理策略开展研究。结果表明，泥沙过程变率较大（CV>0.36），相同指数具有明显的流域差异；景观格局和RIC与平均或最大悬浮沉积物浓度具有极显著的相关性（p<0.01，|r|>0.235）。前期降雨深度是影响产沙模数的主导因素（贡献=48.15%）。滞回效应和RIC推断，流域泥沙主要来自下游农田和河床或偏远的山坡。流域景观均呈现集中化和单一化。未来应着重在耕地四周和疏林地补充灌木或草本植物斑块，增加对泥沙汇集能力。此外，建模实践表明反向传播神经网络对产沙模数的建模能力最优，特别是输入广义加性模型优选的变量，可作为喀斯特小流域暴雨泥沙预报的推荐模型之一。该研究可为基层水利部门应对暴雨造成的水土资源损失提供有价值的决策支持，并丰富了喀斯特地区的土壤侵蚀理论。

 

泥沙过程对暴雨的响应特征

 

流域泥沙来源及贡献率

 

流域RIC可视化

该文通讯作者为李瑞研究员，第一作者系李瑞指导的2021级自然地理硕士研究生敬俊。该研究得到了国家自然科学基金（32060372）、贵州省基础研究计划重点项目（黔科合基础-ZK[2023]重点029）和贵州省科技支撑计划项目（黔科合支撑[2021]一般462）的联合资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162679

转自：https://news.gznu.edu.cn/info/1013/49142.htm

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