황토 볼록 언덕 경사면의 식생 공간 패턴이 침식 및 퇴적물 입자 분류에 미치는 영향

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 14187(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

황토고원의 심각한 토양 침식 문제를 해결하기 위해 제한된 식생 측정 조건에서 볼록한 산사면 상부 경사면의 다양한 위치에서 식생의 유출 침식 특성과 침식 퇴적물 분류 특성을 조사하고 최적의 식생 공간을 설정합니다. 다양한 식생 위치에서 물 저장 및 퇴적물 감소의 이점에 따라 패턴이 제안되었습니다. 서로 다른 식생 공간 패턴의 단위 면적당 유량 유출량의 변동 정도는 작으며, 각 식생 공간 패턴의 단위 면적당 퇴적물 유출량의 변화 과정은 유출 시간이 증가함에 따라 급격히 변동했습니다. 사면에 식생을 식재한 후 총 유출량과 퇴적량은 감소하였다. 잔디 벨트가 경사면 상단에서 6m 떨어져 있을 때 유출량 감소 혜택은 19.65%였습니다. 잔디 벨트가 경사면 상단에서 2m 떨어져 있을 때 퇴적물 생산량 감소 이점은 70% 이상이었습니다. 식생으로 덮인 경사면의 수력 침식 조건에서 침식 입자는 주로 미세한 입자이며 미사 함량이 높고 모래 함량이 상대적으로 적습니다. 식생이 경사면 상단에서 멀리 배열될수록 0.002~0.05mm 크기의 토사가 더 쉽게 침식됩니다. 유출수와 퇴적물 생산량 모두 감소 측면에서 더 높은 효과는 경사면 끝 부분에 식생을 심을 때 얻어졌습니다.

중국 중북부의 황토고원 지역은 수천 개의 협곡과 복잡한 지형, 낮은 식생 피복을 특징으로 하며, 인간 활동의 영향을 크게 받아 심각한 토양 침식을 초래하고 있으며, 연평균 토양 유실량은 5000~10,000t에 달합니다. /km21,2,3,4,5. 증가된 토양 침식은 생태 환경을 파괴할 뿐만 아니라 주변 사회적 경제의 지속 가능한 발전을 심각하게 방해합니다6,7,8. 볼록한 언덕 경사면은 도랑 사이에 위치한 경사면입니다. 다양한 경사 유형으로 인해 강우 침투 후 사면 토양의 물 분포가 다르며 볼록한 경사면의 침식 및 퇴적물 생성 특성은 일반 황토 경사면과 다릅니다. 예를 들어, Zhang et al.9은 볼록한 언덕 경사면의 세굴 조건에서 노출된 경사면의 경사 속도가 공간에서 상당히 변동하는 반면, 상부 및 하부 경사면의 상부 부분의 침식이 더 심각하다는 것을 발견했습니다. 따라서 볼록한 산사면 침식 과정에 대한 이론의 개발은 황토 지역의 토양 침식 메커니즘을 연구하는 핵심 문제일 뿐만 아니라 이들 유역의 물과 토양 손실을 제어하는 ​​핵심 문제이기도 하다10,11,12.

토양 침식 연구에서는 침식 및 퇴적물 생산량에 대한 식생의 조절을 조사하는 많은 이전 연구가 있었습니다. 여러 연구에 따르면 경사면에 식생을 식재하면 유출 침식력을 효과적으로 약화시키고, 토양 침식 저항성을 향상시키며, 물과 토양 손실을 억제할 수 있는 것으로 나타났습니다13,14,15,16,17,18. 이러한 방식으로 합리적인 식생 공간 패턴은 토양 특성을 효과적으로 개선하고 토양 조대화를 억제하며 토양 유기물의 손실을 줄일 수 있습니다19,20,21,22. 동시에, 일부 연구에서는 불합리한 식생 공간 패턴이 더 심각한 토양 침식을 초래할 수 있음을 보여주었습니다23,24. 따라서 특정 식생 범위에서 합리적인 공간 패턴은 물과 토양 손실을 제어하는 ​​​​핵심입니다. 그러나 위 연구의 대부분은 직선 경사면에서 수행되었습니다. 볼록한 언덕 경사면의 침식 및 퇴적물 생성량의 특수성으로 인해 볼록한 언덕 경사면의 식생의 공간적 패턴과 침식, 퇴적물 생성량 및 토양 특성에 미치는 영향에 대한 연구를 강화할 필요가 있습니다.