中国北方山区在暴雨后未铺设道路上的侵蚀

研究区域为曾家沟流域，流域面积为 1.61 km ² 。它位于临朐县。中国山东省。位于沂山北麓 (36 ° 13 ’ N ， 118 ° 40 ’ E) 。该地区以棕色壤土为主。农田土壤容重约 1.36 g cm ^-3 。年平均侵蚀速率为 18.61 t ha ^-1 。年降水量约为 592mm 。选择这个分水岭是因为它位于风暴中心附近。以种植玉米和花生为主 ( 面积占 32%) 和森林为主 ( 面积占 52% ）

（ 1 ）田间调查：调查了 70 个路段，使用 GPS 接收器记录每个路段的起点和终点。每隔 2 米用卷尺测量细沟、暂时性沟壑和沟壑的宽度和深度。用不锈钢圆筒 (5cm 高， 100cm3 体积 ) 测量表层土壤的未铺装路面容重。采样后，将土壤在 105 ° C 下烘干 24 h ，称重。通过实地调查，计算了各路段沟谷 / 暂时性沟谷 / 沟谷的平均宽度、平均深度和侵蚀量。

（ 2 ）基于无人机来源的 DOM 和 DSM 图像，计算了每个路段的一系列驱动因素分析参数。单位长度道路的排水面积 (C1) 是根据 DSM 计算的。单位长度道路的排水面积计算为，其中 C1 (m ² ·  m ^-1 ) 为单位长度道路排水面积 ;C (m ² ) 为各路段的流域面积， L(m) 为路段 C1 的长度，采用 ESRI ArcGIS Desktopl0.5 进行水文分析计 算

（ 3 ）基于 UAV DSM 和 DOM 数据集，通过测量高程变化和沿着没有沟壑的道路点之间的距离来确定每个路段的道路梯度。每个路段选取至少 4 个点，将路段划分为至少 3 个分段，以分段长度为加权参数计算加权平均，作为整体道路梯度。

（ 4 ）基于无人机来源的 DOM 图像，利用 VDVI 指数 ( 可见光波段差植被指数 ) 计算植被覆盖度。路段表面植被覆盖度 (FVC) 通过平均每个路段上的所有像素来计算 。通过对各路段流域内所处像素点进行平均，计算出各路段流域内植被覆盖度 (FVC d）

（ 1 ） 根据侵蚀条件及其对拖拉机通行能力的影响，将未 铺设 道路侵蚀强度分为 4 个等级。根据细沟、短时间沟壑和经典沟壑的发生情况制定了道路侵蚀等级标准。传统的沟道类型定义中考虑了不同沟道类型对耕作的影响。通过使用一般耕作工具，可以消除细沟，不能跨越经典沟壑，可以跨越和填充短暂的沟壑。同样，道路侵蚀类型标准也考虑到了对交通的影响。典型的沟壑、短暂的沟壑和道路侵蚀中的细沟分别被定义为拖拉机不能通过的沟壑、很难通过的沟壑和容易通过的沟壑。若未观察到明显沟道，则将路面侵蚀类型定义为沟间侵蚀。

（2） 曾家沟流域未 铺设 侵蚀空间分布。最严重的道路侵蚀一般位于分水岭的底部 。 那里的排水面积一般都很大。侵蚀的分布因土地利用和土地管理的不同而不同，坡耕地的侵蚀程度最高，而梯田的侵蚀程度较低。

（3） 不同土地管理有关的道路侵蚀情况。道路侵蚀量与道路流域土地管理有显著相关。

（4） 根据 不同土地管理下道路侵蚀量及其影响因素的 Pearson 相关关系 ，影 响土壤侵蚀量的主要因素随田间管理的不同而不同

（ 5 ） 冗余分析证实了道路侵蚀与识别因素之间的关系。前两个轴解释了 52.3% 的总方差。第 1 轴有效表征 C 1 道路坡度、梯田等地形相关因子，第 2 轴有效表征植被覆盖度 (FVC) ，表明它们是影响道路侵蚀的关键因子。

本研究通过对“利奇马”降雨后的实地调查，确定了对于未铺设道路来说，极端降雨会造成极大的侵蚀。集水区、道路坡度、与植被覆盖度都是未铺设道路侵蚀重要的影响因素。而在 坡耕地、林草耕地和梯田 中，梯田是相对侵蚀最少的。由此，增设未铺设道路和排水区域的的植被覆盖，建设梯田工程等可能会对未铺设道路侵蚀有良好影响。但还是需要 对不同降水水平相关的不同环境中未铺设道路侵蚀的测量和实验进行进一步研究 。

CHUNMEI WANG, BAOYUAN LIU, QINKE YANG, et al. Unpaved road erosion after heavy storms in mountain areas of northern China[J].  International Soil and Water Conservation Research ,2022,10(1):29-37.

王嘉龄，中国科学院大学 水土保持研究所研究生，水土保持与荒漠化防治专业