《表3 不同根系密度条件下沟头累积溯源距离与时间关系》

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《根系密度对黄土塬沟头溯源侵蚀产沙和形态演化过程的影响》

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由图4可知，沟头累积前进距离呈阶梯式增长，沟头前进速率呈波动变化。由图4a可知，对照小区前进速率随试验进行呈降低—增加交替变化，其范围在0.37～2.69 cm/min之间；在85 min，由于沟头土体发生崩塌，前进速率由0.43突增至2.27 cm/min，随后前进速率恢复平稳，沟头稳定向前推进，最终前进距离为197.48 cm。研究发现，对照小区沟头前进速率在试验前期较大，后期速率趋于稳定。Wells等[36]研究结果亦表明，沟道在发育前期形态变化最大，待沟道发育稳定，沟头前进速率几乎保持恒定。与对照相比，草被小区前进速率明显降低，沟头前进距离缩短75.61%～78.87%。对照小区裸露塬面，土壤可侵蚀性较高，沟道发育较快，而草被小区由于根系提高土壤抗侵蚀能力，发育较为缓慢。由图4b可知，C1小区在0～15 min内，前进速率达到最大值（1.04 cm/min），这是由于第9 min，沟头发生重力崩塌，前进距离突增15.60 cm导致的，随后前进速率不断降低，沟头缓慢向前推进，126 min再次在沟头发生崩塌，导致侵蚀速率由0.06突增至0.25 cm/min，随后速率保持稳定。由图4c可知，C2小区在0～45和90～120 min前进速率较大，在0.31～0.78和0.18～0.37 cm/min之间变化，沟头快速向前推进，其余时段C2小区前进速率缓慢，沟头前进距离几乎保持恒定。由图4d可知，C3小区前进速率变化趋势与C2小区一致。草被小区沟头前进速率波动剧烈，与前人研究结果存在差异[36-40]。造成这种差异的主要原因可归结于根土体崩塌，当沟头根土体崩塌时，草地小区沟头前进速率突增。随着试验时间的推移，两种不同沟头溯源模式与土壤可蚀性有关。对照小区塬面裸露，土壤可蚀性较高，沟道发育完全可在更快和更大的时空尺度上完成[36]，对照小区沟头溯源距离是草被小区的4.10～4.74倍；草被小区土壤可蚀性低，抑制沟头溯源和沟道发育进程。由表3可知，沟头累积前进距离与时间呈极显著幂函数关系（P<0.01）。