我校黄河流域多沙粗沙区生态保护与高质量发展“草原英才”创新团队在国际水文学期刊《Journal of Hydrology》在线发表了题为“Short-term changes in slope vegetation patch patterns and their regulation on sediment connectivity in an arid area” 的研究论文。沙漠治理学院2024级水土保持与荒漠化专业博士研究生张尚轩为论文第一作者,李龙副教授为通讯作者。
植被斑块是干旱、半干旱地区常见的景观,其空间分布会直接影响坡面径流形成和泥沙输移。研究团队以内蒙古鄂尔多斯鲍家沟流域为研究区,设置均匀分布、随机分布和聚集分布三种植被斑块格局,并以裸坡作为对照。通过连续三年野外观测,结合无人机遥感和地面三维激光扫描技术,利用景观格局指数、汇流网络结构和泥沙连通性指数,系统分析不同植被斑块格局的短期演变特征及其对坡面侵蚀的调控机制。
研究发现,在自然降雨和径流冲刷作用下,各类植被斑块均呈现边界复杂化、破碎化加剧和连接度下降的趋势,其中随机分布格局退化最为明显。相比之下,均匀分布格局具有更强的径流和泥沙拦截能力,与裸坡相比,其径流量和产沙量分别降低40.46%和53.48%。进一步分析表明,泥沙连通性增强会促进坡面径流汇集和泥沙输出,而较高的植被斑块连接度能够切断连续输移路径,减轻土壤和养分流失。
该研究从“输移路径是否连通”的角度,进一步解释了相近植被覆盖度条件下不同空间格局产生显著水土保持差异的原因。并且认为干旱区生态修复不应仅追求植被覆盖度的提高,还应由单纯关注覆盖多少转向统筹考虑如何配置。
该研究得到内蒙古自治区科技计划——内蒙古自治区风沙物理与防沙治沙工程重点实验室-砒砂岩沟坡侵蚀过程与防治机制研究(2025KYPT0043)、“砒砂岩沟坡崩塌机制与沟-坡-岸综合防治关键技术研究”项目(2025YFSH0001)以及国家自然科学基金项目(42267049)等的资助。