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孔隙特征是指孔隙的分布,数量搭配和形态特征,它直接影响水分在土表及土体内的迁移途径及方式,与土壤表面径流及渗透性之间具有密切关系(Edwards等,1989:Poesen等,1992),认识表土孔隙特征对土壤侵蚀过程研究有重要意义。本文以第四纪红粘土母质发育的典型红壤为研究对象,通过模拟降雨获取不同降雨历时的土壤微形态样本,并应用土壤切片技术和数字图像技术定量分析,降雨过程中表土样本横断面和纵断面上孔隙特征的时空变化规律,初步探讨了土壤表土孔隙特征与土壤侵蚀过程间的关系,结果如下:1、土壤横断面孔隙数量随着降雨历时延长:0-2.5mm层下降多,2.5-5mm层下降其次,7.5-12.5mm层孔隙下降较小且相似。此外,0-2.5mm和2.5-5mm层,在3min时孔隙总数量小幅上升,且上升的主要是等效直径0.05-0.2mm、0.2-0.35mm的孔隙。30min左右,各层孔隙数量变化稳定。等效直径大于0.5mm的孔隙数量下降最大,小于0.05mm下降最小。2、土壤横断面孔隙面积随着降雨历时延长:孔隙面积百分比呈下降趋势,0-2.5mm层孔隙面积比下降最大;2.5-5mm层其次,在3min时等效直径为0.05-0.2mm、0.2-0.35mm的孔隙面积百分比小幅上升。;7.5-12.5mm层下降较小且相似,这是因为随着土壤深度增加土壤受地表层流和雨滴打击依次减少,都只受到水流的单一入渗作用影响。等效直径大于0.5mm的孔隙面积百分比下降最大,小于0.05下降最小。3、土壤横断面孔隙形态随着降雨历时延长:不规则孔隙所占面积最大且减少最多,圆形孔隙所占面积最小且减少最少,长形孔隙各个时段都很少。降雨30min后,不规则孔隙在7.5-12.5mm层占据较大比例,而0-5mm层比例较小:圆形孔隙在各个层次为一半左右,且在0-2.5mm中占70%左右;长形孔隙在0-2.5mm层几乎消失,在其它层次中占比例也很少。4、土壤纵断面孔隙数量随降雨历时延长:0-5mm层孔隙数量在6min时出现较大幅下降,一直持续到30min。0.05-0.2mm和0.2-0.35mm孔隙数量变化最大。5-10mm层孔隙数量减小速率和幅度均小于0-5mm层,孔隙径级和形状不断的发生再分布。0.2-0.35mm的孔隙明显多于0-5mm层。10-20mm(L3)孔隙数量多于L1、L2,孔隙数量变化最小,30min后,孔隙数量仍维持较高值。5、土壤纵断面孔隙面积随降雨历时延长:0-5mm孔隙面积百分比在6min时出现较大下降,并一直持续到30min,在30min时达到5%最小值。等效直径大于0.5mm孔隙面积变化最明显。5-10mm层孔隙面积百分比减小速率和幅度小于0-5mm层。等效直径为0.35-0.5mm和大于0.5mm孔隙面积百分比多于L1层。10-20mm层孔隙面积百分比,在9min后才有缓慢下降。且到30min时仍维持在20%。10-20mm层各等效直径的孔隙面积百分比变化不明显。6、土壤纵断面上土壤孔隙形态降雨历时延长:圆形孔隙所占比例最小,长形不规则孔隙所占比例较大。3min时0-5mm不规则孔隙少量增加,这主要是受雨滴打压作用,小孔隙被压扁,拉长,连通性增加,原来相互分离的小孔隙互相连通,形成裂隙状孔隙和长孔隙。0-5mm层变化频率比5-10mm层和10-20mm层大。10-20mm层孔隙形态和孔径分布无大变化,这主要与其受降雨影响不大有关。7、土壤总面积百分比与降雨径流量和侵蚀量变化过程对比分析表明:土壤表层总面积百分比在3-6min时有小幅下降,且等效直径大于0.35mm的孔隙下降幅较大,这也是土壤坡面产流直接原因。坡面产流时间为8min左右,相较于土壤孔隙面积变化过程,坡面产流时间滞后于土壤孔隙面积突变时间。土壤孔隙面积百分比在产流后开始大幅下降并一直保持下降趋势,到40min左右趋于稳定。二者在时间变化趋势上有很强一致性。由于降雨产流后,孔隙面积百分比变化是由团聚体破碎后的土壤颗粒在水平和垂直方向上随水分运移而产生的,而土壤团聚体的破坏和破坏后的土壤颗粒分离、搬运、水分入渗是土壤的径流强度、侵蚀量以及侵蚀泥沙颗粒特性的表现形式(Hairsine,1991)。因此,可以通过土壤孔隙面积百分比变化的定量分析反映坡面径流强度、侵蚀量以及侵蚀泥沙颗粒特性的变化过程,达到以孔隙面积百分比变化的定量分析反映土壤径流强度侵蚀、侵蚀量以及侵蚀泥沙颗粒特性的变化过程。