东北黑土区晚春农田地表裸露且干旱多风,而夏季和秋季降雨集中,导致了风力和水力外营力作用下的复合土壤侵蚀在时间上更替和在空间上叠加的特征,从而加剧了该地区的土壤侵蚀,而当前对风力水力叠加作用影响黑土坡面土壤侵蚀的研究鲜有报道。本研究通过室内风洞试验和模拟降雨试验相结合的方法,分析了风力水力叠加作用对黑土坡面土壤侵蚀的影响,初步揭示了风力水力叠加作用影响黑土侵蚀的机理,丰富了多营力作用的复合侵蚀理论,也为黑土区水土保持措施的精准实施提供了重要的科学依据。主要研究结论如下:（1）风力水力叠加作用显著增加了坡面水蚀量（P<0.05）。与前期无风蚀作用仅有降雨试验处理相比,在50和100 mm h-1降雨强度下,9、12和15 m s-1风速下的前期土壤风蚀作用使3°和7°坡面径流量、水蚀量和径流含沙量分别增加2.5%～17.9%、5.0%～80.3%、11.5%～70.8%和1.6%～7.7%、2.1%～46.3%、2.5%～31.1%。风力水力叠加作用使坡面径流量、水蚀量和径流含沙量皆随前期土壤风蚀作用的风速增大而增加;但降雨强度的增加削弱了前期土壤风蚀作用对水蚀的影响。（2）前期土壤风蚀作用对后期坡面水蚀产生了明显的正向交互效应,且前期土壤风蚀作用对坡面水蚀量的贡献随前期土壤风蚀作用的风速增大而显著增加,随降雨试验的降雨强度增加而减少。在50和100 mm h-1降雨强度以及3°和7°坡度的试验条件下,9、12和15 m s-1风速的前期土壤风蚀作用对坡面水蚀量的贡献率分别为5.0%～24.2%、18.3%～45.4%、73.4～80.3%和2.1%～17.5%、19.5%～26.3%和33.6%～46.3%。前期土壤风蚀作用的风速、降雨强度及其二者的交互作用对坡面水蚀量的因子贡献率分别为13.5%、67.1%、11.8%和14.2%、70.5%、12.3%,各因子对坡面水蚀量的因子贡献率大小排序为降雨强度>风速>风速和降雨强度的交互作用。（3）水力风力叠加作用明显减小了土壤风蚀量,且随着前期地表水蚀作用的降雨强度增加,土壤风蚀量的减小幅度趋于增加。与无前期降雨仅有风蚀试验处理相比,对于前期地表水蚀作用对应的50和100 mm h-1降雨强度和3°和7°坡面,水力风力叠加作用使土壤风蚀量分别减小66.4%～96.7%和77.2%～97.6%。说明前期地表水蚀作用对后期土壤风蚀产生了明显的负向交互效应,且随前期地表水蚀作用的降雨强度和坡度增加,前期地表水蚀作用对后期土壤风蚀产生的负向交互效应更加明显。（4）风力水力叠加作用加剧坡面水蚀的主要原因一方面是前期土壤风蚀作用使坡面形成了风蚀凹痕微形态,改变了水蚀过程中坡面径流路径和连通性,加速了坡面径流汇集,导致径流侵蚀能力增加,从而增加了坡面水蚀量。另一方面,前期土壤风蚀作用增加了地表粗糙度和风蚀深度,加剧了降雨侵蚀的潜在能力;加之前期风蚀作用使地表松散粗颗粒富集,为后期降雨侵蚀提供了物质来源,从而导致了坡面水蚀量增加。而前期地表水蚀作用过程中雨滴打击形成的光滑致密土壤结皮层,抑制了后期风蚀的物质来源,是造成前期地表水蚀作用对后期土壤风蚀产生负向交互效应的主要原因。（5）风力水力叠加作用使坡面径流平均流速、径流雷诺数和弗汝德数均增加,而Darcy-Weisbach阻力系数有所减小,说明前期土壤风蚀作用增大了后期坡面水蚀过程中径流的紊乱程度,增强了径流侵蚀和搬运能力。同时,前期土壤风蚀作用也使后期水蚀过程中坡面径流剪切力、水流功率和单位水流功率均有所增加,从而导致坡面水蚀量增加,这也从侵蚀动力学角度解释了前期土壤风蚀作用对后期坡面水蚀产生正向交互效应的机理。
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