土壤侵蚀是全球性的头号环境问题。棕壤作为重要的森林土壤和农业土壤,因长期不合理耕作,水土流失严重,严重危害粮食安全与生态安全。坡面是土壤侵蚀发生的基本单元,细沟和细沟间侵蚀是坡面侵蚀的主要方式,在坡面侵蚀产沙及其输移过程中占有重要的地位。在诸多影响因子中,降雨类型与坡度是影响土壤侵蚀外驱动力的关键要素。垄作是棕壤坡耕地被广泛应用的耕作措施,其可影响降雨产流、汇流过程,从而可影响坡面侵蚀。在垄作条件下,量化降雨过程中降雨类型和坡度对细沟间侵蚀过程、细沟侵蚀过程,以及细沟与沟间侵蚀过程的集总,即坡面侵蚀过程的影响,可深入理解坡耕地土壤流失过程,对棕壤区土壤侵蚀防治具有重要的科学意义。为深入理解棕壤垄作坡耕地的土壤侵蚀机理,本研究设计2个降雨类型,即增强型(70-70-100-100 mm/h)和减弱型(100-100-70-70 mm/h),以及2个坡度(9°和18°)的人工模拟降雨试验。每个雨型分2个阶段(阶段I、阶段II),每个阶段进行雨强相同的2个场次的降雨,每个场次降雨历时20 min。采用1.60m×0.53 m的试验土槽,在垄面和垄沟分别布设稀土元素镧(La)和铈(Ce)以识别细沟侵蚀和细沟间侵蚀。主要结论如下:(1)降雨强度对坡面径流量的影响显著,坡度在不同雨型下对径流量和产沙量的影响具有差异性。同一雨强在降雨过程中出现的时序不同,对产流产沙量的影响不同。在100 mm/h雨强下,雨强发生时序对产沙量影响不显著,在70 mm/h雨强下,产沙量整体较小。累计产沙量和累计径流量呈现出幂函数关系。总径流量从大到小依次为:9°减弱型>18°减弱型>9°增强型>18°增强型;总产沙量从大到小依次为:18°增强型>18°减弱型>9°减弱型>9°增强型。(2)细沟间侵蚀量均呈现出随降雨历时先增加后降低的趋势,坡度的影响因雨型不同具有差异性。在增强型雨型下,坡度对细沟间侵蚀有显著影响,但在减弱型雨型的不同阶段降雨中,坡度对细沟间侵蚀量的影响存在差异。在减弱型雨型中,在阶段I降雨中,细沟间侵蚀贡献率不断下降,但在阶段II降雨中,细沟间侵蚀贡献率较稳定。同一雨强在不同雨型中出现的时序不同,细沟间侵蚀量也会存在一定差异。不同坡面下总细沟间侵蚀量和贡献率大小不一致。总细沟间侵蚀量从大到小依次为:18°增强型>9°增强型>9°减弱型>18°减弱型,总细沟间侵蚀贡献率从大到小依次为:9°增强型>9°减弱型>18°增强型>18°减弱型。(3)坡度与降雨时段对细沟发育形态和细沟侵蚀过程影响显著。18°坡面在减弱型雨型和增强型雨型下的细沟累计长度分别是9°坡面的1.14倍和1.00倍,细沟平均宽度分别为0.44倍和0.20倍,细沟平均深度分别为2.85倍和4.24倍。在阶段I降雨中,在70 mm/h雨强下,9°和18°坡面细沟侵蚀量和贡献率均为0,但在100 mm/h雨强下坡面细沟发育明显,坡度对细沟侵蚀量有显著影响,在阶段II降雨中,不同雨强下,坡度对细沟侵蚀量均有显著影响。总细沟侵蚀量和总细沟侵蚀贡献率大小具有一致性,从大到小依次为:18°减弱型>18°增强型>9°减弱型>9°增强型。对阶段I、阶段II降雨分别线性拟合发现,不同雨型下,雨强发生改变后,在减弱型雨型下,雨强减弱后,9°坡面和18°坡面累计细沟侵蚀量增加速率分别减少93.34%和94.80%。