坡面水蚀过程中土壤团聚体破坏和土壤颗粒流失是导致土壤结构变差、土壤有机质下降和土壤肥力降低的主要原因^[1-2]，而降雨和坡面汇流是坡面水蚀过程中土壤颗粒分散与搬运、团聚体破碎与迁移的关键驱动力^[3-4]，降雨对土壤团聚体破碎、流失以及颗粒迁移过程有重要影响^[5-6]，而坡面汇流则会增加坡面径流侵蚀力，进而加剧土壤团聚体破碎、流失以及颗粒迁移；因此，研究坡面水蚀过程中降雨和汇流对土壤团聚体流失和颗粒迁移的影响将加深对土壤侵蚀退化过程机理的认识。当前有关坡面水蚀过程对土壤团聚体流失和颗粒迁移的影响研究，大多孤立地剖析降雨或坡面汇流的影响作用，很少分析二者相互影响和相互作用。姜义亮等^[7]的研究表明，随降雨强度的增大，雨滴打击作用和水流紊动作用增强，导致径流分散作用和输移作用增强，进而使土壤团聚体流失量增加；杨帆等^[6]的研究表明，径流冲刷作用使小粒径颗粒泥沙输移量增加；钱婧等^[8]的研究发现，在红壤坡面水蚀过程中径流优先搬运细小泥沙颗粒，且随径流强度的增大，土壤粗颗粒的流失量增加。众所周知，在坡面水蚀过程中降雨和坡面汇流对土壤团聚体流失和颗粒迁移的影响相互促进相互制约，因此亟需开展降雨和坡面汇流对坡面土壤团聚体流失和土壤颗粒迁移的影响研究。

东北黑土区严重土壤侵蚀导致土壤细颗粒流失、土壤结构变差、土壤肥力下降，进而影响土壤质量和区域粮食产能^[9-10]。因此，揭示黑土区坡面水蚀过程对土壤团聚体流失和颗粒迁移的影响，可为黑土侵蚀退化防治和土壤质量提升提供科学依据。当前有关黑土区降雨和坡面汇流对土壤团聚体流失和土壤颗粒迁移的研究较少，也不清楚降雨和汇流对土壤团聚体流失和颗粒迁移的作用。沈海鸥等^[11]基于径流冲刷试验发现，水蚀过程中＜0.25 mm泥沙颗粒流失的比例较高；申艳等^[12]研究表明，坡面水蚀过程倾向于破坏水稳性大团聚体，径流优先迁移微团聚体；本研究针对现有研究孤立地分析降雨或汇流对土壤团聚体破坏、流失以及土壤颗粒迁移影响的不足，通过设计降雨和坡面汇流组合试验，分析降雨和汇流对黑土坡面土壤团聚体流失和颗粒迁移的影响，加深对黑土侵蚀退化过程机理的认识，旨在为黑土侵蚀防治保护提供科学依据。

供试验土壤采自吉林省榆树市刘家镇0~20 cm耕层土壤(E 126°11′47″，N 44°43′28″)，其有机质质量分数约为23.8 g/kg(重铬酸钾氧化- 外加热法)，采用吸管法测得土壤颗粒组成为砂粒(50~2 000 μm)占3.3%，粉粒(2~50 μm)占76.4%和黏粒(＜2 μm)占20.3%，土壤质地为粉壤土(USDA质地分类)，采用环刀法测得耕层土壤密度为1.20 g/cm³，采用水浸提法(水土比2.5 ∶1)测得pH值为5.92。

模拟试验在黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室人工模拟降雨大厅进行。采用侧喷式模拟降雨装置进行降雨，其降雨高度为16 m，保证所有雨滴达到终点速度。模拟降雨试验时由2组单喷头降雨机对喷，形成15 m×5 m降雨区，其降雨强度变化范围为40~260 mm/h。试验土槽规格(长×宽×深)为8 m×1.5 m×0.6 m，坡度范围0~28°，试验小区下端设集流装置用于收集径流泥沙样，上端安装汇流试验装置，可将所设计的汇水流量通过阀门调节汇入稳流槽，并使水流从稳流槽均匀流向试验坡面，汇流装置可调节的供水流量范围为0~30 L/min。相关研究表明，黑土区0~10°坡度的农地占农地总面积的93.4%^[13]，且引起土壤流失的降雨类型为短历时高强度降雨(降雨时间1 h左右，瞬时降雨强度I₁₀≥0.71 mm/min)^[14]，造成东北黑土区严重土壤侵蚀的降雨强度变化为23.4~103.2 mm/h^[15]，故本试验设计的试验坡度为10°，设计的2个降雨强度分别为50和100 mm/h(即0.83和1.67 mm/min)。为了分析降雨和汇流对土壤团聚体流失和土壤颗粒迁移的影响，设计坡面汇流强度100 mm/h，并设计3组降雨与汇流组合试验(包括50 mm/h降雨强度+50 mm/h汇流强度、50 mm/h降雨强度+100 mm/h汇流强度、100 mm/h降雨强度+50 mm/h汇流强度)，分析降雨和汇流对土壤团聚体流失和颗粒迁移的影响(表 1)，所有试验设计2次重复。

表 1(Tab. 1)

表 1 试验设计 Tab. 1 Experimental design 试验处理 Experimental treatment 降雨强度 Rainfall intensity/ (mm·h-1) 汇流强度 Inflow rate/ (mm·h-1) 骤雨历时 Rainfall duration/ min 重复 Repetition R50 50 0 60 2 R100 100 0 60 2 I100 0 100 60 2 R50I50 50 50 60 2 R50I100 50 100 60 2 R100I50 100 50 60 2   注：汇流强度为单位时间汇流量；R50和R100分别表示降雨强度为50和100 mm/h的试验处理；I100表示汇流强度100 mm/h的试验处理；R50I50为50 mm/h降雨强度与50 mm/h汇流强度组合的试验处理；R50I100为50 mm/h降雨强度与100 mm/h汇流强度组合的试验试验；R100I50为100 mm/h降雨强度与50 mm/h汇流强度组合的试验处理。下同。Notes: Inflow rate refers to inflow amount under the unit time. R50 and R100 refer to the treatments of 50 and 100 mm/h rainfall intensity, respectively. I100 refers to the treatment of 100 mm/h inflow rate. R50I50 refers to the combination treatment of 50 mm/h rainfall intensity and 50 mm/h inflow rate. R50I100 refers to the combination treatment of 50 mm/h rainfall intensity and 100 mm/h inflow rate. R100I50 refers to the combination treatment of 100 mm/h rainfall intensity and 50 mm/h inflow rate. The same below.

表 1 试验设计 Tab. 1 Experimental design

试验步骤包括装填试验土槽、预降雨、正式降雨和径流泥沙样品处理等。1)试验土槽装填土壤采用姜义亮等^[16]方法，即将试验土槽分成耕层和犁底层，然后按1.20 g/cm³和1.30 g/cm³土壤密度分层装填。2)试验土槽装填土壤后静置24 h，采用25 mm/h降雨强度进行预降雨，直至坡面产流，以保证每次试验的前期土壤含水量基本保持一致；然后用塑料布遮盖试验土槽防止土壤水分损失并静置24 h。3)正式降雨前，对设计的目标降雨强度和汇流强度进行率定，使其误差控制在5%以内，以确保试验过程中降雨强度和汇流强度的准确性；试验过程中当坡面开始产流后，记录产流时间，并用12 L塑料桶每隔3~5 min收集径流泥沙样。4)试验结束后将收集的径流泥沙样品分成2组，一组样品通过筛孔直径为5.00、2.00、1.00、0.50和0.25 mm的套筛进行湿筛试验，105 ℃烘干后称量，分析土壤团聚体流失；另一组样品风干后过筛，用过氧化氢去除有机质后用吸管法分析土壤矿质颗粒组成。

采用平均质量直径(mean weight diameter, MWD)和几何平均直径(geometric mean diameter, GMD)指标表示土壤团聚体稳定性，其值越大则表明土壤团聚体的稳定性越强，二者计算公式为：

式中：D_M和D_G分别为平均质量直径和几何平均直径，mm；x_i为筛分的任一粒级团聚体(i)的平均直径，mm；y_i为对应粒级的团聚体质量占样品质量的比例，%；w_i是平均直径为x_i的团聚体质量，g。

利用Excel 2010进行数据处理，并采用Origin 2022进行图表制作，运用SPSS 20.0进行单因素(one-way ANOVA)方差分析和Duncan多重比较(α=0.05)。图表中数据为平均值±标准差。

由表 2可知，试验处理R₁₀₀与R₅₀相比，即降雨强度由50增加到100 mm/h时，黑土坡面径流量和侵蚀量分别显著增加0.6倍和4.4倍。试验处理R₅₀I₅₀与R₅₀相比，即50 mm/h降雨强度+50 mm/h汇流强度组合试验与仅50 mm/h降雨强度相比，坡面径流量和侵蚀量分别显著增加0.5倍和1.8倍。同样，试验处理R₅₀I₁₀₀(50 mm/h降雨强度+100 mm/h汇流强度组合试验)下的坡面径流量和侵蚀量分别较R₅₀显著增加1.2倍和6.3倍。与试验处理R₁₀₀相比，R₁₀₀I₅₀试验处理(100 mm/h降雨强度+50 mm/h汇流强度组合试验)下的坡面径流量和侵蚀量分别显著增加0.4和0.7倍。

表 2(Tab. 2)

表 2 不同试验处理下黑土坡面径流量和侵蚀量的对比 Tab. 2 Comparison of runoff and erosion on the slope of Mollisol region under different treatments 试验处理 Experimental treatment 径流量 Runoff/mm 侵蚀量 Erosion amount/kg R50 34.8±0.5d 2.6±0.3e R100 56.1±1.5b 14.0±0.3c I100 50.7±1.7c 5.8±0.5d R50I50 53.4±0.8bc 7.3±0.3d R50I100 76.6±0.4a 18.9±1.2b R100I50 78.8±1.5a 24.4±0.9a   注：同一列中不同字母表示差异显著(P＜0.05)。Notes: Different letters in the same column meant significant difference at 0.05 level.

表 2 不同试验处理下黑土坡面径流量和侵蚀量的对比 Tab. 2 Comparison of runoff and erosion on the slope of Mollisol region under different treatments

表 2还显示，在试验供水总量相同时，试验处理R₁₀₀下的坡面径流量和侵蚀量较试验处理I₁₀₀分别显著增加0.1倍和1.4倍，较R₅₀I₅₀试验处理分别增加0.1倍和0.9倍，说明降雨对黑土坡面径流量和侵蚀量的影响大于坡面汇流。R₁₀₀I₅₀试验处理的坡面径流量和侵蚀量是R₅₀I₁₀₀试验处理的1.0倍和1.3倍，同样证明降雨对黑土坡面径流量和侵蚀量的影响大于坡面汇流。此外，对于坡面汇流量为50 mm/h试验处理，当降雨强度由50增加到100 mm/h时(试验处理R₅₀I₅₀和R₁₀₀I₅₀)，R₁₀₀I₅₀试验处理的坡面径流量和侵蚀量较R₅₀I₅₀试验处理分别增加0.5倍和2.3倍。对于降雨强度为50 mm/h试验处理，当上方汇流由50增加到100 mm/h时(试验处理R₅₀I₅₀和R₅₀I₁₀₀)，R₅₀I₁₀₀试验处理的坡面径流量和侵蚀量较R₅₀I₅₀试验处理仅分别增加0.4倍和1.6倍，此结果更加验证了降雨强度对黑土坡面径流量和侵蚀量的影响显著大于坡面汇流。这与姜义亮等^[16]和An Juan等^[17]研究结果一致。姜义亮等^[16]研究发现降雨对坡面侵蚀的贡献达89.6%~99.5%，An Juan等^[17]研究结果表明，降雨侵蚀作用对坡面水蚀的贡献可达72.3%~96.2%。

图 1显示不同试验处理下各粒级团聚体流失量所占的比例。与试验土壤相比，≥2.00~5.00 mm和≥5.00 mm 2组粒级团聚体的流失量比例总体大致呈现出减小趋势，表明降雨和汇流使大粒径团聚体破碎为更小粒径的团聚体，进而发挥其分选和输移作用。试验处理R₅₀下，土壤团聚体流失以＜0.25 mm的微团聚体流失为主，其比例达56.8%；在≥0.25 mm大团聚体流失中，≥0.50~1.00 mm和≥1.00~2.00 mm 2组粒级团聚体的流失量比例较高，二者比例分别为14.5%和15.4%。试验处理R₁₀₀下，土壤团聚体流失仍以＜0.25 mm的微团聚体流失为主，其比例为52.9%；≥0.25 mm大团聚体流失仅较之R₅₀试验处理增加3.9%，且≥2.00~5.00 mm和≥5.00 mm 2组粒级大团聚体流失量较之R₅₀分别增加10.6%和9.5%。对于I₁₀₀与R₅₀I₁₀₀试验处理，土壤团聚体流失以≥0.25 mm的大团聚体流失为主，其比例分别为61.9%和65.2%，两者均表现为≥0.50~1.00 mm和≥1.00~2.00 mm 2组粒级的流失量比例较高，其比例分别为21.9%和19.4%，20.6%和24.8%。对于R₅₀I₅₀和R₁₀₀I₅₀试验处理，土壤团聚体流失也以＜0.25 mm的微团聚流失为主，其比例分别为54.1%和58.0%；在≥0.25 mm的大团聚体流失中，这2个试验处理均以≥1.00~2.00 mm和≥2.00~5.00 mm 2组粒级的团聚体流失为主，其比例分别为9.0%和20.1%，13.1%和11.6%。

图 1(Fig. 1)

图 1 不同试验处理下泥沙中各粒级团聚体累积比例 Fig. 1 Cumulative percentage of various aggregate class in sediment samples under different experimental treatments

图 1表明，与试验处理R₅₀的土壤团聚体流失以＜0.25 mm微团聚体流失为主相比，R₅₀I₅₀试验处理的＜0.25 mm土壤微团聚体流失比例减少，反映坡面汇流对黑土团聚体的分散作用小于降雨作用。同样，与试验处理R₁₀₀的土壤团聚体流失以＜0.25 mm微团聚体流失为主相比，I₁₀₀试验处理的土壤团聚体流失以≥0.25 mm大团聚体流失为主，再次反映了坡面汇流对黑土团聚体的分散作用小于降雨作用。此外，在50 mm/h降雨强度下，当汇流强度由50增加到100 mm/h时(R₅₀I₅₀和R₅₀I₁₀₀试验处理)，土壤团聚体流失由微团聚体流失为主转变到以大团聚体流失为主，也进一步证明坡面汇流对黑土团聚体的分散作用小于降雨作用。

不同试验处理下黑土坡面土壤团聚体流失量及其比例如表 3所示。从表中可以看出，与试验土壤相比，除R₅₀I₁₀₀试验处理外，其余试验处理下≥0.25 mm大团聚体流失量比例均有不同程度减小。表 3还表明，当降雨在坡面土壤流失过程中占主导作用时(试验处理R₅₀、R₁₀₀、R₅₀I₅₀和R₁₀₀I₅₀)，土壤大团聚体以破碎转化为主，表现为＜0.25 mm微团聚体流失量占总团聚体流失量52.0%以上；且与试验土壤相比，≥0.25 mm大团聚体流失量比例减少16.7%以上。当汇流在坡面水蚀过程中占主导作用时(试验处理I₁₀₀和R₅₀I₁₀₀)，土壤团聚体流失倾向于以整体搬运为主，表现为≥0.25 mm大团聚体流失量比例和＜0.25 mm微团聚体流失量比例与试验土壤基本类同。此结果表明降雨对土壤团聚体破碎作用明显大于坡面汇流作用。

表 3(Tab. 3)

表 3 不同试验处理下土壤团聚体流失量及其比例 Tab. 3 Soil aggregate loss and its proportion under different experimental treatments 试验处理 Experimental treatment ≥0.25 mm团聚体流失量 ≥0.25 mm aggregate loss/kg 比例 Proportion/% ＜0.25 mm团聚体流失量 ＜0.25 mm aggregate loss/kg 比例 Proportion/% R50 1.11 43.2 1.47 56.8 R100 6.61 47.1 7.42 52.9 I100 3.60 61.9 2.22 38.1 R50I50 3.34 45.9 3.93 54.1 R50I100 12.31 65.2 6.57 34.8 R100I50 10.26 42.0 14.17 58.0 试验土壤 Soil for experiment - 63.8 - 36.2   注：“比例”为≥0.25 mm团聚体流失量或＜0.25 mm团聚体流失量占团聚体流失总量的比例。Notes: The proportion refers to the percentage of ≥0.25 mm aggregate loss or＜0.25 mm aggregate loss in total aggregate loss.

表 3 不同试验处理下土壤团聚体流失量及其比例 Tab. 3 Soil aggregate loss and its proportion under different experimental treatments

从表 3可知，当试验供水总量相同时，试验处理R₁₀₀下的≥0.25 mm大团聚体流失量和＜0.25 mm微团聚体流失量较试验处理I₁₀₀分别增加0.8倍和2.3倍，其较R₅₀I₅₀处理分别增加1.0倍和0.9倍；且在3种试验处理之间，试验处理I₁₀₀以大团聚体流失为主，其比例为61.9%。此外，R₅₀I₅₀相较R₁₀₀大团聚体流失量比例下降1.2%。R₁₀₀I₅₀试验处理以微团聚体流失为主，R₅₀I₁₀₀则以大团聚体流失为主。对于试验处理R₅₀I₅₀和R₁₀₀I₅₀，土壤团聚体流失均以微团聚体流失为主；在降雨强度为50 mm/h时，当上方汇流由50增加到100 mm/h时(试验处理R₅₀I₅₀和R₅₀I₁₀₀)，土壤团聚体流失量比例从以微团聚体为主转变为以大团聚体为主。

表 4表明，与试验土壤相比，各试验处理下粉粒流失量比例均减小，而黏粒流失量比例与砂粒流失量比例均有不同程度的增加；且不同试验处理下土壤颗粒流失量比例均表现为粉粒＞黏粒＞砂粒，这与供试土壤本身的颗粒组成相关，表明侵蚀泥沙颗粒与供试土壤颗粒有相匹配的特征^[18]，其中粉粒流失量比例变化为50.8%~60.3%；黏粒流失量比例变化幅度为35.1%~43.8%，砂粒流失量比例介于3.4%~9.4%。试验处理R₅₀和R₁₀₀相比，粉粒流失量比例仅减少2.4%，而砂粒流失量比例增加2.9%，黏粒流失量比例基本不变。与R₅₀试验处理相比，试验处理R₅₀I₅₀下的粉粒流失量比例减少9.5%，砂粒和黏粒流失量比例分别增加2.0%和7.5%；试验处理R₅₀I₁₀₀下的粉粒流失量比例减少5.2%，黏粒流失量比例减少0.8%，而砂粒流失量比例增加6.0%。与R₁₀₀试验处理相比，试验处理R₁₀₀I₅₀下的粉粒流失量比例减少3.2%，黏粒流失量比例增加2.4%，砂粒流失量比例增加0.8%。在50 mm/h降雨强度下，当汇流强度由50增加到100 mm/h(试验处理R₅₀I₅₀和R₅₀I₁₀₀)时，砂粒、粉粒、黏粒流失量分别增加3.6、1.8和1.1倍，其中砂粒和粉粒流失量比例分别增加4.0%和4.3%，而黏粒流失量比例减少8.3%。在50 mm/h汇流强度下，当降雨强度由50增加到100 mm/h(试验处理R₅₀I₅₀和R₁₀₀I₅₀)时，砂粒、粉粒和黏粒流失量分别增加3.4、2.6和1.9倍，其中粉粒流失量比例增加3.9%，砂粒流失量比例增加1.7%，而黏粒流失量比例减少5.6%。

表 4(Tab. 4)

表 4 不同试验处理下土壤颗粒流失量及其比例 Tab. 4 Soil particle loss and its proportion under different experimental treatments 试验处理 Experimental treatment 砂粒流失量 Sand loss/kg 比例 Proportion/% 粉粒流失量 Silt loss/kg 比例 Proportion/% 黏粒流失量 Clay loss/kg 比例 Proportion/% R50 0.09 3.4 1.56 60.3 0.94 36.3 R100 0.89 6.3 8.12 57.9 5.03 35.8 I100 0.35 6.0 3.43 58.9 2.04 35.1 R50I50 0.39 5.4 3.69 50.8 3.18 43.8 R50I100 1.78 9.4 10.40 55.1 6.69 35.5 R100I50 1.73 7.1 13.36 54.7 9.34 38.2 试验土壤  Soil for experiment - 3.3 - 76.4 - 20.3   注：“比例”为砂粒流失量或粉粒流失量或黏粒流失量占土壤颗粒流失总量的比例。Notes: The proportion refers to the percentage of sand loss or silt loss or clay loss in total soil particle loss.

表 4 不同试验处理下土壤颗粒流失量及其比例 Tab. 4 Soil particle loss and its proportion under different experimental treatments

在总供水量为100 mm/h(试验处理R₁₀₀、I₁₀₀和R₅₀I₅₀)试验处理下，砂粒流失量比例变化较小，粉粒流失量比例以试验处理I₁₀₀最大，而黏粒流失量比例在试验处理R₁₀₀和I₁₀₀之间基本接近。在总供水量为150 mm/h(R₅₀I₁₀₀和R₁₀₀I₅₀)试验处理下，试验处理R₅₀I₁₀₀的砂粒流失量比例较之试验处理R₁₀₀I₅₀增加2.3%，粉粒流失量比例增加0.4%，而试验处理R₁₀₀I₅₀黏粒流失量比例较之试验处理R₅₀I₁₀₀增加2.7%。

降雨和汇流对土壤团聚体的分选特征是雨滴打击、径流搬运以及团聚体稳定性三者相互作用的结果^[19]。降雨强度与坡面汇流侵蚀作用机制的差异以及两者之间的相互影响，导致雨滴打击和径流搬运能力不同^[20]，也是造成黑土坡面土壤团聚体流失规律存在差异性的主要原因。MWD与GMD是评价土壤团聚体稳定性的重要指标^[21]。图 2表明，不同试验处理下的MWD值与GMD值均小于试验土壤，表明土壤团聚体发生了不同程度的破碎。

图 2(Fig. 2)

图 2 不同试验处理下MWD和GMD的对比 Fig. 2 Comparison of MWD and GMD under different treatments

试验处理R₁₀₀下的MWD值和GMD值大于试验处理R₅₀，且≥2.00~5.00 mm和≥5.00 mm 2组粒级团聚体流失量比例较R₅₀试验处理明显增加(图 2)。造成这种现象的原因在于随降雨强度的增大，雨滴击溅作用增强，使土壤表面形成“结皮”，削弱了雨滴对土壤的分散作用，但结皮的形成增强了径流对土壤的剥蚀能力，进而使土壤团聚体倾向于整体搬运。图 2还表明，试验处理R₁₀₀I₅₀的MWD值和GMD值较R₁₀₀减小，但试验处理R₅₀I₅₀和R₅₀I₁₀₀的MWD值和GMD值均大于试验处理R₅₀。出现此现象的原因可能是降雨过程中供入小于降雨强度的坡面汇流，使雨滴对土壤的分散能力增强，进而增强了土壤团聚体分散能力，其结果导致试验处理R₁₀₀I₅₀下＜0.25 mm的微团聚体流失量比例较R₁₀₀增加。Shen Enshuai等^[21]研究结果表明，在低汇流条件下坡面流深较浅，其径流动能低，雨滴打击会破坏坡面薄层径流垂直分布剖面，从而增加流动阻力，减缓坡面流速，进而增加雨滴对团聚体的破碎能力。相反，降雨过程中供入相同或大于降雨强度的坡面汇流，会削弱一部分雨滴对土壤的分散作用，导致雨滴打击对土壤团聚体的破碎能力减弱，且这种现象随汇流强度的增加表现更明显，其结果导致R₅₀I₅₀试验处理下＜0.25 mm的微团聚体流失量比例较R₅₀减少，而R₅₀I₁₀₀试验处理则以≥0.25 mm大团聚体流失为主。试验过程观测也同样表明，对于R₅₀I₅₀和R₅₀I₁₀₀试验处理，当坡面侵蚀方式从片蚀变为细沟侵蚀后，随细沟侵蚀过程的进行坡面汇流迅速汇入细沟沟槽，导致坡面侵蚀以雨滴分散作用为主演变为以径流剥蚀作用为主，从而导致大粒径团聚体流失量增加。

试验处理I₁₀₀和试验处理R₅₀I₁₀₀均以≥0.25 mm大团聚体流失为主，且表现为≥0.50~1.00 mm和≥1.00~2.00 mm 2组粒级的团聚体流失居多，在试验处理R₅₀I₁₀₀下2组粒级团聚体流失量比例分别为24.8%和20.6%，而试验处理I₁₀₀分别为21.9%和19.4%。原因在于当在坡面汇流中叠加降雨时，坡面径流流速增加，导致坡面径流紊动性增加^[16]，进而导致径流对土壤团聚体的分离作用增强。试验结果表明，试验处理R₅₀I₁₀₀的分离破碎能力更强，MWD值表现为R₅₀I₁₀₀小于I₁₀₀，GMD值表现为R₅₀I₁₀₀大于I₁₀₀，MWD更能反映土壤团聚体的流失特征。R₅₀I₅₀和R₁₀₀I₅₀2种试验处理下，＜1.00 mm各粒级团聚体流失量比例均表现为后者大于前者。这表明降雨在坡面侵蚀过程中占据主导作用时，影响土壤团聚体的破碎程度主要是雨滴打击能力，当坡面径流能力较弱时，大粒径团聚体沉降速度较快，极易在坡面发生沉积^[22]，而小粒径团聚体对雨强变化下雨滴打击能力改变的响应更为敏感^[23]。因此，降雨和汇流相互作用对土壤团聚体流失的影响主要表现为雨滴打击对团聚体的破碎能力。在不同降雨和汇流组合试验处理下，坡面径流侵蚀能力的改变以及坡面侵蚀方式的演变均会改变雨滴对土壤团聚体的分散作用。图 1数据还表明R₁₀₀I₅₀试验处理对土壤团聚体的破碎程度更强，MWD值表现为R₁₀₀I₅₀小于R₅₀I₅₀，GMD值表现为R₁₀₀I₅₀大于R₅₀I₅₀，该结果更进一步证实本研究结论中MWD值能更好地反映土壤团聚体流失特征。

相关研究结果^[8]表明，坡面水蚀过程实质上是雨滴和径流侵蚀力与土壤颗粒相互作用的过程，雨滴打击对土壤的分散作用为坡面径流搬运提供了物质。本研究中在不同试验处理下坡面径流优先搬运粉粒，与Zuo Fenglin等^[24]得出的结论一致。这是由于黏粒一般不以单粒的形式存在于土体中，而是通过粘结作用形成较大的黏粒团，进而不易搬运；砂粒由于自身质量较重也不易被搬运；而粉粒是以单粒的形式存在于土壤，因而最容易被搬运流失。汤珊珊等^[25]研究同样指出在坡面径流较小的情况下，水流作用并不足以搬运团聚体或粗砂粒，只能搬运粉粒，随着坡面径流输沙能力的增强，部分黏粒或砂粒才随径流被搬运流失。

表 4表明，试验处理R₅₀和R₁₀₀相比，砂粒流失量比例增加，表明降雨强度增加，径流动能增大，其径流冲刷作用和搬运能力增强，粗颗粒流失增多，与杨帆等^[6]的研究结果一致。供水量同为100 mm/h的降雨强度与汇流强度2种试验处理下(试验处理R₁₀₀和I₁₀₀)，泥沙颗粒流失量比例基本相近，表明相同强度下的仅降雨和仅汇流试验处理对泥沙颗粒的分选特征不明显。R₅₀I₅₀、R₅₀I₁₀₀、R₁₀₀I₅₀ 3种试验处理下的粉粒流失量比例较仅降雨或仅汇流试验处理均呈现不同程度的减少，原因是在R₅₀I₅₀、R₅₀I₁₀₀、R₁₀₀I₅₀ 3种试验处理下，土壤侵蚀由面蚀转变为细沟侵蚀，坡面汇流在细沟内汇集，沟壁坍塌后集中的股流携带走大粒径砂粒和黏粒团^[26]。此时坡面径流动能被细沟股流吸收，导致对坡面土体的作用力减弱，粉粒流失量降低^[27]。此结果进一步说明降雨和汇流交互作用对土壤颗粒迁移的影响受控于坡面侵蚀方式的演变。

1) 对于供水总量相同的试验处理，R₁₀₀和R₅₀I₅₀试验处理的坡面土壤侵蚀量分别是I₁₀₀试验处理的2.4和1.3倍，R₁₀₀I₅₀试验处理的坡面土壤侵蚀量是R₅₀I₁₀₀试验处理的1.3倍，表明在相同供水条件下降雨对坡面水蚀的作用大于汇流。当降雨强度由50增加到100 mm/h时，坡面土壤侵蚀量增加4.4倍；同样在坡面汇流量为50 mm/h时，当降雨强度由50增加到100 mm/h时(试验处理R₅₀I₅₀和R₁₀₀I₅₀)，坡面土壤侵蚀量增加2.3倍，表明降雨强度对黑土坡面侵蚀有重要影响。此外，对于50 mm/h降雨强度，当增加汇流强度由50增加到100 mm/h时，坡面侵蚀量增加1.6倍，反映坡面汇流强度对黑土坡面侵蚀也有重要影响。

2) 降雨在坡面侵蚀过程中占主导作用时，土壤团聚体流失以＜0.25 mm微团聚体流失为主，而汇流在坡面侵蚀过程中占主导作用时，土壤团聚体流失以≥0.25 mm大团聚体流失为主，表明降雨对团聚体破碎作用明显大于坡面汇流作用。

3) 不同试验处理下颗粒流失均表现为粉粒＞黏粒＞砂粒，且随着坡面汇流量的增加，粗颗粒流失量增加。MWD能更好地反映黑土坡面土壤团聚体流失特征，土壤颗粒流失特征与供试土壤颗粒组成相匹配。