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水土流失是长江流域生态环境面临的重要问题之一,而在水土流失研究中通常忽视不同近地表土壤水文条件的影响。细沟间在土壤侵蚀过程中占有重要地位,但有关近地表土壤水文条件作用下的细沟间侵蚀过程机理尚不明晰。该研究针对不同近地表土壤水文条件下坡面土壤侵蚀的问题,以我国长江中上游典型黄壤坡耕地为研究对象,采用模拟降雨和稀土示踪技术相结合的方法,分析了不同近地表土壤水文条件下细沟间侵蚀特征和及其关键影响因素,剖析了近地表土壤水文条件下细沟间侵蚀主导过程与分离机制,揭示了近地表土壤水文条件下细沟间侵蚀—沉积分布特征,阐明了耦合近地表土壤水文条件的细沟间侵蚀动力机理,进而构建了耦合近地表土壤水文条件的细沟间侵蚀预报模型。主要结论如下:(1)分析了不同近地表土壤水文条件下细沟间侵蚀特征。径流速率随降雨历时的增加呈先增加后趋于稳定的趋势。饱和及壤中流条件下的泥沙浓度随降雨历时的增加呈先减小后趋于稳定的趋势;排水条件下的泥沙浓度随降雨历时的增加呈先增加后逐渐减小或剧烈波动的趋势。壤中流条件下的径流速率和泥沙浓度分别是排水条件下的1.02～4.78和0.57～7.02倍。(2)明晰了不同近地表土壤水文条件下细沟间的侵蚀关键影响因素。相同坡度下,近地表土壤水文条件对径流和侵蚀的贡献率分别为9.55%～59.79%和15.75%～68.91%。相同雨强下,近地表土壤水文条件对径流和侵蚀的贡献率分别为49.03～98.94%和32.35%～78.73%。本研究条件下,整体上近地表土壤水文条件和降雨强度对径流和侵蚀的贡献要大于坡度的影响。细沟间侵蚀速率与近地表土壤水文条件、降雨强度、径流速率、坡度及其各因素间交互作用呈极显著相关关系,表明近地表土壤水文条件也是细沟间侵蚀的关键因子。(3)剖析了不同近地表土壤水文条件下细沟间主导侵蚀过程与分离机制。壤中流条件下的雨滴分离速率是排水条件下的1.12～4.60倍。消除雨滴影响的细沟间薄层流不具有足够能量分离表土颗粒。近地表土壤水文条件从排水-饱和条件变化为壤中流条件时,细沟间主导侵蚀过程从“受搬运”限制转变为“受分离”限制。细沟间主导侵蚀过程转变的临界点存在于饱和及壤中流20 cm之间。同时,该研究发现并提出壤中流条件下的侵蚀模式即雨滴分离-雨滴影响下径流分离和径流搬运系统(RD-RAFD-FT),其主导分离机制由雨滴和雨滴影响的径流共用作用。(4)揭示了不同近地表土壤水文条件下细沟间侵蚀—沉积分布特征。不同稀土元素示踪坡段的土壤流失量呈现明显的时空分布不均现象。在空间上,各示踪坡段产生向上方的沉积量贡献了总沉积量的7.04%,更多的沉积则发生在各示踪坡段下方0～20 cm处。在排水—饱和条件下,示踪坡段下方的沉积量占总产沙量的42.77%～135.39%;在壤中流条件下,示踪坡段下方的沉积量占产沙量的23.51%～29.70%。雨滴诱发或薄层流驱动的颗粒滚动为细沟间侵蚀的主要搬运模式。在“受搬运”限制的主导侵蚀过程中雨滴影响的颗粒搬运比径流驱动的颗粒搬运更为有效,而在“受分离”限制的主导侵蚀过程则相反。(5)阐明了耦合近地表土壤水文条件的细沟间侵蚀动力机理。流速是表征细沟间侵蚀的最佳水力学参数,细沟间侵蚀速率随流速的增加呈幂函数增加趋势。建立了耦合水动力参数、降雨强度和近地表水文条件的细沟间侵蚀动力方程,该方程进一步明确了细沟间侵蚀发生的成因。与仅用水动力参数模拟细沟间侵蚀速率相比,耦合细沟间侵蚀动力的方程模拟精度增加了 46.32%～215.38%。在该研究条件下,径流功率、近地表土壤水文条件因子和降雨强度与细沟间侵蚀速率间的关系更为密.切。(6)构建了耦合近地表土壤水文条件的细沟间侵蚀预报模型。评价了现有细沟间侵蚀预报模型在不同近地表土壤水文条件下的适用性,并引入近地表土壤水文条件因子建立了修正的WEPP模型(WEPP-M)。与现有侵蚀模型相比,WEPP-M模型预报细沟间侵蚀速率的R2和NSE值增加了 22.36%～210.00%。进一步引入坡长因子,构建了不同主导侵蚀过程机理模型(WEPP-MM)。初步实现了对细沟间泥沙搬运能力和土壤分离速率的预测。通过与现有侵蚀模型相比,WEPP-MM模型预测细沟间侵蚀的相对误差的平均绝对值减小了 38.03%～87.21%。