黄土高原地处干旱半干旱区，水土流失严重。该区降雨集中在7-9 月份，多
以大到暴雨形式出现，加之土壤结构松散，抗蚀能力差，这些自然因素导致该区
水土流失严重。历史上人类不合理开发利用导致该区植被覆盖情况差，人为扰动
强烈，进一步加剧了水土流失。20 世纪90 年代以来，中国政府在该区实施了退
耕还林还草等一系列大规模生态修复工作，到目前该地区的植被覆盖率有显著增
长。本研究实验样地位于黄土高原地区的甘肃省定西市，降水以大暴雨形式集中
在夏季，容易发生降雨事件引起的水土流失。本实验希望通过人工模拟降雨的方
式，研究坡地尺度上几种不同植被坡位配置对产流产沙的影响，目的在于在各种
资金、人力、人工植被物种条件有限的情况下，找到防止坡面水土流失最有力的
植被配置，为当地人工种植植被、防治水土流失提供最优策略和理论指导。
      实验分为六个同坡向、有相同的坡面面积（7.5m×1.5m）、坡度25°的小
区，按照每个同物种斑块2.5m×1.5m 的面积栽种于各小区的上、中、下坡位，
使每个小区都有三种植被的不同组合，以此代表三种不同的植被类型（乔木、灌
木、草本植物）。按照从1 号到6 号小区、坡位从上到下的顺序依次为：1.乔-
灌-草，2.乔-草-灌，3.灌-乔-草，4.灌-草-乔，5.草-灌-乔6.草-乔-灌。总共记录54次降水事件。
本研究初步取得以下进展：
      (1)揭示植被配置模式和雨强对坡面径流泥沙特征影响特点
      模拟降雨条件下植被配置模式为灌木-草本-乔木的小区在中小雨强和短历
时降雨（<80min）有最低产流产沙量，而灌木-乔木-草本的坡面小区在大雨强或
长历时降雨（>90min）时有最低产流产沙速率；坡面上坡位种植乔木的小区相对产流产沙速率最大。在实际配置时可以种植盖度低的灌木，而中下坡位可以种植较大生物量的植被，这样可以获得最大的减流减沙效益。
      (2)阐明各自然环境因素对坡面产流产沙的统计学关系
      秩相关分析和冗余分析等统计学方法研究表明，径流量和产沙量首先对降雨
强度有非常显著的相关性，坡位植被参数对所有雨强下的所有产流产沙参数都存在显著（p<0.05）影响，这反映出本实验随雨强出现不同产流形式。环境因素能
够解释90%以上产流产沙特征，不同雨强下，产流产沙解释度最大的影响因素并
不一致。结果提示在植被总量有限时，应该优先配置在中下坡位，避免将其集中
在上坡位。统计分析结果与实验研究结果一致。
      （3）对Philip 公式予以改进，构建了一种植被影响下坡面产流产沙数值模
拟方法
      基于Philip 公式及其改进形式，可以对实验中降雨径流、产沙过程进行有效的预测和分析。通过修正原Philip 模型截留和填洼过程，本研究构建的改进的基
于Philip 模型的植被配置模式和雨强影响下的产流预测方法，该方法模拟效率较
高，有一定推广价值。
       本研究成果可以用于指导人工种植植被时将低生物量的植被种于坡顶/上坡
位，将大生物量的乔木等种植于中下坡位，这样有利于防治坡地水土流失。