本研究采用野外试验和室内分析相结合的方法,以黄土高原地区天然草地植被为研究对象,研究坡面植被格局对土壤侵蚀的影响。通过对植被格局的空间结构、破碎度和异质性等分析,分别进行了聚集结构(坡顶、坡中、坡底)、带状结构、随机结构、网格结构等多种格局的模拟降雨实验和径流冲刷实验。通过研究得到以下主要结论和认识:1、模拟降雨条件下,相同植被面积不同植被格局对坡面土壤侵蚀的影响不同。几种实验格局的模拟降雨实验结果表明:随机格局坡面累积入渗量最大,其对坡面的减流作用最好;坡底聚集格局对坡面的减沙作用最好。三种雨强,五种坡面植被格局的平均入渗率和累积入渗量大小顺序为:随机格局>带状格局>坡中聚集>坡底聚集>坡顶聚集。实验条件下各种植被格局的坡面都在十分钟内达到稳渗,稳渗率在0.5mm/min左右。五种植被格局的坡面出流时间大小顺序为:坡底聚集>随机格局>带状格局>坡顶聚集>坡中聚集。随着雨强的增大,各种植被格局下坡面出流时间都呈现缩短趋势。五种不同植被格局的累积产流量大小顺序为:坡顶聚集>坡底聚集>坡中聚集>带状格局>随机格局。五种植被格局坡面累积产沙量大小顺序为:带状格局>坡中聚集>坡顶聚集>随机格局>坡底聚集。五种植被格局坡面平均含沙量大小顺序为:带状格局>坡中聚集>坡顶聚集>随机格局>坡底聚集。坡面降雨实验的径流含沙量变化过程表明,各种植被格局的坡面流含沙量随时间的变化都呈缓慢下降趋势。2、不同植被格局在不同放水流量下的减流减沙作用不同。坡面放水实验结果表明:在16L/min的流量下,坡顶聚集格局和坡中聚集格局的植被坡面产流量最小。在20L/min和24L/min流量下,坡中聚集格局和网格格局的植被坡面产流量最小,总体上看,坡底聚集格局和随机格局的坡面产流量相对较大。实验观测结果分析表明,五种不同植被格局的坡面产沙量在冲刷流量上存在临界值。在16L/min流量下,坡底聚集格局的坡面产沙量最小。在20L/min和24L/min流量下,网格格局的坡面产沙量最小。3、植被的减流减沙能力随坡面植被面积的减少而减少,并存在突变点。实验结果表明:植被对坡面水土保持的作用除了与雨强、流量有关以外,还与坡面植被的分布位置有密切关系。降雨实验条件下,相同面积的植被位于坡面底部时,其减流减沙作用都大于植被位于坡面顶部的情况。冲刷实验条件下,当植被位于坡面底部时,植被对坡面中上部的径流没有起到减缓流速减小流量的作用,因此对上方来水的坡面产流量的拦蓄作用弱于植被位于坡顶的情况。植被的减流减沙作用并不是随着植被面积的减少一致减弱的,而是存在突变点。坡顶聚集格局的植被减流减沙作用的面积突变点随着雨强的增大而增大。坡底聚集格局的植被减流减沙作用的面积突变点基本上稳定在60%~80%。4、景观异质性对坡面产流影响不大,但对坡面产沙影响较大。无论是草地景观中的裸地斑块还是裸地中的草地斑块,它们对坡面产流的影响程度均小于10%。但是草地景观中的裸地斑块,它们使坡面产沙量比无裸地斑块时增加1~6倍。裸地景观中的草地斑块,它们也使坡面产沙量比无草地斑块时减少10.33%~36.25%。5、坡面植被破碎度对坡面产流产沙的作用效果差异大。在小雨强下,破碎度小的植被坡面减流效果优于破碎度大的植被坡面;在大雨强下,破碎度大的坡面优于破碎度小的坡面。植被破碎度的减流作用对不同的冲刷流量存在极值现象。在冲刷流量未达到临界值时,破碎度小的坡面减流量大于破碎度大的坡面。当冲刷流量超过临界值以后,两种破碎度的坡面减流量差别不大。在减沙方面,破碎度大的坡面优于破碎度小的坡面。