水土流失是当今世界面临的重要生态环境问题,其造成的土地肥力降低、河流含沙增加、河水污染等问题严重威胁着环境的可持续发展。河岸植被作为阻止坡面上方来水来沙进入河流的最后一道屏障,在河岸带水土保持中发挥着重要作用。因此,本研究在黄河下游河岸缓冲带上,基于模拟降雨试验,采用反映地形和植被与水土流失之间耦合关系的汇流路径长度(FL)指数表征河岸坡面的潜在水土流失可能,开展黄河下游河岸坡面的水土保持功能调控研究。首先,基于模拟降雨试验,分析不同降雨强度(54 mm/h和90 mm/h)、坡度(5°、10°、15°和20°)和植被盖度(0%、15%和30%)下坡面产流产沙特征;其次,运用汇流路径长度指数分析水文连通性对坡度和植被盖度的响应;再次,在模拟降雨试验以及汇流路径长度指数的基础上探究产流产沙与坡面水文连通性的关系;最后,基于汇流路径长度指数分析模拟植被格局的水土保持能力,构建研究区最优植被格局,为河岸带水土保持功能提供调控策略。主要结论如下:(1)54 mm/h和90 mm/h雨强下,不同植被盖度对径流流速均有减缓作用,而90 mm/h雨强下30%盖度的减缓作用更为明显;径流总量和径流深变化基本一致,均随坡度和植被盖度增加逐渐减少,随雨强增加,受坡度影响逐渐增大。54 mm/h雨强下,当坡度<15°时,侵蚀产沙量随坡度增加增幅较小;当坡度>15°后,侵蚀产沙量增幅明显。90 mm/h雨强下,当坡度<15°时,侵蚀产沙量随坡度增加而增加;当坡度>15°后,其随坡度增加逐渐减少。在坡度和植被盖度对坡面侵蚀产沙的交互作用中,植被盖度的作用随坡度的增加逐渐减弱,而坡度的作用逐渐增强,大于15°后两者贡献作用趋于稳定,坡度成为影响坡面水土流失的主导作用。(2)水文连通性在裸坡面上受坡度影响明显,在植被覆盖坡面受坡度影响减弱。裸坡面汇流路径长度随坡度增加降幅明显,植被覆盖坡面汇流路径长度随坡度增加降幅较小。植被盖度对汇流路径长度影响极为显著,坡面有无植被或植被覆盖程度是造成水文连通性差异的主要原因。在地形和植被交互作用下,坡面产流所引发的土壤侵蚀效应受坡度的影响较为明显,而在汇流过程所引发的土壤侵蚀效应中,植被的影响明显大于坡度。(3)不同雨强下坡面产流产沙量随汇流路径长度增加基本呈增加趋势。植被盖度从30%减少到15%时,其产生的汇流路径长度增加,在此过程中产沙量增幅明显,产流量仅在90 mm/h雨强下增幅明显。植被盖度从15%减少到0%时,其产生的汇流路径长度明显增加,在此过程中产沙量增幅明显,产流量保持较小增幅。随着汇流路径长度的增加,产流量趋于平稳的同时产沙量仍保持增加趋势,说明随着径流和泥沙“源汇”间水文连通性发展,坡面径流的潜在携沙能力增强。(4)通过植被格局情景模拟,选取水文连通性最弱,汇流路径长度最小的坡中-粗粒度-集群分布植被配置方式作为水土保持最优的植被格局。在坡面上尺度上,模拟最优格局与实证坡面格局的水文连通性随植被盖度增加而降低,其中,模拟最优格局的汇流路径长度普遍小于实证坡面格局。在河岸带尺度上,D1、D2、D3和D4地区的汇流路经长度均大于0.03,属于潜在水土流失可能性较高的地区,依据调控策略对D1、D2、D3和D4地区进行水土保持功能调控。调控后4个地区在植被盖度增加不超过10%的情况下,汇流路径长度分别由原来的0.035 km、0.037 km、0.047 km和0.036 km降至0.008 km、0.009 km、0.019 km和0.008 km,降幅均在60%以上。本研究结果可为黄河下游河岸坡面水土保持功能评估和退化河岸带的恢复提供指导。未来在对河岸坡面水土流失状况进行调控时,可以通过合理调整植被斑块空间分布使河岸植被的水土保持功能达到最优。