矿区排土场边坡不同植被配置模式的控蚀效益研究*

杨 波 王文龙，2† 郭明明 康宏亮 刘春春 陈卓鑫 王文鑫 赵 满

（1 西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨凌 712100）

（2 中国科学院水利部水土保持研究所，陕西杨凌 712100）

（3 西北大学城市与环境学院，西安 710127）

神府东胜煤田的开采给当地带来了巨大的经济和社会效益，然而对生态环境也造成了大面积的破坏，其中露天采煤对环境破坏尤为严重。研究表明矿区受损生态的岩土每年以7 800 万m3左右的速度被侵蚀和搬运[1]。其中，弃土弃渣体结构松散，稳定性差，坡面可蚀性可达天然坡面的10 倍～100 倍，侵蚀速率是撂荒地的43.6 倍～239.2 倍[2-3]；排土场边坡在突发性强降雨条件下易导致水土流失乃至泥石流、滑坡等自然灾害发生。

当前在国家实施生态文明建设的大背景下，矿区的生态环境问题进一步被学者们所重视，对于受损矿区生态恢复，项元和等[4]、张志权等[5]认为任何的退化生态系统均是以植被恢复为前提的，适宜的植被恢复措施能提高破损土壤的活性、养分等[6-7]。研究证明植被覆盖能够显著增加入渗并且减少地表径流和土壤侵蚀[8-9]。但如果只依靠土壤和植被的自然恢复，植被自然演替到灌草和森林群落一般分别需要15～30 a 和100 a 甚至更长的时间[10]。郭建英等[11]通过对草原露天矿区排土场边坡观测研究得出在植被恢复初期，不合理的治理措施会造成边坡侵蚀量大于裸露地。因此，在矿区生态恢复过程中，对植被的选择显得尤为重要。研究表明人工种植冰草对矿区偏石质和煤矸石弃渣体的减水和减沙效益优于鱼鳞坑措施[12]。在煤矿废弃排土场种植豆科牧草可提升土壤氮素营养促进植被生长[5，13-14]。Vogel[15]通过对美国东部地区矿区复垦植被研究得出，该区适宜生长高羊茅、鸭茅、小糠草等禾本科植物。而刺槐和新疆杨可作为安太堡露天煤矿植被恢复的优良树种[16]。对于砒砂岩矿区边坡，柠条和草地坡面的减流和减沙效果可达35.31%～64.74%和80.70%～ 91.78%[17]；通过植被恢复，矿区受损土壤氮磷钾等有机质含量显著增加，土壤理化性质进一步得以改善，土壤抗蚀性提高，进而减少水土流失[18]。目前针对该区排土场边坡治理的植被恢复模式多为单一物种（沙棘、柠条、紫花苜蓿、冷蒿等），且多以直根系植物为主[19-21]。然而不同的植被类型和根系结构有显著不同的减沙效益[22-24]，因此，不同植被类型和根系结构的合理搭配可能更有助于控制矿区排土场边坡水土流失，而目前针对不同植被配置模式对该区煤矿排土场边坡径流泥沙调控作用的研究还较为少见。此外，根据张汉雄[25]、周佩华和王占礼[26]、Tao 等[27]研究表明，递增型降雨径流造成的土壤侵蚀较均一型、递减型和间歇型降雨类型更为严重。

鉴于此，本文通过野外原位小区放水冲刷的试验方法来模拟递增型降雨条件下，排土场汇流对边坡不同植被冰草、沙蒿、沙棘及其搭配措施坡面（冰草、上冰草下沙蒿，冰草沙棘混合）的减水减沙效益及水沙关系的影响，分析该矿区排土场最佳植被恢复措施以及植被的控蚀机理，验证各措施抵御暴雨径流侵蚀的能力，为该区采矿后期进一步改善和加快生态修复提供一定的参考和指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地点位于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗准格尔召镇的永利煤矿，试验地理位置为39°41′52″N，110°17′2″E。该区属于风蚀水蚀交错区，海拔1 000～ 1 500 m，气候为半干旱大陆性气候，年均气温6.2～ 7.2℃，年蒸发量2 100～2 700 mm，年降雨量379～ 500 mm，降雨多集中在7—9月，降雨量约占全年的80%，常以暴雨形式发生。该区土壤多以母质为砒砂岩的栗钙土和风沙土为主，抗侵蚀能力差，生态环境十分脆弱。前期通过对晋陕蒙接壤地能源区60 座煤矿的排土场、排矸场边坡调查发现，坡长在5～12 m 的边坡占总边坡的21.52%，坡度大于35°的高陡边坡占总边坡数量的35%，是较为常见的一种边坡。而永利煤矿由于其地理位置以及煤矿开采规模、排土场堆积面积等方面在该区属于具有代表性的典型矿区。其西棱台状排土场于2012年堆积而成，2013年被当地政府作为受损生态系统恢复的示范基地，在该区展开了一系列生态恢复措施，如铺设草方格、沙打旺（Astragalus adsurgens Pall）秸秆覆盖以及撒播种植冰草（Agropyron cristatum（Linn.）Gaertn）、沙蒿（Artemisia desertorum）、沙打旺、沙蓬（Agriophyllum squarrosum）、沙棘（Hippophae rhamnoidesL.）等其他一些草被和藤本及灌木植被，截止到2017年，该区各类植被恢复年限为4 a年。综合考虑植被植株高度、盖度、均匀度相同且长势良好的植被。选择生长有冰草、沙蒿、沙棘植被及其不同配置模式的排土场坡面作为试验研究坡面，选取植被配置方式以及各配置样地土壤机械组成见表1。

1.2 试验设计

依据前期60 座煤矿调查数据，结合该排土场实际情况，本试验小区坡长定为长8 m、宽1 m，坡度为38°。首先在选取的各坡面通过米尺量取长宽分别为8 m×1 m 样方，利用铁锹在边界外围向下挖深30 cm，将长4.0 m、宽0.3 m、厚度为0.5 cm 的PVC板埋入地下不低于25 cm 深。小区上部修成平台用以放置稳流槽，大小为1.0 m×0.4 m×0.5 m，在稳流槽内部铺垫一层防渗塑料纸，在小区下方安置三角型钢制集流槽，在集流槽下方修建大小适中的接样池便于试验接取泥沙样，并清理小区内碎石以及枯枝杂物。小区修建完毕后设立警戒标志，放置48 h 后测试边界修建的紧密度。试验水源为排土场放置的大型储水罐，利用型号为WB20XH 汽油泵抽取储水罐中的水至紊流槽，用阀门来控制流量，安装电磁流量计（GY-LED）监测流量大小，小区模型如图1所示。

表1 坡面配置要素和土壤颗粒组成 Table1 Slope parameters and soil particle composition

图1 试验模型示意图 Fig.1 Sketch of experimental model

根据张汉雄[25]对黄土高原地区多年暴雨资料统计，大于60 min、小于180 min 的长历时暴雨频数占多年观测资料的63.2%～86.5%，在该地较为常见，所以本试验递增型冲刷历时设计为3 h，模拟3～5年一遇的暴雨标准；同时依据王占礼和焦菊英[28]对黄土高原长历时侵蚀性暴雨的划分标准，降雨历时5～240 min 对应的雨强为0.88～0.08 mm·min-1。该排土场汇水面积约为300 m2，当地径流系数为0.11，所以本试验递增型流量设计为5-10-15-20 L·min-1，每种流量产流历时45 min，实验重复2 次。

1.3 试验过程与数据采集

试验前，对坡面进行洒水润湿，需保证各个坡面控制的含水量一致，试验开始时打开汽油泵，通过阀门和自动流量计将流量控制在初始放水流量状态。待水流稳定后将水管放入稳流槽，在水进入稳流槽消能后通过防渗塑料纸使水保持贴壁流进入小区坡面时按下秒表开始计时，待径流从急流槽出口流出时记录下此段过程时间，并重新开始计时，在测流断面采用高锰酸钾染色法和秒表测流速，取4个断面的平均值作为坡面流速，将所测流速乘以修正系数，层流为0.52，过渡流和紊流为0.75，从而得到较为理想的径流流速[17]。在集流槽出口处用量筒接取泥沙样，同时记录接样时间并读数，用精度为0.01g 的电子称称量径流泥沙样，前6 min 每1 min用量筒接取一次泥沙样，以后每隔3 min 接取一次，用塑料桶收集泥沙样，试验结束后，关掉阀门同时取出稳流槽中的水管停止供水。用温度计测量水温，烘箱保持105℃恒温烘干泥沙样并用电子天平（精度0.01g）称重。

1.4 数据计算与处理

侵蚀速率TS：即坡面小区径流在单位时间内剥蚀土壤的质量，由式（1）计算：

式中，TS为侵蚀速率，g·min-1；M1为接样时间t内的泥沙干重，g；t为接样时间，s。

径流率Rr：坡面小区在单位时间内流失水的质量，采用式（2）计算：

式中，Rr为径流率，L·min-1；M0为接样时间t内的径流和泥沙总质量，g；ρ为水的密度，g·cm-3；t为接样时间，s。

减水效益η水：有植被防护小区相对于裸坡小区蓄水能力的百分比，采用式（3）计算：

式中，η水为防护措施的减水效益，Q为试验产流后总的放水流量，L；Tl为裸坡坡面的产流时间，min；lq为裸坡坡面产生的总径流量，L；Tc为各植被配置坡面产流时间，min；qc为各植被配置坡面产生的总径流量，L。

减沙效益η沙：有植被防护小区相对于裸坡小区减少的泥沙质量的百分比，采用式（4）计算：

式中，η沙为防护措施的减沙效益，Tsl为裸坡的侵蚀泥沙质量，g；Tsc为植被防护坡面侵蚀泥沙质量，g。

产流贡献率φw：试验中各阶段产生的径流量占总径流量的百分比，采用式（5）计算：

式中，φw为产流贡献率，Wi为各阶段总的产流量，L；i表示试验的第1（5 L·min-1）、2（10 L·min-1）、3（15 L·min-1）、4（20 L·min-1）阶段；W总为试验总的产流量，L。

产沙贡献率Sφ：试验中各阶段产生的侵蚀泥沙质量占总侵蚀泥沙质量的百分比，采用式（6）计算：

式中，Sφ为产流贡献率，Si为各阶段总的产沙量，kg；S总为试验总的产沙量，kg。

采用Excel 2016 和SPSS 17.0 进行数据统计分析，用Origin 2016 进行图表绘制。

2 结 果

2.1 排土场边坡产流产沙过程

2.1.1 径流率随时间的变化 在递增型放水流量条件下边坡径流率随产流历时的变化过程如图2所示。随着放水流量的递增，坡面径流率随产流历时的延长呈阶梯式增长。各坡面径流率分别在1.28～ 16.40、0.1～12.23、0.09～14.93、0.12～15.69 和0.06～ 12.48 L·min-1之间变化。流量由5 L·min-1递增至10 L·min-1时，BS、C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面瞬时径流率（图中45～48 min、90～93 min、135～ 138 min）增大2.20 倍、7.78 倍、6.48 倍、19.92 倍和16.11 倍；由10 L·min-1递增至15 L·min-1，各坡面瞬时径流率增大2.77 倍、1.97 倍、8.26 倍、1.99倍和1.96 倍；由15 L min-1递增至20 L·min-1，瞬时径流率增大1.43 倍、2.08 倍、1.13 倍、1.78 倍和2.07倍，可见首次流量递增时径流率变化最为明显。坡面在经历初始流量5 L·min-1时（图2中箭头所示），C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面的径流率变化较为稳定，径流率均在1 L·min-1以下波动，各植被配置具有较好的防护作用，而BS 坡面径流率明显大于其余4 种植被防护坡面，且径流率随着产流历时的延长呈“突增-下降-稳定”变化的趋势。由于坡面细小颗粒被冲刷时堵塞土壤表面空隙，从而短时间内使入渗减小，导致产流突然增大；当细颗粒逐渐被径流搬运后，下垫面结构变得松散，入渗能力变大导致径流率呈下降趋势；最后由于坡面细颗粒已被基本冲刷完毕，径流已在坡面形成稳定的流路，从而使径流率保持稳定变化。随着放水流量的递增，未防护坡面瞬时径流率反而小于其余植被配置坡面，即防护坡面与未防护坡面的差异性逐渐缩小。

图2 不同植被配置坡面径流率随时间的变化 Fig.2 Temporal variation of soil runoff rate on the slope relative to pattern of the vegetation

2.1.2 侵蚀速率变化过程 递增型放水流量条件下各坡面侵蚀速率随产流历时的变化过程如图3所示。BS、C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面侵蚀速率分别在419～9 775 g·min-1、11.35～1 717 g·min-1、3.34～ 1 537 g·min-1、1.97～1 789 g·min-1和 4.17～3 258 g·min-1之间变化。 相对于径流率在递增型放水流量条下随产流时间的阶梯式增长，整体上侵蚀速率在流量递增阶段随产流时间的变化差异较小，坡面侵蚀速率仅在流量改变初期波动较大。各流量条件下未防护坡面（BS）侵蚀速率高于4 种植被防护坡面，即植被配置坡面侵蚀量小于未防护的裸坡。流量由5 L·min-1递增至10 L·min-1时，由10 L·min-1递增至15 L·min-1，由15 L·min-1递增至20 L·min-1时，BS、C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面瞬时侵蚀速率（图中45～48 min、90～93 min、135～138 min）增大了7.77～8.90 倍、4.15～38.09 倍、123.3～204.6 倍、57.98～75.67 倍和2.73～199.5 倍。在流量突增阶段，瞬时侵蚀速率均为明显增大趋势。但侵蚀速率突增仅维持在流量改变初期的9 min 以内，而后侵蚀速率表现为下降趋势，且部分坡面侵蚀速率低于前一个放水流量，整体上与径流率突增改变后依然保持大放水流量下大产流的趋势不同。坡面经初始 5 L·min-1放水流量条件下（图3中箭头所示），未防护坡面侵蚀速率远高于C3H7、C7H3、QC 和CG 四种植被配置坡面，且BS 坡面侵蚀速率随产流时间的变幅大于4 种不同植被配置的防护坡面。与径流率的变化情况一致，侵蚀速率随产流时间也为“突增-下降-稳定”的变化趋势，4 种植被防护坡面侵蚀速率变幅则较低，保持在200 g·min-1以下变化，远低于未采取防护措施的裸露坡面。

图3 不同植被配置坡面侵蚀速率随时间的变化 Fig.3 Temporal variation of soil erosion rate on the slope relative to pattern of the vegetation

2.2 不同植被配置模式对边坡的减水减沙效应

图4为递增型放水流量条件下各边坡累积产流量和累积产沙量统计情况。如图4a 所示，BS、C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面的累积径流量分别为1 267、848.1、1 070、1 098、811.7 L。相较于裸坡，两种不同类型根系的草本植被搭配C3H7 和C7H3 坡面的减水效益分别为31.99%和18.72%，单一根系植被QC 坡面为15.29%，而冰草和沙棘混合配置CG坡面具有最好的减水效益，为34.36%；流量由5 L·min-¹递增至20 L·min-¹时，BS、C3H7、C7H3、QC 和 CG 坡面的产流贡献率分别为9%～47%、1%～56%、1%～55%、1%～53%和1%～57%，各流量对总产流的贡献率随放水流量的增大而增大；图4b表明，BS、C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面累积产沙量分别为350.9、65.72、44.61、53.35 和144.8 kg，各植被防护坡面的减沙效益分别为 81.28%、87.29%、84.80%和58.73%，其中CG 配置坡面相对其他坡面减沙效益最低，而C7H3 配置坡面最高。4种流量条件下各坡面的产沙贡献率分别为7%～36%、3%～40%、2%～79%、2%～61%和2%～48%。随着流量的递增，部分坡面的产沙贡献率有下降趋势，即流量由5 L·min-1依次递增至10、15、20 L·min-1时，坡面平均侵蚀速率和总侵蚀量表现为下降趋势。原因是当流量增大到一定条件时，径流经过的坡面易蚀性细颗粒物质逐渐被侵蚀完毕，导致径流的挟沙能力保持稳定，当流量再次增大时，坡面侵蚀细颗粒物质却远低于前次放水时坡面所保留的易蚀性细颗粒，进而出现流量增大产沙减小。

2.3 不同植被配置模式下的坡面水沙关系

图5为BS、C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面侵蚀速率和径流率的回归分析。BS、C3H7、QC 和CG坡面的侵蚀速率和径流率均呈极显著（R2=0.522～0.827，P＜0.01，n=64）的幂函数关系，而C7H3 坡面侵蚀速率和径流率则为极显著的线性关系（R2=0.447，P＜0.01，n=64）。说明，当增加相同单位的径流率时，C7H3 坡面侵蚀速率增加值要低于其余4 种坡面，即坡面径流率增大的速率大于侵蚀量增大的速率，同理可知，增加相同单位的径流率时，BS 坡面增加侵蚀量的值远高于其他植被配置坡面，进一步说明本研究中排土场坡面具有最好减沙效应的为须根系和直根系搭配C7H3 配置坡面。由以上关系可知，边坡无论有无植被措施防护，侵蚀速率均随径流率的增大而增大，坡面水沙情况表现为水大沙大的特征[29-30]，由于植被的阻控效应，即植被地上部分对降雨径流的拦截作用，以及植被地下根系的固土和蓄水作用，使坡面在放水流量相同时，即各坡面径流率一致时，植被坡面侵蚀量明显小于裸露坡面。

3 讨 论

3.1 坡面水沙过程时空差异性

图4 不同植被配置坡面总径流量和总侵蚀量 Fig.4 Variation of total runoff volume and total erosion volume on the slope relative to pattern of the vegetation

图5 不同植被配置坡面侵蚀速率与径流率相关性 Fig.5 Correlation between erosion rate and runoff rate on the slope relative to pattern of the vegetation

相对于5 L·min-1时，流量依次递增至10、15、20 L·min-1时，BS 坡面与其余4 种植被配置坡面径 流率变化差异缩小。原因是由于同一种植被配置坡面在经过初始5 L·min-1放水流量冲刷之后，坡面侵蚀沟已基本形成，即流路已经形成，待流量增长至10、15、20 L·min-1时，由于重力作用，裸坡与植被配置坡面水流均会自然流入之前冲刷形成的沟道内向前流动。其次，由于经历了前期冲刷，土壤含水量已达饱和，水流下渗基本保持稳定，从而导致有植被防护坡面径流率变化与裸坡差异性缩小，而且流量越大此规律越明显；随产流历时变化，侵蚀速率易出现突增突减的峰值、谷值点，其中裸坡由于无植被防护此现象更为严重。主要是由于随着流量的递增，高陡边坡下径流更易汇集，下切作用更强，沟壁土体失稳形成崩塌体进入径流路径，阻滞水流运动和泥沙的输移，致侵蚀速率短暂降低，之后上方坡面径流继续快速汇集，待其抗剪强度不足以抵挡水流的冲刷时，崩塌体将被冲开并形成高浓度的固液二相体被搬运出坡面，然而沟壁崩塌与径流汇集冲刷不时交替进行，使得侵蚀过程为多峰多谷，波动剧烈[12，31]。

3.2 不同配置模式坡面减水减沙机制

防护坡面减水效益从大到小依次为CG＞C3H7＞ C7H3＞QC，减沙效益从大到小为C7H3＞QC＞C3H7＞ CG。这说明，（1）试验条件下草灌（CG）恢复模式具有较好的减水效益，但其减沙效益却相对较低。是由于冰草和沙棘所组成草灌坡面的特殊性，本研究沙棘主要生长在上半坡，而冰草主要分布在下半坡，由于沙棘作为此坡面的优势种，对于光照、水分以及土壤养分的吸收均大于冰草，从而导致沙棘周围冰草生长较少，即部分坡面变为无植被覆盖的裸露坡面，同时沙棘属于主直根系型灌木，在砒砂岩地区其根系垂直方向上一般可达40 cm 深，水平方向可达137 cm，远大于冰草和沙蒿草本植被根系的分布范围；同时种植沙棘可增加土壤含水量和孔隙度，具有平衡坡位对土壤水分的影响作用[19，32-33]。李鹏飞等[34]对内蒙古矿区排土场不同植被林带的研究得出，沙棘林的土壤孔隙度最大，能蓄持较多水分，因此在直根系沙棘和须根系冰草的共同作用下，导致草灌坡面的蓄水效益要高于其他坡面。而另一方面，由于部分坡面无植被覆盖，当放水流量达到一定条件时，裸露位置土壤含水量相对于具有植被防护位置处已经提前达到饱和，在进一步放水的情况下，裸坡位置由于没有植被根系的吸附牵拉，易发生小型滑坡崩塌等较高含沙水流现象，进而导致其产流量小而产沙量大。（2）冰草坡面减水效益相对较低，减沙效益却高达84.80%。原因是冰草坡面相对于其他防护坡面生物结皮的覆盖度更大，约为50%～60%，进而降低了其减水效益，但却增加了减沙效益。已有研究表明[35-37]，生物结皮，特别是藻结皮可降低土壤水分渗透性，增强表层土壤的抗蚀性，因此，导致冰草坡面径流较其他植被配置坡面增加，而泥沙却较少。（3）单从冰草不同配置模式进行减沙效益分析，可知全为冰草坡面的减沙效益大于“冰草-沙蒿3∶7”配置坡面而小于“冰草-沙蒿7∶3”配置坡面，即冰草和沙蒿在坡面搭配比例可能存在阈值，本研究中二者上下比例为7∶3 时可为临界配置比例，为该区最佳坡面防护配置措施。进一步分析可知，降雨试验时植被的地上和地下部分均起蓄水拦沙作用，但在径流冲刷试验时，起防护作用的主要是植被的地下部分，即植被的根系。而根系对土体进行穿插、网络和固结作用，使土壤入渗能力增加，从而影响坡面产流产沙的过程[38]，不同的根系，蓄水拦沙效益不同。冰草为禾本科须根系植被，沙蒿[39]为菊科直根系植物，表明二者的合理配置才能达到最佳防护效益[24，40]。

3.3 排土场防护措施适用性评价

在递增型放水流量条件下，研究得出C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面的减水和减沙效益为15.29%～ 34.36%和58.73%～87.29%。与苏涛等[17]在矿区排土场研究得出冰草和沙棘的减水和减沙效益分别为35.51%～75.57%和80.70%～98.74%相比，可以看出各措施减水效益相对于减沙效益均较低。同时研究发现，未防护的裸坡在经历递增型放水流量冲刷下，发育的侵蚀沟宽可达70 cm，深为42 cm，导致坡面损毁严重；而C3H7、C7H3、QC 和CG 不同植被配置的坡面在经历4 种递增型放水流量冲刷下，除坡面有小的沟蚀发育外，并未出现大的侵蚀沟以及滑坡、崩塌等较大规模侵蚀现象。因此，坡面4 不同植被的配置模式具有较好的防护能力，能抵御较大连续暴雨径流的冲刷。然而在矿区坡面防护工程中，对径流的消减和拦蓄是防治排土场侵蚀的关键，尽管种植植被可对排土场水土流失起到较好的防护作用，但上方汇水的流入同样还会造成一定的侵蚀发生，尤其是水的流失还较为严重，植被防护还未达到理想的效果，因此在排土场坡面的治理过程中除在坡面配置不同植被进行防护外，还应在坡顶修建拦水梗和边坡蓄排水措施，以进一步增加对降雨径流的调控作用，从而降低径流挟沙能力，减少坡面土壤侵蚀。

4 结 论

采用原位放水冲刷的试验方法，以内蒙古永利煤矿植被恢复4 a 的排土场边坡为对象，研究递增型（5-10-15-20 L·min-1）放水冲刷条件下BS、C3H7、C7H3、QC 和CG 坡面的产流产沙规律和水沙关系以及4 种植被配置措施坡面的减水减沙效益。流量递增初期（0～9 min），径流率与侵蚀速率急剧增大，后波动减小，随着放水流量的递增，坡面径流率随产流历时的延长呈阶梯式增长。侵蚀速率随放水流量的变化较径流率的变化趋势小，且后期较大流量下，坡面侵蚀速率有下降趋势；C3H7、C7H3、QC、CG 坡面的累积减水和减沙效益分别为 31.99%、18.72%、15.29%、34.36%和81.28%、87.29%、84.80%、58.73%。CG 和C7H3 配置模式分别具有最优的减水和减沙效益；坡面不同根系植被混合搭配时的减水减沙效益高于单一根系植被防护坡面，直根系与须根系植被合理配置具有更好的防护效果；各坡面侵蚀速率和径流率呈极显著的幂函数（BS、C3H7、QC、CG）和线性（C7H3）关系。各植被配置模式在该区能较好地抵御持续暴雨径流的冲刷袭击。本试验未对各防护植被进行更深层次的分析，今后应加强对根系密度扫描以及根系分布情况进行细致研究，以及更多须根系和直根系植被配置比例和不同植被盖度、水分入渗以及其他雨型和模拟降雨下的相关试验工作。