黄土高原陡坡地不同植被类型及恢复过程对径流泥沙的影响

朱谧远, 武小飞, 李晨辉, 郭天崎, 张 锐, 黄明斌

(1.西北农林科技大学 资源环境学院, 陕西 杨凌 712100; 2.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)

黄土高原的地貌类型复杂多样,区内坡地占比高,植被条件差,且降雨集中,水土流失面积约占该区总面积的68%[1],其中大部分地区的土壤侵蚀模数高于1 000 t/(km2·a),严重威胁该区域土壤资源利用与可持续发展[2]。为治理黄土高原严重的水土流失,优化该区的生态环境,国家于1999年开始在黄土高原大力实施以“退耕还林(草)”为核心的生态建设措施,经过20余年的治理,黄土高原的植被覆盖度大幅提高,同时,区内水土流失得到有效遏制,黄河输沙量不断降低[3]。

陡坡地是水土流失最严重的地貌类型,是黄土高原水土流失防治的核心。陡坡地土壤侵蚀主要受降雨、地表植被等因素的影响,其中,降雨是坡地土壤侵蚀的动力来源,而植被可以有效减少坡地土壤侵蚀[4-5]。不同植被类型及其不同生长阶段由于冠层结构、盖度、地上生物量、根系密度等方面的不同,水土保持效果差异显著[6-7]。朱燕琴等[8]在甘肃省清水河的研究结果表明,草地和乔木林小区的水土流失强度低于灌丛小区,乔灌混交林土壤侵蚀强度最大。而Huang等[9]在甘肃省小流域对比4种土地利用类型的相对减蚀效率,结果表明自然恢复草地和人工沙棘灌木林的水土保持效益优于人工油松林地。李钢等[10]研究林下植被恢复措施的水土保持效益,结果表明,具有乔草或乔灌的复合冠层相比纯林可以减少50%～60%的地表径流和65%～70%的土壤流失。造成这种差异的一个重要原因就是植被冠层结构的不同,植被冠层通过拦截降雨有效削弱了雨滴的动能,从而降低土壤流失。Chen[5]、李鹏[11]等研究表明,冠层结构复杂的植被在减少坡地产流产沙方面的效果优于单一分层结构。

此外,花东文等[12]研究几种典型植被在不同恢复阶段对产流产沙的影响,他们的结果表明,随着植被恢复,天然草地、人工柠条林地与刺槐林地的产流产沙均明显降低。Wei等[6]的研究表明,在相同降雨条件下,灌木林与乔木林地的径流量和土壤侵蚀模数在最开始的3～4 a仍保持较高水平,随后显著下降并保持相对较低的水平。流域径流泥沙量在长时间尺度上受植被结构的影响,如刘晓燕等[13]研究表明,随植被有效覆盖率的逐年增加,流域的产沙量呈现指数函数式递减。叶面积指数(LAI)作为分析植物群体生长的重要冠层结构参数,其动态变化可以较好地反映植被冠层结构和数量特征[14],因此,可以结合植被的LAI动态变化探究产流产沙对植被恢复过程的响应。

以往关于降水特征、植被类型、地形条件等对径流泥沙的影响已开展大量研究。然而,由于野外长期观测受人力物力的限制,过去的研究主要集中纯灌木、乔木林或者草地,缺少不同类型的乔灌混交林及其长期恢复过程对径流和土壤侵蚀的影响。另外,黄土高原的降雨年际变化大、年内分布不均,短时间尺度的观测结果很难区分降水特性、植被类型和恢复阶段对坡地产流产沙过程的影响。为此,我们选择在自然降雨条件下,基于2008—2021年野外观测的76次产流产沙事件,研究陡坡地不同植被类型及其恢复过程对产流和产沙的影响,探究适合控制黄土高原陡坡地水土流失的植被类型,为黄土高原生态环境建设提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区在陕西省长武县的王东沟小流域(35°14′N,107°41′E),位于陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站附近。小流域面积为8.3 km2,海拔946～1 226 m,小流域所在地区的地貌类型复杂多样,主要由塬面、沟坡和沟谷三大类型组成,属于典型的黄土高原沟壑区。该区属暖温带半湿润大陆性季风气候,多年平均温度为9.1℃,无霜期171 d,降雨量为584 mm,其中有超过58%是发生在7—9月份[15],年均潜在蒸发量为967 mm,地下水距地表深50～80 m。参考粮农组织-教科文组织土壤分类系统,小流域地带性土壤类型为黑垆土,质地为粉质黏壤土[16]。目前,流域内主要的优势植被类型有白羊草(Bothriochloaischaemum)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、侧柏(Platycladusorientalis)、沙棘(Hippophaerhamnoides)、油松(Pinustabuliformis)等。

1.2 试验设置

为定位监测坡地的植被演变对地表径流、土壤流失、土壤水分的变化及其生态水文效应,陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站于2003年在烧盅湾自然坡面建立了9个标准水土流失观测小区,水平投影面积均为100 m2(长20 m,宽5 m),长边与坡顶到坡底方向一致。所有小区的坡位无明显差异,坡向均为西南方向,坡度统一为35°,环境条件基本一致。边界均围有高出地面10～20 cm的混凝土石板,使小区内产流产沙与外部分离,保证了水土流失数据的准确性。底部均设有集水槽、输水槽、二级径流桶(桶上部有固定盖子,确保收集的径流不会蒸发损失),每年都会对这三部分检查与维修,防止小区内径流泥沙的泄漏,造成观测数据不准确。

在小区建立同年,选择黄土高原5种典型植被以不同模式在9个小区栽种,分别为白羊草(BOI)、沙棘(SEB)、油松(CHP)、油松×刺槐(CHP×LOC)、油松×沙棘(CHP×SEB)、刺槐×沙棘(LOC×SEB)、刺槐(LOC)、刺槐×侧柏(LOC×CHA)、侧柏(CHA)。其中,白羊草是通过移植天然草方块建成,其他所有乔灌树种在栽种时已有2～3龄,在2021年时已有20龄。此外,所有小区内的植被在栽种后没有任何人工管理及整地措施。各小区林下植被有白羊草(Bothriochloaischaemum)、野古草(Arundinellahirta)、异叶败酱(Patriniaheterophylla)、翻白草(Potentilladiscolor)、艾蒿(Artemisiaargyi)、赖草(Leymussecalinus)等禾本科草种[15]。

2021年7月采用样方法调查了各小区的基本植被生长指标,每个小区均分4个5 m×5 m的样方调查植被的平均株高、平均胸径以及植被覆盖度(表1)。在所有小区中部随机选点,分0—20 cm和20—40 cm土层采集土壤样品,带回室内分析基本理化性质,包括土壤有机质、土壤容重、土壤总孔隙度、饱和持水量、饱和导水率等(表1)。

表1 各试验小区植被与土壤基础性质Table 1 Vegetation and soil foundation properties in each experimental community

1.3 测定指标与方法

降雨:采用陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站内自动气象站监测的2008—2021年降雨数据,气象站距试验区1 km。

叶面积指数(LAI):采用LAI-2200冠层分析仪测定5—10月叶面积指数,在测定过程中保持探头与坡面平行,并使用45°遮盖帽排除小区以外植被的影响。

径流和土壤侵蚀:在2008年1月—2021年12月观测期间,每一次侵蚀性降雨结束后,用1.5 m钢尺读取径流桶内壁水位高度(H),结合径流桶横截面积与试验小区面积计算地表径流深(R);紧接着将径流桶内水沙搅拌均匀,立即打开径流桶底部的阀门,并使用2个1 000 ml塑料瓶接取径流泥沙样,取样完成后,将径流桶内清理干净,承接下一次径流泥沙样。把径流泥沙样带回室内静置沉淀后过滤,将沉淀物在105℃条件下干燥8 h后称重得沉积物质量(m),通过地表径流总量换算出小区土壤流失量(SL),结合小区面积计算侵蚀模数(SM)。

地表径流(R)和土壤侵蚀模数(SM)计算如下:

(1)

(2)

式中:R为地表径流深(mm);S为径流桶横截面积(cm2);H为二级径流桶内壁水位高度(cm);A为径流小区投影面积(100 m2);SM为土壤侵蚀模数(t/km2);SL为侵蚀性降雨土壤流失量(g)。

1.4 数据分析

采用单因素方差分析(ANOVA)的最小显著性差异(LSD)在p<0.05的水平上检验不同植被类型下地表径流深和土壤侵蚀模数的差异。应用线性回归方法分析地表径流深与土壤侵蚀模数的关系,通过皮尔逊相关系数和决定系数(R2)评估关系的良好性。

以上所有数据均在Excel 2010中汇总整理,采用IBM SPSS软件(20.0版本)进行数据分析,Origin 2021软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 降雨量变化

研究区在2008—2021年的日降雨量分布如图1所示,研究区日降雨量多小于20 mm,日降雨量在60 mm以上的共有7次,大于100 mm的有3次,分别发生在2010年7月23日、2013年7月22日、2016年8月25日,每年的降雨多集中在7—9月。由表2可知,在2008—2021年连续14个观测年期间,研究区年降雨量呈现出明显的波动趋势,范围在414.0～757.6 mm,平均为554.4 mm,其中,2014年最少,2021年最多,2010年、2011年、2018年、2019年、2021年的年降雨量高于研究区多年平均降雨量584.0 mm。在研究期内,共记录有76场产生地表径流的侵蚀性降雨事件,年侵蚀性降雨量范围为150.2～496.0 mm,侵蚀性降雨量的变化趋势与年降雨量大体一致,其中2017年的侵蚀性降雨量最少,2021年的侵蚀性降雨量及降雨次数最多。

图1 2008-2021年期间日降雨量变化Fig. 1 The change of day rain during 2008-2021

表2 2008-2021年期间年降雨量与侵蚀性降雨量Table 2 Annual rainfall and erosive rainfall during 2008-2021

2.2 叶面积指数变化

2008—2021年试验期间不同植被类型的叶面积指数(LAI)变化特征如图2所示。由表3可知,9种植被类型的LAI存在显著性差异(p<0.05),其中LOC×CHA的平均LAI显著高于其他植被(p<0.05),是其他植被类型的1.18～2.11倍,而BOI与CHA的平均LAI最低,均为1.38。此外,各植被类型的LAI随着植被恢复均呈逐渐增加的趋势,不同植被类型间的增加幅度存在显著性差异(p<0.05),BOI的LAI最大值较最小值提升了331.6%,虽然LOC×CHA的LAI最大值达4.07,相较于其最小值增幅为151.2%,而LOC的LAI最大值较最小值的提升最小,仅为58.6%,各植被LAI的变异系数与增幅变化呈现出一致的趋势。

图2 不同植被处理的LAI在2008-2021年生长季的变化Fig. 2 Changes in LAI with different vegetation treatments in the 2008-2021 growing season

表3 各植被类型叶面积指数的统计特征Table 3 Statistical characteristics of leaf area index for each vegetation type

2.3 不同植被类型地表径流和土壤侵蚀的差异

通过对9种植被类型小区在2008—2021年的地表径流与土壤侵蚀模数进行平均,结果表明,各植被类型小区的地表径流(图3A)与土壤侵蚀模数(图3B)存在差异,说明地表径流与土壤侵蚀模数受植被类型影响。在连续14 a的观测结果中,BOI的地表径流最小,为0.3～7.0 mm,平均值为2.6 mm,显著低于CHP和CHA(p<0.05);SEB的地表径流量次之,为0.9～7.8 mm,平均值为3.2 mm;CHA的地表径流最大,为3.9～40.3 mm,平均值为15.4 mm,显著高于其他8个小区(p<0.05);CHP的地表径流量略低于CHA,是第二高,为2.1～16.1 mm,平均值为5.6 mm。CHP×LOC,CHP×SEB,LOC×SEB,LOC与LOC×CHA的地表径流量没有显著性差异(p>0.05),主要分布在1.2～12.8 mm。与地表径流情况相似,BOI的土壤侵蚀模数最小,为0.2～15.5 t/km2,平均值为4.9 t/km2;SEB次之,为0.4～33.8 t/km2,平均值为7.1 t/km2;CHA的土壤侵蚀模数仍是最大的,为6.6～1 010.0 t/km2,平均值为277.2 t/km2,显著高于其他小区(p<0.05);CHP的土壤侵蚀模数低于CHA,是第二高,为1.4～222.0 t/km2,平均值为48.8 t/km2。除CHA以外,其余8个小区的土壤侵蚀模数没有显著性差异(p>0.05)。总的来看,与各乔木及混交林相比,BOI与SEB小区在2008—2021年总的水土流失量较低,与CHA相比平均年地表径流量分别减少了83.2%,79.1%,年土壤侵蚀模数分别减少了98.2%,97.4%。

注:不同小写字母表示不同植被类型存在显著性差异(p<0.05)。图3 2008-2021年不同植被处理下的地表径流和土壤侵蚀模数Fig. 3 Surface runoff and soil erosion modulus under each vegetation type from 2008 to 2021

2.4 不同小区植被恢复过程对径流和土壤侵蚀的影响

各植被类型在连续14 a间的地表径流和土壤侵蚀模数如图4所示,受降水特性的影响,随着植被恢复,各植被类型下的地表径流与土壤侵蚀模数呈明显的波动,且二者的波动趋势较为一致,基本呈现为先增加后降低并趋于稳定。在2015年、2016年、2021年时,各植被类型的径流量和土壤侵蚀模数大于其他年份,这与2015年、2016年、2021年有较高的侵蚀性降雨量相关,这三年的侵蚀性降雨量分别是213.6,247.4,496.0 mm,占年总降雨量的比例分别是41.1%,50.4%,65.5%。随着植被恢复,在2019年、2020年时,各植被类型的径流量和土壤侵蚀模数均是观测期内最低的,年总地表径流量分别是28.6 mm,20.3 mm,年总侵蚀模数分别是14.3 t/km2,17.1 t/km2。此外,不同植被类型在恢复过程中,地表径流与土壤侵蚀模数变化趋势存在差异,这一结果与Wei等[6]结论一致,如在2010年,SEB的地表径流(3.3 mm)和土壤侵蚀模数(2.9 t/km2)高于CHP×SEB的2.2 mm,1.8 t/km2,然而,这种情况在2019年产生了变化,SEB的地表径流(0.88 mm)和土壤侵蚀模数(0.4 t/km2)低于CHP×SEB的3.8 mm,0.9 t/km2。这说明随着植被恢复,SEB减少水土流失的效果逐渐优于CHP×SEB。

图4 不同植被处理的地表径流与土壤侵蚀模数随植被恢复的变化Fig. 4 The change of surface runoff and soil erosion modulus for different vegetation types with vegetation restoration

为了揭示植被恢复过程对径流和泥沙的影响,我们比较相同降水条件下不同植被恢复期各小区径流和泥沙产量,结果如图5所示。对比4个日降雨量条件(12,30,60,90 mm)下不同植被类型的地表径流与土壤侵蚀模数随植被恢复的变化可以发现,各植被类型小区的产流产沙均呈现出随植被恢复逐渐减少并趋于稳定的趋势,不同植被类型间存在差异。日降雨量为12 mm时,仅CHP在2021年的径流量(0.5 mm)较2012年的0.1 mm有一定增加,其他小区在2021年的径流量与土壤侵蚀模数较2012年时降幅分别在6.4%～89.4%,55.3%～99.0%,其中CHA的径流量与土壤侵蚀模数降幅分别达89.4%,98.9%(图5A)。日降雨量为30 mm时,CHP×LOC与CHP×SEB在2021年的径流量(0.2 mm,0.4 mm)较2010年的0.1 mm,0.1 mm有一定增加,其他小区在2021年的径流量与土壤侵蚀模数较2010年降幅分别在21.9%,83.8%以上(图5B)。日降雨量为60 mm的条件下,在2021年,CHP×SEB的径流量(0.7 mm)较2009年的0.6 mm有所提高,BOI的土壤侵蚀模数(0.2 t/km2)较2009年的0.1 t/km2提高明显,其余小区的径流量与土壤侵蚀模数较植被恢复初期的降幅分别在2.9%,29.4%以上,其中SEB的径流量与土壤侵蚀模数降幅分别达89.1%,90.3%(图5C)。在日降雨量为90 mm时,各植被类型在2021年的径流量与土壤侵蚀模数较植被恢复初期的降幅分别在44.4%～89.1%,68.4%～99.9%(图5D)。此外,整体上,各植被类型的减沙效益优于其减流效益。

注:图A、B、C、D分别是日降雨量为12 mm,30 mm,60 mm,90 mm的条件。图5 相似降雨条件下不同植被处理的地表径流与土壤侵蚀随植被恢复的变化Fig. 5 Changes of surface runoff and soil erosion of different vegetation types under similar rainfall conditions with vegetation restoration

2.5 不同植被类型径流与泥沙关系

表4显示了各植被类型地表径流和土壤侵蚀模数之间的关系,在自然降雨条件下,它们都很好地符合一次线性函数关系(p<0.01)。地表径流与土壤侵蚀模数之间的线性回归系数,常常被视为径流产生土壤流失的指标,是解释不同植被类型对土壤侵蚀影响的重要参数[17]。本研究中,各植被类型的地表径流与土壤侵蚀模数之间的回归系数存在差异,系数的大小依次为:CHA>CHP>LOC>LOC×CHA>CHP×SEB>LOC×SEB>SEB>CHP×LOC>BOI。其中,BOI与CHP×LOC的回归系数分别为1.93,1.94,说明这2个小区在控制土壤侵蚀方面的效果优于其他植被类型;而CHA的系数高达28.37,其控制土壤侵蚀效果最差,这一结果与Duan等[15]在相同区域的研究结论一致。

表4 不同植被处理地表径流(R)与土壤侵蚀模数(SM)的关系Table 4 Relationship between surface runoff (R) and soil erosion modulus (SM) of different vegetation types

3 讨 论

3.1 地表径流和土壤侵蚀对降雨量的响应

大气降雨是干旱半干旱地区土壤水分补充的重要途径,也是产生径流泥沙的关键驱动力,降雨量以及降雨的时空异质性深刻影响了区域生态水文过程[6]。本研究中,同一植被类型的地表径流与土壤侵蚀模数在不同年份时不一样(图3),2008—2021年期间研究区年总降雨量呈现明显的波动(图1),各年的侵蚀性降雨量占年总降雨量比重均较高,9种植被类型下地表径流及土壤侵蚀模数与年侵蚀性降雨量的波动变化趋势较为一致,说明地表径流和土壤流失受侵蚀性降雨量的影响[6]。例如,2009年的侵蚀性降雨量较2008年有明显降低,各植被类型的地表径流和土壤侵蚀模数呈现不同程度的减小,而2013年、2015以及2016年降雨较为集中,且均有超80 mm的日降雨量,各植被类型的地表径流和土壤侵蚀模数较上一年显著增加,特别是2021年时年降雨量与侵蚀性降雨量均是观测期间最高的,各植被类型下的地表径流与土壤侵蚀较2020年增加显著。这与江忠善等[18]的研究结论一致,他们的研究认为高强度短历时的降雨动能是普通降雨的1.24倍,高强度的侵蚀性降雨具有较大的降雨侵蚀力。

3.2 植被类型对地表径流和土壤侵蚀的影响

植被通过冠层、枯枝落叶、根系等影响了区域水文和土壤侵蚀过程。在这项研究中,我们发现不同植被类型的地表径流与土壤侵蚀模数存在差异(图2)。相比之下,BOI与SEB的平均地表径流、土壤侵蚀模数较小,而CHA的平均地表径流与土壤侵蚀模数显著高于其他几种植被类型(p<0.05)。从水文角度来看,植被冠层拦截大气降雨,降低雨滴的动能,不仅减少了到达土壤的降雨量,还削弱了雨滴对土壤的侵蚀力[19];植被凋落物也可以削弱雨滴动能、保存雨水量,并通过增加地表粗糙度进而减缓地表径流速率[6],减少土壤侵蚀。有研究指出,乔木冠层距地面较高反而会增强降雨对土壤的侵蚀力[20],增加陡坡地区域土壤侵蚀发生的可能性。具有近地面冠层特征的草丛、灌木丛以及厚重的枯落物层可以更有效地减少地表径流和土壤侵蚀,其效果优于单一植被群落[21]。在本研究中,BOI与SEB的近地面覆盖较高,且地表枯落物数量较多,这两个小区总的地表径流与土壤侵蚀模数低于其他植被类型。而CHA的长势差,植被覆盖度低,缺乏林下植被的保护,且土壤物理性质差(表1),其水土保持效果是几种植被恢复类型中最差的。

从表3可以看出,在自然降雨条件下,不同植被类型的土壤侵蚀模数均随地表径流的增加而增加,这与Duan等[15]的研究结论一致,地表径流与土壤侵蚀模数之间的函数关系的系数表示了各植被类型抗侵蚀能力,较低的系数代表植被控制土壤侵蚀效果好。除冠层结构的影响,发达的浅层草本须根系统可以增强表层土壤的抗侵蚀能力[22-23],本研究中BOI的回归系数最小,土壤侵蚀敏感性最低,表明其控制土壤侵蚀效果最佳,而CHP与CHA因缺乏林下植被,回归系数较大,控制土壤侵蚀效果不如其他植被类型。朱燕琴等[8]在15°的缓坡区域研究不同植被恢复模式下次降雨产流产沙特征的结果也表明,草地的径流含沙量较灌木、乔木林更低。同时,Chen等[5]研究表明,植被控制土壤侵蚀效果也会随着土壤性质的改善而提高。另外,SEB与LOC的土壤侵蚀模数与地表径流之间的相关性最好,R2值高达0.75,这表明可以通过地表径流量有效估算这两个小区的土壤侵蚀模数,而CHA的土壤侵蚀模数与地表径流之间的相关性较差,R2仅为0.46,不能通过地表径流准确推算其土壤侵蚀模数。

3.3 地表径流和土壤侵蚀随植被恢复的变化

本研究结果表明,各植被类型下的水土流失量随着植被恢复均呈逐渐降低的趋势(图3),这一结果支持了黄博文等[24]的研究结论,即在自然降雨条件下,较缓坡面的水土流失量随着植被恢复而显著下降,不同植被类型的减流效益达20.7%～79.0%,减沙效益达97.4%～99.4%。甘卓亭等[25]通过模拟降雨研究牧草在不同生长阶段的减流减沙效益也得出相似结论,在15°的坡面上,红豆草的减流、减沙效益分别由第12周的10.8%与24.5%提升至第27周的43.2%与99.8%。这一方面是因为植被冠层的逐渐复杂增强了对降雨的拦截;另一方面,各植被类型通过增加枯落物以及根系分泌物等途径增加了土壤中的有机物质,进而改善土壤物理结构,增强了土壤的抗侵蚀能力。如图5所示,在相似的降雨量条件下,随着植被恢复,各植被类型的径流泥沙量基本呈现为逐渐降低并稳定在较低水平,这也符合了吴蕾等[26]的研究结论,即在黄土高原地区开展植被恢复,当植被盖度达到70%～80%后,植被的减流减沙效益不再随盖度的增加而增加。不同植被类型下径流泥沙数量表现出的减少规律存在差异,艾宁等[27]在12°～29°相对较缓坡地的研究指出,随着植被恢复,灌木林与乔木林减少径流泥沙效果优于草地。而本研究中,虽然CHA的减流减沙效益较其他植被类型更明显,但在2021年时,年地表径流量最低的是LOC(6.4 mm),年土壤侵蚀模数最低的是SEB×LOC(7.2 t/km2),这一方面是随着植被恢复,LOC与SEB×LOC逐渐复杂的冠层结构减弱了降水的侵蚀力,另一方面是这两个小区的林下草本种类和数量逐渐丰富,降低了地表裸露程度,可以更有效地减少陡坡地区域的产流产沙。此外,各植被类型的减沙效益优于减流效益,黄博文等[24]研究得出一致结论,主要原因是随着植被恢复,根系的物理固结作用与根系分泌物的生物化学作用逐渐提高有利于增强土体结构的稳定性,提高土壤的抗侵蚀能力。

4 结 论

(1) 侵蚀性降雨量的增加会导致较高的地表径流和土壤侵蚀模数;(2) 侧柏林的平均地表径流与土壤侵蚀最高,而白羊草和沙棘灌丛地表径流与土壤侵蚀均较低,与侧柏林相比,二者的平均年地表径流量分别减少了83.2%,79.1%,年土壤侵蚀模数分别减少了98.2%,97.4%;(3) 各植被类型的地表径流与土壤侵蚀模数均符合线性关系,其系数反映了植被控制土壤侵蚀的效果,草地、油松×刺槐林的地表径流与土壤侵蚀模数之间的回归系数较小,分别为1.93,1.94,控制土壤侵蚀效果较优;(4) 随着植被恢复,各植被类型的产流产沙量均表现出逐渐降低的趋势,但各植被类型的降幅存在差异,侧柏林较植被恢复初期的降幅均高于67.1%,但经18 a植被恢复后,白羊草、沙棘灌丛、沙棘×刺槐和刺槐林的水土流失量较低。根据上述研究,我们得出在采取植被恢复措施控制黄土高原陡坡地水土流失的过程中,初期应以草、灌及其混交林为主,不适合种植单一乔木。