李智勇, 張夢(mèng)杰, 陳明玉, 楊 析, 甘 淼, 李同川,3

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 陜西 楊凌 712100; 2.湖南省水利水電科學(xué)研究院, 長(zhǎng)沙 410007; 3.中國(guó)科學(xué)院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

黃土高原位于我國(guó)中北部，是世界上黃土覆蓋面積最大的高原，也是生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)之一[1-2]。黃土高原地區(qū)水土流失嚴(yán)重，限制了該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[3-4]。為此，國(guó)家實(shí)施了一系列治理措施(如退耕還林還草工程)，并取得了顯著成效，黃土高原植被覆蓋度由1999年的31.6%上升到2013年的59.6%[5]，使黃土區(qū)生態(tài)環(huán)境得到較大程度的改善[6]。植被在黃土高原水土流失治理過程中發(fā)揮著重要作用[7-8]，植被能通過攔截吸收雨水并增加水分入滲來減少徑流量[9-10]，通過降低徑流速度、降低雨滴打擊動(dòng)能來減少產(chǎn)沙量[11-12]，草地植被也能通過冠層直接攔截泥沙[13]。

苜蓿具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、耐寒、抗旱等特點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)有著廣泛的種植面積，被稱為“牧草之王”[8]。苜蓿根系發(fā)達(dá)、莖葉生長(zhǎng)茂盛、植被覆蓋度高[14]，并且適應(yīng)西北地區(qū)干旱少雨、土壤貧瘠的環(huán)境[15]，具有一定的水土保持作用[14,16]，成為該地區(qū)退耕還草的首選草種[17-18]。關(guān)于苜蓿的水土保持作用，國(guó)內(nèi)外已有一些相關(guān)研究。肖培青等[19]采用人工模擬降雨試驗(yàn)，分析了苜蓿坡面在不同降雨強(qiáng)度下的產(chǎn)流產(chǎn)沙過程和相關(guān)水動(dòng)力學(xué)參數(shù)，結(jié)果表明苜蓿具有良好的水土保持作用，并且發(fā)現(xiàn)這種水土保持作用與土壤入滲特性有關(guān)。王升等[9]通過對(duì)野外條件下不同苜蓿覆蓋度(0%，33.5%，43.2%和68.8%)的黃土坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的研究，發(fā)現(xiàn)不同的覆蓋度下苜蓿均能在一定程度上降低坡面徑流量和產(chǎn)沙量。Wu等[10]研究發(fā)現(xiàn)，與裸地坡面相比，苜蓿覆蓋提高了黃土坡面土壤入滲1.77倍，使徑流速率和產(chǎn)沙速率分別降低了28.3%和78.4%。上述這些研究從不同降雨強(qiáng)度、不同苜蓿覆蓋度及水動(dòng)力學(xué)等方面探討了苜蓿的水土保持效益，并對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙過程和水動(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行了分析。目前國(guó)內(nèi)也有許多類似的研究，但是將苜蓿覆蓋條件下坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程和剖面土壤水分變化相結(jié)合進(jìn)行研究的報(bào)道并不多見。

本試驗(yàn)定量分析不同苜蓿覆蓋度(低覆蓋度和高覆蓋度)、不同坡度(5°，10°，15°)下苜蓿坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程和降雨前后不同深度土層土壤水分變化，進(jìn)一步揭示苜蓿對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙及土壤水分的影響，為黃土高原退耕還林還草工程的實(shí)施和黃土區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 模擬降雨設(shè)備

模擬降雨試驗(yàn)在陜西省楊凌區(qū)土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。采用側(cè)噴模擬降雨系統(tǒng)[20]，該降雨模擬系統(tǒng)可以通過調(diào)整噴嘴尺寸和水壓設(shè)置降雨強(qiáng)度，降雨強(qiáng)度范圍為30～150 mm/h[21]，降雨高度16 m。并且，該降雨模擬系統(tǒng)可以真實(shí)的模擬自然雨滴的大小、分布和最終速度[22]。本試驗(yàn)采用的降雨強(qiáng)度為80 mm/ h，降雨持續(xù)時(shí)間為60 min。

1.2 試驗(yàn)土槽

試驗(yàn)用土來源及處理：試驗(yàn)土壤采集地點(diǎn)為陜西省楊凌區(qū)西卜村(北緯34°20′、東經(jīng)108°24′)。該地區(qū)年平均氣溫為12.9℃，年平均降雨量為637 mm，年平均蒸發(fā)量為1400 mm，屬于溫帶半濕潤(rùn)區(qū)[22]。在該地區(qū)裸地0—50 cm土層采集土壤樣品，采集后的土壤進(jìn)行風(fēng)干處理并過2 mm的篩子除去小石塊和雜草，之后分析土壤樣品土壤有機(jī)質(zhì)(重鉻酸鉀氧化—外加熱法)和土壤粒徑(激光衍射法，Mastersizar 2000)。根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)含量和粒徑分布(表1)，試驗(yàn)土壤為黏壤土，分類為婁土。

表1 試驗(yàn)土壤基本性質(zhì)

試驗(yàn)土槽及土槽填充：試驗(yàn)用土槽(長(zhǎng)2 m、寬0.5 m、深1.0 m)采用鋼板制成。土槽放置在帶輪子的鋼架上，并安裝有液壓?jiǎn)㈤]裝置用來調(diào)節(jié)土槽的坡度，本試驗(yàn)共設(shè)置3種坡度(5°，10°和15°)。在土槽底部設(shè)置351個(gè)孔(直徑0.5 mm)，以便于排水。在罐內(nèi)填土之前，先鋪兩層醫(yī)用紗布，然后在罐底鋪一層5 cm厚的砂作為過濾層，以保證空氣和水的滲透性，同時(shí)防止泥土堵塞孔洞。土槽填裝土壤前，測(cè)定試驗(yàn)土壤的含水量，以計(jì)算所需的土壤重量，土壤層以10 cm的增量填充，從而更準(zhǔn)確地獲得與田間相似的目標(biāo)土壤容重(1.35 g/ cm3)。填土高度90 cm，填土總量0.9 m3。每個(gè)土槽中安裝3根PR2管(長(zhǎng)100 cm、直徑2.8 cm)，采用PR2-6土壤剖面水分測(cè)定儀(Cambridge，UK，Delta-T Device Ltd)測(cè)定10 cm，20 cm，30 cm，50 cm和90 cm深度處的土壤含水量。

土槽填充土壤后，種植苜蓿，行距約15 cm(共12行)，行距方向與槽寬方向一致。苜蓿種植后放置于室外自然生長(zhǎng)，適時(shí)進(jìn)行補(bǔ)水，確保苜蓿正常生長(zhǎng)。一年以后對(duì)苜蓿進(jìn)行不同刈割處理，將蓋度分別控制為60%左右和90%左右(表2)。刈割一周后進(jìn)行模擬降雨。本試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)低苜蓿覆蓋處理(坡度5°，10°和15°)，3個(gè)高苜蓿覆蓋處理(坡度5°，10°和15°)，1個(gè)裸地坡面空白處理(坡度15°)，共準(zhǔn)備7個(gè)土槽。

表2 不同坡度下苜蓿覆蓋度

1.3 試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

模擬降雨及試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定于2019年8月份開始進(jìn)行。在模擬降雨前利用PR2-6探針測(cè)定土壤剖面土壤含水率。模擬降雨試驗(yàn)時(shí)，記錄徑流起始時(shí)間，產(chǎn)流開始后用5 L的塑料桶收集徑流樣本，每隔2 min收集一次樣品，每個(gè)土槽總共采集30個(gè)樣品，記錄樣品重量及體積。將采集的樣品在105℃下烘干并稱重，用以計(jì)算土壤侵蝕率。模擬降雨后，用塑料薄膜覆蓋土槽，以減少蒸發(fā)。降雨24 h后，用PR2-6探針測(cè)量土槽內(nèi)0—90 cm剖面土壤含水量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

土壤侵蝕速率和徑流速率計(jì)算公式如下：

式中:Er表示土壤侵蝕速率[g/ (m2·min)];W表示沉積物干重(g);A表示斜坡的投影面積(m2);T表示取樣持續(xù)時(shí)間(min,本試驗(yàn)為2 min);R表示徑流速率(mm/min);D表示徑流深度(mm);V表示每個(gè)樣品的徑流量(m3)。

土壤儲(chǔ)水量(Soil water storage(SWS)，mm)(0—90 cm)計(jì)算公式如下：

SSW=100(θ10+θ20+1.5θ30+3θ50+2.5θ90)

式中:θk表示不同深度土層的土壤體積含水量(cm3/ cm3);k表示不同的土層深度(cm)。

使用Excel 2019進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的處理和分析，使用Origin 2019進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿對(duì)坡面徑流的影響

降雨期間不同苜蓿覆蓋度(低覆蓋度，高覆蓋度)、不同坡度(5°，10°和15°)條件下苜蓿坡面和裸地坡面(15°)的徑流速率見圖1。在坡度15°坡面，裸地、苜蓿低覆蓋度和苜蓿高覆蓋度坡面的平均徑流速率分別為1.34 mm/min，0.77 mm/min，0.29 mm/min。在苜蓿低覆蓋度條件下，坡度5°，10°和15°坡面的平均徑流速率分別為0.92 mm/min，0.76 mm/ min，0.77 mm/min；苜蓿高覆蓋度條件下，各坡度坡面(5°，10°和15°)的平均徑流速率分別為0.32 mm/ min，0.35 mm/ min，0.29 mm/min。在坡度5°，10°和15°下苜蓿低覆蓋度和苜蓿高覆蓋度坡面的初始徑流速率分別為0.05～0.27 mm/min和0.02～0.05 mm/min，而裸地坡面(坡度15°)為1.17 mm/min。

圖1 不同苜蓿覆蓋度、不同坡度下各坡面徑流速率

在低苜蓿覆蓋度條件下，降雨初期(0—10 min)各坡度下苜蓿坡面徑流速率均急劇上升；而在降雨中后期(10—60 min)各坡度下苜蓿坡面產(chǎn)流速率相對(duì)穩(wěn)定且上升緩慢。這可能是因?yàn)槠旅鎻搅鞯男纬膳c土壤入滲速率有關(guān)[9-10]，在低苜蓿覆蓋度條件下，降雨初期土壤入滲能力較強(qiáng)，隨著土壤含水量逐漸飽和，土壤入滲能力逐漸降低至穩(wěn)定，坡面徑流呈現(xiàn)出先急劇升高后逐漸穩(wěn)定的趨勢(shì)。在高苜蓿覆蓋度下，整個(gè)降雨期間(0—60 min)徑流速率沒有出現(xiàn)急劇升高的情況，降雨初期(0—10 min)各坡度下苜蓿坡面徑流速率緩慢升高，降雨中后期(10—60 min)穩(wěn)定在較低水平。對(duì)于裸地坡面(坡度15°)，在整個(gè)降雨期間(0—60 min)徑流速率較高且相對(duì)穩(wěn)定，只有在降雨開始時(shí)徑流速率有小幅度升高。

本試驗(yàn)中，不同苜蓿覆蓋度下各坡面(15°)平均徑流速率的大小順序?yàn)槁愕?低苜蓿覆蓋度>高苜蓿覆蓋度。與裸地坡面相比，低覆蓋度和高覆蓋度坡面的平均徑流速率分別降低了43%和78%，說明苜蓿覆蓋有明顯減緩坡面徑流的作用[9-10]，且苜蓿覆蓋度高的情況下減緩徑流的效果更明顯[11]。苜蓿能減緩坡面徑流，主要是因?yàn)檐俎５拇嬖谧璧K了水流向下流動(dòng)，延長(zhǎng)了降雨在坡面上停留的時(shí)間，增加了水分入滲[18]；另外由于苜蓿根系在土壤中的密布纏繞，使土壤對(duì)水分的滲透能力增強(qiáng)[11,23]，水分入滲增加，坡面徑流減小。隨著苜蓿覆蓋度的增加，提高了坡面地表粗糙度[24]，苜蓿對(duì)水流運(yùn)動(dòng)的阻礙增強(qiáng)，入滲增加，進(jìn)而減小徑流。

而在相同的苜蓿覆蓋度(低或高)下，不同坡度(5°，10°和15°)坡面徑流速率并沒有顯著(p>0.05)差異。這可能是因?yàn)樵?°～15°坡度范圍內(nèi)坡度對(duì)徑流的影響較小，苜蓿對(duì)徑流的影響掩蓋了坡度對(duì)徑流的影響，植被的存在可在一定程度上削弱坡度對(duì)徑流的影響[11]，張夢(mèng)等[25]研究也表明坡面徑流量隨坡度(0°～20°)的增加沒有明顯變化。值得注意的是，在低苜蓿覆蓋度下坡度5°苜蓿坡面徑流速率高于坡度10°和坡度15°，這可能是因?yàn)槠旅孳俎８采w度不完全相同，低覆蓋度下坡度5°坡面的苜蓿覆蓋度略低與其他坡面(10°和15°)(表2)，從而引起相同覆蓋度下徑流量較大[7]。

2.2 苜蓿對(duì)坡面產(chǎn)沙的影響

不同苜蓿覆蓋度(低覆蓋度，高覆蓋度)、不同坡度(5°，10°和15°)下苜蓿坡面和裸地坡面(15°)的產(chǎn)沙速率見圖2。在坡度15°條件下，裸地、低苜蓿覆蓋度和高苜蓿覆蓋度坡面的平均產(chǎn)沙速率分別為23.50 g/(m2·min)，2.72 g/ (m2·min)和1.71 g/(m2·min)。整個(gè)降雨期間(60 min)，在低苜蓿覆蓋度下，坡度5°，10°和15°坡面的平均產(chǎn)沙速率分別為1.73 g/(m2·min)，4.27 g/(m2·min)和2.72 g/(m2·min)；高苜蓿覆蓋度下，各坡度(5°，10°和15°)坡面的平均產(chǎn)沙速率分別為0.21 g/(m2·min)，0.73 g/(m2·min)和1.71 g/(m2·min))。坡度15°下，裸地坡面的平均產(chǎn)沙速率最高，分別是低苜蓿覆蓋度和高苜蓿覆蓋度坡面的8.6倍和13.7倍。在裸地坡面上雨滴直接打擊地表土壤，對(duì)土壤破壞較大，且降雨后迅速產(chǎn)生徑流，攜帶大量泥沙[16]，因此，裸地坡面的產(chǎn)沙速率顯著(p<0.01)大于苜蓿坡面。

圖2 不同苜蓿覆蓋度、不同坡度下各坡面產(chǎn)沙速率

在低苜蓿覆蓋度下，坡度5°和10°苜蓿坡面在降雨初期(0—10 min)產(chǎn)沙速率急劇升高后又急劇下降，在降雨中后期(10—60 min)產(chǎn)沙速率相對(duì)穩(wěn)定且緩慢下降；而坡度15°苜蓿坡面在整個(gè)降雨過程中(0—60 min)產(chǎn)沙速率穩(wěn)定在同一水平。這是因?yàn)榈透采w度下坡面上有松散分散的土壤顆粒，降雨初期產(chǎn)流后隨徑流沖刷下來，產(chǎn)沙速率急劇升高，松散分散的顆粒被沖刷后產(chǎn)沙速率逐漸穩(wěn)定[10]。在高苜蓿覆蓋度下，坡度5°和10°苜蓿坡面在降雨期間(0—60 min)產(chǎn)沙速率穩(wěn)定在同一水平；而坡度15°苜蓿坡面在降雨前期(0—20 min)產(chǎn)沙速率先下降后升高呈現(xiàn)“V型”變化，后緩慢下降至穩(wěn)定。對(duì)于裸地坡面(坡度15°)，降雨初期(0—10 min)產(chǎn)沙速率急劇下降，降雨中后期(10—60 min)產(chǎn)沙速率緩慢降低至穩(wěn)定。

本試驗(yàn)中不同苜蓿覆蓋度下各坡面(15°)平均產(chǎn)沙速率的大小順序?yàn)槁愕?低苜蓿覆蓋度>高苜蓿覆蓋度，隨著坡面苜蓿覆蓋度的增加苜蓿攔截泥沙的效果顯著(p<0.01)增強(qiáng)。一方面苜蓿覆蓋度增加，使苜蓿減緩坡面徑流速率的能力增強(qiáng)，徑流對(duì)土壤沖刷作用減弱，攜帶泥沙減少[10,16]；另一方面苜蓿的存在可以減小雨滴最終速度，降低雨滴對(duì)土壤的直接打擊動(dòng)能，減少產(chǎn)沙量[24]。此外，苜蓿種植一年后土壤表面會(huì)產(chǎn)生一定的生物結(jié)皮以及枯落物堆積，對(duì)土壤具有保護(hù)作用[24]。高苜蓿覆蓋度下會(huì)產(chǎn)生更多的生物結(jié)皮和枯落物，增強(qiáng)了對(duì)土壤的保護(hù)作用，侵蝕產(chǎn)沙量減少。

而在相同苜蓿覆蓋度(低覆蓋度或高覆蓋度)下，不同坡度坡面產(chǎn)沙速率存在顯著(p<0.01)差異，低覆蓋度下苜蓿坡面產(chǎn)沙速率：10°>15°>5°；高覆蓋度下苜蓿坡面產(chǎn)沙速率：15°>10°>5°。在高苜蓿覆蓋度下，隨著坡度增加坡面產(chǎn)沙速率也逐漸增加，這和多數(shù)相關(guān)研究得出的結(jié)果一致[25-26]，即在一定坡度范圍內(nèi)坡度增加會(huì)使坡面產(chǎn)沙增加。土壤坡面侵蝕增加可能是因?yàn)槠露仍黾?，坡面徑流速率增加，徑流侵蝕、攜帶泥沙能力增強(qiáng)[21]，引起侵蝕產(chǎn)沙增加；或者是因?yàn)槠露鹊脑黾樱岣吡送寥啦环€(wěn)定性，導(dǎo)致侵蝕產(chǎn)沙量上升[26]。本試驗(yàn)中徑流速率隨坡度變化不大，因此在高苜蓿覆蓋度下，產(chǎn)沙速率隨坡度的變化可能是因?yàn)橥寥朗芰Φ淖兓鹜寥婪€(wěn)定性降低，導(dǎo)致坡面侵蝕產(chǎn)沙增加。而在低苜蓿覆蓋度下，坡度10°坡面(覆蓋度67.5%)產(chǎn)沙速率高于坡度15°(覆蓋度58.1%)，這可能是因?yàn)楦采w度不同引起土壤表面生物結(jié)皮和枯落物數(shù)量不同(表2)，導(dǎo)致10°坡面產(chǎn)沙速率大于15°坡面產(chǎn)沙速率。

2.3 累計(jì)產(chǎn)流產(chǎn)沙量

不同處理的累計(jì)徑流量和累計(jì)產(chǎn)沙量總體上隨降雨時(shí)間逐漸增加(圖3)。裸地坡面(坡度15°)累計(jì)徑流量和累計(jì)產(chǎn)沙量均顯著(p<0.01)高于苜蓿坡面(低苜蓿覆蓋度和高苜蓿覆蓋度)。較裸地坡面(總徑流量77.62 L，總產(chǎn)沙量1 361.80 g)，低苜蓿覆蓋度下，不同坡度(5°，10°，15°)坡面總徑流量降低29%～42%，總產(chǎn)沙量降低81%～94%；在高苜蓿覆蓋度下，不同坡度(5°，10°，15°)坡面總徑流量和總產(chǎn)沙量分別降低74%～78%和93%～99%。結(jié)果顯示，在高苜蓿覆蓋度下，坡面總徑流量相比低苜蓿覆蓋度有大幅度下降，而總產(chǎn)沙量相比低苜蓿覆蓋度下降幅度較小。這可能是因?yàn)樵囼?yàn)中采用刈割的方法控制苜蓿覆蓋度，刈割只對(duì)苜蓿地上部分進(jìn)行了處理，而苜蓿根系仍存在于土壤中。苜蓿由低覆蓋度到高覆蓋度，地上部分蓋度增加，苜蓿對(duì)徑流的減緩作用增強(qiáng)，總徑流量大幅度下降[18,24]；而低或高苜蓿覆蓋度坡面土壤中均有較多根系分布，由于根系對(duì)土壤的固定作用，土壤抗侵蝕能力整體較強(qiáng)[9,11]，總產(chǎn)沙量下降幅度較小?？傮w上看，不同苜蓿覆蓋度下(低或高)，苜蓿減少坡面產(chǎn)沙的作用(減少81%～99%)均大于減緩坡面徑流的作用(減少21%～78%)，減沙效益高于減流效益。有研究結(jié)果顯示，與徑流量相比，植被覆蓋與產(chǎn)沙量的關(guān)系更密切[11]，并且草地植被具有直接攔截泥沙的作用[27]。

圖3 不同苜蓿覆蓋度、不同坡度下各坡面累計(jì)徑流量和累計(jì)產(chǎn)沙量

2.4 苜蓿對(duì)剖面土壤水分的影響

在80 mm/ h降雨強(qiáng)度下(降雨持續(xù)60 min)，測(cè)定了雨前、雨后(24 h)不同苜蓿覆蓋度(低覆蓋度和高覆蓋度)、不同坡度(5°，10°和15°)坡面0—90 cm深度范圍內(nèi)土壤剖面水分，見圖4。

圖4 雨前、雨后(24 h)不同苜蓿覆蓋、不同坡度下坡面土壤含水量

降雨24 h后，裸地坡面 0—20 cm深度土層土壤含水量有小幅度增加，而20—90 cm深度土層土壤含水量基本不變。這是因?yàn)樵诼愕仄旅嫔蠜]有植被覆蓋，坡面徑流速率較大，土壤水分入滲量少、入滲深度較淺，因此降雨只能影響土壤表層含水量，對(duì)深層的土壤水分幾乎沒有影響[9,19]。低苜蓿覆蓋度下，降雨24 h后，0—30 cm深度土層土壤含水量有所提高；而高苜蓿覆蓋度下，降雨24 h后，0—50 cm深度土層土壤含水量明顯增加。隨著苜蓿覆蓋度的增加，坡面地表粗糙度增加[24]，苜蓿對(duì)徑流的阻礙作用增強(qiáng)，延長(zhǎng)了徑流在坡面的停留時(shí)間，水分能入滲到更深的土層[16,18]。

在15°坡面，低苜蓿覆蓋度坡面0—90 cm深度土層內(nèi)土壤儲(chǔ)水量增量平均值為20.5 mm，而高苜蓿覆蓋度下為36.5 mm，均顯著(p<0.01)高于裸地坡面(6.4 mm)，低覆蓋度和高覆蓋度苜蓿坡面的土壤儲(chǔ)水量增量分別是裸地坡面的3.2倍和5.7倍。在相同坡度下(15°)隨著苜蓿覆蓋度的增加，徑流量、產(chǎn)沙量均減??；而在相同坡度下(15°)，不同苜蓿覆蓋度坡面土壤儲(chǔ)水量增量平均值的大小順序?yàn)椋焊哕俎８采w度>低苜蓿覆蓋度>裸地。與低苜蓿覆蓋度坡面相比，高苜蓿覆蓋度下5°，10°和15°坡面土壤儲(chǔ)水量增量平均值分別增加了34%，143%和78%。苜蓿在降雨過程中能減緩坡面徑流，增加水分入滲，提高土壤儲(chǔ)水量[16]，隨著苜蓿覆蓋度的增加，坡面土壤儲(chǔ)水量呈現(xiàn)不斷增大的趨勢(shì)。原因有兩方面，一方面是種植苜蓿使土壤水分入滲性能得到改善，增加了土壤儲(chǔ)水量[10]；另一方面是苜蓿的存在減緩了坡面徑流速率，使徑流在坡面停留時(shí)間增加，增加了水分向土壤入滲，進(jìn)而增加了土壤儲(chǔ)水量[15,18]。

在相同覆蓋度條件下，不同坡度苜蓿坡面土壤儲(chǔ)水量增量平均值的大小順序?yàn)椋?°>15°>10°(低苜蓿覆蓋度)；高苜蓿覆蓋度則相反：10°>15°>5°。相同苜蓿覆蓋度，不同坡度坡面的土壤儲(chǔ)水量存在差異，但差異并不顯著(p>0.05)。這與試驗(yàn)中坡度對(duì)徑流的影響類似[11]，坡度變化(5°～15°)對(duì)土壤儲(chǔ)水量影響較小，植被(苜蓿)覆蓋對(duì)水分入滲的影響掩蓋了坡度對(duì)水分入滲的影響。

3 結(jié) 論

苜?？梢云鸬綔p少坡面徑流和侵蝕產(chǎn)沙的作用，與裸地坡面相比，種植苜蓿可以顯著(p<0.01)降低坡面徑流速率和產(chǎn)沙速率，不同苜蓿覆蓋度降低坡面徑流和侵蝕產(chǎn)沙作用大小順序均為：高苜蓿覆蓋度>低苜蓿覆蓋度>裸地。在相同苜蓿覆蓋度下，不同坡度坡面苜蓿攔截泥沙效果不同，低覆蓋度下苜蓿攔截泥沙作用大?。?°>15°>10°；高覆蓋度下苜蓿攔截泥沙作用大?。?°>10°>15°。而坡度對(duì)苜蓿坡面徑流速率無顯著(p>0.05)影響。相比之下，苜蓿減少坡面產(chǎn)沙的作用(減少81%～99%)大于減緩坡面徑流的作用(減少21%～78%)。與低苜蓿覆蓋度坡面相比，高苜蓿覆蓋度下不同坡度(5°，10°和15°)坡面土壤儲(chǔ)水量增量平均值(雨前、雨后)分別增加了34%，143%和78%。而相同覆蓋度下，不同坡度坡面的0—90 cm土壤儲(chǔ)水量差異不顯著(p>0.05)。