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表 １ 径流小区试验设计
小区编号 坡度?（°） 规格 措施类型
１ １２ ５ｍ × ２０ｍ 带状植草（Ｓ１）
２ １２ ５ｍ × ２０ｍ 全园植草（Ｓ２）
３ １２ ５ｍ × ２０ｍ 水平梯田（Ｓ３）
４ １２ ５ｍ × ２０ｍ 水平梯田＋ 梯壁植草（Ｓ４）
５ １２ ５ｍ × ２０ｍ 清耕对照（ＣＫ）

２．２．２ 取样观测方法 降雨过程数据来源于科技园小型气象站，该气象站建于距试验小区 １００ｍ处的
２
空旷坡顶，面积为 １２ × １６ｍ ，观测指标包括降雨量、降雨历时，进一步计算雨强。通过径流小区的收
集池进行径流泥沙样品采集，观测指标包括产流量、产沙量、径流系数、含沙量，根据收集池的水位
计获取径流量，除以降雨量得到径流系数，含沙量的测定采用自制的自动搅拌取样装置 ［１３］ 采集径流泥
沙样，并通过烘干称重法进行测定，于 ２０２０年 １月 ７日至 ２０２２年 １２月 ２日共收集到 ３１场侵蚀性降
雨－ 径流数据。
根据这 ３１场降雨量和雨强的中位数（分别为 ３４ｍｍ和 ２．１ｍｍ?ｈ）将侵蚀性降雨条件划分为 ４个类
型：类型 Ａ低雨量低雨强（雨量＜３４ｍｍ，雨强＜２．１ｍｍ?ｈ）；类型 Ｂ高雨量低雨强（雨量＞３４ｍｍ，雨强＜
２．１ｍｍ?ｈ）；类型 Ｃ低雨量高雨强（雨量＜３４ｍｍ，雨强＞２．１ｍｍ?ｈ）；类型 Ｄ高雨量高雨强（雨量＞３４ｍｍ，
雨强＞２．１ｍｍ?ｈ）。
养分流失观测以水沙样品为基础，包括总氮（ ＴｏｔａｌＮｉｔｒｏｇｅｎ，ＴＮ）、总磷（ＴｏｔａｌＰｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ＴＰ）、
可溶性总氮（ ＳｏｌｕｂｌｅＴｏｔａｌＮｉｔｒｏｇｅｎ，ＳＴＮ）、可溶性总磷 （ＳｏｌｕｂｌｅＴｏｔａｌＰｈｏｓｐｈｏｒｕｓ，ＳＴＰ）等 ４个指标。
采用紫外光分光光度计比色法测定 ＴＮ、ＳＴＮ含量，采用钼蓝比色法测定 ＴＰ和 ＳＴＰ。
２．２．３ 分析方法 以 ３１场降雨 － 径流事件所采集的数据为基础，利用响应面方法（ＲｅｓｐｏｎｓｅＳｕｒｆａｃｅ
Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ，ＲＳＭ）构建降雨量、雨强与含沙量、径流系数间的三维曲面，进而分析降雨特征对产流
产沙特征的影响；利用二元回归分析构建含沙量、径流系数与总氮、总磷、可溶性总氮、可溶性总磷
间的函数关系和等值线图，进而分析产流产沙特征对氮磷流失特征的影响。其中响应面的构建原理见
式（ １），二元回归的构建原理见式（２）。
２ ２
Ｖ ＋
＝ Ｕ ＋ β ｉ
ζ ｉ α ｉ Ｖ＋ γ ｉ ＵＶ ＋ μ ｉ Ｕ ＋ φ ｉ ω ｉ （１）
、 、 、 、 、 为 拟 合
式中：ζ １ 、ζ ２ 分 别 为 含 沙 量，径 流 系 数；Ｕ为 降 雨 量；Ｖ为 雨 强；α ｉ β ｉ γ ｉ μ ｉ φ ｉ ω ｉ
参数。
＋ ｄ （２）
ｉ
ｉ
η ｉ ＝ ａ ζ １ ＋ ｂ ζ ２ ＋ ｃ ζ １ ζ ２ ｉ
ｉ
分别为 ＴＮ、ＳＴＮ、ＴＰ、ＳＴＰ的含量；ａ、ｂ、ｃ、ｄ为拟合参数。
ｉ ｉ ｉ ｉ
式中：η １ 、η ２ 、η ３ 、η ４
３ 结果与分析
３．１ 产流产沙特征对降雨条件的响应 针对各径流小区，采用 ３１场降雨－ 径流事件的统计结果，构建
含沙量和径流系数对降雨量和雨强的三维响应曲面，如图 ２和图 ３所示。
图 ２和表 ２反映了不同水土保持措施下含沙量对降雨量和雨强的响应规律。对于类型 Ａ低雨量低
雨强的降雨条件，不同措施下平均含沙量由大到小依次为 Ｓ１、ＣＫ、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４，不同措施下含沙量
随雨量变化的特征为 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、ＣＫ随雨量递增，Ｓ４随雨量递减，随雨强变化的特征为 Ｓ３、ＣＫ随
雨强无明显变化，Ｓ１、Ｓ４随雨强递增，Ｓ２随雨强递减。对于类型 Ｂ高雨量低雨强的降雨条件，不同
措施下平均含沙量由大到小依次为 ＣＫ、Ｓ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４，不同措施下含沙量随雨量变化的特征为 Ｓ２、
Ｓ３、ＣＫ随雨量先增后减，Ｓ１随雨量递增，Ｓ４随雨量递减，随雨强变化的特征为 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３随雨强
递减，ＣＫ随雨强无明显变化，Ｓ４随雨强递增。对于类型 Ｃ低雨量高雨强的降雨条件，不同措施下平
均含沙量由大到小依次为 Ｓ１、Ｓ４、ＣＫ、Ｓ３、Ｓ２，不同措施下含沙量随雨量变化的特征为 Ｓ２、Ｓ３、ＣＫ

４
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