长期以来强烈的水土流失以及人为不合理的过度垦殖放牧,生态环境十分脆弱,水蚀风势交错地带成为土壤严重侵蚀与干旱并存的特殊地区,是黄河中下游河道泥沙输入的主要来源区,是我国西部生态环境建设的重点地区之一。近年来,随着当地煤矿与相关产业的发展,大量的污染物被排入到环境之中,而伴随煤矿及其相关产业产生的各种重金属污染物,对当地生态环境及人民的身体健康构成了严重的威胁。而铜做为煤矿及其相关产业生产过程中产生的主要污染物之一,已成为当地环境污染防治的重点。PAM作为土壤结构改良剂,具有增加土壤表层颗粒间的凝聚力,维系良好的土壤结构,防止土壤结皮产生,增加土壤水分入渗,减少地表径流,防止土壤流失以及抑制土壤水分蒸发等作用。近年来,PAM被广泛地应用于保水保土项目。本试验采用野外观测和室内分析相结合的研究方法,在中国科学院水利部水土保持研究所神木生态与环境试验站进行野外试验,系统地研究了不同植被和PAM施入量对土壤坡面铜元素迁移的影响,取得以下几点结论:(1)研究生长1年的植被(荒草、紫花苜蓿和绿豆)的生长过程,发现:荒草地的植被盖度最大,绿豆地最小,而荒草地地上生物量最高,紫花苜蓿最少。三种植被生长过程均呈S型增长曲线,其绿豆增长速度最快,紫花苜蓿最慢。(2)在土壤表层施加PAM能显著地起到保墒作用, PAM处理对各种植被覆盖土壤剖面含水量的影响主要集中在土壤表层1m以内。在土壤表层施加PAM均能增加植被对土壤铜元素的吸收,且随PAM用量的增加,植物对铜吸收愈加明显。(3)与裸地相比,生长1年的植被对坡面产流产沙均有一定的减缓作用,不同植被对产流产沙的减缓效应顺序均为荒草地〉苜蓿地〉绿豆地;不同植被均能减少坡面土壤铜元素的径流流失,其防止土壤铜径流流失的大小为荒草地〉苜蓿地〉绿豆地,与减流减沙效应顺序相同。产流过程导致了泥沙对土壤铜元素的富集,不同植被对泥沙中铜元素的富集也产生影响,4个小区全铜及有效铜的富集率顺序均为裸地〉绿豆地〉苜蓿地〉荒草地。(4)土壤表层施入PAM均减少了不同植被坡地的产沙量,在中小雨强下,PAM的减沙作用更明显,施加PAM均能增加泥沙Cu的富集;施入PAM后,苜蓿地泥沙全Cu和有效Cu的流失量均有所增加;施入PAM均可导致粘粒和粉粒在泥沙中富集。(5)模拟降雨试验表明,绿豆小区的产流产沙强度过程呈现波动上升趋势,其累计产流产沙量过程可用一定的一元二次多项式表达。其产流过程中,泥沙中有效铜及全铜的含量呈现波动下降趋势,有效铜及全铜流失强度过程与产流产沙强度过程相似,呈现波动上升趋势,但其峰值多于产流产沙过程,且最高峰出现时间不同,有效铜及全铜的累计流失量过程也可用一定的二元一次多项是表达。(6)不同植被覆盖下,在0-5cm土层各不同植被覆盖小区Cu含量差异较大,有效铜及全铜均表现为裸地>紫花苜蓿>绿豆>荒草地。在0-5cm以下各层,绿豆地和裸地的有效铜及全铜含量较低,苜蓿地和荒草地则较高。不同植被覆盖小区各不同水平PAM处理从不同土壤深度来看,有效铜和全铜含量大体上均呈现由浅到深依次减小的趋势,各不同水平PAM处理之间则差异较大,Cu含量与PAM使用量之间没有明显的相关关系。(7)CDE方程可很好模拟Cu在土柱中的运移规律,不同PAM水平处理对弥散系数D影响不大,各处理的弥散系数D基本相同。