黑土区暗棕壤绝大多数分布在坡耕地上，土壤侵蚀问题严重，对粮食产量的影响较大，严重阻碍农业可持续发展。因此，本论文以吉林省东辽县安石镇杏木水土保持基地为供试区域，通过三年(2013年～2015年)的野外径流小区定位试验和室内分析试验，探讨横垄轮作(玉米/大豆)和横坡草带(苜蓿)两种粮草种植方式对暗棕壤物理、化学和蓄水保土性质方面的影响，揭示了暗棕壤坡耕地土壤物理、化学性质的空间变异性，并基于主成分分析法定量解析各指标对暗棕壤性质的贡献率，综合评价了两种粮草种植方式对不同坡度暗棕壤水土保持效益的影响，为日后深入研究黑土区暗棕壤坡耕地作物科学种植模式、改善该区域土壤性状和防治水土流失奠定了理论基础，对稳定粮食市场、保障国家粮食安全具有重要作用。得出的主要结论如下：
　　(1)不同坡度横垄轮作和横坡草带各试验小区土壤容重低于自然坡面小区，土壤总孔隙度、毛管孔隙度和＞0.25mm水稳性团聚体含量高于自然坡面小区。暗棕壤坡耕地土壤颗粒和微团聚体中大粒级含量较高，＜0.002mm的粘粒或微团聚体含量较少，土壤肥力偏低。不同坡度横垄轮作和横坡草带各试验小区土壤CEC浓度、有机质、全氮、速效氮、全磷和速效磷含量均高于自然坡面。
　　(2)横垄轮作和横坡草带对不同坡度暗棕壤坡耕地土壤颗粒和养分迁移和流失有阻控作用。暗棕壤坡耕地土壤物理、化学性质存在空间变异性。不同坡度不同种植方式的暗棕壤坡耕地土壤颗粒沿坡面向下迁移主要以细颗粒为主，土壤自坡顶向下有明显的砂化现象。各小区土壤中磷素的流失是随细粉粒级(0.002-0.02mm)微团聚体或＜0.002mm的单粒的迁移为主。
　　(3)坡度为5°的横垄轮作小区土壤入渗性能最好，坡度为10°的自然坡面小区入渗性能最差。不同种植方式之间，横垄轮作的小区入渗性能最好，横坡草带次之，自然坡面小区的入渗性能最差。不同坡度横垄轮作和横坡草带小区的产流产沙量明显少于自然坡面。对各试验小区土壤流失的泥沙中机械组成进行分析，自然坡面小区泥沙中大粒级含量较高，而横垄轮作和横坡草带小区泥沙中的粘粒和细粉粒含量较高，砂粒含量较少，进一步说明横垄轮作和横坡草带这两种粮草种植方式对坡暗棕壤坡耕地有拦蓄径流泥沙的作用。
　　(4)基于主成分分析法综合评价了两种粮草种植方式对不同坡度暗棕壤水土保持的效应，结果表明，横垄轮作对不同坡度暗棕壤的水土保持效应最好，横坡草带对不同坡度暗棕壤的水土保持效应次之。