草地生态系统不仅为人类提供必要的生活生产资料,而且在水源涵养、水土保持、固沙防风、气候调节、碳循环等方面都发挥着重要作用。放牧活动作为人类利用草地的主要方式之一,主要通过家畜的采食、践踏及排泄行为作用于草地生态系统,而不合理的放牧活动会导致植被盖度降低、表层土壤破坏,由此产生草地退化和土壤侵蚀加剧等一系列问题。新疆作为我国五大牧区之一,因其特有的气候及地形地貌所形成的草地类型多样,分布广泛,为本区域畜牧业生产发展提供了重要的物质基础和保障,但同时也存在草地初级生产力降低、草地生态环境恶化、水土流失严重等问题。西白杨沟流域地处天山北坡中段中低山区,作为乌鲁木齐河水系的水源涵养地,同时也是乌鲁木齐主要的牧场和避暑游览胜地之一,在该区域的畜牧业、水土保持、固沙防风、气候调节等方面起到了关键的作用。为探明放牧活动对草地生态系统的影响,本研究以天山北坡西白杨沟流域为研究区,调查分析三种不同放牧制度对草地植被、土壤的影响,采用野外实地放水冲刷法,以地表径流产沙量为指标,以裸地作为参照对象,对不同放牧草场的径流产沙动态特征、总产沙量及土壤抗冲性进行研究,采用主成分分析法和灰色关联法评价分析了不同放牧制度草场的土壤抗冲性及其主要影响因素,以期为天山北坡牧草资源优化管理和水土保持工作提供理论依据。通过研究得出以下结论:(1)三种不同放牧制度草场中,随着放牧强度与频度的增加,自由放牧草场植被高度和盖度显著低于禁牧草场和季节性放牧草场(P<0.05);地上生物量表现为季节性放牧草场(263 g/m~2)>禁牧草场(250 g/m~2)>自由放牧草场(162 g/m~2),其中自由放牧草场显著低于禁牧和季节性放牧草场(P<0.05);植被根系密度表现为禁牧草场(0.012 g/cm~3)>季节性放牧草场(0.009 g/cm~3)>自由放牧草场(0.006g/cm~3),禁牧草场根系密度显著高于季节性放牧草场和自由放牧草场(P<0.05)。(2)不同放牧制度草场内,禁牧草场的土壤容重与紧实度显著低于季节性放牧草场和自由放牧草场(P<0.05);随着放牧强度与频度的增加,土壤含水率呈降低的趋势,其中禁牧草场和季节性放牧草场的土壤含水率显著高于自由放牧草场(P<0.05);禁牧草场的土壤有机质显著高于季节性放牧草场和自由放牧草场(P<0.05);研究区内土壤机械组成土壤以沙粒与粉粒为主,粘粒含量极低,随着放牧强度的增加,土壤沙粒含量呈显著递增的趋势(P<0.05),而土壤粉粒则表现为相反的趋势,土壤粘粒的随放牧强度的增加呈增加的趋势,但差异不显著(P<0.05)。(3)随着放水量的增加,单位时间产沙量和径流总产沙量均呈增加的趋势,在各放水量下初始产沙量最大,随着时间的延续产沙量均呈波动下降的趋势,其中,裸地和自由放牧草场较季节性放牧草场和封育草场初始产沙量高、产沙量趋于平缓的时间晚、产沙量减少速度较慢,趋势较缓。随着放牧强度的增强,各样点土壤抗冲系数呈增加的趋势,而土壤抗冲性能则随之变弱。(4)不同放牧制度草场表层土壤抗冲性评价最佳指标为草地植被性状、土壤有机质及坡度,土壤抗冲性综合指数表现为禁牧草场(2.356)>季节性放牧草场(2.131)>自由放牧草场(2.06)。(5)灰色关联度分析结果表明,土壤抗冲性能的强弱是各影响因素共同作用的结果,其中土壤容重(0.791)、坡度(0.789)、根系密度(0.757)、粉粒含量(0.755)这4个指标因子对该区域土壤抗冲性的影响程度较大。(6)本研究区内封育禁牧和季节性放牧可明显改善草地植被性状和土壤的结构与质量,减少土壤侵蚀量,增强土壤抗冲性。