坡面流是黄土高原坡面水力侵蚀外部侵蚀动力之一,其水动力学特性极易受植被特征、地表土壤特性和降雨的影响。因此,深入研究植被格局和盖度交互作用下坡面流阻力机制,对于黄土高原水蚀研究具有重要指导意义。本研究通过室内模拟放水冲刷试验,以水力学以及应用生态学为基础,探究植被景观异质性对坡面径流水动力学特性影响,并分别建立模拟自然条件下、植被格局和盖度共同影响下坡面流阻力经验公式,为植被格局覆盖下坡面流阻力计算提供新思路,以及对水力学在坡面流的延伸和实践应用起到一定的完善和丰富作用。(1)随机斑块状植被覆盖下,在虚拟层流区,综合阻力系数与雷诺数呈负相关,而在过渡流区,二者关系在临界覆盖度处发生转捩,随覆盖度的增加,二者关系逐步由负相关变为正相关;综合阻力系数与覆盖度呈幂指函数相关,而随淹没度变化趋势则受制于覆盖度。低于临界覆盖度时,二者整体上为负相关,高于临界覆盖度时,综合阻力系数随着淹没度增大先减后增。此外,基于水流阻力等效原则,综合考虑水力坡度、覆盖度、雷诺数、淹没度的影响,建立了坡面流阻力计算模型。(2)相同盖度五种格局下坡面植被斑块的壅水缓流效果在小流量时区分不大,流量较大时格局差异逐渐凸显。不同格局下坡面植被水流均归属于在虚拟层流区和过渡流区;植被斑块方向、破碎度和坡度对植被阻力机制影响十分显著。随着流量增大,带状型下植被阻力系数和等效弗汝德数二者关系由负相关逐渐转为正相关,而长条型恰好相反;综合来看,斑块方向相较于破碎度对坡面水土保持影响更大;就于坡面植被带而言,应沿等高线方向(即与水流垂直的方向)进行植被带铺装,并适当地加大镶嵌分布。(3)格局和盖度交互作用下坡面流阻力机制研究表明:裸坡下阻力系数与弗汝德数二者关系为显著正相关。随植被盖度的增加,植被阻力作用凸显,二者间关系由正相关逐渐转为负相关,阈值在C_r=2.51%附近;整体上达西阻力系数与单位水流功率呈幂函数负相关;阻力系数与覆盖度受制于格局和坡度。引入单位水流功率,从能量和流态角度表征涉及植被格局坡面流阻力系数,该模型决定系数为0.746。通过验证得出该模型可以较好的计算不同格局下的水流阻力,且具有一定的普适性。