坡面整地工程作为人类改造微地貌的典型措施广布于全球山地丘陵区，发挥着重要的抗旱保水、生境改良、土壤保持、植被恢复和粮食生产效益。科学量化与深入揭示不同梯田整地措施的生态水文机理及其综合效应，对于优化梯田实践管理、促进生态修复和保障人类福祉均有重大的现实与理论意义。本研究基于长期监测和meta集成分析方法，量化了黄土高原典型地区和中国国家尺度坡改梯工程的生态水文效应，取得以下重要进展。1）黄土丘陵区不同梯田工程均能显著提升土壤水分和抗旱能力，尤以水平梯田水分补给效果最好（平均增加21.9%），但梯田内不同植被增加了土壤水的变异性和不确定性。鉴于人工灌草和天然植被水分利用策略的巨大差异，人工乔灌比天然植被更易引起土壤水匮缺。除水平梯田外，少数仅存的自然坡面亦能更好保持土壤水分。2）在侵蚀性降雨（短历时高雨强）作用下，油松反坡台减流效益（87.8%）和山杏水平沟减沙效益（93.9%）最优。排除植被影响，反坡台的水土保持效益最稳定，鱼鳞坑因坑体存储阈值限制长期效益不稳定。3）梯田整地措施对根系分布存在显著影响（P<0.05），相对坡面，梯田内植被的总根系密度、细根密度和形态学密度均有显著提升，而根系可通过增加入渗量提高土壤深层水分，从而改善土壤水肥状况，提高土壤抗侵蚀能力并优化局地生境。4）国家尺度上，梯田平均蓄水与固碳效益分别达12.9%和32.4%。蓄水方面：中国北方和南方干热河谷区的梯田有更高的蓄水效益，并以修建于陡坡的水平沟效益最大。梯田蓄水效益随着土层深度增加而下降，浅层土壤（0–1m）蓄水效益主要取决于梯田结构，次深层土壤（1–2m）蓄水效益主要取决于土地利用。固碳方面：就梯田结构而言，水平沟和鱼鳞坑因其特有凹形结构，能有效收集上坡位肥沃表土，土壤固碳效益较高。年均温较低且降水量较少的地区更有利于有机碳积累。生态林梯田能显著减少水蚀引起的有机碳流失，为退耕还林草工程提供依据。同时发现固碳效益随梯田修建年限增加而增加，年限超5年的梯田即可有效发挥固碳效益，20年左右达到稳定状态。

图1 不同坡改梯整地工程对生态水文过程的影响示意

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