土壤侵蚀是全球最主要的生态环境问题之一,不仅造成土地退化和生态系统破坏,侵蚀产生的泥沙还会阻塞河道,抬高河床,降低河流行洪能力,促进洪涝灾害的发生。植被是调控坡面土壤侵蚀的重要因素,适宜的植被覆盖度、植被分布位置和植被斑块格局对控制坡面土壤侵蚀和水土流失具有重要意义。本研究采用人工降雨,研究了不同植被格局（植被覆盖度、植被分布位置和植被斑块格局）在不同降雨强度和坡度条件下的径流产沙过程,分析了典型坡面草本植被（覆盖度、分布位置和斑块格局）对土壤侵蚀的影响,利用径流水动力学特征探讨了土壤侵蚀机理,确定了坡面最优植被覆盖度和植被最佳分布位置及植被斑块格局,构建了评价坡面植被斑块格局的水沙模型,可为晋西黄土区坡面土壤侵蚀防控措施的选择提供理论支持。主要研究结果为:（1）降雨强度和坡度对初始产流时间、稳定入渗速率、平均产流率、累积产流量、产沙率、累积产沙量以及径流泥含量有显著影响（p<0.05）。随着植被覆盖度的增加,产流率和累积产流量减小,达到稳定产流的时间延长。随着植被覆盖度的增加,坡面径流雷诺数、弗劳德数均显著减小,而坡面阻力随着覆盖度的增加而显著增加。（2）植被相对距离（植被草带下缘裸地长度与坡面总长度减去植被草带沿坡长度之差的比值）为0.2的坡面产流率最小。相对距离为0、0.2和0.4的累积产流量、径流雷诺数和弗劳德数显著小于相对距离为0.6、0.8和1的坡面,但植被相对距离越小坡面对径流的阻力越大;有植被的条件下坡面径流阻力增加1.49～9.61倍。（3）不同植被格局的雷诺数、弗劳德数、产流率的排序均为:S路斑块格局>水平条斑块格局>田字格斑块格局>随机斑块格局;阻力系数的排序为:随机斑块格局>田字格斑块格局>水平条斑块格局>S路斑块格局;径流功率和单位径流功率均表现为裸地>S路格局>水平条格局>田字格格局>随机格局;降雨强度和坡度能够增大雷诺数和弗劳德数,降雨强度对坡面水动力学参数的影响最大。（4）坡面径流剪切力、径流功率和单位径流功率均随着植被覆盖度的增加而减小,随降雨强度和坡度的增大而增大;植被覆盖度小于60%时径流剪切力和产沙率之间虽然存在着线性相关性;坡面径流功率和单位径流功率整体上均与植被相对距离成正比。（5）坡面产沙率与径流功率、单位径流功率均随着径流功率和单位径流功率的增大而显著增加,覆盖度从0%增大到90%时,坡面产沙的临界径流功率为0.023减小到0.016,植被相对距离从0变化到1时,坡面产沙的临界径流功率先减小后增大,植被相对距离为0.2时坡面产沙的临界径流功率最小。（6）植被格局指数与产流率和产沙率相关性显著。斑块密度（PD）、景观连通度（COHESION）、均与产流率和产沙率存在极显著的相关关系,景观形状指数（LSI）、与产流率和产沙率呈显著相关关系,PD、LSI、COHESION与产流率、产沙率呈负相关关系。（7）景观分离度（SPILT）、散布与并列指数（IJI）、景观分裂指数（DIVISION）均与产流率产沙率呈显著正相关（p<0.05）。产流率可由景观连通度（COHESION）来表征,坡面植被格局径流效应评价模型为:产流率=10.437-0.099×COHESION;侵蚀模数大小可由景观连通度（COHESION）来表征,坡面植被景观格局输沙效应评价模型如下:产沙率=161.911-1.564×COHESION。（8）根据响应面优化法提出了防治坡面土壤侵蚀的最优植被覆盖度计算模型,利用该模型可以计算不同雨强条件不同坡度所需的最优覆盖度,如16度的坡面覆盖度必须达到68.7%才能控制60mm/h雨强的降雨造成的侵蚀量小于黄土高原土壤侵蚀容许量。（9）坡面植被相对距离为0～0.22时,减少径流和泥沙的作用最好;建议在降水资源有限地区恢复坡面植被时,应该优先恢复中下部坡面的植被,同时应增强植被斑块的连通性,增加斑块密度,尽可能使斑块形状复杂化、斑块分布随机化。