东北黑土区是我国重要的粮食产区，严重的土壤侵蚀和养分流失直接威胁我国的粮食战略安全。因此，深入理解黑土区土壤侵蚀机理是保护黑土资源的迫切需求。本文针对我国黑土区土壤侵蚀机理与养分流失研究相对薄弱的现状，基于模拟降雨试验、室内分析、137Cs示踪法和GIS技术相结合的研究方法，研究了雨滴打击、壤中流+地表径流共同作用这两种侵蚀动力下的坡面土壤侵蚀过程，评价了降雨特征（雨强和雨型）、坡度和地表覆盖对坡面土壤侵蚀过程的影响，揭示了坡面土壤侵蚀的动力学机理，并探究了不同侵蚀条件下氮和磷的迁移机制，阐明了流域土壤侵蚀空间分布特征。主要研究结论如下：（1）研究了雨滴打击对坡面土壤侵蚀的作用。雨滴侵蚀占总侵蚀量的72.29%⁹6.21%。消除雨滴打击作用后径流深、流速、雷诺数和弗汝德数分别减少了3.85%³9.34%、20.9%⁶7.5%、25.82%⁷0.29%和18.75%⁶2.50%，而阻力系数增加了39.90%⁴30.91%。相关分析和通径分析的结果表明，流速是影响雨滴侵蚀的关键水力学参数。与无雨滴打击处理下相比，雨滴打击可使临界径流剪切力、水流功率和单位水流功率增加2倍以上。（2）分析了壤中流与地表径流共同作用下的坡面土壤侵蚀过程和机理。与无壤中流条件下相比，壤中流与地表径流共同作用下侵蚀量增加50.84%⁷4.34%，相应的坡面水流流速、雷诺数和弗汝德数分别增加2.74%⁵0.11%、4.03%⁷7.22%和2.08%³7.51%，而阻力系数减少4.52%⁶0.44%，侵蚀水动力参数径流剪切力、水流功率和单位水流功率分别增加1.42%²4.64%、4.04%⁷7.22%和2.74%⁵0.49%。（3）阐明了不同雨型下的坡面侵蚀过程和机理。变雨强雨型下的侵蚀量显著高于均匀雨型下的侵蚀量，其中增加型雨型下的侵蚀量最大。增加型、减弱型和减弱-增加型雨型下的侵蚀量分别是均匀型雨型下的1.83⁵.17、1.62³.79和1.13³.79倍。同一雨强不同发生时序对坡面土壤侵蚀有显著影响。与均匀型雨型下相比，变雨强雨型下的流速、雷诺数和弗汝德数均显著增加，其中增加型雨型下水力学参数的增加幅度最大。变雨强雨型下的径流剪切力、水流功率和单位水流功率较均匀型雨型下分别增加了10.28%¹01.46%、8.89%¹73.33%和6.75%⁸8.40%。（4）建立了试验条件下的坡面土壤侵蚀量的估算方程。通过相关分析、通径分析和因子分析发现雨滴打击与径流共同作用下，单位水流功率（ψ）和弗汝德数（Fr）是影响坡面侵蚀量（Dr）的主控因子，其拟合方程为Dr=4.787Fr^3.547ψ^-0.008；径流侵蚀下，影响坡面侵蚀量的主控因子则为单位水流功率和雷诺数（Re），其拟合方程为Dr=0.002Re^0.76ψ^0.53，且方程具有较高的预报精度。（5）揭示了不同近地表水文条件下的土壤养分迁移机制。壤中流条件下，径流中NO3-N、NH4-N和PO₄-P的浓度分别是自由入渗条件下的228.7²94.0，38.4⁴2.9和7.3¹0.2倍。径流和泥沙中养分流失量均表现为：壤中流+降雨>土壤水分饱和>自由入渗。土壤水分饱和与壤中流+降雨条件下径流中NO3-N的浓度分别是自由入渗条件下的4.06⁵.75和14.8²0.96倍，NH4-N分别为1.26¹.36和1.74².09倍，PO₄-P分别为1.29¹.90和1.57².20倍。计算了不同近地表水文条件下NO3-N的等效径流迁移深度，发现自由入渗条件下，NO₃-N的等效径流迁移深度小于3mm；土壤水分饱和与壤中流+降雨条件下，NO₃-N的等效径流迁移深度均大于10mm。（6）基于137Cs示踪法和GIS技术分析了黑土区小流域的土壤侵蚀空间分布特征。流域上游以侵蚀为主，中游侵蚀与沉积交替出现，下游主要发生沉积。在坡长方向上表现为坡上部侵蚀强度较弱，坡中部侵蚀较为严重，而坡脚发生沉积。流域土壤侵蚀以坡面侵蚀为主，其侵蚀量占流域总侵蚀量的95.7%。全流域平均侵蚀模数为571.5t km^-2a^-1。