降雨作用造成的土壤侵蚀和养分流失是目前我国面临的重大环境问题之一。降雨是土壤侵蚀的主要动力因子,也是产生径流的基础物质。携带大量养分的土壤颗粒随着径流的迁移在改变土壤物质结构和质地的同时,也造成了土壤养分的二次分配。为了解决降雨数据收集的局限性问题,同时尽量减少自然因素的干扰,本文通过在对Norton VeeJet80100型喷嘴式人工模拟降雨机降雨特征因子率定的基础上,分析模拟降雨因子对下垫面土壤侵蚀和养分流失的规律,并得出以下结论:（1） Norton VeeJet80100型喷嘴式人工模拟降雨机的降雨特征因子（雨强、雨量、降雨侵蚀力）随着降雨喷头摆动频率的降低而减小,单喷头条件下所产生的雨强,雨量以及降雨侵蚀力的强度在降雨面积上的分布总体特征是以喷头投影控制点为最大值而后向四周辐射逐渐减小。控制点上不同时段内降雨因子的大小Y和该控制点到喷头投影控制点的距离X,存在Y=AX²+BX+C的二次曲线拟合关系（其中A,B,C为常数）,即降雨特征因子在空间的分布与距离表现为二次曲线分布的特征。（2）人工模拟降雨机在喷头不同摆动频率下的雨滴大小分布特征,根据A.B.Best的降雨分配经验公式推算得出,其中降雨雨强Ⅰ和雨型参数C₁、C₂,满足C₁=AI^x,C₂=BI^y的关系,（其中A,B为常数,0＜x＜1,-1＜y＜0）,喷头不同摆动频率条件下雨滴的中值直径变化范围为3.49mm～7.35mm。随着喷头摆动频率的增大,产生的雨滴数目越多,雨滴的最大直径和最小直径也相应增大,其大雨滴数量百分比表现为先增大后减小的变化。此外根据人工模拟降雨机工作稳定性的特征,确定出降雨喷头的三类摆动频率:低频率（1-double、2-double）,稳定频率（3-double）,高频率（4-double、5-double）。（3）人工模拟降雨因子对土壤颗粒的变化主要体现在对土壤结构和质地的变化,用土壤机械组成的变化和土壤颗粒分形维数衡量土壤质地的改变,土壤机械组成在降雨历时中主要表现为:粗砂粒（1～0.25mm）和细砂粒（0.25～0.05mm）在坡顶和坡底的含量大体都出现递增的趋势,并且这两类颗粒在坡项的增长的速率和增长含量都要高于坡底;粗粉粒（0.05～0.01mm）和中粉粒（0.01～0.005mm）含量百分比的变化在坡顶主要为增长的趋势,而在坡底主要呈现出下降的趋势,其含量的变化都表现出一定的波动性;粘粒在坡顶和坡底其颗粒含量的百分比都为明显的下降趋势,在坡顶5-double到4-double的降雨历时中,粘粒含量百分比的降低幅度达到了25.13%,在坡底粘粒含量百分比降低量在整个降雨过程中分别为:7.33%、5.05%、5.65%、1.13%。而对于分形维数的变化主要是随着雨强,雨量降雨侵蚀力的增加存在波动性的增加,而相对其他两个降雨特征因子,降雨侵蚀力在分形维数变化的波动性最小。（4）土壤结构的变化可以用土壤团粒结构和团粒分散度来判段,在降雨历时中,坡顶和坡底的干筛团聚体大小含量从大到小依次为:＞2mm团聚体、2～1mm团聚体、1～0.5mm团聚体、0.5～0.25mm团聚体以及＜0.25mm团聚体;在降雨历时中,坡顶和坡底位置,＜0.25mm湿筛团聚体比其他4种不同湿筛团聚体含量百分比大,且随着降雨时间的延长,表现出含量逐渐增加的趋势。而对于团聚体分散度的变化,在整个降雨历时中,由于雨水在土壤颗粒中存在能量的积累作用,土壤团聚体分散度P_0.25、P₂都表现出增加的趋势;在喷头的相同摆动频率下,坡顶位置的P_0.25和P₂在其高摆动频率和稳定频率条件都高于坡底位置;对比降雨特征因子对土壤质地的变化（土壤机械组成表示）,土壤结构的变化（土壤团聚体表示）,以及土壤颗粒整体迁移的变化（土壤侵蚀量表示）发现,降雨侵蚀力对土壤颗粒变化的贡献值最大的,而雨强和雨量对于土壤颗粒变化的影响要次于降雨侵蚀力的影响。（5）人工模拟降雨对土壤表土养分的再分配包括,表土养分的流失,径流泥沙养分的流失,以及径流水样中养分的流失。对于坡面表土养分的流失,在坡顶和坡底位置上,土壤养分的流失随着降雨历程的进行逐渐减小,并且坡顶和坡底在喷头摆动高频率和稳定频率条件下土壤表土养分流失速率大于喷头在摆动低频率条件下的土壤表土养分流失速率。坡顶与坡底有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾养分的流失量之差分别为:1.30g/kg、0.08g/kg、5.57mg/kg、0.08g/kg、3.60mg/kg、0.08g/kg和3.23mg/kg。降雨特征因子中,降雨侵蚀力对表层土壤全氮、全磷,全钾的流失量影响最大,而不同养分流失与相同降雨特征因子的相关性程度比较是全钾＞全氮＞全磷;而土壤有机质和速效养分对于降雨因子的敏感性从大到小表现为土壤有机质＞土壤速效钾＞土壤速效氮＞土壤速效磷。（6）降雨对径流泥沙中养分的影响主要是:在喷头不同摆动频率下的,泥沙养分的流失和径流量的变化随着降雨历程的进行逐渐减小,且在高摆动频率和稳定频率下,土壤泥沙养分减少量和径流减少量要高于在喷头低摆动频率所对应的泥沙养分和径流变化;而随着降雨时间的持续,养分的富集率都呈现出增长的趋势,各个养分在泥沙中的富集开始显现。比较所有养分的富集率在整个降雨历时中的平均值从大到小依次为全氮＞有机质＞全钾＞速效氮＞全磷＞速效磷=速效钾。而径流量中养分的变化,总氮的变化幅度要大于总磷的变化幅度,从相关分析发现,降雨特征因子与径流中总氮的相关性较好,而与总磷的相关性较差,与径流总磷有相关性的降雨因子只有平均雨强。