区域土壤侵蚀与环境研究是土壤侵蚀学科的前沿研究领域之一，主要包括区域土壤侵蚀因子研究、区域土壤侵蚀定量评价和土壤侵蚀及其治理的区域环境效应等三个方面，其中区域土壤侵蚀因子研究是认识土壤侵蚀环境特征和进行土壤侵蚀定量评价的基础，也是土壤侵蚀与环境研究中一个重要的方向。土壤侵蚀是自然因素和人为因素共同综合作用的结果。自然因素是土壤侵蚀发生、发展的潜在条件，主要包括降雨、地形地貌、植被、土壤等，这些自然因素对土壤侵蚀的影响各不相同，但又相互影响、相互制约。本研究以通用土壤流失方程系列模型（USLE、RUSLE、CSLE）为基础，利用RS、GIS、统计学等分析技术，分析提取了影响中国土壤侵蚀的各个自然因子，即降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、地形因子（如地形起伏度、地面粗糙度等）、植被覆盖度因子，并对动态因子进行时空动态分析，生成了自然因子系列栅格数据库，编制了中国土壤侵蚀因子图（降雨侵蚀力因子图、土壤可蚀性因子图、地形起伏度图、地面粗糙度图、植被覆盖度图等），在此基础上利用坡度和植被覆盖度（1998—2007年）两个指标对土壤侵蚀的分布做了初步分析，然后将USLE与GIS集成，完成中国水土流失定量评价，编制中国1998年和2007年两个时期的土壤侵蚀强度分级图，根据评价结果图进行土壤侵蚀的时空动态分析，以期为进一步开展区域土壤侵蚀综合治理工作奠定基础。本研究取得的主要成果如下：1.利用1998—2011年的日降雨资料，对中国680多个地面气象站的逐月、月平均、逐年和多年平均降雨侵蚀力进行估算。采用Kriging内插法进行空间插值，采用线性倾向估计、滑动平均、累积距平、变异系数（CV）、趋势系数（r）等方法对降雨侵蚀力的时间变化特征进行分析，并采用相关系数统计检验法对长时间序列的降雨侵蚀力总体变化趋势进行显著性检验，同时对降雨量、降雨侵蚀力的空间分布特征进行比较与分析。中国降雨侵蚀力年内年际变化与降雨量、侵蚀性降雨量年内年际变化趋势一致，年内分布均呈单峰型，集中分布在4～10月；1998—2011年年降雨侵蚀力R值的全距为22249.32MJ·mm/(ha·h·a)，年降雨侵蚀力呈波动下降的趋势，倾向率为-278.29MJ·mm/(ha·h·10a)，且逐年降雨侵蚀力总体变化趋势未通过90%的信度检验水平，其年际间的变化并不显著。1998—2011年间，春、夏、冬三季的降雨侵蚀力均呈下降趋势，而秋季的降雨侵蚀力呈上升趋势；1～12月的趋势系数在-0.213～0.338，各月降雨侵蚀力的变异系数均大于0.1，各季变异程度依次为：夏季＞春季＞秋季＞冬季。降雨量与降雨侵蚀力的空间分布具有从东南向西北梯度递减的特点，南方地区则以高值区为中心向外扩展，呈梯度递减分布。2.依据中国1:100万土壤图，分析土壤理化性质的空间分布特征，利用EPIC模型估算中国土壤可蚀性K值并用张科利的修正公式进行修正，得到中国土壤可蚀性空间分布图。我国土壤可蚀性K值的空间分布变异不大，且具有明显的区域特性，中国土壤可蚀性K值的范围为0.0018—0.089t·ha·h/(ha·MJ·mm)，平均值约为0.0363t·ha·h/(ha·MJ·mm)，中国土壤可蚀性K值主要集中在0.030—0.045t·ha·h/(ha·MJ·mm)之间，其面积占研究区1/2之余。土壤可蚀性高值区主要分布在新疆维吾尔自治区的部分地区、内蒙古高原南部、黄土高原北部、青藏高原北部等地区，而南方地区的K值一般低于均值，只有个别地方稍高。3.选用90m×90m SRTM DEM数据，利用邻域窗口分析法（矩形邻域和圆形邻域）提取中国地形起伏度，对邻域面积与平均地形起伏度进行对数方程拟合，通过统计学检验；运用均值变点分析法计算得出基于90m×90m SRTM DEM数据提取中国地形起伏度的最佳统计单元大小为11×11和R=6两个尺度；完成了中国水土流失地形起伏度分级图的绘制并对地形起伏度特征作了初步分析。中国局部的地形起伏度较大，总体上地形较平缓，以中小起伏度为主，微起伏次之。空间上东西、南北差异明显，大、极大起伏明显集中于西部，而平坦、微小起伏及中起伏明显集中于东部；中大起伏多集中分布于南部，而北部的大部分地区平坦，地形起伏较缓和，以微小起伏为主。均值变点分析法很好地克服了主观因素的影响，是确定最佳统计单元的一种较为理想的方法。4.选用90m×90m SRTM DEM数据，利用三角函数中坡度余弦的倒数对中国地面粗糙度进行了计算，全国地面粗糙度的范围为1—31.4296，平均值约为1.035。东西、南北差异明显，西部天山山脉、青藏高原边缘一带的地面粗糙度较大，明显大于东部地区，而北部大部分地区的地面粗糙度都较小，明显小于南部地区。在盆地、平原地区，地面粗糙度较小，而在天山山脉、横断山脉、秦巴山地等地形较复杂的区域，地面粗糙度较大，这种趋势与地形起伏度特征较相似。5.对11×11窗口的地形起伏度、R=6窗口的地形起伏度和地面粗糙度进行了相关分析，三者之间的相关性都较好，但圆形邻域优于矩形邻域，所以在全国尺度上选择最佳统计单元（R=6）地形起伏度来折算坡度，并在此基础上计算了坡度因子值，最大坡度因子值为20.95，平均坡度因子值为7.80。中国坡度因子的空间分布特征与地形起伏度、地面粗糙度基本一致，东西、南北差异较明显。6.选用1998年4月至2008年7月372景逐旬的SPOT-4/VEGETATION数据（S10），利用MVC法、一元线性回归分析法和差值法分析陕西省和中国近10a来植被的整体变化趋势、年内年际间的变化幅度及其空间分布情况等。陕西省和中国植被覆盖度整体都呈波动上升的趋势，其年际变化趋势大致相同，年内变化呈很强的季节性，春、夏季植被覆盖度呈增加趋势，秋、冬季植被覆盖度呈减少趋势。陕西各地区植被覆盖度变化明显，陕北北部地区植被覆盖度显著增加，特别是在榆林市的东南部和延安市北部地区；桥山、黄龙山林区和秦巴山地林区高度植被覆盖度(＞60%)增加10%～20%。我国植被覆盖空间分布呈现出东北–西南向延伸、东南–西北向更替的规律，东半部地区植被覆盖状况较好；而在半干旱和半湿润区域分界线以西，植被覆盖度较低，尤其在荒漠地带，基本无植被覆盖。7.依据水利部标准（SL190—2007），利用坡度和植被覆盖度两个指标对中国水土流失进行定性评价，编制1998—2007年中国土壤侵蚀强度图。1998—2007年不同土壤侵蚀强度的空间分布与变化趋势大体一致，空间上东西差异明显；土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主，轻度侵蚀、中度侵蚀次之。依据USLE模型和土壤侵蚀因子栅格图集，利用ArcGIS软件的栅格计算器计算中国1998年和2007年两个时期的土壤侵蚀模数，得到两个时期的土壤侵蚀强度分级图，对1998年和2007年不同侵蚀类型区土壤侵蚀强度的动态变化进行了分析。1998年和2007年两个时期各侵蚀类型区的最大侵蚀模数和平均侵蚀模数相差都很大，从1998年到2007年土壤侵蚀程度在减弱，2007年北方土石山区的最大侵蚀模数和西北黄土高原区的平均侵蚀模数较1998年有所增加，而其他各侵蚀类型区的年总侵蚀量是减少的。