活动造山带地貌演化及其驱动机制是地貌学研究的核心内容之一,而侵蚀速率的量化及其时空特征是相关研究的关键基础和前提。长期以来,造山带侵蚀速率时空变化特征的研究一直都是学界关注的热点。山地流域作为全球河流输沙量的重要源区,其侵蚀作用对山地区域的地貌演化起主导作用,因此备受关注。地表侵蚀对活动造山带地貌的塑造效果在时间与空间尺度上差异较大。因此,定量研究不同时间和空间尺度的侵蚀速率对于理解活动造山带地区的地貌演化意义重大。近些年,伴随着利用水文数据估算流域现代平均侵蚀速率方法的不断完善,以及利用地理空间分析技术（Geographic Information System,GIS）对山地流域地貌特征提取精度的不断提高,使得定量研究山地流域侵蚀速率并揭示其时空特征成为可能。天山横亘于亚洲中部,是中亚最主要、规模巨大的年轻山系之一。由于遭受长期的构造活动以及地表侵蚀塑造,天山山地地形复杂多样。北天山发育系列南北流向的河流,河流在山地区域侵蚀基岩地层,通过河流搬运下来的碎屑物质在山前堆积形成多期冲积扇。这些河流系统由于流经相似的地层单元,流域内构造与气候背景大致相当,因此是探讨活动造山带流域侵蚀速率时空特征与机制的理想场所。本文在北天山由西向东选取四棵树河、奎屯河、金钩河、玛纳斯河、塔西河、呼图壁河、三屯河、头屯河、乌鲁木齐河等9条河流作为研究对象,开展了北天山山地流域侵蚀速率特征与控制机制研究。论文首先基于1964～2011年的水文数据,并结合通过多种方法测得的水化学数据,通过河流输沙量法对目标流域总输沙量（悬移质输沙量、推移质输沙量、溶解质输沙量）进行估算,进而求得总输沙量以及年际尺度流域侵蚀速率。进一步结合地形、植被、岩性、构造等特征进行分析,探讨控制北天山山地流域侵蚀的主要因素。结合北天山已有的万年、百万年尺度侵蚀/剥蚀/河流下切速率数据,最终探讨了研究区地表侵蚀速率的时空模式及其地貌学指示意义。论文取得的主要认识如下:（1）通过对水文数据的处理与分析,获得北天山9条河流山地流域的总输沙量（包括悬移质输沙量、推移质输沙量、溶解质输沙量）,自西向东依次为:四棵树河29.21×10~4 t/yr、奎屯河56.19×10~4 t/yr、金钩河89.82×10~4 t/yr、玛纳斯河368.14×10~4 t/yr、塔西河18.09×10~4 t/yr、呼图壁河38.31×10~4 t/yr、三屯河94.02×10~4 t/yr、头屯河31.24×10~4 t/yr、乌鲁木齐河11.5×10~4 t/yr。（2）进一步基于山地流域集水面积与基岩密度,估算得到9条河流山地流域侵蚀速率,依次为:四棵树河0.12 mm/yr、奎屯河0.11 mm/yr、金钩河0.24mm/yr、玛纳斯河0.30 mm/yr、塔西河0.11 mm/yr、呼图壁河0.08 mm/yr、三屯河0.22 mm/yr、头屯河0.13 mm/yr、乌鲁木齐河0.05 mm/yr。综合以上数据,得到北天山9条河流山地流域的平均侵蚀速率为0.15 mm/yr。（3）通过对流域侵蚀速率与潜在控制因素（主要包括流域气候、地形、岩性、植被、构造）进行皮尔逊（Pearson）相关分析,发现山地流域侵蚀速率与地形因子（流域面积、流域高差）和气候因子（平均流量、平均径流量、径流深度、平均气温）的相关性较强。这表明地形、气候与植被可能是控制北天山山地流域侵蚀的主要因素。（4）在北天山地区,本研究得到的山地流域侵蚀速率（0.05～0.30 mm/yr,平均为0.15 mm/yr）与前人在北天山西部的奎屯河流域利用宇宙成因核素10Be估算的晚第四纪（自1.5 Ma以来）山地流域平均侵蚀速率＜0.5 mm/yr)基本相当。但总体来说,这些侵蚀速率均明显小于基于GPS测量和地质、地貌记录得到的每年几毫米的构造活动（如地壳缩短速率）速率。这种速率上的不匹配可能表明北天山的地形演化远没有达到平衡。相对干旱的气候条件可能限制了天山地表侵蚀,从而造成山地地形演化的非平衡状态。