本论文在综述土地利用/土地覆被变化、土地利用与土壤侵蚀、尺度转换等研究进展的基础上,以"格局-过程-尺度"理论为指导,综合应用GIS技术、土壤侵蚀模型、多元统计方法等,以探讨土地利用与土壤侵蚀关系为主体,系统分析了黄土丘陵沟壑区集水区尺度主要景观因子与土壤流失的关系,开展了集水区/流域尺度土壤侵蚀评价和土壤流失模拟研究,主要结论如下:(1)降雨侵蚀力空间分布对土壤流失有重要影响.(2)黄土丘陵沟壑区不同地形因子与水土流失的相关性不同,不同月份之间相关程度也不一致.(3)时空尺度变化能明显改变径流输沙的关系,影响径流输沙关系模型的拟合优度.(4)多数景观指数能够指示粒度变化的尺度效应,其中,聚集度、集合度没有尺度转折点,其它指数均表现出明显或不明显的尺度转折点.(5)土地利用格局变化能够改变降雨-径流、径流-泥沙的关系,进而影响水土流失.(6)在月降雨侵蚀力的模型中,以rainz<,9>为自变量的模型拟合优度优于以rain<,month>为自变量的模型,以∑EI<,30>、∑EI<,10>为因变量的模型拟合优度优于以∑E<,60>I<,10>为因变量的模型.(7)延河流域中的大部分地区土壤侵蚀量介于5000-20000 Mgkm<-2>a<-1>之间,东南部的土壤流失量在整体上高于西北部的土壤流失量.(8)SEDEM模型能够模拟土地利用格局变化条件下的土壤流失,而且模型的精度具有明显的尺度效应,但是由于黄土丘陵沟壑区独特的地貌、气候等特征,SEDEM模型的有效性系数较低,并不适于在该区应用.(9)针对坡面和小流域/集水区尺度,提出能够反应土壤流失过程的土地利用格局指数(土壤流失格局指数,SLPI).SLPI考虑了不同土地利用的空间分布及对泥沙的拦截过程,其值介于0-1之间,SLPI越大说明土地利用格局越有助于土壤流失.(10)为了控制土壤流失,实现土地可持续利用,需要针对侵蚀因子的时空变异,选择适宜土地利用方式,注重土地利用空间配置;同时,应注意利用与保护相结合,完善土地信息系统建设,提高土地可持续利用的管理水平.