土壤侵蚀会破坏土地、使土壤的营养成分流失及土地生产力下降,不利于地表植被的生长,从而引起自然生态环境恶化以及自然灾害频发,是世界主要的生态环境问题之一,已成为许多国内外学者的重点研究课题。影响土壤侵蚀的因素较多,主要包括气候变化与人类活动。探究不同影响因素下土壤侵蚀的变化特点,可以进一步了解地表的物理过程,提高相关领域科学研究的理论水平,同时能够为区域土壤侵蚀治理措施的采取提供科学的建议,以提高土壤保持的有效性,已经成为治理区域土壤侵蚀宏观决策的重要工作之一。细河流域位于东北地区,据水文年鉴记载,近几十年的输沙量有所减少,为探究影响细河流域土壤侵蚀的变化主要因素,本文建立了细河流域SWAT水文模型,定量估计了气候变化与人类活动对径流、泥沙变化的贡献率,分析了不同气候与土地利用组合方式下的土壤侵蚀效应以及景观格局变化对土壤侵蚀量变化的影响。具体研究内容及结果如下:(1)采用线性趋势法分析了1969-2015年细河流域水文气象要素的变化趋势。为获取水文气象变量的突变信息,运用Mann-Kendall法、有序聚类法和pettitt突变检验法检测了突变年份。结果表明:在研究时段内研究区的年降水量与气温呈增加趋势,年径流量与泥沙负荷呈减少趋势。降水与径流在研究期间没有发生明显突变,气温在1988年发生增加突变,泥沙负荷在1988年发生减少突变。(2)研究了近年来细河流域各土地利用类型变化情况。结果发现:研究区城镇用地的面积变化最大,增加的面积占总流域面积的9.23%;其次是林地、耕地,减少的面积分别是总流域面积的5.89%、5.31%。另外,林地主要转出为城镇用地、耕地和草地,城镇用地主要由耕地、林地和水域转入。(3)采用细河流域数字高程模型(DEM)、土地利用类型图、土壤类型图构建了空间数据库,依据世界土壤数据库、选取1969-2015年的气象资料建构建了属性数据库,最后建立细河流域SWAT模型。利用实测水文数据结合SWAT-CUP进行径流与泥沙参数的敏感性分析并完成了率定与验证。结果显示:SWAT模型径流模拟率定期与验证期评判指标R~2、Ens分别为0.92、0.91与0.90、0.87,泥沙模拟率定期与验证期评判指标R~2、Ens分别为0.60、0.55与0.70、0.69,均达到模型适用性标准,可基本准确模拟细河流域水文循环过程。(4)使用径流量、输沙量的实际监测值与模型模拟结果,利用单因素轮换法量化了气候变化与人类活动对细河流域径流、泥沙负荷变化的贡献率。将突变点作为分割点把研究时段划分为两个时期:基准期(1971-1987年)与评价期(1988-2015年),相对于基准期,评价期年均径流共减少了29.95 m~3/s。其中气候变化贡献率为-26.54%,人类活动贡献率为126.54%;评价期的年均泥沙负荷减少了4.1×10~5t,其中气候变化贡献率为-8.8%,人类活动贡献率为108.8%。(5)通过情景模拟方法,对比了气候与土地利用变化时土壤侵蚀的时空分布特征,四种情景模拟中多年平均土壤侵蚀量分别为3.52×10~5t、3.76×10~5t、2.63×10~5t和2.78×10~5t,与情景一的多年平均土壤侵蚀量相比:在气候变化的影响下,侵蚀量增加了6.53%;在土地利用变化的影响下,侵蚀量减少了25.28%;在二者共同影响下,侵蚀量减少了21.02%。22号子流域侵蚀量均最高,而最低侵蚀量固定在11、7号子流域。(6)将子流域土壤侵蚀模数变化量作为因变量,子流域的各个景观格局指标变化量作为自变量,使用逐步多元线性回归方法分析了景观格局对土壤侵蚀的影响。结果显示:在本文所选取的10个景观指标中,SHDI(香浓多样性指数)、COHESION(斑块结合指数)的变化对细河流域土壤侵蚀模数变化量的影响最为显著。