黄土高原的风蚀水蚀交错区是一个生态环境脆弱的区域,在水力和风力两种作用的影响下,形成的水土流失对当地农业用地和自然生态产生严重的破坏。细沟侵蚀是黄土高原发生土壤侵蚀的重要方式,坡面形成的细沟不仅可以造成严重的水土流失,其发育过程中细沟形态的变化也对侵蚀产沙过程产生重要的影响。因此研究风蚀水蚀交错区的细沟发育过程和形态变化特征对于揭示该区土壤侵蚀机理具有重大意义。本论文基于模拟降雨试验,以风蚀水蚀区域的覆沙坡面为试验对象,研究了覆沙坡面的入渗产流过程,揭示了侵蚀产沙的空间分布特征,量化了细沟的侵蚀形态,探究了细沟的发育过程及其对侵蚀产沙的影响。得出的主要研究结论如下:(1)不同雨强下覆沙坡面的初始产流时间比黄土坡面长1～12min,覆沙和黄土坡面土壤的入渗速率均随着降雨场次的增加而减小;在达到稳定入渗率之前,覆沙坡面土壤初始入渗速率约为黄土坡面的1.23倍,在相同时段内覆沙坡面的入渗量更多。不同雨强下覆沙坡面含水率曲线起涨时刻均比黄土坡面早,土壤水分能够更早地到达深层土壤,入渗量也更多。坡面产流量随降雨时间呈先增加后趋于稳定的趋势,较黄土坡面,覆沙坡面达到稳定产流的用时更长。在1.0、1.5和2.0mm/min雨强下,黄土坡面的场次径流总量总是大于覆沙坡面,并随着雨强的增大,二者之间的差值呈现逐渐减小的趋势。(2)发现两种坡面条件下径流流速均随着雨强的增大而增大,覆沙坡面径流流速随着降雨历时的变化产生更大的波动性。坡面径流剪切力总体上表现为黄土坡面大于覆沙坡面,并随着雨强的增大呈线性增大的趋势。而覆沙坡面的径流剪切力随雨强增大得更大,当雨强每增大0.5mm/min时,覆沙坡面的径流剪切力的增加值约为黄土坡面的1.5倍,径流功率的变化规律与径流剪切力的变化基本一致。径流剪切力、径流功率与输沙率之间呈较好的幂函数关系。(3)分析土壤侵蚀空间分布发现,覆沙坡面有许多来源于细沟间区域的泥沙,而黄土坡面不明显;覆沙坡面的侵蚀程度远比黄土坡面剧烈,在相同场次的降雨时刻内,覆沙坡面的平均侵蚀量是黄土坡面平均侵蚀量的2.18倍左右。(4)在细沟的形态特征方面,黄土坡面最大沟长的发育历时及发育速率均比覆沙坡面大;覆沙坡面的细沟沟道多为“宽浅型”,黄土坡面的细沟沟道多为“窄深型”;覆沙坡面细沟沟底加深速率随着雨强的增加而增大。细沟表面积与降雨历时之间呈良好的二次函数关系,R2均在0.94以上;随着雨强的增大,细沟密度、细沟割裂度均增大,并且其增幅也随雨强变大,覆沙坡面增加速率均大于黄土坡面;细沟复杂度总体上也随着降雨强度的增大而增加,覆沙坡面的平均细沟复杂度大于黄土坡面,在雨强较小时两种坡面的细沟复杂度差异越小,雨强越大时差异越大。黄土坡面不同雨强下分形维数整体表现为:2.5>2.0>1.5>1.0mm/min,覆沙坡面表现为:2.5>1.5>2.0>1.0mm/min。(5)分析细沟不同发育方式的侵蚀贡献率,发现不同雨强下黄土坡面细沟间侵蚀平均贡献率为27%,细沟侵蚀平均贡献率为73%,其中溯源侵蚀平均贡献率为18.2%,沟壁扩张侵蚀平均贡献率为14.5%,沟底下切侵蚀平均贡献率为40.9%;覆沙坡面细沟间侵蚀平均贡献率为33%,细沟侵蚀平均贡献率为67%,溯源侵蚀平均贡献率为12%,沟壁扩张侵蚀平均贡献率为21%,沟底下切侵蚀平均贡献率为34.4%。并且细沟各形态参数与细沟累计产沙量呈良好的指数函数关系,黄土坡面条件下细沟割裂度μ和细沟表面积S两个形态参数的拟合效果较好,拟合方程的R2达到0.97;覆沙坡面条件下细沟割裂度μ的拟合效果优于使用μ和S两个形态参数的拟合效果,R2达到0.78。