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本研究通过以北京土石山区典型土壤褐土为研究对象,在不同雨强(30 mm/h、60mm/h、90mm/h)条件下分别开展10场次连续模拟降雨试验,及以黄土高原典型土壤黄绵土为研究对象,在不同雨强(60mm/h、90mm/h)、坡度(2.5°、5°、7.5°、10°、15°、20°)和坡长(5 m、10 m)条件下开展单场次模拟降雨试验,研究了北京土石山区褐土和黄土高原黄土坡面土壤有机碳(SOC)侵蚀特征与过程及其动力学机制。主要研究结论如下:(1)系统分析了不同雨强和连续降雨作用下,北京土石山区褐土坡面SOC侵蚀特征及过程,阐明了褐土坡面土壤侵蚀与SOC流失的关系。30mm/h、60mm/h和90 mm/h雨强下,10场次连续降雨坡面累积产沙量分别为0.85 kg/m2、7.11 kg/m2、17.20 kg/m2,累积 SOC 流失量分别为 4.44g/m2、31.41 g/m2、72.15 g/m2,进一步分析 SOC流失强度与土壤流失强度的关系,结果表明二者之间呈极显著正相关的幂函数关系(R2=0.965,P<0.01)。随着雨强增大和坡面降雨总历时增加,泥沙SOC含量呈减小趋势,90mm/h雨强下泥沙SOC含量是30mm/h、60mm/h雨强的0.77倍、0.90倍;各雨强下坡面产流初期的泥沙SOC含量较高,随降雨总历时增加均呈对数函数减小趋势;而60 mm/h和90 mm/h雨强下产沙量表现出先增加后减小的趋势,进一步分析泥沙SOC含量与土壤侵蚀强度的关系,发现SOC含量随土壤侵蚀强度增大呈对数函数减小。(2)通过深入分析侵蚀过程中北京土石山区褐土坡面径流水动力学特征的变化,探究了褐土坡面SOC侵蚀动力学机制。在褐土坡面的整个降雨侵蚀过程中,坡面径流水力学特征随着下垫面形态的变化处于不断变化的状态,在30 mm/h、60 mm/h雨强下,褐土坡面径流平均流速和弗劳德数随降雨历时增加均呈指数函数下降,90mm/h雨强下,二者均呈幂函数下降;各雨强下坡面阻力系数随降雨历时增加均呈对数函数增加。径流平均流速、剪切力和径流功率分别与SOC含量呈极显著负相关,与SOC流失量呈极显著正相关,其中径流剪切力是预测泥沙中SOC含量的较优水动力学参数,平均流速是预测SOC流失量的较优水动力学参数。(3)系统分析了不同雨强、坡度和坡长条件下,黄土高原黄土坡面SOC侵蚀特征及过程,阐明了黄土坡面土壤侵蚀与SOC流失的关系。随着雨强增大,黄土坡面产沙量和SOC流失量明显增大;同一雨强下黄土坡面产沙量和SOC流失量随坡长增加而增大,随坡度增大表现为先增大后减小趋势,存在临界坡度(15°);黄土坡面SOC流失强度与土壤侵蚀强度呈极显著正相关的幂函数关系(R2=0.772,P<0.01)。泥沙SOC富集比在次降雨产流初期较高,均大于1,随着产流历时增加逐渐下降最后趋于稳定,而泥沙中SOC富集比和黏粒富集比之间呈极显著的线性关系(R2=0.703,P<0.01),说明降雨侵蚀过程中富含SOC的细颗粒物质优先被径流搬运,造成SOC在泥沙中的富集;分析泥沙SOC富集比与土壤侵蚀强度的关系,发现二者之间呈极显著负相关的对数函数关系(R2=0.579,P<0.01)。(4)探究了黄土高原黄土坡面SOC侵蚀动力学机制,揭示了描述黄土 SOC流失的较优水动力学参数指标。SOC流失量与坡面平均流速、径流深、剪切力和径流功率呈显著正相关,其中平均流速是预测黄土 SOC流失量的较优水动力学参数;泥沙SOC含量只与单位径流功率呈显著负相关,单位径流功率是预测黄土泥沙中SOC含量的较优水动力学参数。