土壤侵蚀是生态系统中一个重要的生态学过程,它与植被长期相互作用下的动力学变化是当前研究的前沿和热点。论文针对坡面生态系统的土壤侵蚀和植物生长过程,构建了植被-土壤-地表水-壤中水的动力学模型,研究了带状植被斑图形成的动力学机制以及植被带构建对降低水力侵蚀的效果。主要研究结果如下:(1)在Klausmeier、Rietkerk、Gilad、Saco等植被斑图动力学模型的基础上,通过修正地形对地表水扩散和土壤侵蚀的影响,构建了新的植被-土壤-地表水-壤中水相互作用的微分动力学模型,并计算了模型稳定平衡点和图灵分岔条件。(2)基于图灵失稳条件模拟自然坡面的植被斑图,定量化研究了降雨量、植被拦沙率、坡度、植被死亡率、植被最大吸水率对斑图波长、波数、波速、植被覆盖量和振幅的影响。(3)通过模拟人工种植的方式构建规则植被带,研究平整坡面和土埂坡面上人工植被带的生长模式,发现稳定植被斑图在参数变化下存在一定的稳定性,波长的改变对于斑图的影响较大。(4)通过扰动参数研究带状植被斑图的稳定性,发现日均降雨量的改变会对斑图波长产生影响,但是植被死亡率的改变对斑图波长的影响非常小;不同参数改变的幅度和频率会影响植被斑图的波长,当参数以较为平缓的方式改变时,斑图的波长与日均降雨量呈正相关。本文基于植被-土壤-地表水-壤中水动力学模型,揭示了坡面带状植被斑图形成的动力学机制,定量研究了自然和人工坡面生态系统参数对带状植被斑图的影响,为利用坡面构建植被带治理水力侵蚀提供了理论基础。