黄河流域的生态保护和高质量发展,是我国新时代生态文明建设的重要内容。裸露砒砂岩区是黄河粗沙集中来源区,研究该区人工植被对水力侵蚀的调控机制,对于科学指导植被建设和减轻泥沙入黄有重要现实意义。本文选取裸露砒砂岩区的鲍家沟小流域为研究区,在坡面尺度上,通过径流小区监测与野外放水冲刷试验,明确了裸露砒砂岩区坡面的侵蚀产沙规律、微地形变化过程和水动力学特征,分析了降雨和植被对坡面产流产沙过程的影响;以裸露砒砂岩区主要的人工植被为研究对象,从降雨截留、土壤水文物理性质、土壤抗蚀性和土壤质量方面,系统的研究了人工植被的径流调控机制,构建了裸露砒砂岩区土壤质量评价最小数据集;在流域尺度上,基于研究区土壤、地形和土地利用/植被覆盖数据,构建了流域地理信息数据库,结合地统计学的理论和方法,研究了人工植被格局和地形因素对土壤质量空间异质性的影响。运用景观生态学理论和空间分析方法,对小流域植被格局和水力侵蚀空间分异规律进行了分析,揭示了植被格局与地形因子对小流域水力侵蚀的耦合影响机制。研究得出了以下结论:（1）研究区的降雨类型分为长历时暴雨、长历时中到大雨、短历时暴雨,短历时的小到中雨4类,降雨会显著改变裸露基岩坡面的微地形,对于有植被生长的坡面无影响,在一个暴雨季节内,裸露基岩坡面微地形坡度的平均值由22.76°增长至23.09°,坡面细沟的细沟密度由0增加至33.73 m/m2,随着坡面微地形持续向利于侵蚀发生的方向发展,坡面产流产沙量随之增加。随着冲刷流量和坡度的加大,径流的冲刷能力增强,坡面的产流产沙量随之增加;低植被覆盖（≤15%）对坡面径流的影响相对较小,在水力冲刷作用下,仍易于侵蚀产沙,植被覆盖达到30%时,径流受到的阻滞作用增加,径流冲刷能力被削弱。（2）不同植被类型地表覆盖度差异显著,其中以沙棘林和油松林下的草本层盖度最高,分别是草地覆盖度的1.41倍和1.26倍。人工植被林冠层的截留能力由大到小依次为油松林、山杏林、沙棘林、柠条林;枯落物的持水能力呈油松林>山杏林>柠条林>沙棘林>草地的趋势;沙棘林下土壤大孔隙较为发达,其土壤饱和导水率较高,而裸地土壤孔隙较少,其饱和导水率最低;土壤入渗速率呈沙棘林>油松林>柠条林>山杏林>草地>裸地的规律。（3）降雨对裸露砒砂岩区土壤团粒结构的破坏机制不同,暴雨条件产生的气爆作用是导致裸露砒砂岩区土壤团粒体结构破坏的主要因素,雨滴击打造成的分散作用的破坏作用次之,土壤结构因吸水膨胀破碎的破坏作用最小。各植被类型土壤团粒体破坏率由小到大依次为沙棘林、柠条林、山杏林、油松林、草地、裸地。在对土壤的物理、养分、生化功能和抗蚀能力4方面性质分析的基础上,通过主成分分析法和Norm值筛选出土壤有机质、土壤含水率和土壤团聚体破碎率3个指标建立最小数据集指标,最小数据集的评价结果与重要数据集和全数据集评价结果拟合效果良好,可以应用在裸露砒砂岩区土壤质量评价中,不同植被类型土壤质量评价结果为沙棘林>山杏林>柠条林>油松林>草地>裸地。（4）以鲍家沟小流域为代表的裸露砒砂岩区典型流域,流域内的优势景观为裸露基岩景观,其次为大面积的人工植被景观。流域水力侵蚀强度以微度侵蚀为主,微度侵蚀是流域的主要侵蚀景观,各侵蚀强度斑块的破碎化程度由大到小呈极强烈侵蚀、强烈侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、微度侵蚀的排列顺序。流域水力侵蚀强度具有显著的空间自相关性,水力侵蚀强度高值聚集区主要位于基岩大幅出露的区域,低值聚集区主要分布在坡面。灰色关联分析的结果显示,高值聚集区与斑块面积分形维数的关联系数最高为0.774,低值聚集区与坡度关联程度最高。地形是导致植被景观破碎化并决定水力侵蚀强度的主要因素,而在地形平缓的地带,植被景观的联通程度则是限制水力侵蚀发生发展的主要因素。