东北黑土区坡地耕作方式多样，侵蚀过程复杂，受到气候、土壤母质、地形地貌、生物作用和人为活动等多种因素的共同影响，土壤侵蚀机理尚不清楚，亟需进行系统的研究。本研究针对东北黑土区不同水土保持措施的径流小区的监测数据，系统分析了坡面耕作措施对坡面产流产沙的影响及其对降雨类型的响应，评价东北黑土区现有耕作措施的适宜性和有效性；采用冗余分析和结构方程模型定量化分析降雨、地形、和水土保持措施等土壤侵蚀因子及其交互作用对黑土坡面产流和侵蚀的影响，研究东北黑土区坡地土壤侵蚀因子间作用机制，同时，基于卷积神经网络对坡面次降雨产流产沙量进行模拟。得到以下主要结果：

（1）海伦市光荣小流域以短历时，小降雨量，低降雨侵蚀力的降雨事件（RⅢ）为主，其次是长时间，中等雨量，低降雨侵蚀力的降雨事件（RⅡ），长时间、大雨量、高降雨侵蚀力的极端降雨事件极少发生（RⅠ）。频发的RⅢ降雨事件对裸坡小区中产流产沙量的累积贡献率最大，分别达到了68%和55%。而耕作处理小区中RⅠ极端降雨事件的土壤流失量累积贡献在10% ~ 47%之间，说明裸地的土壤侵蚀主要由频发的RⅢ降雨事件控制，而坡耕地中严重的高产流产沙的土壤侵蚀事件是由少量的极端降雨事件造成的。单纯从防治水土流失的角度考虑，横坡垄作和免耕是该区最为适宜的水土保持耕作措施，不推荐少耕措施。

（2）由降雨因素（I₃₀和降雨量）和植被覆盖度构成RAD1轴对侵蚀环境的解释关系达到了0.985。坡面产流产沙量与植被覆盖度呈负相关关系，与降雨量和I₃₀均呈正相关关系。坡度与土壤流失量呈正相关关系，而与径流深的关系不明显。降雨因素和植被因素在土壤侵蚀过程中起主导作用，单项解释值分别为0.150、0.089，而植被和水土保持措施因素的共同解释值为0.209，说明水土保持措施等因素起辅助作用。

（3）在坡耕地中，植被特征对坡面产流的控制作用（-0.75）远大于降雨特征（0.23）和地形特征（0.61）的影响，降雨特征（-0.36）与植被特征（0.36）对坡耕地产沙的影响与地形特征（0.28）相比较大，且降雨特征与植被特征的影响大小一致，作用相反。裸坡小区中，降雨-地形特征外生潜变量对坡地产流产沙具有显著并较高强度的正效应（0.74）。降雨因子（包括降雨量和降雨侵蚀力）对土壤侵蚀的影响远大于坡度对土壤侵蚀的影响（0.10），且降雨量的影响（0.95）大于降雨侵蚀力（0.84）。然而，坡耕地中降雨侵蚀力（0.99）的影响大于降雨量（0.79）。

（4）深度学习的卷积神经网络模型对土壤流失量进行预测的方案要优于传统的USLE模型，卷积神经网络对径流深和土壤流失量的拟合线斜率分别为0.61和0.64，纳什系数分别达到了0.62、0.75。而USLE模型的斜率仅为0.05，纳什系数为-12.28。