黄土高原是我国水土流失最严重的地区，水土流失不仅成为当地社会经济发展的重要环境约束因素，更是黄河下游河道逐年抬高的主要原因。过去50年，黄土高原气候变化显著，人类活动剧烈，该背景下的黄土高原植被覆盖和侵蚀产沙的时空变化引人关注。　　 本文基于GIMMS和SPOTVGT两种遥感数据，揭示了1981～2006年黄土高原地区植被覆盖的时空变化特征，并从气候变化和人类活动出发，分析了它们对黄土高原植被覆盖变化的驱动。在气候变化和人类活动双重影响下，黄土高原地区的植被覆盖在1981～2006年期间的年际间波动可以化分为4个阶段：20世纪80年代黄土高原地区降水相对丰沛，植被覆盖呈明显的上升趋势。进入90年代后，随着气候干旱化趋势发展，植被覆盖不再上升而表现为小幅的波动。但1999～2001年的降水明显偏少，造成植被覆盖迅速下降。自2002年以来，随着降水量的恢复和国家退耕还林还草政策的大规模实施，植被覆盖呈现出显著提高的趋势。　　 黄土高原地区植被覆盖变化存在明显的空间差异，降水相对较少的黄土高原西北地区的植被NDVI呈现增加趋势，而降水相对较多地区的。NDVI在逐步下降。内蒙古和宁夏沿黄农业灌溉区，鄂尔多斯草原，以及兰州北部、清水河谷地和泾河流域植被覆盖显著提高：而从西峰、延安到离石一带的黄土丘陵沟壑区，以及六盘山、秦岭北坡等地区的植被覆盖明显退化。从不同植被类型来看，鄂尔多斯高原及其周边地区的沙地、草地的NDVI上升趋势非常显著，平原区水田、旱地等农作物的NDVI也在上升，而森林植被NDVI呈现下降趋势。黄土高原植被覆盖变化是各种自然和人为影响因素综合作用的结果，农业生产、生态建设等人类活动是影响植被覆盖变化的重要因素，近年来的植树造林、退耕还林还草等植被建设工作所带来的生态效益正在呈现。　　 基于200个水文站的实测输沙模数数据，揭示了1956～1988年黄土高原地区侵蚀产沙的时空变化特征。黄土高原强烈侵蚀产沙区域主要分布在丘陵沟壑区，年侵蚀产沙模数＞5000t/km2的区域主要分布在渭河、泾河、北洛河上游地区以及无定河中下游、窟野河、秃尾河等流域。侵蚀产沙剧烈，侵蚀模数＞15000t/km2的区域主要分布在延安—榆林一带和内蒙古砒砂岩地区。黄土高原侵蚀产沙强度减弱趋势显著，显著地减弱地区主要分布在延安—榆林之间，窟野河、秃尾河、无定河、清涧河以及延河的中上游地区，极强度侵蚀和剧烈侵蚀的面积分别减少了62.6％和89.2％。　　 采用面积高程分析方法研究了黄土高原地貌发育的阶段性及其侵蚀地貌学意义。研究表明：面积高程积分(HypsometricIntegral，HI)对DEM分辨率不具有依赖性，而与分析窗口大小呈幂函数下降关系。黄土高原丘陵沟壑区地貌发育处于幼年期、壮年期和老年期的面积分别占总面积的7.9％、83.4％和8.7％，整体处于壮年期。输沙模数与HI之间存在幂函数关系，地貌发育可能是黄土高原丘陵沟壑区侵蚀产沙的重要影响因素。　　 基于1956～2005年黄土高原地区276个站点降水数据，对降水时空变化特征进行了研究。黄土高原地区年降水量、侵蚀性降水量和降雨侵蚀力三者之间呈显著的高次幂函数关系。研究期间它们都呈现同步下降趋势，而侵蚀性降水减少趋势比年降水量还显著。黄土高原地区降水偏少最为显著区域位于黄河中游的河龙区间，降水偏少40mm以上，尤其以无定河流域、汾河流域以及山西中北部地区最为明显。侵蚀性降水在河龙区间偏少30mm以上，占多年侵蚀性降水的10％以上。同期，黄河中游的输沙量呈现明显的下降趋势，1980年之前是相对丰沙期，之后是相对少沙期，前一时期偏多45.9％，而后一时期偏少40.8％。黄河中游输沙量减少趋势表现出北部较南部严重，东部较西部严重的格局，这一空间格局与降水量减少的空间格局一致。　　 在系统分析了降水变化的基础上，采用水文法初步评估了气候变化和人类活动对黄河中游11条主要支流径流量、输沙量的影响。整体而言，它们对黄河中游主要支流径流量、输沙量的影响不存在明显趋势。人类活动对径流量变化的影响量较降水的影响明显，所占比重在51～61％。1970s是人类活动对径流量影响的相对比重最大的一个时期，而1980s是降水变化对径流量影响比重最高的一个时期。1970s和1990s两个年代，降水是输沙量减少的最重要的影响要素，贡献量分别是87％和71％，而1980s人类活动对输沙量的减少起主要作用，贡献量是64％，而2000～2005年期间降水变化和人类活动的贡献量近乎相等。　　 基于降水、植被和侵蚀产沙数据，从像元和流域两种空间尺度，研究了降水、植被以及它们与侵蚀产沙间的静态、动态的耦合关系。黄土高原植被覆盖与年降水量之间存在明显的线性正相关关系，尤其是年降水量在275～565mm范围时。黄土高原降水量与侵蚀产沙之间存在非线性关系，随着降水量的增大，侵蚀产沙先增大后减小，年降水量大约480mm时，侵蚀产沙达峰值。年降水量小于300mm或大于600mm时，侵蚀产沙强度都不大，前者是因为缺乏土壤侵蚀动力，后者由于地面植被覆盖较好。当NDVI＞0.25之后，侵蚀产沙迅速增加，并在NDVI-0.40时，侵蚀产沙达到峰值；然后，随着植被覆盖的增加，侵蚀产沙迅速下降，NDVI＞0.60之后，侵蚀产沙进入相对较弱阶段。　　 黄土高原降水量和输沙量在空间上存在动态耦合关系，随着降水量的减少，黄土高原地区侵蚀产沙量也随之减少，它们呈明显的线性正相关关系。侵蚀产沙变化速度应大于降水量的变化，其时空变化主要受降水变化和人类活动的影响，植被覆盖对黄土高原侵蚀产沙的影响应处于次要地位。