多种外营力叠加与交替作用下的复合土壤侵蚀研究是当前土壤侵蚀研究的重点和难点所在。本论文针对目前多种外营力作用的复合土壤侵蚀交替和叠加作用对坡面侵蚀贡献研究的不足,采用野外定位观测、REE示踪与立体摄影测量技术、通过人工模拟降雨和汇流试验、风洞试验、以及室内冻融模拟试验和土壤物理力学试验等相结合的研究方法,研究了我国黑土区多种外营力复合作用下长缓坡坡面土壤侵蚀季节性变化及其侵蚀—沉积空间分布特征,阐明了降雨强度和降雨能量交互作用以及降雨和上方汇流的协同效应对坡面水蚀的影响,揭示了冻融循环作用影响土壤侵蚀的机理,分离了水力、风力、冻融作用等外营力交互叠加作用对坡面土壤侵蚀的贡献。其研究结果不仅丰富了复合土壤侵蚀的理论基础,也为多营力交互作用的侵蚀预报模型构建和复合土壤侵蚀防治提供重要科学依据。主要研究结论如下:（1）阐明了多种外营力互作的长缓坡黑土坡面侵蚀季节性变化及其侵蚀—沉积空间分布特征。农地长缓坡径流场的融雪径流侵蚀、风蚀和降雨侵蚀速率分别为537.3 t km-2 a-1、363.1 t km-2 a-1和2350.6 t km-2 a-1。水力驱动力是坡面侵蚀的主要外营力,融雪和降雨引起的坡面水蚀占年土壤流失总量的88.7%。不同季节的坡面土壤侵蚀速率及其空间分布存在明显差异,融雪季节坡面侵蚀从坡顶到坡脚呈现出强、弱交替变化,其侵蚀—沉积速率介于-3.3～4.4 kg m-2之间;融雪后到雨季前的风蚀季节坡面土壤侵蚀和沉积分布无明显规律,坡面土壤侵蚀和沉积从坡顶到坡脚呈交替斑块状分布,其侵蚀—沉积速率介于-3.0～3.6 kg m-2之间;雨季坡面水蚀季节其侵蚀—沉积速率介于-9.3～5.1 kg m-2之间,且坡面侵蚀速率自坡顶向下逐渐增大,在坡中部侵蚀最严重,之后又逐渐减弱并且在坡脚出现大量沉积。同时,确定了长缓坡融雪径流和降雨径流的泥沙输移比,对于320坡长的径流场从坡顶至坡脚以40 m坡长为间隔的8个坡段,融雪径流和降雨径流泥沙输移比分别变化于23.5%～100%和34.7%～100%。（2）查明了降雨强度和降雨能量交互作用对黑土坡面水蚀的影响。天然降雨条件下,降雨强度集中于11.4～68.4 mm h-1、且降雨能量变化于16.4～42.2 J m-2 mm-1的雨型引起的坡面土壤侵蚀最为严重,其发生频率占侵蚀性降雨的34.2%,引起的土壤侵蚀量占全年总侵蚀量的47.2%～93.9%。模拟降雨试验条件下,当降雨强度从50 mm h-1增加到100 mm h-1和降雨能量增加1.4～1.9倍时,坡面土壤侵蚀量增加1.6～2.7倍。在50和100 mm h-1降雨强度下,当降雨能量分别从4.13 J m-2 mm-1增加到8.33 J m-2mm-1和从6.46 J m-2 mm-1增加到14.76 J m-2 mm-1时,对应的坡面侵蚀量分别增加1.0～1.8倍和1.7～2.3倍。基于天然降雨条件下降雨雨型的分类,拟合了不同雨型下坡面水蚀量与降雨能量的指数函数关系式,构建了坡面水蚀量与降雨强度和降雨能量的多元非线性回归方程。量化了降雨强度和降雨能量对坡面水蚀的贡献,发现在3°和5°坡度下,降雨强度对坡面侵蚀量的贡献率分别达到62.0%和58.5%,降雨能量对坡面侵蚀量的贡献率分别达到30.1%和36.6%;降雨强度和降雨能量交互作用对坡面侵蚀的贡献率分别为4.5%和4.8%。（3）研究了降雨和上方汇流协同效应对黑土坡面水蚀的影响,区分了顺坡垄作黑土坡面垄丘和垄沟对坡面侵蚀的贡献。在2个降雨强度(50和100 mm h-1)与5个汇流流量(10、20、30、40和50 L min-1)组合的试验处理下,与仅有上方汇流试验处理相比,坡面土壤侵蚀量分别增加了1.4～5.2倍和2.5～14.0倍。降雨和汇流的协同效应使坡面土壤流失量比二者单独作用的总和增加了21.1%～56.7%。当汇流流量从10 L min-1增加到50 L min-1时,降雨和汇流的协同作用下坡面土壤侵蚀量分别增加6.2倍和4.1倍。在5个上方汇流试验处理下,顺坡垄作坡面侵蚀部位主要发生在垄沟沟底和垄丘坡脚处;而在降雨与汇流协同作用下,坡面侵蚀量主要来自垄丘部位,其侵蚀量在50和100 mm h-1降雨强度下分别占坡面总侵蚀量的51.3%～60.9%和53.0%～61.8%。（4）揭示了土壤冻融循环作用影响黑土坡面侵蚀的机理。土壤抗剪强度和粘聚力均随冻融循环次数的增加而降低,当冻融循环次数从0增加到13时,克山厚层黑土和宾县薄层黑土的土壤抗剪强度分别降低8.1%～32.8%和4.9%～24.7%,土壤粘聚力分别降低5.7%～91.1%和8.3%～85.0%。随着冻融循环次数从0次增加到13次,两种试验土壤的崩解速率分别增加1.0～11.4倍和1.1～8.2倍;大于1 mm土壤团聚体分散率(PAD>1 mm)分别增加12.6%～44.8%和1.4%～3.8%。经过1次冻融循环后,两种土壤的<0.25 mm微团聚体含量分别增加6.9%～12.2%和1.3%～13.4%。正是由于土壤冻融作用使土壤抗剪强度、土壤粘聚力、土壤团聚体水稳性等土壤抗侵蚀能力指标减弱,而使土壤可蚀性指标的土壤崩解速率增加,从而导致了黑土农耕地风蚀和水蚀强度的加剧。（5）分离了水力、风力、冻融作用的叠加交互作用对黑土坡面土壤侵蚀的贡献。前期土壤冻融作用显著增加土壤水蚀量和风蚀量（P<0.05）,并且前期土壤冻融和风蚀的叠加作用显著增加后期的坡面水蚀量（P<0.05）。与无前期土壤冻融作用的试验处理相比,土壤经历1次冻融作用后,坡面水蚀量增加52.5%～89.6%,土壤风蚀量增加39.2%～141.9%,先风蚀后水蚀的叠加试验处理下的坡面侵蚀量增加13.4%～156.9%。前期风蚀对后期坡面水蚀有显著的促进作用（P<0.05）,当前期风蚀作用的风速从9 m s-1增加到15 m s-1,对应50和100 mm h-1降雨强度下的坡面侵蚀量分别增加61.6%和30.8%;在相同的前期风蚀作用下,随着降雨强度从50 mm h-1增加到100 mm h-1,坡面侵蚀量分别增加8.7倍和7.0倍。冻融作用使土壤抗侵蚀力减弱,前期风蚀作用在地表形成的风蚀凹痕导致坡面径流汇集,增加了坡面径流连通性,使径流流速、雷诺数和弗汝德数增加,而Darcy-Weisbach系数减小,从而使坡面径流侵蚀能力和搬运能力增加,进而使坡面土壤水蚀量增加。降雨强度、风速和冻融作用的主效应对黑土坡面侵蚀的贡献率分别为50.9%、21.7%和1.6%,降雨强度和风速的交互作用贡献率为10.2%。