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黄土高原剧烈的土壤侵蚀严重制约着当地经济发展，侵蚀产生的大量泥沙又成为黄河下游河道洪水、泥沙灾害的根源。围绕黄土高原土壤侵蚀及其治理，国内外学者进行了广泛而深入的研究，在侵蚀产沙成因、侵蚀产沙方式、泥沙来源分区及侵蚀产沙过程模型研究等方面，已有较为深入的分析，而黄土高原区侵蚀产沙时空分异方面研究涉及较少。
本文利用GIS技术，以黄土高原区水文站实测泥沙数据资料为基础，结合相应站点控制区内的降雨数据、植被数据、土壤数据、地形数据、黄土厚度数据、土地利用数据，应用数理统计、地统计学、小波分析、神经网络方法，对黄土高原区侵蚀产沙时空分异、高含沙水流发生频率时空分异进行了研究，取得了如下结果：
1.黄土高原区侵蚀产沙模数、高含沙水流发生频率空间分布特征
绘制了黄土高原区侵蚀产沙模数及高含沙水流发生频率空间分布图。研究发现，黄土高原区侵蚀产沙模数、高含沙水流发生频率在空间上均呈带状分布，其延伸方向为东北-西南向。带状区域内，又包含着三个侵蚀产沙高峰区，分别位于：东经111°、北纬40°附近；东经107°、北纬36°附近；东经104°、北纬34°附近。
2.黄土高原区侵蚀产沙模数影响因素分析降雨、植被与侵蚀产沙模数之间均为非线性关系，随降雨或植被覆盖的增加，侵蚀产沙模数先增加后降低，当降雨为400mm，NDVI为0.2左右时侵蚀产沙模数达到最大值；随地面物质粗细比的增加侵蚀产沙模数先增加，后降低，当粗细比处于1～2之间时存在一峰值；侵蚀产沙模数与黄土厚度、沟壑密度、15～25°坡面面积百分比与侵蚀产沙模数之间均为正相关关系;侵蚀产沙模数随林地、灌木林、草地面积百分比增加而降低，而随丘陵旱地面积百分比增加而增加；影响黄土高原区侵蚀产沙的主要因素包括：灌木林面积百分比、草地面积百分比、丘陵旱地面积百分比、黄土厚度、平均降雨量，它们对侵蚀产沙作用的相对贡献率依次为10.99％、28.7％、18.75％、24.44％、17.12％。
3.黄土高原区高含沙水流发生频率影响因素分析
降雨量、植被状况、地面物质组成与高含沙水流发生频率均呈非线性关系，随降雨量、植被状况、粗细比(粗颗粒、细颗粒含量比)增加，高含沙水流频率先增加后降低，其中多年平均降雨量约为400mm，NDVI为0.2，粗细比处于1～2之间时，高含沙水流发生频率最高；随15～25°坡地面积百分比增加，高含沙水流发生频率也增加；随黄土层厚度增加，高含沙水流发生频率增加；高含沙水流发生频率与有林地、灌木林、草地占流域面积的百分比之间呈负相关，而与丘陵旱地的面积百分比呈正相关；影响黄土高原区高含沙水流频率的主要因素包括灌木林、丘陵旱地、有林地、黄土厚度、平均降雨量，5个因子对高含沙水流发生频率的相对贡献率依次为：16.6％、4.4％、6.5％、29.7％、42.8％。
4.黄土高原区高含沙水发生流频率影响因素空间耦合关系
降雨量、植被的地带性分布，使高含沙水流发生频率呈现出东北-西南向的分布带；同时区域内下垫面性质，如黄土厚度、地面土地利用类型等的差异，黄土高原区高含沙水流高发地带切割成三个高含沙水流高峰区。
5.黄土高原区高含沙水流频率周期空间分布特征
空间距离较近的区域高含沙水流发生频率的第一主周期基本相同，在相同流域内，通常上游周期小于下游区，高含沙水流发生频率的周期与区域面积呈负相关关系。
6.高含沙水流频率、侵蚀产沙模数空间分布异同对比分析
影响因素对高含沙水流发生频率、侵蚀产沙模数作用规律的一致性，决定了黄土高原区高含沙水流发生频率与侵蚀产沙模数整体分布的相似性，而高含沙水流发生频率、侵蚀产沙模数对影响因素响应程度的差异，是两者内部峰值区分布差异的重要原因。
7.高含沙水流频率、侵蚀产沙模数神经网络模拟
利用RBF神经网络模型，结合黄土高原区各站点控制区内自然与人类活动数据，对黄土高原区侵蚀产沙模数、高含沙水流发生频率进行了模拟，取得了较好的效果。