黄土丘陵沟壑区是我国水土流失最为严重的地区之一，不合理的土地利用格局是引发和加剧该地区水土流失最主要的原因。自1999年大规模退耕还林（草）以来，该区域土地利用格局发生了显著地改变，但针对土地利用格局与土壤侵蚀关系的研究主要集中在小区尺度上，小流域尺度上不同降雨条件下侵蚀产沙对土地利用格局响应机制的研究还存在不足。因此，本研究在延安和子洲地区分别选取12个坝控小流域为研究对象，在明确现阶段土地利用现状的基础上，将土地利用类型与地形叠置构建土地利用类型格局指数及小流域格局综合指数，基于降雨资料和坝地泥沙淤积信息，反演现有生态环境下小流域侵蚀产沙特征，在分析土地利用结构特征对小流域侵蚀产沙影响的基础上，探索了小流域侵蚀产沙对土地利用类型格局的响应机制。主要研究结果如下：

1）退耕还林（草）工程实施20年后，丘一区、丘二区小流域林草广泛分布，但小流域侵蚀产沙依旧超过黄土高原地区容许水土流失量。延安、子洲地区各小流域内林草占比平均可达74%以上，但子洲地区坡耕地依旧大面积存在，平均占小流域面积的9.8%，最大占比26.5%。在无特大暴雨的2018-2020年期间，子洲与延安地区小流域年侵蚀产沙模数分别为4942.4 t/km²和1644.9 t/km²，子洲小流域年侵蚀产沙模数为延安地区3.0倍。

2）大暴雨及特大暴雨事件可使小流域年侵蚀产沙模数增大2.02-22.88倍。延安地区受2013年7月份持续强降雨过程影响，小流域年侵蚀产沙模数平均为14733 t/km²，可达同一流域2014-2020年年均侵蚀产沙模数的3.51-22.88倍，平均为8.7倍。子洲地区受2017年7月26日特大暴雨影响，小流域在2017年的年侵蚀产沙模数平均为24058 t/km²，为同一小流域2018-2020年年均侵蚀产沙模数的2.02-22.70倍，平均为6.30倍。

3）具有不同土地利用结构的小流域侵蚀产沙对降雨特征的响应存在差异，整体上小流域侵蚀产沙模数随着降雨量的增加呈现增加趋势，林草和梯田农地占比较大的流域对降雨的响应不敏感。延安地区，林地占比>60%的小流域侵蚀产沙对最大两小时降雨量、平均雨强的变化反映不敏感，梯田农地占比>25%的小流域对降雨各指标的变化敏感度较低；子洲地区，草地为主、坡耕地面积<8%且梯田农地面积>5%的小流域侵蚀产沙模数对次降雨降雨历时的变化反映极其不敏感，而草地为主、坡耕地面积>8%且梯田农地面积<5%的小流域侵蚀产沙模数随最大1小时降雨量、最大2小时降雨量、最大3小时降雨量、平均雨强的增大增幅最大。

4）土地利用结构特征对小流域侵蚀产沙影响显著。在2018-2020年，延安地区林地占比>60%小流域年平均侵蚀产沙模数（397.69 t/km²）在黄土高原土壤容许流失量范围内，林地占比<60%的两种土地利用结构小流域（梯田农地占比<25%与梯田农地占比>25%）年平均侵蚀产沙模数分别为2010.91 t/km²和2281.21 t/km²；子洲地区坡耕地占比>8%的小流域年侵蚀产沙模数显著高于坡耕地面积占比<8%的小流域，分别为6277.11 t/km²和3103.97 t/km²。

5）不同类型降雨下，导致小流域间侵蚀产沙状况存在差异的主要土地利用类型及其格局存在差异，且某一土地利用类型在同一格局下对流域侵蚀产沙“增强”与“减弱”的作用会发生转变。沟沿线以下坡耕地和沟沿线上方土质道路最易遭受降雨侵蚀，在雨量集中型的降雨侵蚀过程中，沟沿线以下坡耕地是泥沙的主要来源。2017年“7·26”特大暴雨过程中，沟沿线以下坡耕地以1.62%的流域面积贡献了32%的泥沙；雨量均匀型的降雨侵蚀过程中，沟沿线以上的土质道路是泥沙的主要来源。特大暴雨条件下，沟沿线以上的梯田农地（新修或老式梯田）作为小流域侵蚀产沙的非主要来源，与坡耕地和土质道路相比，其存在可以“减弱”小流域侵蚀产沙强度；在非特大暴雨条件下沟沿线以上新修的梯田农地是小流域泥沙主要来源，其存在“增强”了小流域侵蚀产沙强度。