东北黑土区严重的土壤侵蚀导致土壤质量和生产力急剧下降,严重威胁国家粮食安全。因此,阐明黑土区土壤侵蚀对土壤质量和作物产量的影响,可为黑土资源保护和水土流失综合治理提供重要的科学依据。为此,本论文选取东北典型薄层黑土区的宾州河流域为研究区,采用野外调查、田间定位观测、模拟试验、核素示踪、室内分析和小波理论分析等研究方法,阐明了薄层黑土区流域和坡面尺度土壤侵蚀—沉积分布特征及其对土壤性质和玉米产量的影响,讨论了黑土层厚度和侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量的影响,揭示了土壤侵蚀—沉积对土壤质量和玉米产量的影响机制。主要研究结论如下:（1）分析了薄层黑土区流域和坡面尺度侵蚀—沉积特征。流域侵蚀/沉积速率介于-4420.7¹1988.1 t km^-2 a^-1之间（正值代表侵蚀,负值代表沉积）,流域平均侵蚀速率为2634.9 t km^-2 a^-1,表明流域土壤侵蚀占主导地位。流域尺度上侵蚀和沉积呈交错分布,其中流域上游侵蚀最严重,平均侵蚀速率为3265.7 t km^-2 a^-1,中游侵蚀程度次之,伴有明显的沉积现象,侵蚀/沉积速率介于-831.7⁵072.1 t km^-2 a^-1之间,而下游侵蚀较弱,侵蚀和沉积现象并存,侵蚀/沉积速率介于-4420.7²823.8 t km^-2 a^-1之间。坡面尺度上,坡中部土壤侵蚀最严重,侵蚀速率介于1255.5¹0504.7 t km^-2 a^-1之间,坡上部土壤侵蚀较弱,平均侵蚀速率为2048.3 t km^-2 a^-1,而坡下部表现出明显的沉积,侵蚀/沉积速率变化于-2720.4³690.8 t km^-2 a^-1之间,平均沉积速率为-198.9 t km^-2 a^-1。小波理论分析结果表明,坡面侵蚀强度空间分布存在75-88 m和144-150 m周期的交替变化特征。（2）评价了土壤侵蚀—沉积对土壤理化性质空间分布的影响。流域尺度上,发生侵蚀区的黑土层厚度、土壤有机碳、全氮、硝态氮和速效磷含量分别比发生沉积区减少了66.00%、27.43%、23.16%、29.01%和53.89%,而侵蚀区土壤团聚体平均重量直径和土壤铵态氮含量则分别比沉积区增加了68.82%和19.32%。黑土层厚度、土壤有机碳和全氮等土壤性质空间分布与侵蚀速率空间分布呈相反的变化趋势。（3）揭示了土壤微生物学性质空间分布对土壤侵蚀—沉积响应的关系。流域尺度上,发生侵蚀区的土壤细菌、真菌、放线菌数量平均值分别为11.72×10⁷、4.08×10⁵和5.00×10⁶ cfu g^-1,三者在发生沉积区分别为14.57×10⁷、2.29×10⁵和6.29×10⁶ cfu g^-1,侵蚀区的土壤细菌和放线菌数量分别比沉积区减少了19.6%和20.5%,土壤真菌数量比沉积区增加了44.0%。侵蚀区的土壤微生物生物量碳和氮平均含量分别为131.42和1.53mg kg^-1,二者在沉积区分别为207.49和2.50 mg kg^-1,侵蚀区的土壤微生物生物量碳和氮含量分别较沉积区减少了36.7%和38.4%。沉积区的土壤微生物呼吸速率为190.27 ml kg^-1,侵蚀区的为99.78 ml kg^-1,较之沉积区的土壤微生物呼吸速率减少了47.6%。在坡面尺度上,侵蚀速率最大的坡中部土壤微生物生物量碳和氮较之坡下部分别减少了22.8%和23.6%。流域土壤微生物学性质与各土壤理化性质皆有较好的相关性,说明土壤侵蚀—沉积通过改变土壤物理性质和影响土壤养分的迁移和再分布,进而影响土壤微生物学性质的空间分布。（4）阐明了流域土壤质量对土壤侵蚀—沉积的响应。选取黑土层厚度、土壤团聚体平均重量直径、土壤有机碳、土壤全氮、土壤微生物生物量碳和土壤微生物呼吸速率作为评价土壤质量最小数据集指标。流域土壤质量评价结果表明,流域土壤质量综合指数（SQI）平均值为0.292,说明薄层黑土区流域土壤质量以低水平和较低水平为主。流域尺度上,发生沉积区的SQI平均为0.510,而发生侵蚀区的SQI平均为0.241,其比沉积区减少了52.8%。坡面尺度上的土壤质量与侵蚀速率呈负相关;坡下部侵蚀较轻区的SQI为0.299,而坡中部侵蚀严重区SQI为0.149,其较坡下部减少了50.2%。流域土壤质量空间分布与侵蚀速率空间分布呈相反的变化趋势。（5）探究了黑土层厚度和侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量的影响。玉米产量随着黑土层厚度的减少而减少,20 cm厚的黑土表土层是维持玉米产量的最低厚度,当黑土层厚度小于20 cm时,玉米产量急剧下降;与60 cm黑土层厚度的对照小区相比,当黑土层厚度分别为15、10、5和0 cm时,玉米产量分别减少8.2%、15.8%、21.3%和24.2%。苗期侵蚀泥沙过度沉积对玉米产量存在不利影响,增加沉积层厚度可使玉米产量显著下降,与无侵蚀泥沙沉积的对照小区相比,当泥沙沉积厚度为30 cm时,玉米减产高达31.7%。分别建立了玉米产量与黑土层厚度和苗期泥沙沉积厚度的关系式,二者皆达到满意程度。（6）剖析了流域土壤侵蚀—沉积对玉米产量的影响。流域平均玉米产量为6799 kg ha^-1,玉米产量与土壤质量综合指数（SQI）呈极显著的正相关,而其与侵蚀速率呈极显著的负相关。流域尺度上,土壤质量较好的沉积区玉米产量较高(9007 kg ha^-1),土壤质量较差的侵蚀区玉米产量较低(5790 kg ha^-1),其比沉积区的玉米产量减少了35.7%。坡面尺度上,发生沉积的坡面下部土壤质量较好,其玉米产量为6884 kg ha^-1,而侵蚀严重的坡面中部土壤质量较差,其玉米产量为5315 kg ha^-1,较之坡下部减少了22.8%。