针对黄土高原土壤侵蚀特点，通过沿坡面分段、并于每段沿剖面垂直分层布设不同稀土元素，采用人工模拟以及天然降雨和中子活化分析技术定量研究黄土坡面侵蚀方式的动态演变过程，细沟的发生发育过程以及坡面侵蚀量空间分布和相关水力学参数的关系，研究不同侵蚀方式演变过程的动力学机制，深刻了解坡面侵蚀发生的机理。本研究主要取得以下成果：1）提出并建立了沿黄土坡面分段与分层标记相结合布设多种REE定量研究坡面不同侵蚀方式演变的新方法，且试验误差小于10%。2）不同雨强次降雨条件下，尽管坡面总侵蚀量差异较大，但不同侵蚀段所占总侵蚀量的比例基本相近，坡面侵蚀主要发生在坡下1/3，其侵蚀量约占到坡面侵蚀的80%。次降雨条件下，坡面不同侵蚀方式的演变过程可以明显分为片蚀、细沟发育和细沟稳定三个阶段，在降雨初期片蚀贡献率约占坡面侵蚀总量的90%。在细沟发育阶段，片蚀贡献率急剧递减，细沟侵蚀贡献率迅速增加。降雨后期，片蚀和细沟侵蚀贡献率变化趋势基本稳定，片蚀和细沟侵蚀贡献率各维持在10%和90%。3）通过裸地、灌木丛、草地、刈割草地、刈割灌丛和林地等6种不同地表覆被条件的径流小区，研究了黄土坡面径流与产沙对地面覆被条件的响应。刈割后草地累计径流量、产沙量、平均径流深分别为原状草地的1.20倍、27.46倍和1.20倍；刈割后灌木分别为原状灌木小区的1.20倍、1.78倍和1.26倍。和灌木灌层部分比较，草地地上生物量对于衰减降雨侵蚀力以及坡面减沙效果更显著。该研究拓宽了土壤侵蚀实验研究领域，为定量研究坡面侵蚀提供了新思路。同时，证明了近地面覆盖度是减沙效益的关键因子之一。