地表微地形是影响坡面侵蚀过程的重要因素之一,其分布的随机性和侵蚀变化过程中的难确定性,影响了人们对水蚀机理的理解和水土保持措施的合理布设。因此,本文以川中丘陵区紫色土为研究对象,采用室内人工模拟降雨试验与GIS相结合的方法,融合土壤侵蚀学、分形、分维理念,开展不同降雨类型、不同坡度和不同侵蚀阶段条件下地表微地形的变化特征,以及其对坡面汇流和侵蚀产沙影响的研究,其成果有助于系统阐明紫色土地表微地形变化特征,为深刻理解水蚀机理和区域侵蚀预测预报模型构建提供理论依据。主要研究结果如下：(1)递增降雨系列下,地表高程衰退面积由48.56%增大至63.14%；递减降雨系列下,地表高程衰退面积却由38.59%降低到35.12%。前者整个坡面地表糙度变幅分别为-0.25%、1.51%和2.80%,后者变幅分别为-2.30%、1.97%和-2.33%。递增降雨系列下,分形维数跨度AD和奇异指数跨度△a呈逐渐增大的变化趋势；递减降雨系列下变化相反；两种雨型条件下f(a)max均为2.1559,△f(a)均为0。(2)递增降雨系列下,地表汇流密度由19.95降至19.80 m m-2,流路AD由1.1551降至0.9662；递减降雨系列下,汇流密度由21.61增至22.57 m m-2,AD由1.1799增至1.2554。流路△a在递增降雨系列下变幅分别为11.88%、-18.09%和-7.78%,而在递减降雨系列下变幅分别为-10.45%、18.83%和0.01%。递增降雨系列下的地表径流总量仅高出递减降雨5.82%,而其侵蚀总量却高出35.83%。采用多重分形特征参数和地表糙度,可较好地实现产流、侵蚀产沙的预测。(3)场降雨条件下,10°和15°坡面地表高程以增大为主,20°坡面地表高程衰退面积占72.11%。随坡度增加,地表糙度变1幅分别为-3.71%、-5.29%和-1.72%。10°和15。坡面地表微地形△D、△a和△f(a)均较雨前有所增大,20°坡面的变化趋势与之相反。坡度增大,径流蜿蜒度降低,汇流网络稳定性逐渐提高。雨后,10°和15°坡面汇流密度增大,20°坡面则呈相反的变化趋势。坡度不同时,径流流路与微地形多重分形特征之间无明显关系。10°、15°和20°坡面产流量分别为34.54、31.82、38.65L m-2,产沙量分别为0.571、0.696和0.821kgm-2。相关分析表明,降雨条件一定时,地表产流量受地表微地形影响显著,而侵蚀产沙量则主要受坡度影响。(4)溅蚀阶段,不同坡度地表糙度均较雨前减小；片蚀阶段,10°、15°和20°坡面地表糙度变幅分别为-1.39%、0.46%和2.98%；细沟侵蚀阶段,三者糙度变幅分别为0.74%、2.62%和7.95%。不同侵蚀阶段,坡面上部地表糙度变化较小,坡面中部和下部波动较大。不同坡面微地形多重分形特征参数变化各异,10°坡降雨后地表微地形空间差异和形态变化较小,15°坡面片蚀阶段地表微地形空间差异明显增大,20°坡面地表微地形空间差异随侵蚀阶段的演变逐渐减小,且微地形起伏变得尖锐。相关分析结果表明,片蚀和细沟侵蚀阶段径流流路与微地形多重分形参数△f(a)显著正相关。(5)随坡度的增大,向上溅蚀量呈先降低后增加的变化趋势,向下溅蚀量和总溅蚀量呈逐渐增大的变化趋势,溅蚀量受坡度影响明显,受初始糙度的影响较小。片蚀阶段,产流、产沙量与地表糙度均表现为10°>15°>20°。细沟侵蚀阶段,地表产流量与地表糙度的变化趋势基本相反,侵蚀产沙量受地表糙度影响相对较小。