近年来,气候变化和人类活动的加剧显著改变了全球许多大型流域的水文过程。流域径流输沙特征可以充分表征流域的水文动态,降水和下垫面条件则是影响这一过程的重要因素。流域径流输沙与其影响因素之间关系复杂,具有非线性和不确定性等特点。变化环境下径流输沙特征及其主控因素分析,已成为全球变化和水文学领域研究的热点问题。我国黄河中游的黄土高原地区是世界上水土流失最为严重的区域。该区属于典型的干旱-半干旱气候,侵蚀产沙具有其特殊性,主要表现为:雨季少数极端暴雨事件产沙集中,对年总产沙量的贡献可达到90%以上。复杂的侵蚀过程导致流域下垫面条件存在空间异质性,因此,不同地貌类型的流域径流输沙过程也存在很大差异。为了进一步理解流域径流输沙特征及主控因素,本文以黄河中游无定河流域为研究对象,基于气象、水沙长期监测资料,结合土壤、地形、植被覆盖和景观格局等下垫面因子,对比分析黄土丘陵区和风沙区不同子流域的径流输沙时空特征及水沙关系,识别影响流域径流输沙过程的关键驱动因素。研究内容及主要结论如下:（1）分析了流域径流输沙年际变化趋势和空间分布特征。结果表明,从20世纪60年代起,无定河流域及其子流域的径流量和输沙量年际变异性较大,总体上呈显著下降趋势;流域径流主要来源于上游风沙区,而泥沙则主要来源于中下游黄土丘陵区;在相似的降水和径流深条件下,风沙区流域多年平均输沙模数显著低于黄土丘陵区流域（P＜0.01）;年径流深与输沙模数之间线性拟合效果较好。（2）对比了不同地貌区典型流域的径流输沙年内分布特征。结果表明,风沙区和黄土丘陵区流域的径流输沙年内分布存在很大差异。在月尺度上,黄土丘陵区流域的径流量呈双峰特征,最大值通常出现在雨季（7-9月）,春季解冻期径流量也较大,而风沙区流域的径流量年内分布相对均匀,且与降水量之间没有显著的相关关系;黄土丘陵区流域的输沙量呈单峰特征,90%以上的输沙集中在雨季（7-9月）,与径流量表现出较好的一致性,而风沙区流域全年输沙,且各月输沙量没有显著差异;在日尺度上,黄土丘陵区流域的径流输沙很不均匀,集中程度高,年径流输沙量主要由少数几次极端事件控制,而风沙区流域的日径流输沙集中程度低且变异性小,极端事件对年径流输沙量的影响不大;风沙区和黄土丘陵区流域的日径流深与输沙量之间都具有很强的相关关系（R~2＞0.90）。（3）阐明了流域洪水事件的基本特征。基于无定河流域2006-2016年61场洪水过程资料,通过K均值聚类法,根据平均含沙量（SSC）、径流深（H）和洪峰流量(Qmax)将洪水事件分为A、B和C三种类型,其中A型洪水量级最小,历时最短,C型洪水量级最大,历时最长,B型洪水介于二者之间。分析了不同类型洪水的径流输沙规律和水沙关系,结果表明,C型洪水的径流输沙量与其它两种类型存在数量级差异,三种类型洪水的水沙关系都可以较好地用线性函数拟合;通过统计洪水过程的径流-泥沙滞回曲线类型得出,逆时针滞回是流域最主要的滞回类型,约占洪水事件总数的70%,表明流域泥沙来源距离流域出口较远;黄土丘陵区流域的复杂型滞回占比大于风沙区流域,说明该区洪水过程变异性更大;复杂型滞回的平均流量和含沙量最大,而逆时针滞回主要发生在中小型洪水事件中。（4）揭示了影响流域输沙过程的主要因素。选取21个反映流域环境特征的因子,将其分为降水、径流、地形指标、土壤性质、植被覆盖和景观格局六个类型,利用偏最小二乘回归（PLSR）分析方法,分别建立了输沙模数和集中度指数（CI）与影响因素之间的关系模型。通过影响因素的变量投影重要性指标（VIP）可以看出,河网密度、流域坡度和土壤砂粒含量对输沙模数影响较大,而土壤可蚀性因子、周长-面积分形维数和降雨侵蚀力因子对输沙集中程度影响较大;通过影响因素的回归系数（RCs）可以看出,输沙模数与河网密度、流域坡度和土壤可蚀性之间表现出正相关关系,与土壤砂粒含量之间表现出负相关关系,集中度指数与土壤可蚀性、周长-面积分形维数和降雨侵蚀力之间表现出正相关关系,与土壤砂粒含量之间表现出负相关关系。