近几十年来,人类活动对区域土地利用格局的影响不断加剧,由此产生了一系列新的环境问题,其中土地利用变化对土壤侵蚀和流域径流输沙变化的影响一直是国内外学者研究的热点。因此,针对生态环境脆弱区开展土地利用变化研究对土地资源合理利用和生态环境建设具有重要的指导意义。本研究以黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域为研究对象,搜集获取纸坊沟流域1938-2020年土地利用、土壤类型、流域出口水文站实测降雨、径流、输沙等数据,结合对纸坊沟的水土保持措施实地调查状况,采用“3S”技术,构建纸坊沟流域1938-2020年土地利用变化动态数据库,辨析近80年来流域土地利用变化特征;采用WaTEM/SEDEM模型模拟纸坊沟流域侵蚀特征,探讨纸坊沟流域土地利用变化对土壤侵蚀的影响;利用Fragststs计算纸坊沟流域景观指数,建立纸坊沟流域景观指数与土壤侵蚀之间的关系,揭示流域侵蚀对景观指数变化的响应特征,主要结论如下:（1）纸坊沟流域1938-2020年主要的土地利用类型为耕地、林地和草地,三种土地利用类型总面积在不同时期均占流域总面积的85%以上。从土地利用的动态变化来看,研究时段内纸坊沟流域耕地、草地、园地和未利用地面积整体呈现先增加后减少的趋势。林地面积在1938-1958年锐减,1958年后面积呈逐渐上升趋势,建设用地面积一直处于上升趋势。从土地利用转移情况来看,1938-2020年纸坊沟流域土地利用经历了高植被覆盖—低植被覆盖—高植被覆盖三个阶段;1938-1958年纸坊沟流域从高植被覆盖转成低植被覆盖,土地利用转移主要表现为林地向耕地的转化;1958-1978年植被处于缓慢上升状态,不同土地利用类型空间分布未发生剧烈变化,土地利用间的转移量均不大;1978-2020年植被处于稳步向好阶段,由于造林种草以及退耕还林草工程的实施,纸坊沟植被覆盖率明显提高,土地利用方式主要为耕地和未利用地向林地、草地和园地的转移。（2）纸坊沟流域2000-2010年径流输沙量呈现逐年递减的趋势,年径流输沙的变化趋势与年降雨量之间未表现出明显的相关性。由此表明,近年来纸坊沟流域降雨并未发生显著变化,径流量和输沙量的减少受人类活动导致的地表景观格局变化的影响较大。由WaTEM/SEDEM模型模拟结果可知,纸坊沟流域1938-2020年土壤侵蚀强度表现为先加剧后减弱的特征,1938年纸坊沟流域主要以轻度侵蚀为主,1958-1994年主要以剧烈侵蚀和极强烈侵蚀为主,1999-2020年侵蚀强度逐渐从剧烈侵蚀和极强烈侵蚀向微度侵蚀和轻度侵蚀转变。纸坊沟流域剧烈侵蚀和极强烈侵蚀主要发生区域为耕地和园地。1938-2020年耕地的平均侵蚀强度由剧烈侵蚀转变为轻度侵蚀。园地的平均侵蚀强度由剧烈侵蚀转变为强烈侵蚀。沉积区主要以林地和草地为主。（3）纸坊沟流域1938-1994年景观格局趋于破碎化,景观类型增多,景观优势度下降;1994年以后斑块逐步整合,聚集度上升,景观类型减少,优势景观类型逐渐突显。从不同景观类型来看,1938年草地是破碎化程度最高的景观类型。1958年以后各景观类型的景观破碎度和景观异质性经历了先增加后减少的过程,其中在1987-1994年间,耕地是破碎化程度最高的景观类型。纸坊沟流域优势景观类型主要在林地、耕地和草地之间转换。1938年优势景观类型为林地,1958年林地面积下降,耕地面积上升,优势景观类型转换为耕地,1958年以后景观优势种从耕地向林地和草地转移。虽然各景观类型斑块均出现了破碎化、分散化的过程,但在整个研究时段纸坊沟流域的景观斑块结构较为密集,结构连接性较好。从1999年开始由于人类活动的加剧,斑块逐步整合,形成密集的大斑块,斑块形状复杂度明显降低。（4）形状指标中的周长—面积分维度指数PAFRAC、聚集/分散指数中的散布与并列指数IJI与流域侵蚀模数呈极显著性相关（P<0.01）。纸坊沟流域侵蚀模数与最大斑块指数LPI、周长—面积分维度指数PAFRAC、散布与并列指数IJI、与结构连接度指数COHESION和香农均匀度指数SHEI构建关系模型,模型具有较高的精度。