当今,水土流失已经跻身于全球化的环境问题前列,在很多国家都造成了严重的灾害。各国学者纷纷对水土流失的机理和过程进行研究,并提出在水土流失的控制中,森林和植被有着重要的作用。大兴安岭地区分布着我国仅有的寒温带针叶林,同时大兴安岭境内分布着黑龙江和松花江等水系及其支流,是我国非常重要的水源涵养区域。大兴安岭地区对东北区域的生态平衡能起到稳定的作用,还对东北亚地区以及我国的生态建设有重大功能。同时,该区也因为它是商品粮和畜牧业等产业的生产基地,而对东北、华北及全球的气候起到了不可取代的天然屏障保护作用。最初,大兴安岭地区森林生长密集,随着森林不断被采伐,加之人口增加,森林采伐过度,导致疏林地及低产林数量陡增,此外,大兴安岭地区又不断发生火灾,采矿,垦荒,道路建设频频皆是,致使生态环境每况愈下,降水集中区域,土壤侵蚀日益严重。本研究在大兴安岭土壤侵蚀日趋严重的背景下,将大兴安岭地区的历史降雨资料、多源遥感数据、基础地理信息数据、外业调查资料等有机整合起来,采用多学科交叉与渗透、多技术手段融合,以修订的通用水土流失方程RUSLE为模型,研究RUSLE模型中各因子的提取方法,利用ArcGIS进行降雨数据空间插值方法对比研究,基于公里网格对大兴安岭地区2000年～2010年大兴安岭地区森林生态系统的土壤侵蚀量进行模拟,并分析其空间分布的动态变化,并基于DEM、地形位指数及重心转移理论对大兴安岭地区2000年到2010年的土壤侵蚀进行时空变化分析,利用编程语言开发大兴安岭地区土壤侵蚀评价系统。旨在为大兴安岭地区土壤侵蚀防治提供可靠依据和科学指导,对森林资源的水土保持、恢复与可持续经营提供理论支撑。本研究取得以下主要结论和成果：1、探讨了TM数据的收集及处理过程,包括几何校正、辐射定标、大气校正、太阳高度角校正及多时相辐射归一化处理和图像拼接处理过程。研究大尺度问题时需要多期不同时相的遥感数据的辐射归一化,这是正确利用遥感信息的基础工作。2、探讨了气象数据的收集和处理过程,针对海量日降雨数据编写VBA程序进行处理,并通过建立回归模型增加点密度的方式使降雨量数据覆盖大兴安岭研究区。3、利用大兴安岭地区及其周边18个气象站点的日降雨资料,基于IDW, SPLINE,OK,OCK等4种空间插值方法,对研究区的降雨量进行年尺度和月尺度的空间插值模拟与交叉检验。交叉检验结果显示,在所有的插值方法中,优劣排序为OCK<OK<SPLINE<IDW,OCK方法的空间插值效果好于其他几种方法。从4种方法对2007年的月降雨数据插值结果来看,6-9月的插值结果的不确定性要远远小于11-3月。基于普通协克里格方法对大兴安岭地区4个及其周边14个站点进行多年平均降雨量插值,得到研究区多年平均降雨空间分布特征,大兴安岭地区的年降雨量在358～462mm之间,强降水中心在呼玛县南部,其最大值为462mm,降水的低值区漠河县西部,年降水量为358mm。4、利用ArcGIS提取栅格图的NDVI植被指数与相关的坡度、坡向、海拔等地理信息以建立遥感信息定量化模型反演植被盖度。5、通过系统回顾土壤侵蚀因子的计算方式,并根据大兴安岭地区的地理区域特征和数据获取条件,选择适宜大兴安岭地区土壤侵蚀因子的定量计算方法,并对相关方法进行适当调整。本研究最后采用根据研究区土壤类型结合现有研究资料的方法确定了土壤可蚀性因子K值,采用月雨量R值估算模型确定了降雨侵蚀力因子R值,采用基于RS与GIS的植被盖度反演模型确定了覆盖与管理因子C值,采用基于非累积流量计算LS的方法确定了坡度坡长因子LS值,采用Wener经验公式法确定了水土保持措施因子P值。通过与以往的研究资料进行对比发现上述各因子的计算模型获取的结果可靠,适用于大兴安岭地区各因子获取。6、基于RUSLE模型,对大兴安岭地区2000年和2010年二期的土壤侵蚀状况进行了定量评价,并通过地形位指数和空间重心转移模型等理论,对大兴安岭地区11年间土壤侵蚀在时空上的演变规律进行揭示。研究结果表明：2000～2010年间,大兴安岭地区的土壤侵蚀量总体上呈上升趋势,主要表现在微度土壤侵蚀的面积减少了3929.37km2,轻度侵蚀的面积增加了3911.65kmm2,其他几种侵蚀强度类型没有明显变化。整体上看,微度侵蚀面积的减少量与轻度侵蚀面积的增加量数量相当,因此该区域士壤侵蚀的总量在增加。地形因子对大兴安岭地区土壤侵蚀强度的时空分布的约数作用非常明显,各土壤侵蚀强度类型在地形梯度上打的分布格局呈显著变化。在2000～2010的11年间,微度侵蚀在地形位上有收缩趋势,而轻度侵蚀在地形位上有扩张的趋势,其他几类侵蚀在地形位上变化不明显,说明在这11年间,大兴安岭地区的优势土壤侵蚀类型从微度侵蚀向轻度侵蚀转化。2000年至2010年间,除了微度侵蚀向东南一带扩张以外,其他几类土壤侵蚀强度的重心都向西北部发生偏移,但是偏移的具体角度和偏移距离不尽相同。其中微度土壤侵蚀偏移的距离最短为1.98km,而中度土壤侵蚀偏移的距离最长为29.22km,轻度土壤侵蚀次之为25.11km。大兴安岭地区的中度以上土壤侵蚀都集中在东南部,该区域土壤侵蚀面临巨大压力,应加强管理,制定相应的水土保持措施。7、开发大兴安岭地区土壤侵蚀评价系统,该系统拟包含因子计算、土壤流失量计算、数据库、地图功能等几大模块,实现对研究区内的土壤侵蚀定量评价。