于是，土壤侵蚀原因的较深入理解，就必然深入到对系统内部结构与功能的分析。这通常可通过“灰箱”模型(greybox)去实现，但这些模型在目前还都是经验性的，缺乏严密的理论推导。例如，1960年富尼尔(Fournier)提出，某地段上年平衡土壤流失量，同降雨量、地形因素(高度与坡度间的关系)等相关，他引入P2m/P的指标，得出：
Qs为某流域年平均土壤侵蚀量(克/米2)；H为平均高度(米)；S为该流域的平均坡度；P为年平均降雨量；Pm为最大月平均降雨量；P2m/P为降雨指标。
瓦林(Walling)于1974年建议使用多元分析中的主成分分析方法减少变量的数目。据道格拉斯(Douglas)1968年对澳大利亚昆士兰北部河流的研究，对于悬移物质的统计分析方法是，将原先可能控制土壤流失量的因子从10个变量成功地减少到4个基本变量，即水分状况、集水面积的形状、岩石和坡地地形的粗糙程度。他获得的年平均悬移质数量表达为：
logSS=-8.73 3.81logQwA
-1.54logR/L 4.82logDD (9.105)
其中，SS代表年平均悬移质数量(立方米/公里2)；QwA为流域A内的年平均径流(毫米)；R/L为流域面积内的“高长比”(米/公里)；DD为流域面积内的排水密度(米/公里)。
可是上述这些经验方程的共同缺陷在于：千万不允许外推到所获实际资料的范围之外，同时亦不可应用到另外不同的区域，否则将会冒极大的风险(甚至会得到十分错误的结果)。一般而论，富尼尔公式是真确的，但是其限制也是一目了然的。这通过建立4个不同条件下的回归方程(即土壤流失量与P2m/P对于不同的地形因素和气候条件的关系)，这里参照图9-32可以得出。
曲线Ⅰ：相对于低起伏地形(谷地平均坡度＜1：100)及P2m/P≤20时，则
土壤流失量=6.14P2m/P-49.78
曲线Ⅱ：相对于低起伏地形及P2m-49.78时，则
土壤流失量=27.12P2m/P-475.40
曲线Ⅲ：相对于高起伏地形(谷地平均坡度≥1：100)及P＞600毫米时，则
土壤流失量=52.49P2m/P-513.20
曲线Ⅳ：相对于高起伏地形及200≤P≤600毫米时，则
土壤流失量=91.78P2m/P-737.62
上述方法对于降雨量＜200毫米的区域是完全不适用的。
在目前，世界上与此方法最为接近的是道格拉斯所使用的适于全球范围的基本方程，它建立了年平均剥蚀量(米3/公里2)与有效降雨(PE)之间的关系：
式中分子部分表达了降雨时土壤表面的直接侵蚀效应；分母部分则企图描绘出植被对土壤的保护效应。
土壤侵蚀不仅移走了地表生物层中的土壤基础，而且由于土壤流失并淤积于低地、水库和湖塘中，减少了贮水量，进而引起了水的流失。一个十分有名的事例发生在坦桑尼亚的穆萨拉图水库(图9-33)。水土流失的直接结果，造成了世界范围内的地理环境退化。
(二)小面积内的水土流失
在第一节中所叙述的土壤侵蚀，是针对大区域乃至全球范围内的估算。各种估算方法都不适用于在某个小区域，例如某个山坡或某块农田。第一个企图解决小区域内土壤流失的人，大概是金格(Zingg)，他把在一个小范围内的土壤侵蚀量，主要与地形因素中的坡度与坡长因素间建立了函数关系，即