长江上游紫色丘陵区由于多年农业施肥的积淀、以物理风化为主土壤成土过程、高强度的农业耕作方式以及人们对土地索取力度的不断增加导致该区以化肥、农药、农膜和畜禽废弃物为主体的农业面源污染日趋严重。在自然和人类活动的干扰及其叠加效应下,该区已成为长江上游水土流失最严重的地带,是三峡库区最主要面源污染来源。然而,迄今的研究更加关注单一耕作模式在单一时间段的农业面源污染特征,忽略了不同耕作季节内耕作模式对农业生产活动导致的农业面源污染的影响,也极少关注模型的综合应用效果。因此,本文以紫色丘陵区典型小流域为研究对象,采用野外调查、室内分析和AGNPS模型分散参数模拟相结合的方法,研究了长江上游紫色土丘陵区面源污染主要污染因子以及模型模拟效果,小流域面源污染物质的主要类型及其年度变化规律,揭示非生长季节和生长季节典型种植模式下氮素流失的特点和规律以及模式之间的氮流失对比,以期为区域污染控制和合理耕作管理提供科学依据。(1) AGNPS模型可以很好地模拟长江上游典型紫色丘陵区的径流氮和磷流失特征,模型检验的评测指标均在30%以内,表明了模型参数的确定基本合适,并显示了模型在岷江下游某县小流域的农业面源污染物负荷估算及评价的应用潜力,为流域的规划治理中主要的污染因子和关键污染集水区的确定及面源污染动态监测提供了一个定量的工具。(2) AGNPS模型的敏感性分析覆盖了地形因子、土壤可蚀性、地表糙度等多方面的因子,在模拟时,对参数F、H、I和J等的值分别增加和减少25%和10%,通过模型输出量在以上参数取值不同时的变化,明确各个参数的敏感程度,通过参数的敏感程度找出影响流域面源污染过程的主要参数因子。对径流显示敏感性的参数只有E和I；E对氮、磷和COD总量都表现出敏感性,参数E、F、H、I、J、K、L、M和N均对吸附态的总氮和总磷表现出敏感性,并且除了K值增大,吸附态的总氮和总磷减少外,随着其它参数值的增加,吸附态的总氮和总磷增大。这些参数中径流曲线E尤其重要,当它发生变化时,模型所有输出量都将发生变化,因而对该值的确定和优化直接影响模型模拟的效果。(3)非耕作季节,紫色农耕地均表现出较大的氮、磷流失量,最大分别达到(0.491±0.079 kg·hm-2)和(12.604±1.317×10-3 kg·hm-2)。氮的流失量均大于磷的流失量,并且氮、磷主要通过地表径流流失。不同种植模式间氮、磷流失量有较大的差异,其中生姜种植模式的氮、磷流失量最大,大豆种植模式最小。不完全混合模型可很好应用于研究区域农耕地氮、磷流失。模型的有效系数均达到0.6以上,其中模拟氮流失的有效系数高达0.958。这表明,非耕作季节农耕地氮、磷流失是区域农业面源污染的重要来源,不完全混合模型可成为该区域氮、磷流失预报和面源污染控制的重要手段。(4)基于全年降雨径流观测实验数据,分析了作物种植模式对地表径流、渗透水累积量和氮素流失累积的影响。结果表明,全年不同种植模式下,可溶性氮素流失与地表径流累积量显著相关,颗粒态氮磷流失土壤流失强度显著相关,可溶性氮占地表径流和渗透水氮素流失的64.61%和85.67%,地表径流主要以可溶性氮和颗粒态氮为主,渗透水主要以可溶性氮为主；地表径流、渗透水累积量为玉米+红薯>生姜>大豆>紫云英,氮素流失累积量为生姜>玉米+红薯>大豆>紫云英。在非耕作季节、作物苗期、生长中期和生长后期,地表径流、渗透水、土壤流失累积量和氮素流失累积量随时间的变化趋势主要受作物的冠层覆盖度和冠层到地表的距离的影响。这证明,全年农耕地氮素流失是区域农业面源污染的重要来源,区域以种植大豆和水稻-紫云英等作物,可有效地减少地表径流和渗透水氮素流失的重要作用。