黄土高原地区沟壑纵横,地形破碎,是我国土壤侵蚀较严重的地区之一。小流域的侵蚀产沙特征主要与自然因素和人类活动密切相关。因此,厘清小流域土壤侵蚀特征对于自然因素和人为因子的响应,有助于为评价黄土高原现有的水土流失治理措施的效益、确定进一步治理方案提供参考。本研究选择天水市罗玉沟、延安市胡家湾、榆林市埝堰沟和神木县老爷满支毛沟流域为研究对象,采集土壤样品,研究土壤C,N,P化学计量特征的空间分布特征;采集胡家湾、埝堰沟和老爷满支毛沟的淤地坝剖面沉积旋廻泥沙样,分析小流域不同利用类型土壤及沉积泥沙的C,N,P化学计量特征,结合降雨侵蚀力和泥沙量的阶段性变化,反演了流域侵蚀环境变化。主要研究结论如下:1.与1992年陕西省第二次土壤普查结果相比,黄土高原典型坝控小流域内,非裸地的表层土壤C含量及N含量增高,土壤P含量略微降低,表明研究区土壤的有机质输入较1992年有所增加。胡家湾及埝堰沟坝控流域内不同利用类型土壤的C:N均值较低,表明这两个流域的有机碳累积速率低于分解的速率。而老爷满支沟的C:N均值较高,为32.60,表明有机碳的累积速率高于分解速率;胡家湾、埝堰沟和老爷满不同利用类型土壤的N:P均值最高分别为2.19、0.74、1.58,均小于表征土壤氮素缺乏的最小值14,说明研究区的土壤处于较快的矿化作用中。2.通过对不同利用类型的土壤以及泥沙的C,N,P计量特征显著性分析,胡家湾流域的N含量,埝堰沟和老爷满支沟的C:P在不同土地利用类型土壤以及泥沙中具有显著差异,说明N含量及C:P对于土地利用类型的变化相应敏感,因此可作为人为因素对小流域环境影响的反映指标。3.根据泥沙量的累积距平百分比曲线的明显拐点,可将坝控流域产沙分为四个阶段。胡家湾流域分为1975—1977年、1978—1981年、1982年—1991年及1992—2003年四个阶段;埝堰沟流域分为1960—1964年、1965—1983年、1984—1986年及1987—1990年四个阶段;老爷满流域分为1978—1986年、1987—1989年、1990—1997年及2001—2013年阶段。将泥沙量与降雨侵蚀力和N含量、C:P数据标准化后进行拟合,用霍罗特公式计算贡献率。胡家湾流域在第1~4阶段内的土壤侵蚀模数依次为1103 t/(km~2·a)、6973 t/(km~2·a)、2142 t/(km~2·a)及1498 t/(km~2·a);在第1~2阶段,降雨贡献率分别为95.60%和78.68%,人为因素对小流域的增沙贡献率分别为4.4%和15.9%,在第3~4阶段内,降雨贡献率分别为97.42%和57.12%,降雨是促进第3阶段侵蚀产沙的主要因素,人为因素综合表现减沙,贡献率为2.31%和0.08%。埝堰沟流域在第1~4阶段的侵蚀模数分别为26224 t/(km~2·a)、5899 t/(km~2·a)、25838 t/(km~2·a)、14095 t/(km~2·a);在第1、3、4阶段,人为因素分别表现为增沙0.3%、52.63%和40.08%,降雨贡献率分别为98.86%、39.41%和25%,自然因素和人为因素分别为第1和第3、4阶段侵蚀产沙的主要因素。老爷满流域在第1~4阶段的侵蚀模数分别为10091 t/(km~2·a)、14746 t/(km~2·a)、7257 t/(km~2·a)、6057 t/(km~2·a);在第1~2阶段,人为因素对小流域侵蚀产沙综合表现为增沙0.11%和2.83%,降雨在第1阶段贡献率为82.08%,是该阶段小流域侵蚀产沙的主要因素,在第3~4阶段,人为因素表现为减沙作用。4.黄土高原从南到北典型小流域土壤C,N,P含量随着纬度的增加而减小,土壤的C与N含量空间变化具有一致性。相比之下,土壤P含量及N:P具有更小的变异性。在1978年至1990年间,三个典型坝控流域中,埝堰沟流域的C,N,P化学计量特征变化较为平稳,除C:P和P含量外,其他计量特征均在1984—1986年有明显变化,指示侵蚀环境发生改变。老爷满流域的C,N,P化学计量特征则在1988年—1990年发生明显波动,指示期间流域侵蚀环境的改变。