生物炭是一种稳定的碳源,在土壤中可以保存几百年到几千年时间,不断与土壤发生相互作用,对土壤稳定性和土壤有机碳、氮、磷等元素的化学循环具有深远影响。近年来,生物炭作为土壤改良剂的应用前景被广泛研究。为研究施用生物炭对黄土坡耕地土壤侵蚀和养分流失的影响,以施用0、7.5、15和30 t/ha（0～1.36 wt.%）生物炭的土壤为研究对象,采用人工模拟降雨试验、水槽冲刷试验和实验室化学分析相结合的方法,分析了生物炭添加量对土壤团聚体特性、径流冲刷条件下的土壤分离过程、模拟降雨条件下坡面土壤侵蚀和养分运移过程的影响,阐明了生物炭的黄土坡耕地的适宜施用量和地形条件,有助于进一步明确生物炭在防治水土流失和提高土壤肥力水平上的应用前景,为生物炭在黄土坡耕地的推广提供科学依据。主要结论如下:（1）通过对对照和生物炭处理的机械稳定性团聚体和水稳定团聚体的组成和养分分布的分析发现,添加生物炭有利于土壤中大粒径团聚体的形成、增强了土壤团聚体稳定性:稳定性团聚体含量(R0.25)、几何平均直径（GMD）和平均质量直径（MWD）随着生物炭添加量增加而增大,分形维数（D）随着生物炭添加量增加而减小。添加生物炭使土壤有机碳（SOC）分别在<0.25 mm机械稳定性微团聚体和>2 mm水稳性团聚体中富集;同时,添加15和30 t/ha（0.68 wt.%和1.36 wt.%）生物炭增加了小粒径土壤颗粒全氮（TN）和全磷（TP）含量。随着生物炭添加量的增多,大粒径机械稳定性团聚体和水稳性团聚体对于土壤养分的贡献率逐步升高。（2）通过对对照和生物炭处理在5个水流剪切力下（5.66、8.31、12.21、15.55、和19.15 Pa）土壤分离过程的分析发现,添加生物炭降低了土壤分离能力和细沟可蚀性。当生物炭添加量由0增至30 t/ha（1.36 wt.%）时,土壤分离能力和土壤细沟可蚀性分别下降了48%和46%。细沟可蚀性对着生物炭添加量增大而减小,当生物炭添加量大于15 t/ha（0.68 wt.%）后,细沟可蚀性不再显著变化。土壤分离能力是以水流剪切力及生物炭添加量为自变量的非线性函数,而相对细沟可蚀性与生物炭添加量呈二次函数关系。（3）通过对对照和生物炭处理坡面在3个降雨强度（60、90和120 mm/h）、5个坡度（5°、10°、15°、20°和25°）条件下土壤侵蚀过程的分析发现,试验设计的3个因素对坡耕地土壤侵蚀影响程度的顺序为降雨强度>坡度>生物炭添加量;雨强和坡度是影响坡面产流时间、产流速率的主要因素,生物炭添加量对二者无显著性影响。添加生物炭在不同程度上降低了降雨过程中的产沙速率和泥沙含量,其影响程度随坡度增加而减小,在≤15°的缓坡条件下,生物炭对于降低了侵蚀模数和平均泥沙含量的效果最为显著。（4）添加生物炭提高了土壤速效养分含量,土壤中铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）和速效磷（Olsen-P）含量与生物炭添加量正相关。湿润锋深度内NH4+-N、NO3--N和Olsen-P含量分布主要受取样深度影响,与生物炭添加量、坡度和坡面位置无显著性相关。添加15和30 t/ha（0.68 wt.%和1.36 wt.%）生物炭对NO3--N和Olsen-P的运移产生了滞留效应,延缓了NO3--N和Olsen-P向土壤深层运移;NO3--N更易于随水分向下运移,而NH4+-N不易随入渗水向下层迁移,对照和生物炭处理表层土壤NH4+-N略高于下层土壤。添加生物炭对于降雨后耕作层中NH4+-N的再分配没有显著影响,但显著提高了NO3--N和Olsen-P峰值深度以上累计养分储量。（5）通过对对照和生物炭处理在3个降雨强度和5个坡度条件下坡面养分随土壤侵蚀的流失特征的分析发现,可溶性养分(NH4+-N、NO3--N和PO43--P)浓度与降雨时间和产流速率显著负相关,与产沙速率和泥沙含量显著正相关;通过泥沙含量可以估算径流中可溶性养分的浓度。当泥沙含量分别高于48.58 g/L、38.00 g/L和46.38 g/L时,生物炭处理的NH4+-N、NO3--N和PO43--P浓度高于对照处理。在缓坡坡面（≤15°）或中低雨强下（60和90 mm/h）,添加生物炭降低了坡面径流中可溶性养分平均流失速率。吸附态养分（SOC、TN和TP）是坡面养分流失的主要形式,添加生物炭提高了坡面流失泥沙中SOC、TN和TP的含量。另外,添加生物炭也降低了径流对坡面SOC和TN的“选择性”侵蚀,表现为ERSOC和ERTN随着生物炭添加量的增加而减小。添加生物炭提高了60 mm/h-5°～25°以及90 mm/h-5°条件下坡面泥沙ERTP,却降低了强降雨条件下的ERTP。添加生物炭降低了<15°坡面的SOC、TN和TP流失速率和相对养分流失率。影响养分流失速率以及相对养分流失率的因素由大到小依次是雨强、坡度、生物炭含量,分别建立了可溶性和吸附态养分流失速率与雨强、坡度和生物炭含量3个因子之间的多元非线性方程,R2介于0.904～0.957之间,用以预测平整坡面养分流失速率。施用生物炭通过改良土壤的理化性质影响了土壤稳定性和团聚体养分分布,增强了土壤的抗侵蚀能力,从而影响到侵蚀过程中可溶性和吸附态养分的浓度以及流失量。综合考虑了生物炭在改善黄土坡耕地土壤侵蚀状况、提高土壤肥力水平上发挥的作用以及对下游水体富营养化的潜在威胁,研究表明施用30 t/ha（1.36 wt.%）生物炭对于减轻坡耕地土壤侵蚀、增强养分固持和减少养分流失的效果最显著;生物炭的积极影响随着坡度的增加而减小,生物炭更适宜应用于小于15°的坡耕地土壤改良。