密云水库是北京市的主要地表饮用水源地，对于首都人民的生产和生活具有着重要的意义。目前水质处于中等富营养化程度，非点源是主要污染来源，土地利用则是影响非点源的主要因素。 非点源污染影响因子空间差异性大，传统方法很难获得这些因子的数据，GIS技术能够很好的生成、组织、和管理这些空间数据，同传统方法相比较大大缩短了时间，节省人力。本文运用GIS手段建立了研究区非点源污染的基本空间信息库，包括土地利用、土壤类型、DEM和小流域分布图。 应用DEM进行流域刻划，结合小流域地表水质监测分析数据，分析了流域水体中污染物的时空分布特征以及土地利用方式对地表水质的影响。 首先在空间上依据地形、地貌划分出三个区域：西北部低中山区、北部丘陵区和东北部低中山区。 总磷在水库北部和东北部地表水中含量较高，在水库西北部地表水含量较低；无论雨中雨后，NO₃—N是氮在水环境的主要存在形式，因此NO₃—N与TN的时空分布极为相似，雨中三类地区地表水中TN、NO₃—N含量都较高，雨后期，东北部、北部地区地表水中TN、NO₃—N含量都明显大于西北部；雨季NH₄—N在三类地区地表水中含量大体相当，雨后西北部地表水中含量明显低于北部和东北部地表水中含量。 从时间分布来看，除TP在北部地区雨后期大于雨中期外，其他各项污染物指标都是雨中期大于雨后期，证明了降雨对于非点源污染的即时效应。雨季同雨后相比较降雨集中，人类生产活动频繁，对于非点源污染的影响较大。通过分析土地利用方式与非点源污染物指标的关系发现：单一土地利用类型为主的土地利用结构中，林地、草地具有消弱、抑制非点源污染的作用，其中林地控制非点源污染物的效果最为明显、草地次之；林地、草地组合的土地利用类型结构中，林地-草地结构类型控制的小流域各项污染物指标较低。林地、草地分别与耕地组合的土地利用结构类型中，草地—耕地为主的结构类型控制的小流域污染物指摘要标要低于林地一耕地为主的结构类型控制的小流域的各项指标。土地利用对地表水非点源污染的影响，不仅体现在各类土地利用类型所占的比重上，也体现在各种土地利用的空间分布上，尤其当结构类型相差不大时，土地利用空间分布对于非点源污染的影响将明显体现出来。