流域范围内的土壤氮素不仅是重要的土壤组分,而且是影响流域水生系统氮负荷的重要因子,因而流域土壤氮的空间格局及其影响因素一直以来受到广泛的关注,是当前环境地学和生态学研究的热点问题之一。随着社会经济的发展,流域土壤中人为活动输入的活性氮在不断增加,并且随着雨水和河流冲刷以及各种生物地球化学过程流失或者淋失进入流域水生系统以及大气圈,成为影响区域水生环境和大气环境的重要因素。明确典型岩溶区流域土壤氮的空间分布格局及其影响因素是控制和防治氮的面源污染以及减弱水体氮负荷水平的基础,具有重要的环境意义和全球变化意义。当前针对流域氮空间分布和影响因素的相关研究还比较缺乏,已有的研究集中在森林和草地生态系统,对流域土壤氮的研究也多集中在小流域范围,而对喀斯特流域范围内流域土壤氮的研究还很缺乏,基础数据较少。乌江流域位于我国典型的喀斯特地区,也是西部高原山地第二大梯级向东部丘陵平原第一大梯级的过渡地带,流域内土壤多以石灰性土壤为主,具有土壤土层薄、结构松散、受风化剥蚀作用影响显著以及土被连续性差等诸多特点,同时由于受连续梯级开发的影响,流域范围内两岸坡度大,造成严重的水土流失而形成石漠化现象。基于此,为了明确喀斯特流域土壤氮的空间分布和影响因素,本文通过采集典型喀斯特流域土壤样品,分析了土壤中不同氮形态（包括硝态氮、铵态氮、易矿化有机氮、可溶性总氮）含量,结合土壤环境参数和地形地貌资料,掌握了流域土壤氮形态的空间分布规律,并通过条件实验改进了喀斯特石灰性土壤氮的测试方法,明确了不同土地利用方式对流域土壤氮空间分布的影响,探讨了土壤氮素随海拔变化的空间规律及其原理,揭示了西南喀斯特地区峡谷型河流-水库体系流域土壤氮流失及淋失的成因。主要结果如下:（1）不同干燥方式对喀斯特流域土壤氮形态测定的影响喀斯特流域石灰性土壤在干燥过程中,不同质地土壤氮形态含量总体均表现出烘干土＞风干土＞新鲜土,表明烘干和风干过程会造成氮含量的测定结果相对于现场提取有不同程度的增加。在不同温度烘干过程中,NH4+-N和有机氮(Norg)的增加量与温度成正比,并且在不同的温度条件下可能受不同氮转化机理的控制,升温会促进土壤的矿化作用以及Norg的转化,而当温度较高（105℃）时,土壤中氮的增加还可能来自于微生物自身在高温条件下的分解;烘干过程中,不同温度处理下的NO3--N含量之间没有明显差异,但均显著高于现场提取测定的结果,其中40℃下的烘干土中NO3--N含量最高,表明在该温度条件下硝化作用和矿化作用达到峰值造成了NO3--N的累积。不同质地的土壤在干燥过程中各氮形态的增加量也有差异,可能由于不同土壤中微生物种类和活性的差异在烘干过程中对氮的固定效率不同。对前处理方法的改进明确了喀斯特流域石灰性土壤中不同形态氮在不同预处理方式下具有区别于其它地区土壤的特征。根据这一研究结果,为了更准确测定土壤氮形态含量,本论文采用现场提取的方式进行土壤氮含量的前处理,保证了测试结果的准确性。（2）不同土地利用类型土壤氮素的沿程分布特征乌江中上游流域内不同土地利用类型表层土壤之间氮含量具有显著差异（P＜0.05）,NO3--N含量从上游到下游在不同点位均表现为农田＞林地＞荒地,NH4+-N含量则均表现为林地＞农田＞荒地。不同土地利用类型土壤中NO3--N含量从上游到下游均表现出逐渐降低的沿程变化规律,河流段农田和林地NO3--N比水库库区的含量明显较高,这可能与河流段较库具有更低的坡度,氮淋失更少有关。除与上下游地形坡度有关,可能还受到海拔高程控制下的土壤溶氧条件的影响,从上游到下游海拔逐渐降低,低海拔处土壤溶氧量高,不利于土壤氮素的积累。流域内农田和荒地土壤NH4+-N含量表现出沿程持续降低的变化规律,林地中NH4+-N含量沿程无明显的变化规律,可能林地中树木茂密程度,腐殖质厚度相比地势坡度对NH4+-N含量影响更大。流域内不同土地利用类型土壤中可溶性总氮（TSN）从上游向下在不断减少,流域内不同土地利用类型土壤中可溶性总氮（TSN）以NO3--N为主,其次为NH4+-N。不同土地利用类型土壤中可溶性总氮（TSN）在4个采样地也均表现为农田＞林地＞荒地,与土壤中NO3--N含量变化规律相似,说明农业施肥是农田和林地主要的氮来源途径。（3）不同土地利用类型表层土壤氮素的垂向分布特征洪家渡水库同一海拔条件下不同土地利用类型表层土壤NO3--N、NH4+-N和可溶性总氮（TSN）差异性显著（P＜0.05）,且分布规律明显。三种土地利用类型表层土壤NO3--N和可溶性总氮（TSN）表现为农田＞林地＞荒地,农田中氮肥和有机肥的施用,导致土壤氮素在土壤表层积累,相比其它土地利用类型氮素含量偏高,而且农田由于农作物种植,常年耕作,土壤土质疏松,多为壤土,透气性良好,有利于氮素的矿化作用,相比其它土地利用类型氮素含量偏高。不同土地利用类型中表层土壤NO3--N含量在可溶性总氮（TSN）中占主要比例,所以土壤可溶性总氮（TSN）受土壤NO3--N含量变化影响较大。三种土地利用类型表层土壤NH4+-N含量表现为林地＞农田＞荒地。不同海拔条件下不同土地利用类型土壤表层NO3--N、NH4+-N和可溶性总氮（TSN）随着海拔的降低有不断减少的趋势,而且垂向规律明显。不同土地利用类型土壤NO3--N、NH4+-N和可溶性总氮（TSN）含量从最高海拔到最低海拔减少量差异性显著,海拔的改变可能会引起土壤水热条件以及气候状况的改变,随海拔的降低,土壤含水量也不断减少,含水量在一定范围,含水量降低不利于土壤的矿化作用,导致氮含量在不同海拔形成差异。而且随着海拔变化,在山顶,由于坡度较缓,土壤表层氮素受淋失作用影响较小,所以较高的氮素累积,越往低海拔处,坡度加大,土壤淋失更容易。（4）不同土地利用类型剖面土壤氮素的垂向分布特征洪家渡水库同一海拔不同土地利用类型土壤剖面NO3--N和NH4+-N含量均沿土层向下含量不断减少,农田在不同土层中NO3--N和NH4+-N含量差异性显著（P＜0.05）,在20-40cm和40-60cm无显著性差异（P＞0.05）,表明农田表层NO3--N和NH4+-N含量向下淋溶,并在土壤剖面积累,淋溶深度到60cm,而荒地与林地表层土壤NO3--N和NH4+-N含量也向下淋溶,淋溶深度到40cm,40-60cm处未发现淋溶现象。同一海拔不同土地利用类型同一土层中NO3--N含量表现为农田＞林地＞荒地,同一土层中NH4+-N含量规律不明显。主要原因可能是农田表层土壤由于外源氮的输入,土壤表层氮含量积累较多,而且农田土壤多为壤土,常年耕作,土壤颗粒松散,容易向下淋溶。不同海拔三种土地利用类型土壤剖面NO3--N和NH4+-N含量均随着海拔的降低在不断减少,垂向分布规律明显,从山顶到山底,坡度逐渐增大,加强了土壤中的淋失作用,除农田外,荒地和林地20-40cm到40-60cm土壤NO3--N和NH4+-N含量随海拔降低,变化范围较小,其含量无显著性差异,可能在40-60cm土层土壤基本性质比较稳定,受海拔影响较小。对不同土地利用类型土壤剖面氮形态的分布研究,可以为减少土壤氮的淋溶风险,以及土壤中氮素的流失,为流域土壤氮素对水体的贡献提供基础数据和理论依据。（5）不同土地利用类型氮形态分布特征影响因素土壤中NO3--N含量与土壤p H显著相关（P＜0.05）,从研究区不同p H的土壤NO3--N含量来看,表现出微碱性土壤＞微酸性土壤＞酸性土壤,土壤中的氮大多以有机氮形式存在,而参与有机氮分解的微生物适宜在中性或者接近中性的环境下生存,在此环境中微生物的活性高,有助于有机质的矿化分解,提高氮素的释放速率。土壤中NO3--N、NH4+-N和可溶性总氮（TSN）的含量与土壤含水量0.05水平上显著相关,随着海拔降低,土壤含水量也在不断减少,土壤含水量在一定范围内,土壤中的氮矿化量随着土壤含水量的增加而增加,土壤水分可以改变土壤中空气流通性,微生物活性以及群落结构,从而增加土壤中氮的含量。不同土壤中NO3--N和NH4+-N含量受土壤质地影响较大,而且规律明显,表现为壤土＞黏壤土＞砂壤土＞黏土＞砂土,不同土壤质地可以改变土壤的通气性能和水热条件从而影响微生物对有机氮底料的活性作用,造成不同质地土壤氮含量分布差异明显。对于乌江流域来说,随着连续梯级水库的建立,而且峡谷型的地貌条件造成了土壤坡面坡度较大,乌江中上游土壤沿程从流域河流段到靠近流域水库库区坡度在逐渐增大,对于洪家渡水库来讲,库区山顶到山底坡度的变化也在逐渐增大。流域内不同土地利用类型NO3--N和NH4+-N含量沿程（从上游向下游）不断减少,洪家渡水库库区从高海拔到低海拔随着坡度的增大,不同土地利用类型NO3--N和NH4+-N含量也在不断减少,坡度增大增加了土壤氮的淋溶和淋失效果,坡度是影响不同土地利用类型氮含量分布的关键因素。