水库消落带具有丰富的生态效益,是减少污染物、增强生物多样性、保护水质和维持水生态系统多样性的重要缓冲区域。然而,由于库水的反复浸没,消落带又是生态环境敏感脆弱的地带。在水库水位周期性波动和降雨侵蚀作用下,消落带土壤流失和有机碳、氮流失十分严重。消落带土壤流失问题不仅直接关系到水库的生态环境问题,而且影响到水库的运行和寿命,而有机碳、氮流失则影响着水体环境和大气的温室效应。瀑布沟库区位于四川省大渡河的下游上段,其水库的消落面积约为29 km2,消落水位落差达到60m,地形复杂多变,又属于干热河谷气候,气候干湿十分明显,雨水完全集中于炎热的夏季,这些会对土壤结构、土壤有机碳、氮的流失带来较大的影响,因此对瀑布沟库区消落带土壤有机碳、氮时空变化特征与土壤侵蚀量估算显得十分重要。本文以瀑布沟水库消落带土壤为研究对象,在空间上考虑了土地利用与土地覆盖（LULC）、淹没时长（本研究中的淹没时长为海拔因子,消落带的海拔越低,其被库水淹没的时间越长）、地形因素（LS值）,在时间上考虑了干热河谷气候的影响因素,于2017年4月25日、2017年7月5日与2018年4月25日对消落带0–40 cm土壤进行了采样,分析了消落带土壤有机碳、氮含量的时空变化特征;改进了以土地利用与土地覆盖类型进行分类的养分储量GIS估算法,加入了淹没时长与地形因子的影响,估算了消落带的有机碳储量;改进了通用土壤流失方程（USLE）,建立了适用于水库消落带的土壤流失方程,估算了消落带的土壤侵蚀量。本文得到了以下的主要研究结果。（1）研究区土壤养分空间异质性强。研究区土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）与碱解氮（AN）含量在不同土地利用与土地覆盖（LULC）、地形（LS值）、淹没时长（海拔因子）影响下,有着明显的分布规律。总体上看,研究区土壤有机碳、全氮与碱解氮含量的平均值都随着土层厚度的增加而减少;不同LULC下,土壤有机碳与全氮含量平均值大小顺序均呈现为:淤泥>草地>旱地>裸地,碱解氮含量则没有特别明显的大小顺序;在不同地形因子下,土壤全氮、碱解氮与有机碳含量和地形因子LS值大小呈反比关系的,其中土壤全氮与有机碳在不同LS值段均没有显著差异,0-20 cm土壤碱解氮含量在LS值为0.03-1.16时与LS值为5.04-13.78时有显著性差异（P<0.05）,20-40 cm土壤碱解氮含量在LS值为0.03-1.16时与LS值为2.83-13.78时有显著性差异（P<0.05）。在地形影响下,土壤碱解氮含量比全氮与有机碳含量更加容易变化;在不同海拔下,研究区海拔790–820 m的土壤有机碳、氮含量在不同土壤深度都是大于820–850 m的;从总体趋势上看,消落带的河道自西向东呈逐渐开阔的趋势,地势变得相对平缓,人口密度也相对增加,人为干扰因素会影响着土壤有机碳、氮含量的分布,总体呈增加趋势。（2）干热河谷气候会加剧研究区土壤养分的流失。在研究区3次不同时间段（春季、夏季、次年春季）的采样分析结果中可以看出,第2次夏季的高温多雨会促使全氮、碱解氮和有机碳的流失,但是在第1次和第3次的土壤样本中,土壤全氮、碱解氮、有机碳含量均没有显著性差异（P<0.05）。在不同的LULC中,消落带0-20 cm深的裸地中,第1次采样的土壤全氮、碱解氮、有机碳含量与第2次采样的结果均有显著差异（P<0.05）。在0-20 cm的旱地中,第1次采样的土壤碱解氮与第2次采样的结果有显著差异（P<0.05）,而且变动达到27.40%;在不同LS值段,消落带土壤全氮、碱解氮、有机碳含量在3次采样中均没有出现显著差异;在不同的海拔下,820-850 m地区,0-20 cm土壤的全氮、碱解氮和有机碳含量在第1次和第2次采样中均呈现出了显著差异性（P<0.05）;在干热河谷气候下,消落带土壤结构有着变差的趋势。消落带土壤的容重、砂粒含量都是呈增加趋势,而孔隙度、粘粒含量和粉粒含量都呈现减少趋势,植被覆盖下的土壤物理结构变化较小。（3）用改进的GIS估算法计算了研究区有机碳储量。与传统的以土地利用与覆盖（LULC）为计算基础的GIS估算法相比,本文结合瀑布沟消落带的实际情况,以LULC为基准值,加入了淹水时长（海拔）因子与地形因子来做校正,估算了消落带土壤的有机碳储量。经计算,瀑布沟水库消落带0-40 cm土壤有机碳总储量为184134.14 t,平均密度为6.29 kg/m2,扣除堡坎与裸岩面积2.21km2后,平均密度为6.80 kg/m2。其中裸地有机碳储量为94639.13 t,草地有机碳储量为57435.46 t,淤泥有机碳储量为32051.94 t、旱地有机碳储量为7.59 t。（4）用改进的USLE模型估算了研究土壤侵蚀量。由水库消落带与陆地条件不同,其周期性的被库水淹没,雨水径流侵蚀的时间比陆地要短,而且人们在使用土地时没有对土地进行保护管理,因此USLE不能直接用于水库消落带的土壤侵蚀计算。本文修改了USLE公式,并提出了库水侵蚀因子W,为消落带土壤侵蚀的算法提供了一定的思路。经计算,整个消落带土壤每年流失总量为509978.09 t,平均流失量达到175.89 t/hm2,其中旱地土壤流失量为9.90 t,侵蚀模数为75.73 t/hm2;裸地土壤流失量为471403.53 t,侵蚀模数为310.19 t/hm2;草地土壤流失量为38565.48 t,侵蚀模数为50.85 t/hm2。海拔790–810 m土壤流失量为65926.35 t,侵蚀模数为71.34 t/hm2;海拔810–830 m土壤流失量为281880.72 t,侵蚀模数为208.92 t/hm2;海拔830–850 m土壤流失量为162171.02t,侵蚀模数为259.07 t/hm2。综上所述,本文以干热河谷气候区的瀑布沟水库消落带为研究对象,分析了消落带土壤有机碳、氮的时空分布特征;使用改进的GIS估算法计算了研究区有机碳储量;使用改进的USLE模型估算了消落带土壤侵蚀量与探明了土壤侵蚀分布规律,为瀑布沟水库消落带的生态环保工作提供了科学的数据支撑。