黄土高原是水土流失最严重地区之一,如何准确的预测水土流失和土壤养分流失是面临的一个艰巨的任务。以物理过程为基础的WEPP模型可模拟侵蚀产沙的时空分布状况,能够提供可视化图片资料。既方便人们阅读分析,又可以结合土壤养分空间分布状况指导人们有针对性地改变特定区域的土地利用方式,以便达到减少径流和泥沙的目的。因此,探讨和分析WEPP模型在黄土高原的适用性具有重要的意义。本文研究区域为神木六道沟流域的一个支流域,采用野外试验调查与室内分析相结合的研究方法完成。在分析不同尺度养分空间分布获取基础数据和WEPP模型运行所需要的部分参数基础上,针对黄土高原的特殊条件下对WEPP模型数据库建立以及在不同尺度上的适用性进行研究,主要取得了如下结论:(1)坡面养分空间变化人工小区苜蓿对0-10 cm土壤有机质、硝态氮和全氮的影响主要表现在覆盖度大于40 %的小区。当深度在20 cm时,植被对土壤有机质的影响明显降低。土壤中的铵态氮和全磷含量变化不大。自然条件下长芒草坡面根系主要分布在0-50 cm土层,并且随深度的增加而减少,可以用指数函数来模拟。0-50 cm的土壤养分与根长密度的关系可以用线性函数来表示。与裸地对照,长芒草覆盖对土壤有机质、全氮、硝态氮影响非常明显,特别是对0-20 cm土壤的有机质、全氮、硝态氮影响显著,而对全磷和铵态氮的影响主要表现在表层。不同土地利用类型坡面全氮、有机质、全磷、硝态氮和铵态氮含量不同,林地、灌木林地和沟道的全磷、全氮和有机质含量要高于草地和农地。(2)小流域范围养分空间分布表层养分在空间均表现出强变异,特别是全氮和铵态氮。其中有机质、全磷和铵态氮可以用高斯模型来描述,全氮和硝态氮可以用指数模型描述。小流域内1 m厚土壤有机碳、全氮和硝态氮主要分布在草地和灌木林地,同时沟道所占比例也比较大。农地1 m厚土层有机碳、全氮和硝态氮含量占总量不大,但是其比例要比农地面积占总面积的比例大。全磷和铵态氮不同于其他养分,主要分布在草地、灌木和沟道。(3)坡面WEPP模型适应性分析WEPP模型对降雨量模拟结果较好,2003-2008年每个月份降雨平均值与模拟值变化相同只是4月和8月份模拟值稍高。人工小区径流量和侵蚀量的模拟值与实测值基本吻合。自然小区模拟径流量与实测值较吻合,但侵蚀量模拟值与实测值的差别要比人工小区大。通过纳什模型效率充分说明WEPP模拟精度均高于平均值。配对T检验可以看出所有的双尾显著性概率均大于显著水平0.05,说明实测值和模拟值之间没有显著的差异。人工小区养分流失状况模拟值与实测值比较吻合,自然小区的模拟效果较差,但是通过纳什模型效率检验得出所有小区的不同养分流失纳什模拟效率均高于0。由以上分析得出WEPP可以用来模拟估算黄土高原坡面尺度的水土流失和养分流失状况。(4)小流域WEPP模型适应性分析侵蚀量较大的区域多分布在海拔比较高,植被比较稀少的区域。从侵蚀强度分布看,此模型能够较好的模拟不同土壤类型和土地利用类型的侵蚀强度趋势分布。但是从模拟侵蚀量上看精度不够。小流域实际一年的径流量为83 m~3,其泥沙含量为0.097 t/m~3,每年侵蚀泥沙为8.057 t,侵蚀强度为0.288 t/ha·yr。但是,无论是径流量还是侵蚀量模拟值均高于实测值。小流域内通过实地监测和室内分析得到每年流失有机质38.432kg、全氮4.014kg、全磷3.205kg、硝态氮0.102kg、铵态氮0.716kg。流失量模拟值高于实测值。