泥河沟流域属于典型的黄土高原残塬沟壑区,经历了近20年的集中重点治理和近20年的社会化自由管理,流域面貌发生了很大的改变,植被得到恢复,水土流失得到控制,土地生产力有了很大的提高。然而在综合治理和社会化自由管理的条件下土壤养分含量是否得到相应的提高,仍需在前人的基础上研究土壤养分含量的变化情况。本文通过宏观调查、微观分析与流域信息反馈检验,从不同时间、空间尺度上,研究了泥河沟流域土壤养分的演变与分布特征,分析了土壤养分的时空变异性及引起变异的因素,并提出土地利用管理新策略。主要研究结果如下:(1)从近40年流域耕地土壤养分的演变来看,土壤养分总的呈上升趋势,主要表现为土壤有机质、全氮和有效磷含量的上升,全磷含量略有下降。土壤有机质和全氮含量的变化规律比较接近,都呈加速上升;土壤全磷含量在1980~2004年的变化很稳定,近10年略有下降;土壤有效磷含量在1980~2004年的增幅很大,近10年也表现出下降的趋势。(2)从土壤养分的空间分布特征来看,各类土壤养分在流域的空间分布上存在较大的差异。在全流域水平空间上,土壤有机质的含量的空间分布表现为沟坡>沟底,地母庄>咀头,有效磷表现为果园>林地;在全坡面断面上,土壤有机质的含量的空间分布表现为塬平地>塬畔地,沟坡地>沟底地,有效磷表现为自分水岭到沟谷含量明显降低,速效钾表现为塬面>沟谷。在均整坡耕地上,土壤有效磷含量的空间分布表现为下部>上部。(3)从各类影响土壤养分时空变异性的因素来看,修筑梯田和增施化肥对土壤养分的变异性都起了重要的作用。修筑梯田引起的土壤有机质和全氮含量的变异分别占总变异的28.4%和21.8%,增施化肥引起的土壤有机质和全氮含量的变异分别占总变异的29.3%和29.0%。其他结构性因素引起的土壤有机质和全氮含量的变异占总变异的比例较小,分别为14.7%和12.4%。土壤养分的演变特征体现了流域的治理效益和农民对土地的投入,而空间分布特征则体现了自然因素和人类活动对各类养分的影响。虽然现阶段作物产量有了很大的提升,而今后农业的发展仍存在不少的隐患,全磷含量的下降,有机肥投入减少,土壤碱性的增强,农村劳动力的季节性流动,都制约了流域农业的发展。虽然增施化肥能更有效地提高土壤养分含量,而作物对各类养分的吸收具有平衡性,使得各类土壤养分含量间的差异加大。泥河沟流域农业发展模式从掠夺式开发到粗放式管理,从重视产量到重视品质,表明依靠化肥来取得作物高产的时代将要过去,想要更好地发展农业经济首先要提高农民生产积极性。因此,调整施肥结构,适度开发沟坡荒地,实施土地轮荒制度,实现集约化经营,建立农业信息预报体系,将是今后该区农业发展的重点。