由于黄土高原地区地质景观破碎，低山丘陵连绵不断，长期严重的水土流失，致使沟壑纵横，是我国乃至全世界最为典型的生态脆弱区，也是我国社会经济发展较为落后的地区。本文以黄土高原宽谷丘陵区综合治理小流域上黄试验区为例，以未治理小流域寺底沟作为参照，借助地统计学原理，GS+地统计学软件和Arc GIS9.3的运算处理，对土壤含水量、容重、有机碳含量、全氮含量、有机碳密度、氮密度的空间异质性、空间分布特征，土地利用方式和坡位对各土壤属性的影响以及土壤碳、氮储量进行了研究。通过对其空间变异特征、动态发展过程及碳、氮储量差异的比较研究，为指导退化土地植被恢复、生态评价及治理、合理利用土地资源等提供科学依据。主要研究结论如下：（1）根据变异系数大小区间分级，GS+地统计学软件拟合出的最优理论模型及Kriging空间插值得出的分布格局图可以看出：土壤含水量表现为西部＞东部＞中部；土壤容重的空间异质性则自东向西递增，小流域内土壤容重的低值中心主要集中在天然草地和灌丛林地；土壤有机碳含量：东部＞中部＞西部。土壤全氮含量的空间变异由西部向东部逐层递增；土壤有机碳密度：东部＞中部＞西部；土壤氮密度的空间异质性表现为流域东部各层土壤普遍高于西部。土壤含水量、容重、有机碳含量、有机碳密度等土壤属性均属于中等变异强度，且变异程度不明显。土壤属性的变异特征主要是由区域自相关引起的，即在整个试验区相对较小的范围内存在相关关系，除受母质、地形和土地利用类型等自然因素影响外，人为干扰因素对其的影响占主导地位。（2）不同坡位土壤属性的分布特征具体表现为：土壤有机碳、全氮：沟底＞峁顶＞峁坡。除土壤容重在不同坡位间无明显差异外，其他属性差异明显，且随土层深度的增加，其含量逐渐减小。土壤属性在峁顶、峁坡和沟底的不同表现主要是由区域水热配置和植被分布特征的差异造成的。（3）不同土地利用方式对土壤属性有明显的影响。土壤含水量为：河滩、河台地＞天然草地＞耕地＞撂荒地＞灌丛林地＞人工草地＞果园。土壤容重在不同土地利用方式间的差异不明显，撂荒地、灌丛林地和天然草地的土壤容重相对较小。土壤有机碳含量：天然草地＞果园＞灌丛林地＞撂荒地＞河滩、河台地＞人工草地＞耕地。土壤全氮含量：天然草地＞灌丛林地＞撂荒地＞河滩、河台地＞果园＞人工草地＞耕地。天然草地的土壤有机碳及全氮含量最高，耕地最小。天然草地、撂荒地、灌丛林地的土壤容重均较小于农耕地。结果表明退耕还林还草措施能有效地提高土壤有机碳、氮含量，改善土壤质量。（4）上黄试验区土壤碳、氮储量以灌丛林地（22052.81t、6525.12t）和天然草地（14573.14t、3634.42t）为主，两种土地利用类型所占面积是试验区总面积的70.43%，其碳、氮储量占总储量的78.72%和75.84%。寺底沟以耕地为主，占流域面积的52.85%，其碳、氮储量8901.29t和4048.48t是流域总储量的44.29%和53.03%。由于土地利用方式所占区域面积的不同及植被恢复条件下土壤碳、氮密度的差异，导致小流域不同土地利用方式下土壤碳、氮储量存在明显差异，说明植被恢复措施能有效地增加土壤碳、氮储量。