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土壤养分累积引起的氮素(N)淋失是导致农区地下水污染的重要原因，也是农业面源污染的重要形式。本文以湖南省长沙县典型亚热带红壤丘陵小流域(134.4km2)为研究对象，通过2010年4月至2013年3月连续3年的定位观测，系统研究了小流域浅层(130-150cm)地下水中总氮(TN)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)的时间动态特征，运用AcrGIS软件和属性相似反距离加权插值法，系统分析了其时空变异特征及影响因素，重点关注了土壤性质、施肥与土地利用方式这3种影响因子，并初步定量估算出小流域N的淋失量，为亚热带丘陵区典型小流域N淋失的科学防控提供理论依据。取得如下主要研究结果: (1)金井小流域地下水连续3年的动态监测中TN、NO3--N和NH4+-N的平均浓度(SD)分别为:2.26(5.89)、1.02(2.68)和1.16(4.83) mgN·L-1。TN、NO3--N和NH4+-N达到Ⅴ类标准的样品数分别为总样品数的0.7％、0.1％和28.4％。研究区浅层地下水TN、NH4+-N和NO3--N月均浓度动态的变化趋势不尽相同。TN和NO3--N的变化相对比较平缓，NH4+-N的变幅较大，TN、NO3--N和NH4+-N浓度的变异系数分别为:29.2％、36.3％和71.9％。空间插值结果表明:地下水NH4+-N的浓度分布特征与土地利用类型关系密切，农田和居民点为NH4+-N分布高浓度区。NO3--N浓度普遍较低，无明显高浓度区。 (2)地下水中TN浓度与土壤理化性质的各测定指标的PCA分析结果表明存在着密切的关系。地下水NO3--N与土壤硝态氮为显著正相关(r=0.74)，地下水NH4+-N与土壤铵态氮为正相关。小区控制试验在施肥量180.0kg N·hm-2条件下，稻田N淋失总量约为3.55～4.79kg N·hm-2，淋失率为1.97～2.66％。综合考虑肥料配施的增产效果与环境影响，研究区化肥与有机肥的配比以7∶3较为适宜。 (3)不同土地利用类型下地下水TN浓度差异显著(p＜0.05)，其中林地最低，茶园最高。就淋失的形态而言，林地、菜地和茶园中均以NO3--N为主，分别占TN的46.7％、70.2％和72.8％，而稻田中则以NH4+-N为主，占TN43.5％。4种土地利用类型下浅层地下水中N的浓度动态差异显著，林地各形态N的含量低、变幅小，而稻田、菜地和茶园中地下水N浓度变幅较大。水质评价结果表明，研究区浅层地下水以NH4+-N污染为主。 (4)小流域TN、NH4+-N和NO3--N的月淋失量均有较大波动，TN和NO3--N月淋失量动态呈极显著正相关(r=0.97，p＜0.01)。流域TN淋失量年际差异较大，2011年为867.20kg·km-2·a-1，2012年为1367.96kg·km-2·a-1，2011年和2012年TN淋失量占流域N流失量的比例分别为49.0％和65.8％。除稻田N淋失以NH4+-N为主外，林地、菜地和茶园均以NO3--N淋失为主，TN的年均淋失量林地为583.37kg·km-2、稻田为1512.73kg·krn-2、菜地为3496.99kg·km-2、茶园为5881.05kg·km-2。