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近年来我国修建和规划了大量的梯级水库，由此拦截了大部分河流运输的悬浮物，这其中含有大量的有机碳，构成了一个数量巨大的碳汇。准确估算水库沉积物中碳汇的大小、科学分析影响水库碳汇的主控因素，无论是从科学问题的探索角度，还是对国家利益而言都显得极为迫切。本文以乌江干流梯级水库为研究对象，计算不同类型水库对水体氮磷营养元素的滞留效率，利用核素计年计算沉积物碳的堆积速率，分析有机碳的降解动力学常数以及沉积物有机碳的寄宿时间，准确估算沉积物碳的总埋藏量。主要研究结果如下: (1)乌江流域梯级水库受水库拦截作用影响，TN的浓度随水流方向逐级降低，相邻一级水库TN浓度在2013年平均降低下降了11％～13％，2014年下降2.2％～3.4％，2015年下降了2.4％～3.5％。这一结果意味着每一级水库拦截了2％～13％的氮。TP浓度显示了与TN浓度变化不同的趋势，从上游第一级水库（普定水库）到下游采样点最后一级水库（构皮滩水库），TP表现为先下降，后上升的“U”型分布，而且TP浓度的变化幅度更剧烈，显示了外界环境对水库水体TP浓度变化有较大的影响。 (2)通过对乌江流域三个水库（普定水库、东风水库及乌江渡水库）N、P滞留效率计算发现，外界环境对水库营养盐输入和滞留有很大的影响，使得同一水库不同年份、月份的计算结果差异很大。三个水库在2013年，营养盐的输入、输出通量都较低，相比较而言，N的滞留效率较高，P的滞留效率较低。而在2014年营养盐的输入、输出通量都较大，P的滞留效率大于N的滞留效率。 (3)核素计年结果显示乌江渡水库沉积速率为0.156 g/(cm2·a)，略低于红枫湖沉积速率(0.168 g/(cm2·a))。乌江渡水库沉积物TOC沉降通量为71.29g/(m2·a)，持续时间为8.2 a;降解常数为0.029/a，寄宿时间为23.9 a;堆积通量为30.89 g/(m2·a);早期成岩作用之后TOC的实际堆积通量为沉降通量的43.3％;红枫湖沉积物TOC沉降通量为76.27 g/(m2·a)，持续时间为1.5 a;降解常数为0.021/a，寄宿时间为33.0 a;堆积通量为30.24 g/(m2·a);早期成岩作用之后TOC的实际堆积通量为沉降通量的39.6％。 (4)乌江流域水库外源输入比例范围为14.6～35.4％，平均值为21％，说明乌江流域水库沉积物中有机质来源主要是以内源输入为主。通过沉积物TOC的含量、沉积速率、内源输入比例及湖泊面积，大致估算乌江流域梯级水库内源输入通量，结果显示，乌江流域梯级水库内源输入沉降通量范围为5.02～34.6×108 g/a，平均值为1.87×109 g/a，内源输入埋藏量范围为0.82～16.3×108 g/a，平均值为9.42×108 g/a。 (5)水库沉积物碳汇估算应该去除早期成岩作用的影响，因此不能以有机质的沉降通量为依据，而应以沉积物的堆积通量为基础。水库净碳汇能够更准确地反映水库的碳效应，水库净碳汇是指沉积物中内源来源的有机碳，其比例可用C/N估算。水库沉积物高的沉积速率有利于有机质保存，因此，提高水库沉积物沉积速率可能达到增汇的目的，而沉积速率可能受水库的位置、库容的大小、调节方式等因素的影响。