紫色土作为主要的农业种植土壤类型，绝大部分以坡耕地的形式存在于三峡库区，但由于长期以来人为耕作和施肥等因素的影响，紫色土坡耕地肥力水平出现不同程度地衰退，随着发生在坡耕地由自然降雨过程中产生的农田地表径流，由此引发和加重的面源污染严重影响了库区的生态环境和经济发展。因此，分析长期不同施肥模式和耕作方式对紫色土坡耕地土壤养分演变过程和综合肥力的影响，可以科学地指导紫色土坡耕地的施肥管理和耕作制度选取，进而促进生态农业的可持续发展。本文基于农业部南方山地丘陵面源污染地表径流监测长期试验（包括5种处理：顺坡耕作对照（CK）、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用（T1）、顺坡耕作单施化肥处理（T2）、顺坡耕作单施化肥增量处理（T3）与横坡垄作单施化肥处理（T4）），分析测定了土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、硝态氮和铵态氮等肥力指标，结合多年自然降雨条件下的地表径流量，运用灰色关联法和内梅罗指数分析法分别建立了土壤肥力质量评价指标体系，全面评价了不同施肥模式和耕作方式下的土壤肥力特征。主要结果如下：　　（1）紫色土坡耕地地表径流量受多种因素的共同影响。主要包括水文因子、施肥模式和耕作方式。基于长期自然降雨下的监测小区，年际变化与年径流量呈对数函数关系，y=-aln(x)+b（其中R2范围为0.2813~0.6754）；多年平均径流量大小关系满足CK（1332.97mm）＞T3（1038.40mm）＞T2（1010.19mm）＞TI（955.93mm）＞T4（752.57mm）；横坡耕作单施化肥处理多年平均径流量最小，顺坡对照处理最大。紫色土坡耕地径流中氮、磷素流失浓度变化与施肥水平关系密切。　　（2）长期定位施肥紫色土坡耕地玉米小麦轮作制度下土壤养分含量均发生了不同程度的变化，对比开展的试验第一年和最近一年，就整个试验地块而言，土壤有机质含量总体下降了6.97%，土壤硝态氮含量总体下降了45.43%，土壤铵态氮含量总体下降了70.53%，土壤全氮含量总体下降了37.72%，土壤全磷含量总体下降了40.08%，土壤速效磷含量总体下降了33.60%，土壤全钾含量总体下降了34.31%；其中土壤铵态氮和硝态氮含量减小幅度最大，土壤有机质含量减小幅度最小。　　（3）各处理表征土壤肥力的各个养分指标均表现为横坡垄作单施化肥处理下土壤养分的固持功效最佳，相同施肥模式下，耕作方式是影响土壤养分增减变化的重要因子；在所有顺坡耕作处理下，由于施肥模式的不同，导致各土壤养分指标的变化情况不同，其中土壤有机质、全磷和全氮含量在农家肥化肥配施处理表现最优，土壤硝态氮、铵态氮和全钾含量在增量施肥处理下流失量最小，土壤速效磷含量在优化施肥处理下存留在土壤中最多。　　（4）通过对土壤肥力各指标进行灰色关联分析得出，横坡耕作单施化肥处理（0.643）关联度值表现最高，其次是顺坡耕作单施化肥处理（0.627）、顺坡耕作化肥增量处理（0.625）、顺坡耕作农家肥化肥配施（0.594）和顺坡不施肥对照处理（0.550）。9年监测试验下，CK关联度降低42.11%，T1减少24.15%，T2降低34.01%，T3减少27.87%，T4降低35.95%。不同处理下多年平均径流量与多年平均关联度满足线性函数模型（y=-0.0002x+0.7628）。　　（5）通过对土壤肥力各指标的内梅罗指数分析得出，横坡耕作单施化肥处理（1.00）下土壤质量指数最大，其次是顺坡耕作增量施肥（0.94）、顺坡耕作农家肥化肥配施（0.92）、顺坡耕作单施化肥处理（0.91）和顺坡耕作不施肥处理（0.75），9年监测试验下，T1质量指数降低了19.43%，T2减少27.89%，T3减少27.25%，T4减少31.78%，CK降低47.25%。