随着社会经济的发展，人类为了满足发电、灌溉、防洪等需要在河流上大规模地筑坝建库。大坝对河流天然连续性的阻断，不仅包括地理空间上连续和水流过程连续的阻断，而且也包括由此驱动的水环境变迁的生物地球化学过程及生态系统中生物学过程连续的阻断。三峡水利工程是世界瞩目的特大型水利工程，蓄水正常运行后，将形成一个长约660km，平均水面宽1500m，平均水深70m，水域面积1084km2，总库容393亿m3的峡谷河道型水库。三峡水库是特大型年度调节水库，按照“蓄清排浊”的运行方案，三峡水库将形成一个最高水位175m，最低水位145m，水位垂直落差达30m，面积达440km2的消落带。三峡水库大片水域和消落带的出现，可能会导致区域小气候改变、库湾水体富营养化、岸边土壤侵蚀和水土流失加大等一系列生态环境。本研究选择三峡坝址所在地秭归地区为研究对象，采集了雨水、水库水、消落带土壤样品，结合主量元素、同位素分析手段，探讨了大气降水、水库水化学特征和物质来源以及消落带营养元素C、N、P的地球化学循环。　　 三峡秭归地区大气降水酸化严重，超过1/3的降水pH值低于4.5。SO42-和NO3-为降水中的最主要阴离子，雨量加权平均值分别为161.90μeq/L、65.24μeq/L;Ca2+是最主要的阳离子，离子含量在8.89～932.90μeq/L之间，雨量加权平均浓度为108.34μeq/L，占无机阳离子总量的43％。季节变化分析表明夏秋季节降水酸化严重，而冬春季节降水酸化不明显。相对酸度(FA)和中和因子(NF)分析表明冬春季节的降水酸度主要受Ca2+离子的中和作用控制。主要离子来源分析表明，SO42-和NO3-主要来源于化石燃料燃烧，Na+、Cl-主要为海源输入的贡献，而Ca2+、Mg2+主要来源于陆壳颗粒物质。大气降水SO42-硫同位素值δ34S在-2.14‰～6.07‰之间，平均值为2.06±1.97‰。δ34S值则冬季偏正，而其他三个季节都相对偏负。对硫同位素值分析表明，生物来源硫可能对当地大气降水酸度有一定的贡献，且在夏秋季节尤为明显。　　 坝前分层水体研究表明:无论夏季还是冬季，坝前水体均没有出现水温分层现象，pH、电导、溶解氧也没有发生分层现象;坝前水体水化学组成主要受碳酸盐岩风化的控制，主量元素、溶解无机碳含量和三峡大坝截流前相比没有发生明显的变化。水体δ13CDIC值夏季（丰水期）低于冬季（枯水期），在垂向上变化不明显，与水库、湖泊δ13CDIC的时空变化特征相异而与自然河流的变化特征相似。目前三峡水库坝前水体水化学特征主要表现出自然河流的特征，水库“湖沼学反应”目前还不明显。　　 兰陵溪消落带土壤有机碳、有机氮研究表明，种有耐水植物的试验消落带坡面比自然普通消落带土壤有机碳(SOC)、有机氮(SON)含量高，而且均一性好，说明在消落带种植耐水植物可以较好的固定土壤，减少土壤侵蚀。土壤有机质碳同位素(δ13Csoc)，氮同位素(δ15NSON)研究表明，土壤有机质主要来源于当地的植物凋落物分解，C3植物是有机质的主要来源。试验坡面、对照坡面土壤δ13Csoc值随高程截然不同的变化趋势反映了在不同高程C3植物和C4植物对土壤有机质的碳同位素影响;土壤δ15NSON值随高程增加更为偏正的趋势则反映了随着高程增加，坡面土壤的土壤矿化、分解程度也随之升高。　　 兰陵溪消落带土壤总磷变化范围为305.24～801.89mg/kg，低于未淹水的消落带背景区土壤磷含量，受坡面侵蚀影响，随着高程增加总磷有轻微下降的趋势。各种形态磷含量从多到少依次为碎屑磷灰石＞闭蓄态磷＞铁结合态磷＞铝结合态磷＞有机磷＞钙结合态磷＞弱吸附态磷，由于各种形态的磷受不同因素的控制，其含量随高程没有统一的变化趋势。消落带土壤生物可利用磷(BAP)在119.90～427.35mg/kg之间，占全磷比例为25.18％～65.38％，其中155-160m高程之间土壤具有最高的BAP;当水位上升，土壤淹没水面之下时，消落带土壤具有一定的磷释放潜力，可能会影响库湾水体的营养状态，导致水华发生。