峽山水庫流域表層土壤氮磷淋溶特征及釋放預測

摘要 以峽山水庫流域表層土壤為研究對象，采用室內土柱淋溶法模擬不同淋溶量下總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）的淋出情況，并預測氮磷釋放量。結果表明，在不同土地利用方式下，該區域的TN、TP、NH3-N含量總體上來說耕地大于林地，但并不存在顯著差異。TN、TP、NH3-N淋溶濃度與其在土壤中總量均呈現顯著正相關。淋溶液中TN濃度隨淋溶量的增加而逐漸降低，這表明土壤對TN的吸附能力較差，易隨降雨滲透發生損失；TP和NH3-N濃度隨淋溶量的增加無明顯變化規律，且其淋溶強度均小于TN。在一定淋溶量條件下，氮磷淋出濃度與淋溶液體積呈指數相關，氮磷淋溶濃度隨淋溶量的增加經過擬合得到峽山水庫流域表層土壤營養鹽的淋溶函數C=C0eKV。通過確定性數學模型模擬計算出采樣點TN、TP、NH3-N的年均釋放濃度均值分別為23.00、4.33、4.49 mg/L，其中TN和TP年均釋放濃度綜合營養狀態指數均超過水體重度富營養化標準，很可能通過徑流等過程導致水體中氮磷富集。

關鍵詞 峽山水庫；表層土壤；氮磷；淋溶特征；釋放預測

中圖分類號 X143 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）08-0058-08

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.08.015

Characteristics and Release Prediction of Surface Soil Nitrogen and Phosphorus Leaching in Xiashan Reservoir Basin

WANG Qing1，SUN Zeng-bing2，QIAN Shu-jun2 et al

（1.School of Water Conservancy and Environment，University of Jinan，Jinan，Shandong 250022; 2.Shandong Provincial No.4 Institute of Geological and Mineral Survey，Weifang，Shandong 261021）

Abstract The surface soil of Xiashan Reservoir Basin was taken as the research object，and the leaching situation of total nitrogen （TN），total phosphorus （TP） and ammonia nitrogen （NH3-N） under different leaching amounts was simulated by indoor soil column leaching method，and the release amount of nitrogen and phosphorus was predicted.The results showed that the TN，TP and NH3-N contents of cultivated land in this region were higher than those of forest land under different land use modes，but there was no significant difference.The leaching concentration of TN，TP and NH3-N showed significant positive correlation with the total amount in the soil.The concentration of TN in leaching solution decreased gradually with the increase of leaching amount，which indicated that the adsorption capacity of soil for TN was poor，and it was easy to lose with rainfall infiltration.TP and NH3-N did not change significantly with the increase of leaching amount，and their leaching intensity was lower than TN.Under the condition of a certain leaching amount，the leaching concentration of nitrogen and phosphorus was exponentially correlated with the volume of leaching solution.The leaching function of surface soil nutrients in Xiashan Reservoir Basin could be obtained by fitting the leaching concentration of nitrogen and phosphorus with the increase of leaching amount：C=C0eKV.The average annual release concentrations of TN，TP and NH3-N at the sampling points were simulated and calculated by the deterministic mathematical model to be 23.00，4.33 and 4.49 mg/L，respectively.The comprehensive nutritional status index of TN and TP annual release concentrations exceeded the standard for severe eutrophication in water body，which may lead to nitrogen and phosphorus enrichment in water through processes such as runoff.

Key words Xiashan Reservoir;Surface soil;Nitrogen and phosphorus;Leaching characteristics;Release prediction

小流域范圍內的農業面源污染與生產生活息息相關［1］，氮磷是造成農業面源污染的重要元素，農田土壤中的氮磷進入地表及水體的主要途徑有地表徑流、侵蝕和淋溶。大量研究表明降雨淋溶作用是土壤氮磷流失的主要途徑［2］，也是導致水體富營養化和地下水污染的主要原因。因此，研究土壤中不同淋溶量下的氮磷淋溶特征并進行釋放預測可為防控氮磷農業面源污染提供參考。

水庫是我國應用最廣泛的工程之一，水庫生態系統在區域環境改善、滯蓄洪、國民經濟發展與供水等方面具有重大的作用［3］。為實現水資源的優化配置、豐蓄枯用和改善生態環境，山東省陸續修建了700余座平原水庫，隨著工農業的不斷發展，部分水庫出現富營養化、水質惡化等現象［4］，李明龍等［5-6］研究表明農業化肥施用、農村廢水及畜禽養殖污水仍是造成水體氮磷富集的主要來源，并且在流域土壤中不斷積累，因此，關注水庫流域土壤的氮磷污染研究對水庫流域水體富營養化的影響仍是當下關注的熱點［7-8］。峽山水庫是山東省重要的水利工程之一，集灌溉、旅游、防洪等功能為一體，作為濰坊市重要水源地，近年來對該流域研究較少。筆者以山東省濰坊市峽山水庫流域表層土壤為研究對象，通過室內土柱淋溶試驗研究不同淋溶量下的氮磷淋溶特征，并利用確定性數學模型對該流域氮磷淋溶釋放量進行模擬釋放預測，可為當地氮磷面源污染治理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

研究區域位于35°42′～36°39′N、118°42′～119°41′E，為北溫帶季風區，位于濰坊市東南，是濰河上游、峽山水庫匯流區，主要包含濰河、浯河2條支流，覆蓋濰坊市峽山區、諸城市、安丘市，臨沂市沂水縣和日照市五蓮縣的部分區域，面積1 800 km2。地形以平原為主，多為棕壤土類，適宜農作物生長，流域內有小麥、玉米、谷子、高粱、水稻、棉花等主要農作物。

1.2 采樣和試驗設計

1.2.1 樣品采集與處理。

2021年11月在峽山水庫流域隨機選取耕地和林地的土壤樣點進行采集，采樣點分布如圖1所示。采樣深度選取0～20 cm，現場放入統一的聚乙烯密封袋中，并編號XS-1～XS-12。將采回的土樣帶回實驗室自然風干，去除雜草、碎石等雜物，貯存于干燥潔凈的土樣袋中待用。

1.2.2 淋溶試驗方法與設計。

根據山東省統計年鑒2010—2020年年降雨量平均為644.42 mm，自然界中雨水循環模式中蒸發和下滲占比約90%，研究區域處于半濕潤氣候區，蒸發占比為50%～65%［9］，設置淋溶液總量為240 mL，并設120、180 mL 2個不同梯度淋溶量，對研究區域采樣點土壤進行淋溶試驗。

采用“四分法”將單個土壤樣品縮分至200 g，經研缽粉碎研磨后過0.9 mm篩。取12組環刀洗凈晾干備用。毛巾折疊平鋪在桌面，均勻放置12片濾紙。環刀稱重記錄后置于濾紙上，將土壤樣品分別稱取70 g左右于環刀中，濾紙微折后放置環刀上部。在濾紙上滴加去離子水，使水線始終保持在環刀線上，超過3 h后最后一次加水，靜置1 h稱取環刀和濕土的總重并記錄，記錄后再加一次水，靜置1 h稱取環刀和濕土的總重并記錄，若2次稱量的重量差不超過1 g，則停止試驗，若重量差超過1 g則按照上述步驟繼續試驗，直至重量差小于1 g為止。將記錄的數據進行整理，并計算田間持水量。

取高18 cm、直徑5 cm的PVC管，在管中放置200 g土壤樣品，加水至最大田間持水量，兩端用管帽封死，靜置24 h備用。將PVC管倒置，在頂部鋪設1 cm厚的石英砂，上置150目尼龍紗布，并封上穿有直徑5 mm圓孔并貼有濕潤濾紙的管帽，用膠布粘牢，PVC管再倒置后取下封閉管帽，土樣上部鋪設1 cm厚的石英砂作為反濾層，以保證淋濾液從滴定管中均勻流入樣品柱中，以降低淋溶液在柱中的不均勻性。將有相應量去離子水的滴定管固定于蝴蝶夾，然后于漏斗中放置濾紙并潤濕置于錐形瓶上，收集濾液，樣品柱置于漏斗上部，并在鐵架臺上用直徑6 cm鐵圈固定。試驗裝置示意圖如圖2所示，在試驗進行24 h收集120 mL淋溶液，36 h 收集180 mL淋溶液，48 h收集240 mL淋溶液，淋溶液收集完畢后取下錐形瓶，倒入塑料離心瓶中貼標，并在4 ℃環境中保存。按照以上方法重復其他土壤樣品試驗及不同淋溶量試驗。

1.3 檢測方法

淋溶液中總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）分別采取堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法、鉬酸銨分光光度法、納氏試劑分光光度法進行檢測。土壤樣品理化性質粒徑采用梯度分析法進行測定，pH測量采用電位法，有機質采用重鉻酸鉀外加熱法檢測，陽離子交換量采用分光光度法測定，TN、TP、NH3-N分別采用半微量凱氏蒸餾法、鉬藍比色法、納氏試劑比色法測定。

1.4 數據統計 研究區域及采樣點分布圖采用ArcMap 10.7繪制，圖表及數據統計繪圖采用Origin 2019完成，采用SPSS

27軟件進行Pearson相關性分析。

2 結果與分析

2.1 試供土壤樣品基本理化性質

峽山水庫流域表層土壤基本理化參數見表1，所選采樣點包含耕地和林地2種不同土地利用類型，根據土地利用方式的不同，其土壤所含元素的種類及含量有相應的差別。采樣點土壤pH為5.53～8.31，除XS-10、XS-11、XS-12為酸性土壤外，其余采樣點均為堿性土。該流域土壤組成以砂粒為主，黏粒含量相差較大，XS-1采樣點黏粒含量占比最高，為10.15%，最低為采樣點XS-6，占比0.21%。陽離子交換量和有機質含量分別為9.41～31.32 cmol/kg、5.1～25.7 g/kg。

由表2可見，該流域TN、TP、NH3-N含量分別為0.26～1.80 g/kg、0.29～1.94 g/kg、1.20～70.50 mg/kg，平均值分別為1.10 g/kg、1.03 g/kg、12.95 mg/kg。TN、TP和NH3-N在各采樣點的含量相差較大，可能是與所選擇采樣點的用地方式和土壤類型不同所致。土壤中NH3-N含量在XS-4和XS-10存在異常點，NH3-N含量明顯較高，其土地利用類型均為耕地，可能是在耕作過程中氮肥的過量施加增加氮在土壤中的累積，而NH3-N易被土壤吸附［10］，不易隨降雨淋失，在土壤中不斷富集。

將去除異常點后的峽山水庫流域不同土地利用類型中TN、TP和NH3-N含量進行夏皮洛-威爾克正態性檢驗，結果如表3所示。TN和TP在不同土地利用類型下Pgt;0.05，說明服從正態分布，可以進行兩獨立樣本t檢驗，而NH3-N在耕地中P=0.006lt;0.05，不服從正態分布，采用非參數檢驗方式。對不同土地利用類型下的TN和TP含量進行兩獨立樣本t檢驗，結果發現，耕地和林地的TN不存在顯著差異（P=0.111gt;0.05），TP也不存在顯著差異（P=0.369gt;0.05），說明耕地與林地之間TN、TP的組間差異并不明顯，可能是由于該流域內農林相間分布，氮磷等營養元素通過地表徑流或地下徑流可以在耕地和林地間進行交換。對不同土地利用類型下的NH3-N進行非參數檢驗，結果發現，耕地和林地中NH3-N也不存在顯著差異（P=0.831gt;0.05）。由表4可見，TN、TP和NH3-N的含量均為耕地大于林地，這與該流域的農業耕作方式密切相關。目前，濰坊市部分地區過量施用化肥的現象依然存在，濰坊市2018年化肥用量為887.6 kg/hm2，遠超國際公認的化肥施用安全上限（225 kg/hm2）［11］，近年來雖有下降，但仍維持在較高水平，因此造成了耕地中TN、TP和NH3-N含量較高的現象。

2.2 不同淋溶量下氮磷淋溶特征分析

淋溶作用即在滲水作用下將土壤中的可溶性物質或有機質、營養鹽等懸浮性化

合物由土壤上層向下層或側向遷移的過程。為了探究峽山水庫流域表層土壤中氮磷總量和模擬降雨淋溶后淋溶液中氮磷濃度之間的關系，去除異常點后建立了兩者之間的線性回歸關系。結果顯示（圖3），TN和TP均檢驗出顯著的相關性，表明土壤中氮磷含量對其淋溶液中氮磷濃度影響較大，同時也側面反映了該試驗結果的準確性。在線性回歸分析中，TP在土壤中總量與淋溶液中TP濃度呈現顯著的正相關（P=0.002），表明在淋溶過程中，土壤中的磷發生生物化學反應較少，隨滲水過程逐漸向下遷移。氮是土壤中較為活躍的營養元素，在淋溶過程中，土壤中的氮可以發生一系列的化學反應和物理反應，包括氮的礦化與生物固持、銨離子的固定與釋放、反硝化作用以及銨的吸附與解吸等，總體而言，土壤中TN總量與淋溶濃度之間的相關性稍弱于TP總量與淋溶濃度之間的相關性，但仍呈現明顯的正相關（P=0.026）。而土壤中NH3-N總量和淋溶液中濃度相關性不明顯（P=0.282），這可能是因為在試驗過程中該樣點土壤中氮發生礦化、（反）硝化等一系列的轉化過程比較明顯［12］。

對12個土壤樣品進行120、180、240 mL淋溶量下的室內土柱淋溶試驗，不同采樣點土壤TN、TP和NH3-N的淋溶濃度呈現出不同的變化（圖4）。總體來說，TN在120mL模擬降雨中呈現出最大濃度，隨淋溶量的增加而逐漸降低（圖4a）。TN淋溶濃度與土壤樣品中TN含量呈顯著正相關（r=0.636，plt;0.05），表明TN淋溶濃度與土壤本身含氮量密切相關（表5）。有機質含量與TN淋溶濃度呈顯著正相關（r=0.671，Plt;0.05），可能是由于土壤中有機質所進行的礦化與硝化作用等過程，使得淋溶液中TN濃度的升高。峽山水庫流域表層土壤中TN淋失量變化見圖5a。從圖5a可以看出，TN淋失量總體上隨著淋溶量的增加而逐漸加大。XS-2和XS-6樣品TN淋失量的變幅相對較大，其共同特點是土壤中黏粒含量較低，對氮的吸附能力較差，易造成氮的淋失。

由圖4b可知，土壤樣品淋溶液中XS-12樣品總體TP濃度最高，濃度值達到14.80 mg/L，XS-1和XS-7樣品淋溶液中TP濃度較低，并且達到了所能夠檢測的最小值（0.04 mg/L）。經相關性分析（表5），淋溶液中TP濃度與土壤本身TP含量有明顯的正相關性（r=0.787，Plt;0.01）。土壤對磷的固定能力較強［13］，所以總體而言TP淋溶強度小于TN淋溶強度。由圖4b可見，TP淋溶濃度隨淋溶量的增加無明顯變化規律。自然狀態下的土壤對磷的吸附積累量達到飽和之后，在大量降雨或漫灌條件下極易產生淋失，容易導致面源污染現象的發生［14-15］。經相關性分析（表5），TP淋溶濃度和土壤pH負相關性顯著（r=-0.885，Plt;0.01），這是因為土壤pH下降，會促進土壤磷的活化，從固定態向溶解態遷移。圖5b顯示，不同降雨條件下，TP淋失量均隨淋溶量的增加而加大，XS-10和XS-12采樣點TP淋失量變幅相較于其他采樣點明顯較大，分別為1.47和2.36 mg，其土壤TP含量也相對較高，其余采樣點TP淋失量變幅為0～0.42 mg。有研究表明，氮的過量施加在相關微生物的作用下也會促進磷的向下遷移［16］。XS-1和XS-7采樣點土壤中黏粒含量較高而TP淋失量較低，XS-2和XS-6采樣點土壤黏粒含量較低而TP淋失量較高，說明土壤的黏粒含量也會影響TP淋失量，黏粒含量越高，土壤顆粒間空隙越小，不可動水體含量越高，而不可動水體對土壤中的溶質具有貯存作用［17］，使溶質運移速度較為緩慢。

由圖4c可見，除XS-1、XS-2、XS-9和XS-11采樣點NH3-N濃度隨淋溶量升高之外，其余土壤樣品均呈現與TN淋溶相同的變化趨勢，NH3-N濃度隨淋溶量增加的原因可能是隨著淋溶量的增加，水在PVC管中富集，淹水條件下呈現出厭氧環境，使得厭氧菌占據主導地位，氨化、反硝化和生物固氮作用的加強無機氮幾乎全以NH3-N形式存在［18］，導致NH3-N濃度的升高。XS-10和XS-11土壤樣品淋溶液中NH3-N濃度明顯高出其他土壤樣品中NH3-N濃度，分別為2.52和3.89 mg/L，這2個采樣點土壤樣品中NH3-N總量較高，其余土壤樣品淋溶液中的NH3-N濃度較低，為0.14～1.95 mg/L。經相關性分析（表5），土壤中的陽離子交換量與NH3-N淋溶濃度正相關性顯著（r=0.732，Plt;0.01）。從NH3-N淋失量的變化規律（圖5c）可以看出，除XS-5、XS-7和XS-12的淋失量隨淋溶量的增加而減少之外，其余采樣點均為增加趨勢，可能是在進行淋溶試驗過程中NH3-N發生分解所致。總體來說，NH3-N淋失量的變幅相較于TN來說較小，這是由于土壤自身帶負電荷，所以施加到農田中的氮肥轉化為NH4+和NO3-后，根據電荷同斥異吸的原理，NH4+易被土壤吸附。

2.3 表層土壤氮磷淋溶釋放

當給予一定淋溶量條件時，淋溶液中氮磷濃度伴隨著淋溶量的增加而呈現出不同變化趨勢。對淋溶液中氮磷濃度采用數學模擬法，用曲線回歸的方法進行分析得到氮磷淋溶釋放曲線模型，淋溶濃度隨淋溶量的增加呈指數型變化，數據點具有良好的相關性，經數據處理獲得峽山水庫流域表層土壤樣品淋溶液中氮磷濃度和淋溶液體積的淋溶函數：

式中：C為淋溶液中氮磷濃度；C0為土壤中氮磷的初始濃度；K為氮磷淋溶系數；V為淋溶液體積。具體結果如表6所示。

表6列出土壤樣品在不同降水條件下的TN、TP、NH3-N的淋溶釋放模型，動態淋溶曲線呈指數型相關且具有良好的線性相關性（R2gt;0.900）。模型中的淋溶系數（K）可用來表示土壤樣品中氮磷的變化速率，K值越大，淋溶液中氮磷元素隨淋溶液體積的增加而變化速度越快。

對采樣點土壤中氮磷元素淋溶濃度的模型進行積分［19］，然后推導出當降水量為V時，氮磷元素的總釋放量為W=（∫V0C×dV）/W0，式中，W為氮磷元素的淋溶釋放總量，V為淋溶液體積，W0為土壤樣品重量。

2.4 表層土壤氮磷淋溶濃度預測

氮磷營養元素是一個不能夠忽視的污染物，它能夠通過徑流和下滲過程給周圍的河流及地下水帶來不同程度的環境污染問題。峽山水庫流域的主要用地類型為耕地和居住用地，農用化肥、生活用水及畜禽養殖等排放的廢水及固體垃圾等沒有相對完備的排放及管控措施，其中的氮磷元素在降雨的條件下會溶解于水中，并伴隨著降水通過徑流或者下滲從而進入周邊的環境當中。當氮磷元素含量超過環境可容納承受量時，會對周圍水體及人們的農業生產活動等造成較大的危害［20-21］。因此，需要對土壤中氮磷的淋溶進行預測。對此可以利用確定性數學模型來對峽山流域土壤中氮磷的淋溶釋放進行預測，其計算公式如下：

式中：I為淋溶液中營養鹽的釋放系數；C（V）為營養鹽最終淋溶濃度；M為樣品總質量；V為淋溶液體積；V1為流域單位面積土壤降水可滲體積；H為濰坊市平均地下水位埋深；S為流域土壤單位面積；T為達到淋溶試驗固液比所需時間；γ為采樣點土壤密度；q為年降雨量；A為流域單位土壤所占體積；R為淋溶試驗固液比；Q為流域表層土壤中氮磷的年釋放量；C為流域表層土壤中氮磷的年均釋放濃度。

利用公式（1）～（5）對每個采樣點單位面積進行氮磷釋放預測，并根據2010—2020年濰坊市年降雨量和流域平均地下水位埋深可計算整個流域的氮磷釋放量，模擬結果見表7。從表7可以看出，峽山水庫流域12個采樣點TN年均釋放濃度平均值為23.00 mg/L，最大值為58.48 mg/L，為采樣點XS-11淋出，其土地利用類型為耕地，且其氮的含量較高，在短時間降雨條件下可能會使土壤溶液中氮濃度急劇上升，導致氮流失嚴重。其中XS-3和XS-6采樣點的TN年均釋放濃度均在30.00 mg/L以上，這可能是由于其位于村落旁且距離耕地較近，氮肥施用的種類和數量較大，土壤中的氮易隨降雨淋失。TN年均釋放濃度最小值為3.06 mg/L，為采樣點XS-7淋出，其原因可能是該采樣點遠離耕作區，氮的攝入量較小。

峽山水庫流域12個采樣點TP年均釋放濃度平均值為4.33 mg/L，總體上來看TP遠小于TN的淋溶釋放，這是因為土壤對磷具有較大的吸持能力，不易造成土壤中磷的流失。采樣點TP年均釋放最大濃度為20.03 mg/L，為采樣點XS-11淋出，最小值為0.21 mg/L，為采樣點XS-1和XS-7淋出，這2個土壤樣品淋溶濃度在不同的淋溶量下均達到了所能檢測的最小值。

峽山水庫流域12個采樣點NH3-N年均釋放濃度均值為4.49 mg/L，XS-4、XS-10和XS-11采樣點NH3-N年均釋放濃度明顯較高，分別為10.21、13.65、13.65 mg/L，由土壤中NH3-N含量可知，這3個采樣點的NH3-N含量明顯高于其他采樣點。XS-2和XS-6采樣點年均釋放濃度均為0，這2個采樣點土壤樣品本身NH3-N含量較其他采樣點明顯偏低，說明土壤NH3-N含量與其淋溶密切相關。其他采樣點年均釋放濃度在0.16～5.39 mg/L。

對土壤TN、TP年均釋放濃度進行綜合營養狀態指數（TLI）分析［22］，其公式如下：

TLI（TN）=10×（5.453+1.694lnTN）

TLI（TP）=10×（9.436+1.624lnTP）

TLI分級標準：TLI∈（0，30）為貧營養，TLI∈［30，50］為中營養，TLI∈（50，60］為輕度富營養，TLI∈（60，70］為中度富營養，TLI∈（70，+∞）為重度富營養。經計算，淋溶液中TN、TP的年均釋放濃度TLI分別為107.65和118.16，超過水體重度富營養化標準，很可能造成氮磷在水體中的富集程度，加快水體的富營養化進程，給峽山水庫的水質造成不可逆的影響。若不對現有土壤中氮磷含量進行防控，可能會加重該地區的面源污染狀況。此外，基于現有土壤氮磷含量得到上述氮磷淋溶釋放結果，隨著農業發展過程中肥料和畜禽養殖廢水排放量的增加，土壤中氮磷含量會持續增加，導致淋溶釋放量加大，所以必須采取相應措施來進行合理控制。

3 結論

（1）通過采取峽山水庫流域12個采樣點表層土壤樣品進行氮磷的室內土柱淋溶，并對土樣理化性質進行檢測分析，結果表明，土壤中TN、TP、NH3-N含量在不同土地利用方式下不存在顯著差異，說明峽山水庫流域不同土地利用方式下可能具有相同的氮磷來源并且能隨地表徑流和地下徑流進行交換，總體來說耕地氮磷含量稍大于林地。

（2）經線性回歸分析，淋溶液中TN和TP均檢驗出顯著的相關性，表明土壤中氮磷含量對其淋溶液中氮磷濃度影響較大。而NH3-N總量和淋溶液中濃度相關性不明顯，這可能是因為在試驗過程中造成的無氧環境使得土壤中氮發生礦化、（反）硝化等一系列的轉化過程。淋溶液中TN濃度隨淋溶量的增加逐漸降低，這表明土壤對TN的吸附能力較差，易隨降雨滲透發生損失。而TP和NH3-N隨淋溶量的增加無明顯變化規律，且其淋溶強度均小于TN。

（3）經數學模擬法模擬不同降雨條件下TN、TP、NH3-N淋溶濃度隨降雨量的增加均呈現指數型變化趨勢，經過擬合獲得峽山水庫流域表層土壤營養鹽的淋溶函數C=C0eKV。并通過確定性數學模型進行淋溶模擬預測，計算出采樣點TN、TP和NH3-N年均釋放濃度均值分別為23.00、4.33、4.49 mg/L。淋溶液中TN、TP的年均釋放濃度綜合營養狀態指數（TLI）均超過水體重度富營養化標準，很可能造成氮磷在水體中的富集。氮磷面源污染控制是峽山水庫流域環境綜合治理和生態系統修復的重要內容，在對峽山水庫流域氮磷污染進行綜合治理時，應統籌協調流域上中下游的土壤氮磷污染防治。

參考文獻

［1］ ZHANG T，YANG Y H，NI J P，et al.Construction of an integrated technology system for control agricultural non-point source pollution in the Three Gorges Reservoir Areas［J］.Agriculture，ecosystems amp; environment，2020，295：1-6.

［2］ 寧嘉麗，黃艷薈，李桂芳，等.自然降雨下蔬菜地土壤侵蝕及氮素流失特征［J］.環境科學，2023，44（1）：293-302.

［3］ 韓博平.中國水庫生態學研究的回顧與展望［J］.湖泊科學，2010，22（2）：151-160.

［4］ 何慶海，周榮星，金瑞清，等.山東省平原水庫的典型生態環境問題及對策研究［J］.中國農村水利水電，2010（10）：53-54，58.

［5］ 李明龍，賈夢丹，孫天成，等.三峽庫區非點源污染氮磷負荷時空變化及其來源解析［J］.環境科學，2021，42（4）：1839-1846.

［6］ CHEN Q，ZHANG X S，ZHANG H Y，et al.Evaluation of current fertilizer practice and soil fertility in vegetable production in the Beijing region［J］.Nutrient cycling in agroecosystems，2004，69（1）：51-58.

［7］ SONG K，BURGIN A J.Perpetual phosphorus cycling：Eutrophication amplifies biological control on internal phosphorus loading in agricultural reservoirs［J］.Ecosystems，2017，20（8）：1483-1493.

［8］ CHANG C，SUN D M，FENG P，et al.Impacts of nonpoint source pollution on water quality in the Yuqiao Reservoir［J］.Environmental engineering science，2017，34（6）：418-432.

［9］ FENG S，FU Q.Expansion of global drylands under a warming climate［J］.Atmospheric chemistry and physics，2013，13（19）：10081-10094.

［10］ 孫大志，李緒謙，潘曉峰.氨氮在土壤中的吸附/解吸動力學行為的研究［J］.環境科學與技術，2007，30（8）：16-18.

［11］ 李竹林.農藥化肥使用存在的問題及對策［J］.現代農業科技，2014（16）：217，226.

［12］ 馬培，李新艷，王華新，等.河流反硝化過程及其在河流氮循環與氮去除中的作用［J］.農業環境科學學報，2014，33（4）：623-633.

［13］ 呂家瓏.農田土壤磷素淋溶及其預測［J］.生態學報，2003，23（12）：2689-2701.

［14］ SIMS J T，SIMARD R R，JOERN B C.Phosphorus loss in agricultural drainage：Historical perspective and current research［J］.Journal of environmental quality，1998，27（2）：277-293.

［15］ DE JAGER P C，CLAASSENS A S.Long-term phosphate desorption kinetics of an acidy sandy clay soil from Mpumalanga，South Africa［J］.Communications in soil scienceand plant analysis，2005，36（1/2/3）：309-319.

［16］ YAN Z J，CHEN S，LI J L，et al.Manure and nitrogen application enhances soil phosphorus mobility in calcareous soil in greenhouses［J］.Journal of environmental management，2016，181：26-35.

［17］ 李勇，王超，湯紅亮.土壤中不動水體對溶質運移影響模擬研究［J］.農業環境科學學報，2005，24（1）：104-108.

［18］ 吳雅麗，許海，楊桂軍，等.太湖水體氮素污染狀況研究進展［J］.湖泊科學，2014，26（1）：19-28.

［19］ 盧鏡丞.湘潭錳礦尾礦庫重金屬錳淋溶實驗研究［D］.湘潭：湖南科技大學，2014：42.

［20］ 李艾芬，章明奎.浙北平原不同種植年限蔬菜地土壤氮磷的積累及環境風險評價［J］.農業環境科學學報，2010，29（1）：122-127.

［21］ GUL S，WHALEN J K.Biochemical cycling of nitrogen and phosphorus in biochar-amended soils［J］.Soil biology and biochemistry，2016，103：1-15.

［22］ QIN M Q，FAN P P，LI Y Y，et al.Assessing the ecosystem health of large drinking-water reservoirs based on the phytoplankton index of biotic integrity （P-IBI）：A case study of Danjiangkou Reservoir［J］.Sustainability，2023，15（6）：1-17.

基金項目 國家自然科學基金項目（42177385） 。

作者簡介 王晴（1997—），女，山東濰坊人，碩士研究生，研究方向：水生態與水環境。*通信作者，教授，博士，碩士生導師，從事水生態與水環境研究。

收稿日期 2023-06-26