劉 娟，張乃明，于 泓，寧東衛(wèi)，張淑香

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；3.云南省土壤培肥與污染修復(fù)工程實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650201；4.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利學(xué)院，云南 昆明 650201；5.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京100081)

0 引 言

潮土是我國(guó)北方主要的農(nóng)業(yè)土壤之一，同時(shí)也是小麥-玉米輪作的主要區(qū)域，約占河南省耕地面積的50%[1-2]。潮土肥力水平低，在各項(xiàng)肥力指標(biāo)中，土壤磷素是潮土生產(chǎn)力最重要的限制因子，農(nóng)民為了獲得作物高產(chǎn)，大量施用磷肥[3-4]，而在我國(guó)大部分地區(qū)磷肥利用率較低，當(dāng)季利用率低于20%，導(dǎo)致磷素在土壤中的大量累積。我國(guó)第二次土壤普查數(shù)據(jù)表明，潮土地區(qū)土壤有效磷從20世紀(jì)80年代的6.1 mg·kg-1增加到了2000年的21.7 mg·kg-1[5]。潮土質(zhì)地較輕，主要分布在一些河道低階地及沙丘間低洼灘地[6]，坡度在5°～15°之間[7]，同時(shí)，潮土區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)型季風(fēng)氣候，夏季降雨約占年降水量的50%～75%，且多暴雨，尤其在迎受夏季風(fēng)的山麓地帶，暴雨常形成洪澇災(zāi)害，水土流失突發(fā)性強(qiáng)[8]，隨水土流失所攜帶磷素流失日趨嚴(yán)重，磷素累積引起的環(huán)境問(wèn)題不容忽視[9]。

磷從農(nóng)田土壤向地表水體的遷移主要受降雨-徑流的驅(qū)動(dòng)，當(dāng)降雨徑流發(fā)生時(shí)，土壤磷以水溶態(tài)和顆粒態(tài)形式隨徑流向水體遷移，以農(nóng)田土壤磷流失為主的農(nóng)田非點(diǎn)源污染是造成河流及湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重的重要原因之一[10]。農(nóng)田土壤磷素徑流流失除了與土壤本身性質(zhì)有關(guān)外，還受到雨強(qiáng)、坡度、土地利用方式、植被覆蓋以及種植模式等因素的影響[11]。已有研究表明，降雨量和降雨強(qiáng)度是影響土壤磷素流失的直接因素，過(guò)程性暴雨對(duì)土壤磷素流失影響顯著[12]。劉方等[13]通過(guò)人工模擬降雨試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃壤旱地磷素徑流流失量與降水量呈極顯著相關(guān)性，低降雨強(qiáng)度可以促進(jìn)水溶態(tài)磷的流失，而高降雨強(qiáng)度通過(guò)促進(jìn)顆粒磷的流失來(lái)提高磷素流失量。坡度可以改變土壤承雨強(qiáng)度、徑流流速和降雨入滲時(shí)間，從而對(duì)磷素流失產(chǎn)生影響，坡度和坡長(zhǎng)與磷素流失量呈正相關(guān)關(guān)系[14]。這些研究多集中于對(duì)我國(guó)南方及中部地區(qū)小流域坡耕地，而針對(duì)北方地區(qū)潮土徑流流失規(guī)律的研究還比較少。同時(shí)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了使作物獲得高產(chǎn)，大量施用肥料，但施肥初期降雨導(dǎo)致磷素流失會(huì)對(duì)周?chē)乃w環(huán)境產(chǎn)生的影響也還不明確。因此，研究潮土土壤磷素流失及其動(dòng)態(tài)變化對(duì)控制和減少磷的流失，減輕對(duì)受納水體的影響具有重要意義。本文通過(guò)人工模擬降雨試驗(yàn)，研究了不同坡度和降雨強(qiáng)度條件下，潮土徑流中磷素的動(dòng)態(tài)變化和徑流中磷素流失特征，以期為控制潮土區(qū)徑流面源污染提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集

供試土壤為潮土(淡半水成土，Semi-hydromorphicsoil)，成土母質(zhì)為黃河沖積物[15]，土壤質(zhì)地為砂質(zhì)黏土。該潮土取自河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)地(34°47′25″N ，113°40′42″E)，海拔高度59 m，多年平均降雨量為860 mm，夏季降雨量約占年降水量的50%～75%，年平均氣溫14.4 ℃。于2017年4月，按照“隨機(jī)”多點(diǎn)混合的原則，采集0～20 cm耕層土壤，經(jīng)過(guò)風(fēng)干、磨細(xì)后，過(guò)2 mm孔徑篩，混勻備用。按照魯如坤的方法[16]，測(cè)定土壤的土壤基本理化性質(zhì)：pH 8.01，有機(jī)質(zhì)9.3 g·kg-1，速效磷33.4 mg·kg-1，全磷0.87 g·kg-1，堿解氮21.8 mg·kg-1，速效鉀264.5 mg·kg-1，土壤質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，土壤容重為1.32 g·m-3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利學(xué)院模擬降雨大廳(25°08′02″N，102°44′47″E)，試驗(yàn)時(shí)間為2017年6月-7月，試驗(yàn)裝置采用NLJY-10型人工模擬降雨控制系統(tǒng)，人工降雨大廳內(nèi)有效降雨面積約40 m2，降雨高度為16 m，采用的是散噴型噴頭，在進(jìn)行降雨試驗(yàn)前對(duì)不同降雨強(qiáng)度進(jìn)行率定，率定后降雨均勻系數(shù)>95%，雨滴降落終速可達(dá)到自然雨滴的99%，可以滿(mǎn)足模擬降雨特性接近天然降雨的要求。

試驗(yàn)采用長(zhǎng)×寬×高為1 m×0.3 m×0.25 m的容器作為盛土容器(土槽)，裝入等量0～20 cm耕層土，為了確保填裝土壤的均勻，試驗(yàn)采用分層填裝的方法進(jìn)行填裝，即每隔5 cm填裝一層，在填裝下一層之前，抓毛上一層已填裝土壤的表面，防止土層之間出現(xiàn)分層現(xiàn)象，同時(shí)，通過(guò)分層裝土和壓實(shí)的方法控制土壤容重，確保填裝好的土壤容重保持在1.3 g·m-3左右，土壤厚度為20 cm。本試驗(yàn)采用雙因素設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了2個(gè)坡度和3個(gè)雨強(qiáng)，雨強(qiáng)和坡度的設(shè)置分別是根據(jù)潮土區(qū)降雨的發(fā)生頻率以及潮土坡耕地坡度現(xiàn)狀，潮土區(qū)坡度一般在5°～15°，本研究設(shè)計(jì)8°和15° 2個(gè)坡度。根據(jù)《中國(guó)暴雨統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖集》，分析該區(qū)域降雨資料發(fā)現(xiàn)，潮土地區(qū)雨季最大降雨強(qiáng)度為87 mm·h-1，因此，本研究選取的最大降雨強(qiáng)度為90 mm·h-1，以30 mm·h-1為梯度，選取30 mm·h-1、60 mm·h-1和90 mm·h-13個(gè)降雨強(qiáng)度。徑流產(chǎn)生以后開(kāi)始用秒表記錄產(chǎn)流時(shí)間，每隔4 min收集1次徑流樣品，徑流結(jié)束后，將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，記錄徑流體積，并取各時(shí)段采集的徑流樣進(jìn)行測(cè)定，每種處理均設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.3 分析項(xiàng)目與方法

徑流水中的磷，按形態(tài)可分為可溶性總磷(TDP)和顆粒態(tài)磷(PP)?？偭?TP)濃度采用過(guò)硫酸鉀氧化-鉬藍(lán)比色法測(cè)定[17]；TDP經(jīng)0.45 μm孔徑濾膜過(guò)濾后，采用過(guò)硫酸鉀氧化-鉬藍(lán)比色法測(cè)定[17]，而PP=TP-TDP。

土壤pH值采用酸度計(jì)(NY-T 1121.2-2006)測(cè)定[18]；土壤機(jī)械組成采用吸管法測(cè)定[16]。土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀-外加熱法(NY-T 1121.6-2006) 測(cè)定[19]；速效磷含量(Olsen-P)采用碳酸氫鈉-鉬銻抗分光光度法(HJ704-2014)測(cè)定[20]；全磷含量采用堿熔-鉬銻抗分光光度法(HJ632-2011)測(cè)定[21]；堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定[16]；速效鉀含量采用1 mol·L-1的NH4OAc溶液浸提，火焰光度法測(cè)定[16]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和OriginPro 9.0軟件進(jìn)行整理和作圖，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析、多重比較等統(tǒng)計(jì)分析，所有結(jié)果數(shù)據(jù)均采用3次平行降雨實(shí)驗(yàn)所獲數(shù)據(jù)的平均值所獲數(shù)據(jù)的平均值。

場(chǎng)降雨徑流磷素流失量的計(jì)算公式為：

(1)

式(1)中：L為磷素流失量，mg·m-2；Ci為取樣時(shí)段內(nèi)磷素濃度，mg·L-1；Vi為取樣時(shí)段徑流體積，L；n為降雨取樣次數(shù)；So為土槽面積，m2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同降雨強(qiáng)度和坡度條件下潮土徑流中磷素濃度變化過(guò)程

潮土徑流中磷素濃度隨降雨歷時(shí)的變化如圖1所示。隨著降雨歷時(shí)的增加，徑流中TP和PP濃度在整個(gè)降雨過(guò)程中變化幅度大，而TDP濃度在整個(gè)降雨過(guò)程中變化不明顯。當(dāng)降雨強(qiáng)度為30 mm·h-1，坡度為8°時(shí)，潮土徑流中TP濃度介于0.290～0.364 mg·L-1之間，而PP濃度為0.187～0.283 mg·L-1，TP和PP濃度在整個(gè)降雨過(guò)程中呈波狀起伏；而當(dāng)坡度增加到15°時(shí)，相同降雨強(qiáng)度下磷素濃度的變化趨勢(shì)與坡度為8°時(shí)相似，在整個(gè)降雨過(guò)程中TP的濃度介于0.911～1.301 mg·L-1之間，PP濃度為0.782～1.180 mg·L-1，TP和PP濃度在整個(gè)降雨過(guò)程中磷素濃度的呈波狀起伏。

注：a圖雨強(qiáng)30 mm·h-1，坡度8°；b圖雨強(qiáng)30 mm·h-1，坡度15°；c圖雨強(qiáng)60 mm·h-1,坡度8°；d圖雨強(qiáng)60 mm·h-1，坡度15°；e圖雨強(qiáng)90 mm·h-1，坡度8°；f圖雨強(qiáng)90 mm·h-1，坡度15°。Note:a:Rainfall intensity 30 mm·h-1,slope 8°;b:Rainfall intensity 30 mm·h-1,slope 15°;c:Rainfall intensity 60 mm·h-1,slope 8°;d:Rainfall intensity 60 mm·h-1,slope 15°;e:Rainfall intensity 90 mm·h-1,slope 8°;f:Rainfall intensity 90 mm·h-1,slope 15°.圖1 不同降雨強(qiáng)度和坡度下潮土徑流中磷素濃度隨降雨歷時(shí)的變化Fig.1 Changes of phosphorus concentrations in runoff from fluvo-aquic soil with rainfall duration under different rainfall intensities and slopes

當(dāng)降雨強(qiáng)度為60 mm·h-1，不同坡度條件下潮土徑流液中磷素濃度變化趨勢(shì)基本一致，即TP與PP濃度在降雨初期濃度相對(duì)較高，在持續(xù)一段時(shí)間后濃度在波動(dòng)中下降，然后趨于平緩，但各自的濃度變化情況不盡相同。當(dāng)坡度為8°時(shí)，徑流液中TP和PP濃度呈先上升再下降的趨勢(shì)，且在第8 min時(shí)達(dá)到最高，分別為1.074和0.986 mg·L-1。當(dāng)坡度為15°時(shí)，徑流液中TP和PP濃度也呈先上升再下降的趨勢(shì)，其濃度也在第8 min時(shí)達(dá)到最高，分別為1.925和1.813 mg·L-1。

當(dāng)降雨強(qiáng)度為90 mm·h-1，不同坡度條件下潮土徑流中TP和PP濃度在整個(gè)降雨過(guò)程中變化幅度很大。當(dāng)坡度為8°時(shí)，潮土徑流液中TP濃度的變化范圍為1.330～1.680 mg·L-1，PP濃度的變化范圍為1.210～1.607 mg·L-1，在整個(gè)降雨過(guò)程中TP和PP濃度呈先上升后下降的趨勢(shì)，濃度在16 min達(dá)到最高，分別為1.680和1.607 mg·L-1。當(dāng)坡度為15°時(shí)，潮土徑流液中TP和PP濃度在波動(dòng)中下降，其濃度變化范圍分別為1.700～3.082和1.515～2.909 mg·L-1。

2.2 降雨強(qiáng)度和坡度對(duì)潮土徑流中磷素濃度的影響

不同降雨強(qiáng)度和坡度條件下潮土徑流中磷素濃度如圖2所示。當(dāng)坡度為8°時(shí)，不同降雨強(qiáng)度下潮土TP濃度范圍為0.323～1.414 mg·L-1，TDP濃度范圍為0.083～0.102 mg·L-1，PP濃度范圍為0.240～1.311 mg·L-1，不同降雨強(qiáng)度下TP、TDP和PP濃度均表現(xiàn)為90 mm·h-1>60 mm·h-1>30 mm·h-1。方差分析得出，各降雨強(qiáng)度之間潮土徑流液中TP、PP濃度呈顯著性差異，而TDP濃度差異不顯著。當(dāng)坡度為15°時(shí)，不同降雨強(qiáng)度下潮土TP濃度范圍為1.159～2.315 mg·L-1，TDP濃度范圍為0.126～0.163 mg·L-1，PP濃度范圍為1.033～2.152 mg·L-1，當(dāng)降雨強(qiáng)度由30 mm·h-1增加到90 mm·h-1，潮土中TP和PP濃度分別增加了99.7%和108.3%，3種降雨強(qiáng)度潮土徑流液中TP、TDP和PP濃度均表現(xiàn)為90 mm·h-1>60 mm·h-1>30 mm·h-1，且各降雨強(qiáng)度之間TP和PP濃度呈顯著性差異。不同降雨強(qiáng)度潮土徑流液中TDP濃度分別為0.126 mg·L-1、0.137 mg·L-1和0.163 mg·L-1，各降雨強(qiáng)度之間TDP濃度差異不顯著，說(shuō)明坡度和降雨強(qiáng)度主要影響徑流中PP濃度，而對(duì)徑流中TDP濃度影響較小。

注：小寫(xiě)字母不同代表不同雨強(qiáng)條件下磷素濃度差異顯著(P<0.05)。Note:Lowercase letters indicate significant differences of phosphorus concentration between rainfall intensities at P<0.05.圖2 降雨強(qiáng)度和坡度對(duì)潮土徑流中磷素濃度的影響Fig.2 Effects of rainfall intensities and slopes on phosphorus concentrations in runoff from fluvo-aquic soil

2.3 降雨強(qiáng)度和坡度對(duì)潮土徑流中磷素流失量的影響

不同降雨強(qiáng)度和坡度對(duì)潮土徑流中磷素流失量的影響如表1所示。由表1可知，當(dāng)坡度為8°時(shí)，TP的流失量范圍為4.13～29.4 mg·m-2，TDP的流失量范圍為1.07～4.25 mg·m-2，PP的流失量范圍為3.06～25.2 mg·m-2，潮土徑流中TP和PP流失量隨著降雨強(qiáng)度的增加呈增加趨勢(shì)，而TDP流失量隨著降雨強(qiáng)度的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)。從徑流中PP占TP的比例來(lái)看，不同降雨強(qiáng)度下PP占TP的比例為71.2%～85.6%，當(dāng)雨強(qiáng)為60 mm·h-1時(shí)，PP占TP的比例最小，當(dāng)雨強(qiáng)為90 mm·h-1時(shí)，PP占TP的比例最大。當(dāng)坡度為15°時(shí)，TP的流失量范圍為18.7～64.0 mg·m-2，TDP的流失量范圍為1.95～4.19 mg·m-2，PP的流失量范圍為16.7～59.9 mg·m-2，潮土徑流中各形態(tài)磷流失量隨著降雨強(qiáng)度的增加呈增加趨勢(shì)。從徑流中PP占TP的比例來(lái)看，不同降雨強(qiáng)度下PP占TP的比例為89.6%～93.5%，說(shuō)明PP是潮土徑流流失的主要形態(tài)。

表1 不同雨強(qiáng)和坡度下潮土徑流中磷素流失量Table 1 Phosphorus losses in runoff from fluvo-aquic soil under different rainfall intensities and slope gradients

2.4 磷素流失量與降雨強(qiáng)度、坡度的相關(guān)性分析

不同的坡度和降雨強(qiáng)度條件對(duì)潮土徑流水中TP、TDP和PP流失量的綜合影響見(jiàn)表2。由表2可知，潮土徑流水中TP、TDP和PP流失量與降雨強(qiáng)度、坡度之間都存在明顯的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)均在0.578 9以上，其線性回歸方程可用于預(yù)測(cè)不同坡度和降雨強(qiáng)度條件下，潮土區(qū)徑流水中TP、TDP和PP的單位面積流失量。

同時(shí)，我們進(jìn)一步通過(guò)回歸分析得到次降雨徑流量Q與徑流水中TP、TDP和PP流失量之間的關(guān)系(表2)。由回歸方程可知，潮土徑流水中TP和PP流失量和次降雨徑流量Q之間都存在明顯的線性關(guān)系，即次降雨徑流量Q越大，潮土徑流水中TP和PP流失量越大，且其相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.838 9以上。而潮土徑流水中TDP流失量與次降雨徑流量Q之間不存在明顯的線性關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)僅0.346 4。因此，當(dāng)已知某次降雨的徑流總量時(shí)，可利用本實(shí)驗(yàn)擬合方程來(lái)預(yù)測(cè)潮土區(qū)徑流中磷素的單位面積流失量，以上方程為預(yù)測(cè)一定條件下潮土區(qū)徑流中TP和PP單位面積流失量提供了簡(jiǎn)便的算法和科學(xué)依據(jù)，對(duì)磷素的非點(diǎn)源污染模型預(yù)測(cè)及面源污染控制有重要意義。

表2 雨強(qiáng)(q)、坡度(S)、次降雨徑流量(Q)與磷素流失量之間的關(guān)系Table 2 Relationships between TP、TDP and PP loss and rainfall intensity(q),slope gradient(S) and runoff quality(Q)

3 討 論

3.1 降雨過(guò)程中潮土徑流中磷素濃度變化特征

降雨及其產(chǎn)生的徑流是土壤養(yǎng)分流失的主要?jiǎng)恿?lái)源[22]。降雨強(qiáng)度直接影響雨滴濺蝕坡面土壤的動(dòng)能和坡面徑流的流速；而坡度則是通過(guò)徑流量和流速大小來(lái)影響土壤中磷素流失的濃度和流失量。本研究發(fā)現(xiàn)，在人工模擬降雨條件下，當(dāng)降雨強(qiáng)度為30 mm·h-1時(shí)，不管坡度為8°還是15°，潮土徑流液中TP與PP濃度在整個(gè)降雨過(guò)程中變化幅度小，其濃度波浪式起伏無(wú)明顯降低趨勢(shì)，主要是因?yàn)橛陱?qiáng)較小，流速較緩，產(chǎn)生的徑流量較少，攜帶養(yǎng)分的能力有限，同時(shí)土壤中的磷與徑流反應(yīng)需要一定的時(shí)間[23-24]，導(dǎo)致徑流中磷素濃度小且呈波浪式起伏，無(wú)明顯降低趨勢(shì)。當(dāng)降雨強(qiáng)度上升到60 mm·h-1時(shí)，TP與PP濃度在降雨初期出現(xiàn)一個(gè)濃度峰值，這是由于養(yǎng)分的初期沖刷效應(yīng)造成的，但隨著降雨的持續(xù)進(jìn)行，土壤表層的磷素被攜帶流失，再加上徑流的稀釋作用[25]，徑流液中的TP與PP濃度逐漸減小后趨于平衡。而當(dāng)降雨強(qiáng)度上升到90 mm·h-1時(shí)，當(dāng)坡度為8°時(shí)，整個(gè)降雨過(guò)程中TP和PP濃度呈先上升后下降的趨勢(shì)，而當(dāng)坡度為15°時(shí)，潮土徑流液中TP和PP濃度在波動(dòng)中下降，這主要是因?yàn)椴煌慕涤陱?qiáng)度打擊、分散和沖刷土壤顆粒的力度和產(chǎn)生的徑流不同，因此造成了土壤磷素流失濃度存在差異[26-27]。同時(shí)，坡度也在潮土磷素濃度的變化發(fā)揮了一定的作用，隨著坡度的增加，導(dǎo)致地表徑流總量增加的同時(shí)也加快了徑流速度，使得徑流對(duì)土壤的沖擊力更大，沖刷出的顆粒物更多[28]，導(dǎo)致在同樣的降雨強(qiáng)度下坡度為15°的磷素流失量要大于坡度為8°時(shí)的磷素流失量。

3.2 不同降雨強(qiáng)度和坡度對(duì)潮土磷素濃度和流失量的影響

在本研究中，不同降雨條件下潮土的TP濃度范圍為0.323～2.315 mg·L-1，TDP濃度范圍為0.083～163 mg·L-1，PP濃度范圍為0.240～2.152 mg·L-1，不同降雨強(qiáng)度和坡度條件下，TP、TDP和PP濃度隨著降雨強(qiáng)度和坡度的增加而增加。從各形態(tài)磷占總磷的比例來(lái)看，潮土徑流中TDP濃度占TP濃度的7.23%～25.6%，而PP濃度占TP濃度的74.4%～92.8%，說(shuō)明降雨對(duì)徑流中TDP濃度影響較小，而對(duì)PP濃度影響大，顆粒態(tài)磷是潮土徑流中磷素流失的主要形態(tài)。這與左繼超等[15]研究得出的地表徑流磷素輸出以PP為主以及秦華等[23]研究得出徑流作用下PP濃度占總磷濃度80%的結(jié)論相同。

通過(guò)分析TP、TDP和PP流失量與降雨強(qiáng)度(q)和坡度(S)之間的相關(guān)性我們發(fā)現(xiàn)，潮土徑流水中TP、TDP和PP流失量與降雨強(qiáng)度、坡度之間都存在明顯的線性關(guān)系，說(shuō)明降雨的過(guò)程中，磷的流失與降雨強(qiáng)度和坡度都密切相關(guān)，這與袁溪等[29]得出的雨強(qiáng)和坡度越大，徑流中顆粒態(tài)磷和總磷流失量越大以及秦華等[23]得出的雨強(qiáng)越大，PP濃度流失越嚴(yán)重的結(jié)論一致。林超文等[30]在紫色土以及王蕙等[28]在嵌套礫石紅壤上的研究也得出了類(lèi)似的結(jié)論。降雨強(qiáng)度對(duì)磷流失量的影響主要體現(xiàn)在降雨強(qiáng)度越大，雨滴直徑和末速度越大，導(dǎo)致表層土壤受到雨滴濺擊力以及徑流的沖刷力越大，在地表徑流增加的同時(shí)，徑流中也攜帶更多的泥沙，導(dǎo)致徑流中的PP濃度增大[31]。因此，在多雨季節(jié)，可以通過(guò)改順坡壟為橫坡壟、增施有機(jī)物料等提高土壤抗蝕力，并通過(guò)控制磷肥施用、深施磷肥等措施來(lái)減少土壤中磷的含量，從而減少磷素的流失[32]。從坡度的角度來(lái)看，坡度是影響坡面土壤侵蝕的主要地形因子，坡度主要是通過(guò)徑流量和流速來(lái)影響土壤中磷素流失的濃度和流失量大小[33]。隨著坡度的增大，重力沿垂直坡面方向的分力減小，而在順坡方向的分力增大，導(dǎo)致入滲總量減小，地面徑流總量增加同時(shí)也加快了徑流的流速，使徑流對(duì)土壤的沖擊力增強(qiáng)，沖刷出的顆粒物更多，導(dǎo)致了PP濃度和流失量增大[34]。但是也有觀測(cè)資料發(fā)現(xiàn)，隨著坡度的增加，坡面磷素流失量并不隨著坡度的增長(zhǎng)而持續(xù)增加，而是存在一個(gè)流失量發(fā)生變化的臨界坡度[28]，這與本研究中得出的結(jié)論有差異，可能是因?yàn)楸狙芯吭O(shè)定的坡度較少，還沒(méi)達(dá)到土壤磷素流失量發(fā)生變化的臨界坡度，需要接下來(lái)的研究中更加深入完善。

4 結(jié) 論

(1)當(dāng)降雨強(qiáng)度為30 mm·h-1時(shí)，徑流液中TP和PP濃度在整個(gè)降雨過(guò)程中呈波狀變化；當(dāng)降雨強(qiáng)度為60 mm·h-1時(shí)，徑流液中TP和PP濃度呈先上升再下降的趨勢(shì)；當(dāng)降雨強(qiáng)度為90 mm·h-1時(shí)，在坡度為8°條件下，TP和PP濃度在整個(gè)降雨過(guò)程中呈先上升后下降的趨勢(shì)，而在坡度為15°條件下，TP和PP濃度在波動(dòng)中下降。徑流中TP和PP在整個(gè)降雨過(guò)程中變化幅度大，而TDP在整個(gè)降雨過(guò)程中變化幅度小。

(2)潮土徑流液中TP濃度范圍為0.323～2.315 mg·L-1，TDP濃度范圍為0.083～0.163 mg·L-1，PP濃度范圍為0.240～2.152 mg·L-1，TP、TDP和PP濃度隨著降雨強(qiáng)度和坡度的增加呈增加趨勢(shì)。

(3)TP和PP流失量隨著降雨強(qiáng)度和坡度的增加呈增加趨勢(shì)，而TDP流失量在坡度為8°時(shí)隨著降雨強(qiáng)度的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，在坡度為15°時(shí)呈增加趨勢(shì)，顆粒態(tài)磷是潮土徑流中磷素流失的主要形態(tài)。

(4)潮土徑流水中磷素流失量與降雨強(qiáng)度、坡度之間都存在明顯的線性關(guān)系；徑流水中TP和PP流失量和次降雨徑流量Q之間都存在明顯的線性關(guān)系，而TDP流失量與次降雨徑流量Q之間線性關(guān)系不明顯，當(dāng)已知某次降雨的徑流總量時(shí)，可利用該方程來(lái)預(yù)測(cè)潮土區(qū)徑流中TP和PP的單位面積流失量。