1.2.2　氮磷在土水界面的遷移轉化研究

由于水體富營養化過程與農業生產的土壤氮磷流失關系緊密，導致農業活動對面源污染的貢獻顯著，進而對水質惡化起到推動作用。在農業生產中，化肥的利用率僅為35%～40%，約60%殘留在土壤和水體中，其主要成分氮磷隨著地表徑流和灌溉水進入河流，成為富營養化的重要污染源。同時農藥的利用率為30%左右，絕大部分隨降水和農業用水進入農業環境中，成為流域的另一污染源（王春生等，2007）。研究表明，我國64%的河流污染和57%的湖泊污染由農田徑流引起（全為民等，2002）。

根據發生途徑，氮磷的遷移轉化過程分為地表溶出和土壤滲漏。地表溶出過程主要受降雨徑流期間土壤理化性質、土地利用類型、施肥狀況和水文循環過程等因素的影響（Manninen et al.，2017；Jiang et al.，2019；楊坤宇等，2019）。另外，降雨強度、表層土壤營養物質含量、地形坡度及耕作情況與氮磷隨地表徑流流失也密切相關（Shi et al.，2016；金春玲等，2018）。土壤溶質滲漏過程是在降水或灌溉作用下，氮磷以溶解態的形式向下層土壤的垂直遷移，是土壤溶質在對流、擴散和化學反應耦合作用下發生的運移。下滲污染物不僅對地下水水質造成潛在威脅，同時對與地下水有水文循環關系的其他水體也產生一定影響（謝勇等，2017）。

隨徑流流失的氮形態主要是溶解于徑流的礦質氮，或吸附于泥沙顆粒表面的無機和有機態氮（Udawatta et al.，2006）。不同形態氮素隨降雨徑流的流失規律呈現一定的差異，土壤水分運動對硝態氮流失有主要影響（王雙等，2018；Uribe et al.，2018），通過降水在土壤中的側滲，隨水分運動進入地表徑流（Yang et al.，2009）。氮素通過徑流進入農田土壤，以土壤水為載體繼續在土壤表層和土壤根際的還原層發生遷移（Jia et al.，2007）。有研究表明，農田土壤水攜帶的溶解態和吸附態養分是農業面源污染的最大來源之一，土壤水分中養分的主要形式為氨氮和硝態氮（雷沛等，2016；劉蓮等，2018）。農田土壤中的磷既可以通過徑流而流失，也可被淋溶。除了一些有機土、過量施肥的土壤或地下水位較高的砂質土壤外，多數情況下淋溶水中的磷濃度很低（Ryden et al.，1973；Heckrath et al.，1995）。因此，徑流流失是農田土壤中的磷進入水體的主要途徑（Sharpley et al.，2001）。徑流中的磷形態分為溶解態磷和顆粒態磷，溶解態磷來自土壤、作物和肥料的釋放，以正磷酸鹽形式存在，可以被藻類直接吸收利用，從而對地表水環境質量產生直接影響（Nasb et al.，1999）。隨土壤水遷移的磷形態為溶解態磷（Zhang et al.，2013；劉娟等，2019），磷在土壤水中遷移量由土壤水運動過程中與土壤的接觸時間決定。