摘要
为阐明平原河网圩区稻田、旱地（露天蔬菜）降雨、灌溉产流特征以及氮（N）、磷（P）等面源污染物的排放特征，本研究以上海市郊圩区旱地、稻田为研究对象，采用水文在线自动监测、水质自动采样的方法，对农田径流开展水文水质高频协同监测。通过高频的电导率（EC）和浊度（TURB）数据表征溶解态和颗粒态污染物的浓度变化；通过分析浓度-流量（C-Q）关系，从滞后效应（hysteresiseffect）的角度研究溶解态和颗粒态污染物的输出特征，明确不同形态污染物的迁移路径，旨在为平原河网圩区农田面源污染防控提供基础支撑。 主要研究结果如下： （1）稻田、旱地径流的水质分析结果表明，浊度能较好地反映总悬浮物（TSS）（r=0.869，P＜0.01）和总磷（TP）（r=0.635，P＜0.01）含量，电导率（EC）能很好地反映径流中的可溶盐浓度（r=0.975，P＜0.01）；在低氮浓度情况下，EC与溶解性氮磷相关性较弱，但在施肥后氮浓度较高（＞9mg·L-1）时，EC与氮具有良好的相关性（旱地：r=0.905，P＜0.01；稻田：r=0.707，P＜0.01）。 （2）通过对稻田、旱地EC、TURB高频监测数据的滞后分析结果表明，旱地的EC-Q滞后曲线总体呈逆时针滞后，稻田则总体呈顺时针滞后，溶解态污染物输出主要受稀释作用影响；稻田、旱地的TURB-Q滞后曲线总体呈顺时针滞后，表明无论稻田还是旱地，颗粒态污染物的输出主要受冲刷作用影响。旱地TP输出主要表现为冲刷作用，其它形态N、P在不同径流事件中的输出特征各异，既有冲刷作用，也有稀释作用。稻田中铵态氮（NH4+-N）的输出特征既有冲刷作用，亦有稀释作用，其它形态N、P的输出总体呈稀释作用。 （3）对旱地径流与土壤溶液指标的监测分析表明，径流中的TP主要来自于土壤颗粒态磷的流失，径流的总氮主要来自土壤溶液。径流最大TP浓度-土壤溶液TP浓度无相关关系，TP主要来自土壤表面，较短的迁移路径是颗粒态污染物输出主要呈顺时针滞后模式的主要原因；径流最大总氮（TN）浓度-土壤溶液TN浓度相关性很高（r=0.969，P＜0.05），TN主要来自土壤溶液，多变的迁移路径是溶解态物质输出大多呈逆时针滞后的主要原因。在旱地中，施肥对TN的事件平均浓度（EventMeanConcentration，EMC）影响较大，对TP的EMC影响较小。 （4）稻田和旱地的水文监测结果表明，稻田径流系数平均值高于旱地，稻田产流更稳定，而旱地不同降雨事件的径流系数差异较大。无论是旱地还是稻田，径流系数均与降雨量相关关系良好（r=0.876，P＜0.01；r=0.744，P＜0.01）。旱地产流受前期土壤含水率（AntecedentMoistureCondition，AMC）影响较大，代表旱地土壤产流能力的径流曲线数（CN）与10cm土层前期土壤含水率（AMC10）关系最好（r=0.878，P＜0.01）。降雨、灌溉、人工排水是引起稻田田面水液位显著变化的主要原因。 （5）水文水质协同监测结果表明，水稻生育期排放的TN负荷约为旱地的2倍，TP排放负荷少于旱地。水稻生育期排放的TN负荷为24.76kg·hm-2，主要流失形态是NH4+-N；TP排放负荷为0.93kg·hm-2，流失形态主要为溶解性总磷（DTP）。稻田的N、P输出负荷受降雨、施肥的影响，其氮素流失负荷在高施氮量情况下与径流量关系不大。旱地的TN年输出负荷为13.39kg·hm-2，主要流失形态为硝态氮（NO3--N），TP年输出负荷为2.05kg·hm-2，主要流失形态为颗粒态磷；旱地氮磷流失负荷受径流量影响，其中铵态氮（NH4+-N）与径流量相关关系最好（r=0.956，P＜0.01）。
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