水体富营养化是目前水生生态系统中存在的主要生态环境问题,其中磷是引起富营养化的主要限制性元素。流域是各类污染物汇集、输送并到达下游受纳水体的基本区域,被认为是研究水体污染与控制的基本空间单元。磷指数模型最初是一种适用于农田尺度的评价磷流失潜在风险的工具,它虽然相对简单,却能综合考虑磷输出的源因子和迁移因子,因此具有较强的实用性。基于中小流域尺度构建磷指数模型,运用GIS处理数据,将磷指数模型结构的简单和综合性与流域空间的差异性相结合,可提高模型的综合应用能力。巢湖一直存在着较高的富营养化风险,各入湖河流磷的不断输送是主要原因之一。本文选择巢湖典型入湖河流丰乐河和柘皋河的流域为研究区,在前人的磷指数模型基础上构建了基于Arc GIS的流域新型磷指数模型,对两个流域磷流失进行评价,以期为巢湖及其他流域的综合治理和管理提供科学依据。源因子选择土壤全磷含量、磷肥施用量、人口密度和底泥总磷含量因子,考虑到底泥作为水体中磷的重要“源”和“汇”对下游受纳水体富营养化的重要影响,将底泥总磷含量作为源因子之一引入模型。迁移因子选择了土壤侵蚀模数、年径流深、距离因子和子流域形状系数,考虑子流域本身特征对磷流失可能会造成的影响,引入了子流域形状系数。确定了源因子与迁移因子定量分析方法,并基于栅格进行计算,以充分考虑空间的差异性。根据我国的行业准则以及研究确定了各因子的权重及等级划分,磷指数计算采用了目前最为广泛使用的相加—相乘法,以强调源因子和迁移因子之间的相互作用。采用磷指数模型对丰乐和柘皋流域磷流失风险进行评价,结果表明:丰乐流域磷流失风险等级从极低到极高风险区域占流域总面积分别为22.50%、35.65%、34.81%、6.90%和0.14%,柘皋流域分别为14.36%、33.80%、30.75%、11.23%以及9.86%,丰乐与柘皋流域均以低和中等级为主,与丰乐流域相比柘皋磷流失危险性相对较高。丰乐流域内磷流失极高和高风险区域主要分布在流域东南部以及少量河流附近地区。这部分地区人口分布较为密集,人口密度等级为高,土壤全磷和磷肥施用量含量多表现为中等级,且距河流距离在0～200 m之内,所以造成这部分地区的磷流失风险性高。靠近流域出口位置的区域又受各个支流影响,上游河流携带的大量含磷污染物随水流迁移并沉积到底泥中,致使这块区域底泥总磷含量为中风险,加之流域出口位置子流域形状系数较大,相对易产生洪水,使得磷流失风险性极高。柘皋流域内磷流失风险极高和高风险区主要分布在流域南部。这部分区域土壤全磷含量多为中等级,人口密度主要表现为高和极高等级,人类活动对这一区域的磷流失风险影响较大,且部分区域距河流较近,所以造成这部分地区磷流失风险性高。总体来说,因柘皋流域相较于丰乐距离巢湖更近,等级普遍表现为极高、高以及中,致使靠近流域出口位置磷流失风险极高。流域内磷流失风险等级是多个影响因子共同作用的结果,这些因子对于磷源污染的发生可能相互促进也可能相互制约。本文假定施用新型肥料和土地利用类型极端变化两种情景,预测流域磷流失风险在不同变化下的影响。施加新型肥料后,两个流域的磷流失风险均表现为降低的趋势,但等级下降程度不同。在土地利用类型均为水田的极端情景下,流域内的土地利用类型由林地等向水田过渡时,两个流域的风险均有所增加。由此说明,本文构建的磷指数模型可以在一定范围内反映出未来情景变化的影响。