太湖上游丘陵区农业开发给流域水环境带来了严重的面源污染。茶园作为当地丘陵区农业综合开发的重点发展类型,由于其独特的耕作方式(高强度施肥、定期修剪),再加上丘陵区土壤空隙大、土层薄弱,在降雨径流的冲刷下茶园坡地氮磷流失严重。目前,众多专家学者对太湖流域丘陵坡地氮磷流失进行了深入的研究,但缺乏茶园坡地氮磷输出节律性的长期观测和对比性研究,对于茶园氮磷输出途径尤其是壤中流关注较少,影响了当前对茶园坡地氮磷输出通量的精准预测。降雨径流作为农田面源污染入湖的主要途径,有效地评价分析相关污染物的输移规律,总结规律性特征,为长期状况下茶园坡地氮磷输出途径与通量的定量研究提供基础依据。本论文选取太湖上游天目湖流域临湖坡地开展试验,在茶园坡地分别布设径流小区和坡面小区,通过布设自动气象站、土壤水分监测系统、径流采集桶和水位站高频监测系统获取相关数据。基于2018-2019年同步获取的气象数据、土壤水分、地表径流以及降雨监测采样,综合应用统计方法研究土壤水分时空分布变化,掌握径流小区、坡面小区降雨产流特征、氮磷污染物迁移过程、讨论相关污染物初期冲刷效应。采用事件平均浓度(EMC),计算径流小区、坡面小区氮磷输出状况,估算自然降雨下径流小区、坡面小区氮磷输出通量,阐明氮磷输出的主要途径和形态。主要研究成果如下:(1)受降雨和土壤水分侧向运移的影响,不同坡位、深度土壤水分对降雨响应程度存在明显差异。坡中和坡底深层土壤为氮磷养分交换活跃层。茶园坡地降雨径流以壤中流为主,地表产流相对较少,地表径流和壤中流系数分别为0.099和0.206。在降雨径流过程中,径流小区、坡面小区的雨强峰值与地表径流流量峰值良好的协同对应关系,每个雨强峰值点均对应存在一个流量峰值点,雨强峰-流量峰响应较为迅速,响应间隔多为5-10min,并且大雨强的降雨事件雨强首峰-流量首峰响应比小雨强的降雨事件迅速。(2)在径流小区和坡面小区两种研究尺度下,氮磷污染物浓度在迁移过程中均表现出峰值波动特点,表现出降雨初期污染物浓度较高,而后随着降雨过程的进行,氮磷污染物浓度总体上呈现降低趋势。降雨对径流小区地表径流氮磷迁移过程中浓度变化波动的影响大于壤中流;而且无论径流小区还是坡面小区,降雨强度越大,氮磷迁移过程中污染物尤其是颗粒态污染物浓度波动变化越大,且表现出一定的初期冲刷效应。(3)径流小区、坡面小区的氮磷污染物在地表径流中主要输出途径均为硝态氮和颗粒态磷。在径流小区尺度下,壤中流主要输出氮素形态为硝态氮,主要输出磷素形态为颗粒态磷和溶解态正磷酸盐。降雨强度使径流小区、坡面小区氮磷输出EMC值均变大,雨强对TN的影响主要表现在输出途径上,大雨强下TN地表径流输出EMC值要大于壤中流;对TP影响则表现在输出形态上,大雨强下径流小区PP/TP在地表径流输出占比会升高,而与自然条件更相近的坡面小区TP输出形态则无此现象。施肥处理会影响到径流小区地表径流的颗粒态磷占比和壤中流的TN浓度、硝态氮占比。较高和较低强度的施肥使地表径流的颗粒态磷占比和壤中流的硝态氮占比升高。随着施肥梯度增加,TN在壤中流输出EMC值相比地表径流显著升高。径流小区TN输出通量主要以壤中流途径输出,是地表径流输出通量的1.38-7.48倍;TP输出通量则主要以地表径流途径输出,是壤中流输出通量的1.22-3.33倍。降雨量越大,径流小区、坡面小区氮磷输出通量均变大。其中TN输出通量不受雨强的影响,TP输出通量则随着雨强增强而变大。在高强度的施肥投入下,磷素相比较氮素更容易流失,随着施肥梯度(20%)增加,径流小区TN输出通量依次增加了13.34%、14.55%,而TP输出通量相比增加了24.44%。