三峡水库是举世瞩目的特大型水利工程,自2003年6月开始蓄水后,局部区域水体富营养化频繁发生,部分支流甚至发生了严重的“水华”现象,从而对库区及下游地区的水环境安全及经济社会的可持续发展产生了重大现实威胁。随着国家对库区及长江上游流域点源污染治理力度的加大,面源污染对库区水环境质量的影响将变得更为突出。为深入了解库区农业面源污染的发生特点及发生强度,在三峡库区涪陵段选择了一个地形封闭的、以水稻／玉米-榨菜为主要土地利用类型的典型小集水域—王家沟小流域,对其农业活动及地表水体水质进行了连续一年的的调查监测研究。研究的具体目标是：1)了解流域内不同地表水体中氮磷浓度的动态变化规律；2)掌握流域径流氮磷的排放动态及负荷强度；3)比较分析流域农田土壤系统的氮磷收支及其对氮磷面源流失的影响。主要研究结果如下：Ⅰ.研究小流域的水质超标概况研究期间从流域内的沟渠径流水、堰塘水和井水等不同水体中采集的总共293个水样中,有74.7%超过地表水V类水质总氮标准,而总磷浓度低于Ⅲ类水质标准的占62.1%。表明研究小流域地表水体受氮素(尤其是总氮)污染非常严重,磷素污染则相对较轻。Ⅱ.研究小流域内不同水体氮磷浓度的比较分析在研究期间,流域内三种水体类型—沟渠径流水、堰塘水和井水的总氮(TN)浓度范围分别为0.2～26.4、0.5～16.6和3.3～34.7mgN/l,平均浓度分别为5.9、4.6、11.9mgN/l。在同一采样日期,井水TN的平均浓度基本上高于沟渠或堰塘水。硝态氮(NO3--N)是水体氮素的主要组分,其对沟渠、堰塘和井水TN平均浓度的贡献率分别为59.5%、55.5%和86.6%；铵态氮(NH4--N)对三种水体TN平均浓度的贡献率则仅分别为3.5%、9.9%和1.1%。溶解性有机及颗粒态氮(PON)对水体TN的贡献率在11.6～35%之间。因此,研究流域的三种水体中总氮组成均以溶解性无机氮(尤其是NO3--N)为主,但PON的贡献也不容忽视。流域内沟渠径流水、堰塘水和井水三种水体类型的总磷(TP)浓度范围分别为0.01～3.82、0.01～3.31和0.01～1.93mgP/1,平均浓度分别为0.28、0.32和0.27mgP/l。与水体TN以溶解性无机氮(DIN)为主相反,水体TP以颗粒态磷(PP)为主、溶解性磷(DP)为辅,其中,PP占三种水体TP浓度的百分率在59.3%～65.4%之间,DP所占TP浓度百分率则小于41%。Ⅲ.研究流域径流氮磷排放负荷研究流域径流汇出口的氮磷年排放负荷总量分别为3985kgN和112kgP,平均单位农田面积输出负荷分别为61kgN/(hm2. a)和1.7kgP/(hm2. a),径流氮素排放负荷是磷排放负荷的36倍。按作物播种生长季节计算,研究流域春夏季水稻-玉米播种与生长前期氮磷排放负荷分别占全年总量的80.5%和75.9%,秋冬季榨菜播种和生长期对全年氮磷排放总量的贡献率仅分别为为18.9%和23.2%。因此,降低研究流域的农业面源污染对水环境的安全风险,关键在于削减春夏季水稻-玉米播种生长期土壤氮磷(尤其是氮)的径流流失。合理配置土地利用分布格局是控制流域土壤氮磷面源污染流失的有效途径之一。研究表明,流域内下部(末端)分布有较多稻田的子集水区的径流氮磷排放负荷比以旱地为主的子集水区更低,可能是稻田对中上部早／坡地流出的营养物质起到一定的拦截与净化作用。Ⅳ.研究流域农田土壤系统氮磷收支与径流氮磷流失的关系研究流域农田土壤氮磷年平均收入(以纯氮或纯磷计)分别为819和115 kg/(hm2. a),支出分别为507和:33kg/(hm2. a),盈余量分别为312和82kg/(hm2. a)。化肥施用是农田土壤系统氮磷最主要的输入源,其对氮磷总收入的贡献率分别为72.3%和82.9%。其次为作物秸秆还田,对土壤系统氮磷总收入的贡献率分别为14.7%和9.2%。流域土壤系统氮磷的主要输出途径为作物收获,分别占氮磷总支出的42.1%和94.8%。径流排放的氮磷分别占流域氮磷总支出的12.0%和5.2%及流域化肥氮磷施用量的10.3%和1.8%。在研究流域内的三种主要农业土地利用系统中,榨菜对流域农田土壤氮磷收支的影响最大,其对氮磷盈余的贡献率分别为69.8%和80.8%；其次为玉米,对氮磷盈余的贡献率分别为27.9%和19.2%;水稻对氮磷平衡的贡献最小。因此,合理配施各种来源的肥料、降低旱作系统(榨菜和玉米)土壤的氮磷盈余量将有利于减少流域农业活动对水环境的不利影响。