mini综述 | 壤中流对土壤氮磷流失的影响
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文献分享
2022.9.30
壤中流对土壤氮磷流失的影响
壤中流（interflow）是降雨侵蚀下土壤养分流失的重要途径和载体。目前，国内外关于地表径流对土壤氮磷流失影响的研究成果较多，但对于壤中流对土壤氮磷流失影响的研究尚处于探索阶段。
文献分述
（1）氮
【1】本研究通过人工降雨实验探究三峡库区紫色土氮流失途径，发现长时间低强度降雨会导致土壤大孔隙间的壤中流，导致硝态氮的损失显著高于其他雨情。
Jia H Y, Lei A l, Lei J S, et al., Effects of hydrological processes on nitrogen loss in purple soil[J]. Agricultural Water Management, 2007, 89(1-2): 89-97.
【2】本研究采用人工模拟降雨发现壤中流占总径流量的0.2%~2.7%，但是坡面壤中流养分含量为地表径流养分含量的4.32~63倍，尽管壤中流总量在总径流量中的比例并不高，但由其携带而流失的养分仍不容忽视。
丁文峰,张平仓.紫色土坡面壤中流养分输出特征[J].水土保持学报,2009,23(04):15-19+53.
【3】本研究综述了壤中流营养盐的迁移过程，其中氮主要以铵态氮、硝态氮和有机质的形式存在，随壤中流而流失的氮等营养物质主要为溶解颗粒和悬浮颗粒。
Wang C. Advances of the migration of soil nutrient driven by interflow[C]. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2021, 651(4): 042067.
【4】研究了近地表水力梯度对5%坡面土壤盘表层径流氮流失的影响，发现自由排水情景下，硝态氮的流失量仅为施氮量的0.01%；自流渗流情景下为施氮量的11~16%。
Zheng F L, Huang C H, Norton L D. Effects of near‐surface hydraulic gradients on nitrate and phosphorus losses in surface runoff[J]. Journal of environmental quality, 2004, 33(6): 2174-2182.
（2）磷
【1】研究了植物根系和丛枝菌根真菌对壤中流磷浓度和土壤淋失磷的影响，发现强降雨（40和80 mm/h）条件下土壤因淋滤而流失的磷减少21~39%。
He Y, Yang R, Lei G, et al. Arbuscular mycorrhizal fungus–induced decrease in phosphorus loss due to leaching in red soils under simulated heavy rainfall[J]. Journal of soils and sediments, 2021, 21(2): 881-889.
【2】通过场地实验发现，坡耕地15°样地氮、磷损失率最高，紫色土土壤和养分损失最为严重，壤中流是重要的流失途径。
Ma X, Li Y, Li B, et al. Nitrogen and phosphorus losses by runoff erosion: Field data monitored under natural rainfall in Three Gorges Reservoir Area, China[J]. Catena, 2016, 147: 797-808.
【3】本研究用自由排水蒸渗仪进行了为期3年的大田试验，发现施用有机改良剂显著降低了土壤总氮、总磷损失，和氮磷钾处理模式相比，平均壤中流中损失量分别减少117%和90%。
Bah H, Zhou M, Ren X, et al. Effects of organic amendment applications on nitrogen and phosphorus losses from sloping cropland in the upper Yangtze River[J]. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2020, 302: 107086.
【4】综述了8个模型（ADAPT, APEX, DRAINMOD, HSPF, HYDRUS, ICECREAMDB, PLEASE和SWAT）在排水中的磷损失，虽然SWAT模型被广泛用于模拟径流中磷的损失，但在瓦片流（tile drain flow）中磷的损失没有被模拟；瑞典的ICECREAMDB模型是一个例外，专门用来模拟排水中的磷损失。
Radcliffe D E, Reid D K, Blombäck K, et al. Applicability of models to predict phosphorus losses in drained fields: A review[J]. Journal of environmental quality, 2015, 44(2): 614-628.
文献总结
目前，地表径流对养分流失影响的研究已趋于成熟，但对壤中流驱动的土壤养分迁移过程的研究仍处于探索阶段。其中，施于土壤的铵态氮易被消化，转化为硝态氮，因其吸附能力较弱，易随水迁移流失；而磷由于易被土壤固定，所以迁移能力相对较弱，过程也更复杂。现有研究也大多停留在场地实验和模拟实验阶段，模型大多依赖于传统水文模型，对于物质转化过程则难以机理化和模型化。
个人思考
从实验走向模型，从现象走进机理，深入理解壤中流对土壤养分流失的影响，这是当前研究的攻坚方向。这对于从源头上控制土壤养分迁移，防止农业面源污染具有重要的理论和现实意义。
分享人介绍
刘国王辰，2020级博士生
研究方向：流域非点源污染与水环境修复
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刘国王辰 | 供稿
张宇涵 | 编辑
陈磊 | 审核
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流域面源污染控制与水环境修复
陈磊
团队负责人
本公众号由北京师范大学面源污染团队运营，重点分享水利工程、环境科学与工程、生态工程、环境系统工程等领域的学术前沿、科普知识，特别是创建了科学家分享系列《失败集》和文献俱乐部；荣获2020年全国百强学术公众号。
团队负责人陈磊，教授，博士生导师，第五批中组部“万人计划”青年拔尖人才获得者，流域非点源污染过程学科团队负责人（2017-2020）。中国水利学会、中国环境科学学会水环境分会、国际水学会（IWA）、中国地理学会理事。主要从事流域非点源污染模拟与控制、水环境模拟与修复、海绵城市机理及设计、流域综合管理等领域研究，在非点源污染过程机理、核算模型和防控模式等方面取得多项关键突破。发表学术论文130余篇，其中在Water Research、Water Resources Research、Journal of Hydrology等权威期刊发表第一/通讯作者SCI检索论文64篇，出版学术专著3部，授权软著/专利10项，获省部级奖励3项。担任Journal of Hydrology等多个国际期刊副主编/客座主编，组织首届大江大河生态保护与修复研讨会、SWAT2016等重要会议，为30余个本领域顶级刊物提供审稿服务，取得了一定的国际影响力。
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