2017, Vol. 38
2. 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400715
2. Key Laboratory of Eco-environments in Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, Chongqing 400715, China
土壤养分流失的过程实质上是表层土壤养分与降雨、径流相互作用的过程, 降雨和径流是土壤养分流失的动力, 土壤是其相互作用的界面[1].土壤养分在水的驱动下, 一部分随地表径流、侵蚀泥沙的横向迁移途径流失, 一部分随水分下渗形成的纵向迁移途径流失.土壤养分流失受降雨、植被覆盖、土地利用方式、地形地貌等诸多因素的影响, 但土壤养分含量是影响降雨径流和下渗携带养分能力的重要源因子[2, 3].土壤养分含量越高, 通过地表径流和淋溶流失形成的农业面源污染的潜在风险就越大.大尺度区域土壤养分含量主要受土壤母质、气候条件、地形地貌等差异影响, 而在景观和流域尺度上, 气候和母质相对均一, 土地利用类型及其空间分布、施肥、农作物种植模式等因素的影响相对较大[4~8].土壤养分在降雨-径流作用下迁移流失过程十分复杂, 雨滴打击和径流冲刷作用会产生一定厚度的扰动层, 层内土壤溶质会以一定的比例和模式分配到径流水、土壤水和入渗水中[9], 土壤养分随径流迁移和下渗迁移密不可分.紫色土是由紫色页岩发育而成, 土层薄、孔隙度大、透水性良好, 土层下伏透水性较弱的泥页岩[10], 土壤养分与地表径流、浅层地下水关系更为密切.
因此, 本研究以三峡库区紫色土农业小流域为例, 利用所采集的土壤、浅层地下水和地表径流样品, 分析了流域不同土地利用类型土壤氮磷养分含量特征和浅层地下水氮磷浓度时空变化特征, 探讨了坡面土壤氮磷养分含量与浅层地下水、坡面地表径流氮磷浓度之间的关系, 以期为三峡库区农业流域土壤养分流失机制研究和面源污染有效控制提供参考依据.
1 材料与方法 1.1 研究区域概况研究区位于三峡库区涪陵段珍溪镇王家沟小流域(E107°30′, N29°54′), 地处三峡库区腹心地带, 属长江一级支流.流域地形为低山丘陵, 海拔在186~317 m之间, 土壤以紫色土为主, 分布有少部分水稻土.流域内由地貌自然分割成两个树状结构的子流域, 面积分别为47.21 hm2、35.13 hm2, 子流域主要集水线上筑有水泥干渠.研究区域属亚热带湿润季风气候, 多年平均降雨量为1 011 mm, 4~10月降雨量约占全年的85%.研究区域基础资料详实, 绘有1:1 000实测地形图和土地利用现状图.流域内土地垦殖率高, 农作物种植模式较单一, 春季以玉米、水稻为主, 秋季轮种榨菜.玉米纯氮施肥量约210 kg·hm-2, 榨菜约260 kg·hm-2, 水稻-榨菜轮作和桑树套种方式下, 水稻、桑树施肥量很少.
1.2 采样点布设和样品采集 1.2.1 井水采样点布设和样品采集依据研究区域内地形地貌分布特征, 从土地利用类型的代表性角度考虑, 选择坡面集水区域界线分明、不易发生回归流的5个坡面, 在坡底布设浅层地下水采集水井(图 1), 井深在1.5~2.5 m间, 采样深度在0.5~1 m处. 5口水井下渗面土地利用类型分别为：W1旱地梯田配置桑树篱; W2旱地坡耕地; W3桑树套种坡耕地; W4由旱坡地、桑园、林地和农村居民点用地组成的复合型坡面; W5为林地和部分旱坡地.井水样品采集频率为：4~10月(雨季)每隔20天左右采集一次; 11月至次年3月每隔30 d左右采集一次. 2012年3月~2015年12月共采集浅层地下水55次, 其中, 2014~2015年采集次降雨地表径流次日采集浅层地下水8次.
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图 1 王家沟小流域土地利用现状和采样点布设 Fig. 1 Current situation of land use and layout of sampling points in the Wangjiagou watershed |
本研究共布设9个坡面地表径流监测点(图 1)：W1、W3、W5井口所在的集水坡面均由地形自然形成唯一排水口, 坡面地表径流监测点布设在坡底排水口处; W2井口所在集水坡面由坡底高出地面的水泥干渠将坡面径流拢聚, 通过干渠设计的矩形槽口排入干渠, 坡面地表径流监测点布设于槽口; 其它所选5个坡面地表径流采样点布设于坡面集水区主排水口处, 集水区相对独立, 且集水区内土地利用类型单一.根据每场降雨历时, 分别采集地表产流后0.5、1、2、4、8 h和降雨结束后1 h地表径流水样4~6个, 每个样品200 mL, 再将这些样品混合后取250 mL作为本次降雨采样点测试水样.一般在土壤样品采集后的最近一次降雨采集坡面地表径流样品, 2014~2015年共采集坡面地表径流样品72个.
1.2.3 土样采集点布设和样品采集根据坡面降雨径流采样点和井水采样点布局, 在坡面地表径流采样点汇水区域内沿坡面方向不同坡面位置(坡顶、坡腰、坡底)布设土样采集点; 同时, 针对流域内主要土地利用类型空间分布特征, 增设部分土样采集点, 研究区域内共布设45个土样采集点.土壤样品每年采集4~5次, 主要采集时间为春秋两季作物种植前和农作物追肥结束一段时间后以及夏季春秋作物轮空期间, 2014~2015年共采集土壤样品9次.
1.3 样品测试方法采集的水样4℃保存, 并在48 h内完成测试.水样原液一部分用来测定总氮(TN)、总磷(TP), 另一部分水样经过0.45 μm滤膜过滤后, 测定硝态氮(NO3--N).水样中TN采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法(GB 11894-89) 测定; TP采用钼蓝比色法(GB 11893-89) 测定; NO3--N使用DX-120型离子色谱仪(Dionex公司, 美国)测定.
土壤样品TN采用半微量凯氏定氮法测定, 土样TP采用NaOH熔融-钼锑抗比色法, 采用酚二磺酸比色法测定新鲜土样NO3--N含量.
1.4 数据统计与分析利用Origin 8.5和SPSS 21软件, 对2014~2015年采集的不同土地利用类型土壤样品和2012~2015浅层地下水样品的TN、TP和NO3--N含量的分布水平及其变异程度进行比较分析(箱体中间空心点为其平均值, 箱体上方的英文字母为多重比较显著性差异结果).
选取W1、W2、W3所在的3个土地利用方式单一的农用地坡面, 利用所采集的坡面土壤样品和浅层地下水样品(共27个水样)分析坡面土壤氮磷养分平均含量与浅层地下水氮磷浓度关系; 利用土样采集后最近一次降雨采集的坡面地表径流水样(除2014年3月土样采集后长期无降雨外, 8次降雨事件9个坡面共采集72个水样), 分析坡面土壤氮磷养分平均含量与地表径流氮磷浓度关系; 2014~2015年采集坡面地表径流样品次日采集浅层地下水样品共8次, 利用除W4(井口旁边农户日常生活用水未能进行有效收集和处理, 会对地表径流产生一定影响, 因此, 未在该坡面布设地表径流监测点)外的4口井和其所在的下渗坡面地表径流监测点采集的样品(均为32个水样), 分析坡面地表径流与浅层地下水氮磷浓度的关系.
2 结果与讨论 2.1 不同土地利用类型空间分布及其土壤养分含量特征 2.1.1 不同土地利用类型空间分布特征流域内土地利用类型包括旱地、水田、桑园、林地、坑塘水面、农村居民点等.其中, 受人为耕作影响的主要有旱地、水田和桑园三大类, 结合流域内现有的不同地类耕作方式可细分为：旱地坡耕地(L1)、旱地梯田(L2)、旱地梯田配置桑树篱(L3)、桑树套种坡耕地(L4)、密植桑园(L5)、水田梯田(L6) 这6类.根据其在流域内空间分布, 利用洛伦兹曲线的理论, 计算6种地类随空间相对高程(流域出口为0, 最高高程为1) 和相对坡度(流域内田块最小坡度为0, 最大坡度为1) 的面积累计比例变化(图 2).根据图 2, 旱地坡耕地相对高程曲线与均衡线最为接近, 结合图 1也可以看出, 旱地坡耕地在流域分布较广泛, 不同高程区间均有分布; 梯田(L2、L3、L6) 相对高程曲线分布于均衡线的左上侧, 可见流域内的梯田分布的高程相对较低, 尤其是水田梯田主要分布在流域内相对海拔较低的冲沟中; 桑树套种坡耕地相对高程曲线多在均衡线右下方, 相对高程标准值0.3~0.8区间的面积约占80%, 其空间布局主要为流域的中上部, 分布较为集中连片.但当相对高程标准值大于0.8时, 6种地类中只有L1和L4面积累计比仍在增加, 这也表明只有此两者在流域内高海拔区域有分布; 密植桑园主要布局于流域的中部地势由高向低过渡区域, 这些区域地形陡峭, 其相对坡度最大.不同地类的坡度洛伦兹曲线具有整体性的平行分布趋势, 且主要分布于均衡线的左上方.梯田随坡度的洛伦兹曲线更靠近Y轴, 可见流域内梯田分布的坡度最缓; 旱地坡耕地和桑树套种旱坡地较为接近, 桑树套种旱坡地更陡.
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图 2 6种地类相对高程、相对坡度的洛伦兹曲线 Fig. 2 Six types Lorenz curve of relative elevation and relative gradient |
利用ArcGIS10.2软件, 对所布设的土壤采集点中的L1~L6地类采样点空间分布特征进行统计(表 1).从6种地类土样采集点坡度、高程空间分布来看, 基本能够代表该地类在流域内空间分布.
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表 1 研究区域6种地类土壤采样点空间分布情况 Table 1 Six types of soil sampling points spatially distribution in the study area |
2.1.2 不同土地利用类型土壤氮磷养分含量特征
从6种地类土壤氮磷养分含量比较来看(图 3), 梯田土壤TN平均含量均值显著(P < 0.05) 高于坡耕地, 其中：水田梯田TN平均含量1.49 g·kg-1最高, 密植桑园1.14 g·kg-1最低; 桑树套种坡地土壤TN平均含量高出旱坡地约0.12 g·kg-1, 而田坎配置桑树篱的旱地梯田也比一般的旱地梯田略有提升.不同地类土壤TP平均含量则与TN相反, 旱地坡耕地和桑树套种坡耕地土壤TP平均含量均显著高于其它4种地类, 其中：桑树套种坡耕地土壤TP平均含量1.32 g·kg-1最高, 水田梯田平均含量为0.76 g·kg-1最低. 6种地类土壤NO3--N平均含量与TN变化趋势大致相同, 但水田梯田土壤NO3--N含量水平较TN有所下降, 与其它地类也均无显著性差异; 配置桑树篱的旱地梯田土壤NO3--N平均含量为32.11 mg·kg-1最高, 是密植桑园平均值13.78 mg·kg-1的2.3倍.
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图 3 6种土地利用类型土壤TN、TP和NO3--N含量分布箱式图 Fig. 3 Distribution of TN, TP, and NO3--N contents in soils of different land use types |
从不同地类土壤氮磷含量分布水平和离散程度比较来看：L5土壤TN、TP和NO3--N含量在上下四分位数之间箱体最短, 数据分布较为集中, 这主要是因为桑树施肥量少, 加之其枝叶地表覆盖度高、根系发达, 土壤抗侵蚀力强, 不同时空条件下土壤养分含量离散程度较小; 与L5相比, L4受坡面坡度、桑树套种的方式差异等因素影响, 土壤TN和TP含量呈现较大浮动, 极值偏离上下四分位数也较远; 氮肥施用量是影响土壤NO3--N含量的最大外界因素[11], 流域内旱地(L1、L2、L3) 单位面积氮肥施用量最高, 而紫色土区降雨丰富、土壤质地疏松, 氮素在降雨径流和淋溶过程中主要以NO3--N形式流失[12, 13], 土壤中NO3--N含量变化较大.
2.2 浅层地下水氮磷浓度时空变化特征分析 2.2.1 坡面土地利用类型对浅层地下水影响从TN浓度均值比较来看(图 4), W1为17.91 mg·L-1最高, W5只有7.78 mg·L-1最低, W2、W3、W4平均浓度依次为15.41、14.33、11.02 mg·L-1, 除W2和W3外, 其它井TN平均浓度差异均显著性差异(P < 0.05);就其极值变化范围来看, W1和W2极值范围(除离群值之外的最大值和最小值, 下同)分别为5.86~27.69 mg·L-1和8.59~31.26 mg·L-1, 最大值和最小值相差均在22 mg·L-1左右; W5极值范围为3.58~12.17 mg·L-1, 最大值和最小值相差只有8.59 mg·L-1, 浮动最小. 5口井的浅层地下水NO3--N浓度变化特征与TN大致相同, 但NO3--N的极值范围和四分位数区间明显缩小, 浅层地下水中NO3--N浓度相对集中.除W4外, 4口井浅层地下水TP平均浓度相差较小, 其极值范围多在0~0.12 mg·L-1间; W4受附近农村居民点日常生活污水影响, TP平均浓度高达0.125 mg·L-1, 是其它井浅层地下水平均浓度的2~3倍.
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图 4 浅层地下水TN、NO3--N和TP浓度分布箱式图 Fig. 4 Box charts of concentration distributions of TN, NO3--N, and TP in shallow groundwater |
总体来看, 浅层地下水TN和NO3--N浓度受下渗坡面土地利用类型影响较为显著, 但其对TP浓度影响作用并不明显.许多学者认为, 土地利用类型显著影响土壤水分迁移, 进而影响地表径流和淋溶氮素流失水平[14, 15]; 而由于磷素与土壤发生反应形成土壤矿物, 加之不同土层对磷素吸持固定, 使其在土壤中难以向下迁移渗漏[16], 土壤中的磷素流失主要途径为土壤侵蚀和地表径流, 淋溶损失量较小[17~19].
2.2.2 浅层地下水氮磷浓度时间变化特征从图 5可见, 浅层地下水TN和NO3--N月平均浓度变化规律基本一致：3月受降雨量增多和春季作物玉米播种期间(3月下旬)施少量种肥影响开始升高; 4月玉米追肥基本结束, TN平均浓度升至15.1 mg·L-1, 为全年各月最高值, 而NO3--N月平均浓度则在5月份呈现最高值, 此时, 浅层地下水中NO3--N对TN的贡献率为全年最高79.83%; 2012~2015年6月和7月平均降雨量分别为182 mm和61.2 mm, 与研究区域近20年月均降雨量相比, 6月基本持平而7月不到多年同期水平的一半.受降雨淋洗、作物吸收以及地下水位抬升等影响, 6月TN、NO3--N平均浓度迅速下降, 且NO3--N对TN的贡献率降至最低67.28%;而由于7月降雨量减少, 加之温度升高地面蒸散能力增强, 导致地下水位下降, 浅层地下水中氮磷浓度升高. 8、9月TN、NO3--N平均浓度变化较小; 10月受秋季作物榨菜施肥影响, 两者开始逐渐上升, 11月再次出现新的峰值后, 一直到次年2月呈缓慢下降趋势, 此期间, NO3--N对TN的贡献率均在75%左右.
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图 5 2012~2015年研究区域浅层地下水TN、NO3--N、TP月平均浓度变化 Fig. 5 Variations of TN, NO3--N, and TP monthly average concentrations of shallow groundwater from 2012 to 2015 |
浅层地下水TP平均浓度2月最低, 约0.029 mg·L-1, 3月受耕作、施肥、降雨因素的共同影响浓度迅速升高; 与TN、NO3--N不同, 3~7月TP浓度一直呈现升高趋势, 这可能是因为磷素的渗漏流失机制与氮素不同, 磷素通过“表土层积累-渗漏-再积累-再渗漏”的方式向更深层次的土壤中淋失[20], 其淋失速度较氮素滞缓. 6月研究区域降水量大, 表层土中大量累积的磷素在水分的作用下淋失量增加, 而7月地下水水位下降又进一步抬升了TP浓度.之后, TP浓度开始迅速降低, 11月呈小幅升高后又开始缓慢下降.
依据研究区域农作物种植制度, 从时间尺度上大致可分为冬季空闲(2~3月)、春季作物(4~7月)、夏季空闲(8~9月)和秋季作物(10月~次年1月)4个时期.选取下渗坡面主要为耕作坡面的W1、W2、W3这3口井, 对比不同时期浅层地下水TN、TP和NO3--N平均浓度差异.
从图 6来看, 春、秋两季作物时期TN和NO3--N平均浓度均高于空闲时期, 春季作物时期最高, 分别为17.13 mg·L-1和12.69 mg·L-1, 是冬季空闲时期的1.36倍和1.28倍; NO3--N对TN贡献率秋季作物时期最高, 平均为81.82%, 春季作物时期最低, 平均为74.09%.受施肥和降雨因素的共同影响, 春季作物时期浅层地下水TP平均浓度0.079 mg·L-1最高, 是夏季空闲时期的1.72倍, 是秋季作物时期和冬季空闲时期的2.2倍左右.
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图 6 不同作物时期浅层地下水TN、NO3--N和TP平均浓度 Fig. 6 Average concentrations of TN, NO3--N, and TP in shallow groundwater during different crop periods |
利用SPSS 21软件, 对所采集浅层地下水样品TN浓度和NO3--N浓度关系分析发现(图 7), 两者极显著正相关(P < 0.001).氮肥施入土壤后, 在土壤微生物等因素的作用下转化为铵态氮(NH4+-N)、NO3--N等不同形态供农作物吸收利用[21], NH4+-N呈球形扩散, 被土壤胶体吸附, 不易被淋溶流失[22, 23], NO3--N则主要以质流方式迁移, 易受土壤水分运动影响.因此, 浅层地下水氮素来源主要为土壤中的NO3--N, 而长期施肥又加剧了土壤NO3--N积累, 进而使NO3--N成为浅层地下水中氮素最主要存在形态.根据Yan等[24]的研究显示, 2000~2010年我国氮肥当年利用率不到35%, 而大量未被农作物吸收利用的氮肥多以NO3--N的形式存在于土壤中[25, 26], 极易伴随降雨或灌溉淋溶进入浅层地下水, 给水环境造成越来越严重的污染问题[27, 28].
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图 7 浅层地下水TN浓度与NO3--N浓度关系 Fig. 7 Relationship between TN concentration and NO3--N concentration in shallow groundwater |
从5个井口浅层地下水NO3--N对TN贡献率比较来看(图 8), W1平均贡献率78.51%最高, W5平均贡献率67.82%最低. W5坡面主要以林地为主, 坡面受人为施肥影响相对较小, 而林地长期积累和腐殖化过程又会产生大量的有机氮, 使林地淋失氮素中有机氮比重升高[29]; 与W2、W3相比, W1为等高耕作梯田, 降雨径流对土壤侵蚀程度较W2、W3弱, 土壤NO3--N含量高(图 3), 水分下渗过程中携带NO3--N量高于W2、W3; W4坡面既有部分林地构成, 同时也受周边居民点影响, 其浅层地下水中NO3--N对TN贡献率也较低, 平均为70.41%.许多针对紫色土区浅层地下水研究也表明, 浅层地下水中NO3--N对TN的贡献率最大, 多在62%~97%之间, 且NO3--N对TN贡献率的差异与坡面的土地利用方式关系密切[30~32].
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图 8 5口井浅层地下水中NO3--N对TN贡献率 Fig. 8 Contribution rate of NO3--N to TN in shallow groundwater in five wells |
由于W4坡面土地利用类型较为复杂, 且井口旁边农户日常生活用水未能进行有效收集和处理, 会对浅层地下水产生一定影响, 而W5坡面主要为林地, 受人为耕作影响较小. W1、W2、W3这3个坡面土地利用类型单一, 且均为耕地, 因此, 本研究利用2014~2015年期间所采集的这3个坡面土壤样品和浅层地下水样品, 分析坡面土壤氮磷养分平均含量与浅层地下水氮磷浓度关系.
利用SPSS 21软件对下渗坡面土壤与浅层地下水TN、NO3--N相关性分析发现, 下渗坡面土壤TN含量与浅层地下水TN浓度存在极显著正相关关系(r=0.649, P < 0.01, N=27), 土壤NO3--N含量也与浅层地下水NO3--N浓度呈极显著正相关关系(r=0.835, P < 0.001, N=27).相比而言, NO3--N相关系r值更高, 这主要是因为淋溶氮的形态主要以NO3--N为主, 长期过量施肥造成土壤中的NO3--N大量累积, 易伴随降雨淋失[33, 34], 而紫色土土层浅、入渗能力强, 土壤中的NO3--N含量与浅层地下水NO3--N浓度关系更为密切.通过回归分析, 土壤TN含量与浅层地下水TN浓度更符合指数关系, 而土壤NO3--N含量与浅层地下水NO3--N浓度则更趋近于对数关系(图 9).
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图 9 土壤TN、NO3--N含量与浅层地下水TN、NO3--N浓度的关系 Fig. 9 Relationship between TN andNO3--N contents in soil and TN and NO3--N concentrations in shallow groundwater |
土壤TP含量与浅层地下水TP浓度不具有显著相关性(r=0.108, P>0.05, N=26), 这可能是因为土壤吸持固定磷素的容量很大, 磷素在土壤很难迁移, 淋溶损失量较少.由图 4也可以看出, 所选4口井浅层地下水TP浓度差异并不显著.
2.4 土壤氮磷含量与坡面地表径流氮磷浓度关系利用SPSS 21软件分析表明, 坡面土壤TN、NO3--N平均含量与降雨径流水样中TN、NO3--N浓度均无显著相关性(P>0.05).这可能是因为降雨径流过程中TN、NO3--N流失浓度除了受土壤自身含量影响外, 更易受降雨类型、地表覆盖、土地利用、施肥等外部因素影响[35~37].
坡面土壤TP平均含量与降雨地表径流TP浓度也不具有显著相关性(图 10), 但当坡面地表径流TP浓度大于0.1 mg·L-1时, 两者呈显著线性相关(r=0.496, P < 0.05, N=47);当坡面地表径流水样TP浓度>0.2 mg·L-1时, 两者呈极显著线性相关(r=0.815, P < 0.01, N=31).从所采集的坡面地表径流样品TP形态构成分析发现, 不同地类地表径流中溶解态磷平均含量随着TP流失浓度增加而减少.当坡面地表径流TP流失浓度在0~0.1 mg·L-1之间时, 不同地类溶解态磷的平均含量分别占TP的58%~69%;当TP流失浓度大于0.1 mg·L-1时, 地表径流中的TP则以颗粒态磷为主, 并随着TP流失浓度的升高颗粒态磷的比重逐渐增加.一般认为地表径流的溶解和搬运是土壤磷流失的主要途径[38], 而地表径流中的磷以颗粒态流失为主[39], 雨强较大时, 雨滴冲击土壤表层, 使土壤中颗粒态磷析出并随地表径流流失.一些研究也证实, 地表径流TP浓度主要是受表层土磷素含量影响, 在一定条件下两者具有显著正相关关系[40, 41].
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图 10 土壤TP含量与坡面地表径流TP浓度的关系 Fig. 10 Relationship between soil TP content and TP concentration in surface runoff |
从坡面地表径流与浅层地下水TN、NO3--N、TP浓度相关性分析结果来看(图 11)：坡面地表径流与浅层地下水TN浓度呈显著正相关(r=0.409, P < 0.05, N=32), 而NO3--N呈极显著正相关(r=0.583, P < 0.01, N=32);坡面地表径流和浅层地下水TP浓度无显著相关性.降雨是地表径流和下渗水分的主要来源, 土壤在雨滴打击以及径流冲刷作用下形成一定厚度的扰动层[42], 扰动层内雨水与土壤水完全混合, 被解析、浸提的养分和颗粒吸附的养分一部分随地表径流迁移, 另一部分通过下渗进入浅层地下水.虽然降雨、地表覆盖等外部因素会对地表径流氮素浓度产生一定的影响, 但其仍与土壤水和入渗水呈一定比例关系[43].浅层地下水和坡面地表径流中的氮素均以NO3--N形态为主, 两者NO3--N的相关性较TN更显著.土壤中的磷素主要通过地表径流流失, 淋溶损失量小, 因此, 降雨径流与浅层地下水中TP浓度无显著相关性.
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图 11 坡面地表径流与浅层地下水TN、NO3--N浓度的关系 Fig. 11 Relationships between TN and NO3--N concentrations in surface runoff and shallow groundwater |
(1) 从不同土地利用类型土壤氮磷含量比较来看, 水田梯田TN平均含量1.49 g·kg-1最高, TP平均含量0.76 g·kg-1最低; 旱地梯田TN、NO3--N平均含量显著高于旱地坡耕地, 而TP平均含量却显著低于旱坡坡耕地; 旱地梯田NO3--N离散程度最大, 密植桑园土壤TN、NO3--N平均含量最低, 离散程度最小.
(2) 坡面土地利用类型对浅层地下水TN、NO3--N浓度影响显著, 旱地梯田浅层地下水最高, 分别为17.91 mg·L-1、14.06 mg·L-1, 但对TP浓度影响较小; 流域浅层地下水TN浓度与NO3--N浓度呈极显著正相关, 不同土地类型坡面浅层地下水NO3--N对TN平均贡献率在67.82%~78.51%之间, 旱地梯田最高, 林地为主的坡面最低; 春、秋两季作物时期流域内浅层地下水TN、NO3--N平均浓度略高于夏、冬两季空闲时期, 而TP平均浓度春季作物时期高达0.079 mg·L-1, 是其它3个时期的2倍左右.
(3) 坡面土壤氮磷含量对浅层地下水和地表径流氮磷浓度影响作用不一.坡面土壤TN、NO3--N平均含量分别与浅层地下水TN、NO3--N浓度显著正相关, 但与坡面地表径流TN、NO3--N浓度无显著相关性; 而坡面土壤TP平均含量与浅层地下水TP浓度无显著相关性, 但与地表径流TP浓度在一定条件下(当坡面地表径流TP浓度＞0.1mg时)显著正相关.
(4) 坡面地表径流与浅层地下水TN浓度显著正相关, NO3--N浓度极显著正相关, 但TP浓度无显著相关性.
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