鄱陽湖平原雙季稻區(qū)稻田氮磷流失的季節(jié)分布特征及污染風(fēng)險(xiǎn)分析

楊濤，王玉清，吳火亮，俞瑩，陳靜蕊*，陳曉芬，秦文婧，劉佳*，徐昌旭

（1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與資源環(huán)境研究所，國(guó)家紅壤改良工程技術(shù)研究中心，南昌 330200；2.南昌縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，南昌 330200；3.江西省農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)站，南昌 330046）

水稻是我國(guó)第一大糧食作物，近五年的播種面積占糧食作物總播種面積的1/4[1]。然而，水稻生產(chǎn)中長(zhǎng)期以來的不合理施肥，以及粗放的田間管理模式和不均衡的降水條件，導(dǎo)致稻田成為農(nóng)業(yè)面源的第二大污染源[2-3]。

由于稻田長(zhǎng)期處于淹水環(huán)境，在降雨及灌溉過量的條件下產(chǎn)生的地表徑流成為稻田氮磷養(yǎng)分流失進(jìn)入周邊水體的主要方式[4-5]。影響徑流養(yǎng)分流失的主要因素有兩個(gè)：其一是徑流量，其二是徑流水中養(yǎng)分的濃度。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，稻田每次施肥后的7～10 d是田面水濃度較高的時(shí)段，此時(shí)產(chǎn)生的地表徑流水中的養(yǎng)分濃度較高，是稻田氮磷流失防控的關(guān)鍵時(shí)期[6-7]。該觀點(diǎn)過分強(qiáng)調(diào)了徑流水水質(zhì)對(duì)稻田面源污染防控的重要性，卻忽視了徑流水量對(duì)面源污染風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)。

受全球變暖影響，極端降水的發(fā)生頻率和發(fā)生范圍都呈持續(xù)增加趨勢(shì)[8-10]，作為驅(qū)動(dòng)地表徑流的主要?dú)庀笠蜃?，降水的?qiáng)度及時(shí)長(zhǎng)是影響地表產(chǎn)流量高低的關(guān)鍵因素[11-12]。稻田對(duì)田面水的存儲(chǔ)時(shí)間和空間有限，尤其是在極端降水條件下，大量田面存水勢(shì)必需要外排，雖然其氮磷養(yǎng)分濃度較低，但水量較大，排放的養(yǎng)分量也不容忽視。因此，研究極端降水情況下稻田排水產(chǎn)生的污染風(fēng)險(xiǎn)可為我國(guó)南方稻區(qū)面源污染防控提供重要的數(shù)據(jù)支持。

鄱陽湖平原是我國(guó)南方雙季稻重要種植區(qū)之一，在當(dāng)前全球?yàn)?zāi)害頻發(fā)、疫情肆虐的形勢(shì)下，保證雙季稻區(qū)稻米產(chǎn)量穩(wěn)定對(duì)我國(guó)糧食安全意義重大。與水旱輪作及單季稻種植模式相比，雙季稻田全年淹水時(shí)間更長(zhǎng)，加上亞熱帶季風(fēng)氣候帶來的充沛降水，其氮磷養(yǎng)分流失風(fēng)險(xiǎn)也可能更大。要有效降低雙季稻區(qū)的農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)，關(guān)鍵在于明確其養(yǎng)分流失的季節(jié)分布特征，進(jìn)而有針對(duì)性地研發(fā)相應(yīng)的防控措施。前人大多關(guān)注于水稻季的氮磷養(yǎng)分流失特征及相關(guān)防控技術(shù)研發(fā)[13]，而對(duì)冬閑季的報(bào)道卻很少。為此，本研究以鄱陽湖平原區(qū)典型的冬閑-雙季稻模式為研究對(duì)象，連續(xù)5 a監(jiān)測(cè)了全年度的地表徑流變化，以期為南方雙季稻區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染防控、水稻清潔生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于江西省南昌市南昌縣向塘鎮(zhèn)高田村（28°27′N，115°59′E），該地屬于亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫及年均降水量分別為17.8 ℃和1 624.4 mm。土壤類型為潴育型水稻土，質(zhì)地為砂質(zhì)壤土。監(jiān)測(cè)點(diǎn)建立時(shí)土壤耕層（0～20 cm）的基礎(chǔ)理化性狀為：土壤pH 5.14，有機(jī)質(zhì)含量37.19 g·kg-1，全氮、全磷、全鉀含量分別為2.29、0.44、9.74 g·kg-1，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量分別為7.01 mg·kg-1和1.89 mg·kg-1，有效磷和速效鉀含量分別為7.67 mg·kg-1和56.00 mg·kg-1。該試驗(yàn)為國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般點(diǎn)原位監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)建于2014年，正式運(yùn)行時(shí)間為2015年。

1.2 研究方案

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照全國(guó)國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般點(diǎn)建設(shè)要求，該田間監(jiān)測(cè)試驗(yàn)共設(shè)置3 個(gè)處理：常規(guī)處理、主因子優(yōu)化處理、綜合優(yōu)化處理，每個(gè)處理3 次重復(fù)。小區(qū)面積為32 m2，隨機(jī)排列。本研究監(jiān)測(cè)時(shí)間為2015—2019 年，監(jiān)測(cè)點(diǎn)種植模式為冬閑-雙季稻。每年早、晚稻的施肥時(shí)間及移栽收獲時(shí)間見表1。本研究所有數(shù)據(jù)的獲取均基于對(duì)常規(guī)處理的監(jiān)測(cè)。常規(guī)處理田間管理模式及施肥方式均參照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣操作，早、晚稻施肥情況為：早稻基肥施用量為45%復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=20∶10∶15）375 kg·hm-2，分蘗肥追施尿素（N 46%）150 kg·hm-2、氯化鉀（K2O 60%）90 kg·hm-2，折合N、P2O5、K2O分別為144.0、37.5、110.3 kg·hm-2；晚稻基肥施用45%復(fù)合肥375 kg·hm-2，分蘗肥追施尿素187.5 kg·hm-2、氯化鉀105 kg·hm-2，折合N、P2O5、K2O分別為161.3、37.5、119.3 kg·hm-2。

表1 2015—2019年早、晚稻移栽、施肥及收獲時(shí)間Table 1 Fertilization,transplanting and harvest schedule of early and late rice during 2015—2019

為方便比較不同時(shí)段降水及徑流在全年的分布，本研究將每個(gè)監(jiān)測(cè)周年分為早稻季、晚稻季、冬閑季3 季，早稻季從泡田期開始至收獲止，早稻收獲后至晚稻收獲止為晚稻季，全年其他時(shí)段為冬閑季。極端降水條件的定義為24 h 內(nèi)降水量≥50 mm（氣象降雨暴雨以上級(jí)別）。

1.2.2 樣品采集、測(cè)定及方法

降水?dāng)?shù)據(jù)來源于國(guó)家氣象局（南昌縣點(diǎn)，代號(hào)58606）。徑流水采用徑流池（長(zhǎng)、寬、高分別為4、1、0.8 m）收集。每次降水并產(chǎn)生徑流排水后，記錄各小區(qū)徑流池水面高度（mm），計(jì)算小區(qū)徑流量。水樣采集前先用清潔工具充分?jǐn)噭驈搅鞒刂械膹搅魉?，然后利用清潔容器在徑流池不同部位、不同深度多點(diǎn)采樣，樣品混勻后裝入取樣瓶送測(cè)。總氮（TN）采用堿性過硫酸鉀消煮-紫外分光光度法測(cè)定；總磷（TP）采用堿性過硫酸鉀消煮-鉬藍(lán)比色法測(cè)定?；谇叭说难芯拷Y(jié)果[6-7]，本研究中氮磷防控關(guān)鍵期暫定義為每次施肥后的前10 d。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003、Origin 2021和SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和制圖。采用SPSS 13.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），Duncan 法進(jìn)行不同處理的差異顯著性檢驗(yàn)，顯著水平設(shè)置為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 降水的年度變化及月度分配

2015—2019 年的降水量分別為2 205.6、1 869.0、1 704.4、1 889.5 mm 和1 612.8 mm（圖1）。除2015 年的11 月和2018 年的9 月外，其他年份降水量較多的時(shí)段均集中在每年的3—7 月。每年降水量最多的月份均為6 月，2015—2019 年該月的降水量分別為493.3、385.9、514.4、308.0、329.9 mm，占全年降水量的比例范圍為16.3%～30.2%。極端降水發(fā)生頻率較高的月份主要集中在4、6 月和7 月，2015—2019 年極端降水產(chǎn)生的雨量分別為443.0、427.4、336.9、401.3 mm和416.9 mm，在全年降水量中的占比為19.8%～25.8%。2015—2019 年降水天數(shù)集中在146～178 d 之間（圖2），降水天數(shù)較多的時(shí)段主要集中在每年的3—6月，單月降水天數(shù)最多的是2017年6月，為25 d。

圖1 2015—2019年降水量的月度分布動(dòng)態(tài)Figure 1 Dynamic of monthly precipitation during 2015—2019

圖2 2015—2019年降水天數(shù)的月度分布動(dòng)態(tài)Figure 2 Dynamic of precipitation days per month during 2015—2019

2.2 降水及產(chǎn)流損失的季節(jié)分配

2015—2019 年，冬閑季、早稻季、晚稻季的降水量范圍分別為670.1～959.1 mm、584.3～963.1 mm、68.7～577.9 mm（表2）。2015—2017 年，3 季降水量的多少表現(xiàn)為早稻季＞冬閑季＞晚稻季，2018 年和2019年降水量的多少則表現(xiàn)為冬閑季＞早稻季＞晚稻季。如表2 所示，受降水影響，2015—2018 年徑流的季節(jié)分配與降水分配表現(xiàn)一致，且同年不同季節(jié)之間差異顯著（P＜0.05）。2019 年冬閑季的徑流量也顯著高于早稻季，晚稻季無徑流。2015—2017 年冬閑季徑流占全年的比例為23.31%～32.48%，2018 年和2019 年分別占比為54.30%和51.81%；2015—2017 年早稻季徑流占全年的比例為58.50%～61.50%，2018 年和2019 年分別占比為39.11%和48.19%；各年份的晚稻季徑流占比均較低，僅為0～18.19%（表3）。

表2 2015—2019年徑流量及總氮總磷流失量的季節(jié)分配Table 2 Seasonal distribution of runoff,TN and TP loss during 2015—2019

與徑流量的季節(jié)分配一致，2015—2017 年徑流導(dǎo)致的TN 流失量最大的季節(jié)為早稻季，2018 年和2019 年則為冬閑季（表2）。2015—2019 年冬閑季和早稻季TN 流失量占全年的比例為71.01%～100.00%（表3）。由徑流引起的TP 流失量的年際變化范圍為0.86～1.84 kg·hm-2（表2）。除2018 年外，各年份TP 流失量的最大值均出現(xiàn)在早稻季，占全年流失總量的比例為52.28%～87.17%（表3）。2015—2017 年冬閑季和晚稻季TP 流失量的差異均不顯著，2018 年冬閑季TP流失量最高，而早、晚稻季TP流失量差異不顯著。

表3 各季節(jié)徑流量及氮磷流失量在全年的占比（%）Table 3 Seasonal runoff,nitrogen and phosphorus loss in different season（%）

2.3 氮磷防控關(guān)鍵期徑流損失及其在全年中的占比

氮磷防控關(guān)鍵期的徑流量及由此造成的氮磷流失量在年度之間差異較大（表4），徑流量最高的為2016年的1 923.0 m3·hm-2，由此損失的TN 和TP 量分別為14.33 kg·hm-2和1.05 kg·hm-2；徑流量最低的為2019 年的215.5 m3· hm-2，由此損失的TN 和TP 量分別為0.98 kg·hm-2和0.01 kg·hm-2。防控關(guān)鍵期的徑流量、TN 和TP 流失量在全年總量中的占比分別為2.41%～19.41%、4.63%～34.00%和1.04%～57.44%。除2016 年外，其他年份關(guān)鍵期徑流量占全年的比例均在10%以下，TN 和TP 的流失量在全年中的占比也均小于13%?？梢?，雙季稻田氮磷防控關(guān)鍵期的徑流量、TN和TP流失量對(duì)全年總量的貢獻(xiàn)相對(duì)較低。

表4 防控關(guān)鍵期徑流量、氮磷流失量及其在全年的占比Table 4 The loss of runoff,nitrogen and phosphorus in critical period for prevention and control,and their proportion of whole year

2.4 極端降水條件下產(chǎn)流損失及占比

各年度極端降水下徑流及氮磷流失量差異較大（表5），徑流量的極值分別為2015 年的5 797.5 m3·hm-2和2019 年的2 440.5 m3·hm-2，TN 流失量的極值分別為2015 年的17.76 kg·hm-2和2019 年的3.00 kg·hm-2，TP 流失量的極值分別為2017 年的0.84 kg·hm-2和2018年的0.34 kg·hm-2。極端降水下徑流量、TN和TP 流失量占全年總量的比例分別為27.34%～52.19%、14.21%～54.06%和25.38%～45.95%?？梢?，極端降水條件下雙季稻田徑流量、TN 和TP 流失量對(duì)全年總量的貢獻(xiàn)要明顯高于防控關(guān)鍵期。

表5 極端降水下的徑流量、氮磷流失量及其在全年的占比Table 5 The loss of runoff,nitrogen and phosphorus of extreme rainfall and their proportion of whole year

3 討論

3.1 雙季稻田氮磷流失風(fēng)險(xiǎn)期

稻田作為水肥消耗大戶，一直被認(rèn)為是農(nóng)業(yè)面源污染防控的重點(diǎn)對(duì)象，加上為追求高產(chǎn)，過量的化肥施用和粗放的水肥管理模式使其成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)研究的熱點(diǎn)之一[14-15]。由于稻田長(zhǎng)期處于淹水狀態(tài)，若對(duì)稻田全生育期的徑流進(jìn)行管控，不但耗時(shí)長(zhǎng)、難度大，且需消耗大量人力、物力，因此眾多研究者希望通過對(duì)關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)期進(jìn)行重點(diǎn)管控，達(dá)到降低稻田面源污染風(fēng)險(xiǎn)的目的。

對(duì)稻田設(shè)置“防控關(guān)鍵期”來降低面源污染風(fēng)險(xiǎn)是基于對(duì)徑流水“質(zhì)”管控來實(shí)現(xiàn)的。本研究中，2016年早稻季的徑流量（6 092.0 m3·hm-2）與2015 年（6 589.0 m3·hm-2）相差較小，但其氮、磷流失量（TN 29.3 kg·hm-2、TP 1.60 kg·hm-2）卻遠(yuǎn)大于2015 年（TN 18.0 kg·hm-2、TP 0.77 kg·hm-2）（表2）。這個(gè)結(jié)果看似有悖常理，但是通過對(duì)徑流水?dāng)?shù)據(jù)的梳理發(fā)現(xiàn)，2015 年早稻季產(chǎn)流共計(jì)10 次，落入“防控關(guān)鍵期”的徑流次數(shù)僅為2 次，徑流水中TN 和TP 的平均濃度分別為3.21 mg·L-1和0.11 mg·L-1；2016 年早稻季產(chǎn)流共計(jì)8 次，落入“防控關(guān)鍵期”的徑流次數(shù)為3 次，且其中1 次發(fā)生在基肥施入后的第2 天，其徑流水中TN 和TP 的平均濃度分別為4.86 mg·L-1和0.25 mg·L-1（數(shù)據(jù)未列出）。眾所周知，稻田施肥后的前3 d是田面水濃度最高的時(shí)段，這可能是導(dǎo)致2016 年早稻季徑流量較低而氮磷流失量卻較高的主要原因。因此，“防控關(guān)鍵期”的設(shè)置確實(shí)對(duì)稻田面源污染風(fēng)險(xiǎn)的防控具有較大的影響。

由于基肥期和分蘗肥期是稻田徑流的易發(fā)期[16]，加上該時(shí)段的施肥量占整個(gè)水稻生長(zhǎng)季總量的60%～100%，一般認(rèn)為基肥和分蘗肥期的“防控關(guān)鍵期”具有較高的潛在污染風(fēng)險(xiǎn)。而本研究5 a 監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，除2016 年外，其余4 a 早、晚稻兩季“防控關(guān)鍵期”氮、磷流失量在全年中的占比均低于13%（表4）。其原因是稻田氮、磷流失發(fā)生的基礎(chǔ)是產(chǎn)流，即便某一時(shí)段施肥量高、降水頻繁，但如果降水強(qiáng)度不足以產(chǎn)生徑流，那么將不會(huì)產(chǎn)生很大的污染風(fēng)險(xiǎn)。因此，僅對(duì)以田面水濃度變化確定的“防控關(guān)鍵期”進(jìn)行管控可能有失偏頗。

受亞熱帶季風(fēng)氣候的影響，每年3—7 月是南方稻區(qū)雨水密集且雨量較大時(shí)段（圖1、圖2），同時(shí)也是極端降水頻發(fā)期，并且該時(shí)段基本涵蓋了早稻整個(gè)本田期，因此早稻季一般被認(rèn)為是雙季稻區(qū)氮磷流失風(fēng)險(xiǎn)最高的時(shí)期。本研究的監(jiān)測(cè)結(jié)果也表明，2015—2019 年間，多數(shù)年份早稻季的氮磷流失量顯著高于晚稻季和冬閑季（表2、表3）。晚稻季降水較少，氮磷養(yǎng)分流失量在全年的占比均小于1/3，部分干旱年份甚至無產(chǎn)流（表2），因此晚稻季屬于污染風(fēng)險(xiǎn)較低時(shí)段。由于徑流水中養(yǎng)分濃度主要受施肥量的影響[17]，從而導(dǎo)致冬閑季常被認(rèn)為是稻田面源污染防控的低風(fēng)險(xiǎn)期而被忽視。然而，冬閑季雖然不施肥，但其在一年中長(zhǎng)達(dá)5 個(gè)多月，因此產(chǎn)流的幾率和比例不容忽視。本研究中，冬閑季氮、磷流失量遠(yuǎn)高于同一年份的晚稻季，其對(duì)全年氮、磷流失量的貢獻(xiàn)率分別為16.28%～70.31%和10.78%～50.73%（表2、表3）。因此，在未來雙季稻區(qū)面源污染的防控中，冬閑季作為防控的關(guān)鍵一環(huán)也應(yīng)引起足夠的重視。

稻田氮磷養(yǎng)分的流失除受徑流水“質(zhì)”的影響，也受徑流水“量”的影響。當(dāng)前全球氣候變化明顯，極端降水的發(fā)生頻率越來越高[9-10]。由于稻田對(duì)田面水的存蓄能力有限，在短時(shí)強(qiáng)降水尤其是極端降水條件下，稻田的地表徑流量相當(dāng)可觀。除雨水沖刷帶走的土壤顆粒中的氮磷養(yǎng)分外，降水還會(huì)誘導(dǎo)水-土界面養(yǎng)分的加速溶出，由此造成的氮、磷養(yǎng)分流失分別可占單次徑流氮、磷養(yǎng)分流失量的22%～59%和27%～63%[18]。本研究中，2016—2019年間，在產(chǎn)流僅有3～4次的情況下，極端降水誘導(dǎo)的地表徑流氮、磷流失量約占全年總損失量的1/3 左右（表5）。此外，部分時(shí)段長(zhǎng)期連續(xù)降雨也會(huì)導(dǎo)致大量雖低“質(zhì)”但高“量”的持續(xù)性徑流損失。如本研究中2017 年早稻季降水僅有703.9 mm，但主要發(fā)生在6 月，該月總降水天數(shù)達(dá)25 d，長(zhǎng)期連續(xù)降水使稻田一直處于水飽和狀態(tài)，大部分雨水無法得到消納而形成徑流，導(dǎo)致其早稻季氮磷流失量在監(jiān)測(cè)期雖不是最高但徑流量卻最大。

基于以上分析，本研究認(rèn)為在雙季稻區(qū)面源污染防控上，對(duì)徑流水“量”的控制可能比對(duì)“質(zhì)”的控制更重要。雖然極端降水下形成的徑流水中氮磷濃度可能高于甚至略低于周邊受納水體，但是對(duì)下游匯集來水的湖、庫來說，依然是氮磷污染的重要源頭。在不影響水稻生產(chǎn)的前提下，極端及持續(xù)性降水產(chǎn)生的大量徑流如何存儲(chǔ)、水中養(yǎng)分如何在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中消納是必須解決的技術(shù)難題，也是未來南方雙季稻區(qū)面源污染防控的重點(diǎn)關(guān)注方向。

3.2 雙季稻田面源污染防控

源頭控制、過程攔截和末端治理被認(rèn)為是農(nóng)業(yè)面源污染防控的主要途徑。過程攔截和末端治理由于需要額外的成本投入且周期較長(zhǎng)而難于推廣，因此當(dāng)前農(nóng)業(yè)面源污染防控的主要技術(shù)研究多是針對(duì)源頭控制來開展的。源頭控制主要從兩方面來實(shí)現(xiàn)：其一是通過控肥改善水“質(zhì)”實(shí)現(xiàn)控污；其二是通過控水減少水“量”實(shí)現(xiàn)控污。在控肥方面，主要有有機(jī)肥替代化肥[19]、施用控釋肥[20-21]、側(cè)深施肥[22]等技術(shù)措施。例如，陳靜蕊等[23]研究發(fā)現(xiàn)，早稻季紫云英還田并部分替代化肥可減少20%以上的TN 流失量。紀(jì)雄輝等[20]的研究表明，施用控釋氮肥可以顯著降低施肥后10 d內(nèi)田面水的TN 含量，進(jìn)而減少稻田氮素流失。在減氮10%的條件下，控釋肥能顯著降低稻田的氮流失量且同時(shí)實(shí)現(xiàn)水稻的增產(chǎn)[24]。另外，馮國(guó)祿等[22]的研究表明，11 cm 左右的肥料深施也具有較好的減排降污潛力，可作為控制農(nóng)田面源污染的有效措施。在控水方面，主要通過干濕交替[25]、提升稻田排水口高度和延長(zhǎng)稻田淹水時(shí)間[26-27]等方式來降低面源污染風(fēng)險(xiǎn)。與常規(guī)淹灌相比，干濕交替通過減少稻田徑流水量實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)。但連續(xù)的干濕交替可能會(huì)增加稻田田面水中的磷含量[28-29]，這就意味著，與淹灌處理相比，干濕交替可能通過影響徑流水的水“質(zhì)”增加磷素流失風(fēng)險(xiǎn)。除了在水稻生長(zhǎng)季通過控水控肥減少氮磷流失外，在冬閑季種植填閑作物也被認(rèn)為是減少稻田氮磷流失的重要措施。Zhao等[30]的研究表明，與稻麥輪作模式相比，冬閑季種植蠶豆/紫云英等填閑作物能顯著降低冬季氮磷流失。雖然源頭控制的技術(shù)和方法很多且有效，但大多局限于田塊尺度上實(shí)現(xiàn)氮磷在農(nóng)田系統(tǒng)的內(nèi)部循環(huán)。由于田塊容量有限，這些技術(shù)對(duì)高強(qiáng)度短時(shí)降水或中等強(qiáng)度持續(xù)降水的控污效果不甚理想。

小區(qū)域內(nèi)田-溝、田-溝-塘并存是南方地區(qū)常見的農(nóng)田布局模式[31]。溝、塘作為稻田與周邊水體之間的緩沖帶，具有存蓄和凈化的雙重功效。在雨水不足時(shí)，溝、塘可以提供灌溉水源，在降水過量時(shí)，其可為地表排水提供存儲(chǔ)空間并兼具凈化水體的作用。溝-塘系統(tǒng)通過底泥吸附、植物吸收、微生物分解等一系列物理、化學(xué)及生物學(xué)作用，降低進(jìn)入下游水體的氮、磷養(yǎng)分濃度，目前農(nóng)田面源污染防控正受到越來越多的關(guān)注[32-34]。已有研究表明，田-溝協(xié)同控制灌排可分別減少稻田徑流水TN 和TP 污染負(fù)荷的59.7%和66.7%[32]；不同類型的生態(tài)塘對(duì)稻田徑流的去除率均可達(dá)到50%以上[33]。受農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程、國(guó)家政策等因素的影響，近十幾年來我國(guó)部分區(qū)域農(nóng)田周邊的溝、塘正在被淤泥填平或被人為填埋，致使其在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的面積不斷縮減且割裂化嚴(yán)重[26]。原本相互連通的溝塘所具有的蓄洪抗旱、截流控污等生態(tài)功能得不到充分發(fā)揮，進(jìn)一步導(dǎo)致了極端降水造成的面源污染問題突出[35]。本研究中，5 a 極端降水的年平均次數(shù)僅為3.8 次，但其導(dǎo)致的氮磷流失量在全年中的占比卻高達(dá)1/3。因此，如何保護(hù)和重建稻田溝、塘系統(tǒng)的連通性，提高其在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的占比，可能是未來防控雙季稻區(qū)農(nóng)田面源污染的重要方向。

4 結(jié)論

（1）除早稻季外，冬閑季也應(yīng)是南方雙季稻區(qū)面源污染防控的重點(diǎn)關(guān)注時(shí)段。

（2）受降水隨機(jī)性的影響，傳統(tǒng)依靠降低“防控關(guān)鍵期”氮磷流失量來治理雙季稻區(qū)面源污染的模式，其效果存在較大不確定性。

（3）受氣候條件的影響，控水可能是雙季稻區(qū)農(nóng)田面源污染防控需要首先關(guān)注的問題。極端降水條件下低濃度、高水量的農(nóng)田徑流對(duì)周邊環(huán)境也存在較大的污染風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)和重建稻田的溝、塘系統(tǒng)可能是未來實(shí)現(xiàn)水稻清潔生產(chǎn)的重要途徑之一。