降雨驱动下城镇土壤磷形态分异与流失风险

摘要

随着城镇化加速，地表结构改变扰动土壤磷循环，导致活性磷大量富集并随降雨径流进入水体，成为城市水体富营养化的重要驱动因素。针对城镇化进程中城镇土壤磷流失加剧水体富营养化的问题，研究以黄柏河城镇区土壤为对象，测定pH值、Eh、OM及金属元素等理化性质，结合土壤扫描电镜（SEM）、比表面积（BET）、X射线衍射光谱（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）等微观表征技术，采用Hedley连续提取法分析降雨前后黄柏河城镇区土壤磷形态特征，并通过等温吸附实验与模拟降雨实验，探究降雨对土壤磷形态及流失风险的影响。结果表明，降雨前黄柏河城镇区土壤总磷含量为480.74 mg/kg，雨后降至342.35 mg/kg，其中HCl-P由42.33%上升至50.56%,H₂O-P流失显著，呈现活性磷优先流失、稳定态磷相对富集的特征；微观机制上，降雨导致土壤BET比表面积增大、孔径减小，水磷铁矿衍射峰增强，通过结构调整强化磷形态分异。风险评估显示，土壤磷平衡浓度（EPC₀）为0.09 mg/L超富营养化临界值0.02 mg/L，磷吸附饱和度（DPS）为40.42%接近饱和，水溶性磷（WSP）为5.17 mg/L远超流失临界值0.1 mg/L，表明城镇土壤磷流失风险较高。研究揭示了降雨驱动的.城镇土壤“活性磷优先流失、稳定态相对富集”的流失机制，为城镇土壤磷污染防控及水体富营养化治理提供理论依据。

关键词

城镇土地利用 / 土壤磷流失 / 磷形态 / 模拟降雨 / 风险评估

基金资助

国家自然科学基金项目（42377028）; 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金（SKLGP2023K029）; 四川省科技教育联合基金项目（25LHJJ0354）