水和土壤是自然环境和农业生产的两项基本资源，而氮、磷对土壤是好的肥料、对水体是污染物。一方面，农业非点源污染对水的多种功能（饮用水功能、工农业用水功能、航运功能、旅游功能、流域防洪调蓄功能等）有负面环境影响，氮、磷等污染物进入水体，湖库富营养化，水体水质下降，影响或丧失水域原有的供水功能，土壤进入水体，湖库、河道淤积，影响河道通航更影响湖库兴利、河道行洪；另一方面，农业非点源污染对土是水肥流失（黑龙江省水土流失面积11.52万km2），土壤侵蚀是水带走了坡耕地（黑龙江省坡耕地占耕地面积的60％以上）大量的肥沃的表层耕土，使黑土层变薄，土壤贫瘠沙化，土壤性质改变，肥力下降，给农业粮食产量（黑龙江省千亿斤产粮目标）和质量的安全带来严重的不利影响。研究对中-深度季节性冻土区黑土耕层土壤有效利用水资源、保持氮磷在土壤里为肥料而不是进入水体成为非点源污染、保护水土资源、保障商品粮食产量安全有重要意义. 本项目以中—深季节冻土区、黑土区、国家商品粮基地、国家重点治理的水污染控制区、生态脆弱区以及生态安全保障区为大背景。通过野外监测实验、室内模拟实验和物理化学分析实验与数值模拟相结合进行黑土漫川漫岗区冻融—融雪—径流耦合形成农业非点源机理研究。以形成非点源物质氮磷在冻融土壤中、地表面融雪径流淋洗、径流携带三个运移过程为主线，开展以下研究：黑土漫川漫岗区冻融非点源物质氮磷运移向表层聚集过程，地表非点源物质原位流失规律，包括积雪—融化—产流和非点源物质径流淋洗原位流失过程，融雪径流携带非点源物质空间运移过程。揭示：黑土冻融水—热—盐运移规律，融雪径流形成的临界条件，非点源氮磷空间运移规律，黑土坡耕地冻融循环融雪侵蚀形成农业非点源污染的状态转移规律。在中度-深度季节性冻土区、中国东北黑土坡耕地上，利用黑龙江省哈尔滨市郊黑龙江省水利科学研究院水利试验研究中心的综合实验观测场的野外微地貌模型, 及以中国黑龙江省巴彦县龙泉镇一块黑土坡耕地为实验观测点。项目在整个冬季冻融循环期的实测黑土耕层剖面黑土土壤温度、湿度、土壤有效磷含量、氨氮含量等数据。对典型中-深季节冻土区黑土耕层土壤湿度与冻结融化期土壤温度变化进行研究，研究东北黑土区黑土耕层土壤的冻融状况及水分运移情况，及研究黑土漫川漫岗型坡耕地冻融循环过程中土壤的氮、磷的分布变化情况。经过整个冻结融化期后，黑土耕层各层土壤含水量均大于冻结前，地下15 cm、10 cm、5 cm及1 cm深度黑土耕层土壤湿度随冻结融化期土壤温度变化的线性相关。在野外黑土坡耕地坡长为168m、坡度为1.3°、距坡底10m、50m、100m和150m处分别分层取样测试分析，黑土坡耕地冻融期土壤水、氨氮、有效磷垂向分布研究结果表明：黑土耕层同一位置处1cm、5cm、10cm不同深度处，土壤水含量按温度随时间从冻结前、冻结中、冻融循环前期、冻融循环中期、冻融循环后期及融化后均呈Gauss型分布；土壤有效磷含量按温度随时间从冻结前、冻结中、冻融循环前期、冻融循环中期、冻融循环后期及融化后均呈正弦曲线型分布；土壤氨氮与土壤有效磷相似随冻融循环的时间呈正弦曲线型分布。1cm、5cm、10cm不同深度处土壤经冻融循环后，有效磷含量在各层均略有增加， 5cm、10cm土壤含水量均增加。项目研究对中-深度季节性冻土区黑土漫川漫岗区耕层土壤有效利用水资源、保护水土资源、保障商品粮食产量安全提供基础理论依据。

黑龙江省水利科学研究院

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。