农业面源污染是指由农业生产活动引起的氮、磷、农药及其它有机无机污染物质如化学投入品、畜禽养殖粪便、污水等通过地表径流、排水和地下渗漏等途径以广域的、低浓度、分散的形式,从农田生态系统向水体迁移扩散的过程,是导致受纳水体(包括河流、湖泊、水库、海湾等)水质恶化的重要原因之一。在全球范围内,农业面源污染正在或者已经成为土壤和水体污染的主要原因。丹江口水库作为南水北调中线工程的引水源头,其水质对整个工程的实际价值和受水区的饮水安全意义重大。近年来,丹江口水库水质总体呈下降趋势,这除了与脆弱的农业生态环境和气候条件导致的水土流失严重密切相关之外,还可能与库区农业生产中氮肥(或氮磷肥)比例偏高导致的农业面源污染有很大关系。本研究通过抽样调查理清了丹江口库区农业面源污染的基本现状；通过进村入户问卷调查,明确了研究区域农户肥料施用基本状况及其存在的主要问题；通过定位试验研究,基本摸清了库区玉米-小麦轮作制下坡耕地氮、磷流失的规律和主控因素,初步确定了既能够获得较好的作物生产经济效益,又可降低库区水环境污染风险的施肥措施。主要的研究结果如下：1)在丹江口库区,种植业源的总氮、总磷的等标污染负荷当量分别占农业面源污染负荷总量的36.08%和21.71%,种植业源的氮、磷流失是库区水体富营养化污染风险的主要构成因子。2)在丹江口市习家店镇小茯苓村,有30%以上的农户在玉米上施N量相对较高,超过225kg/hm2,其平均值为253.5kg/hm2；40%以上的农户在水稻上施N量超过210kg/hm2,其平均值为258.2kg/hm2。氮的过量施用会带来较大的环境污染风险。3)相比农户习惯施肥,优化施肥可以通过增加作物产量来提高经济效益；部分有机肥的替代施用可以通过降低施肥成本投入来提高经济效益；过量施肥成本投入更大而经济效益最低,是不合适的施肥方式。4)本试验条件下,施肥措施对坡耕地径流量的影响未达到显著水平。其它因素对坡耕地径流产生量的影响主要表现为降雨的连续性和土壤的田间持水量等因素对径流系数的影响：在连续多次降雨中产生的地表径流的径流系数显著大于间隔期较长的降雨产生的地表径流的径流系数。5)坡耕地的泥沙流失量受径流量和径流水中的泥沙含量的双重影响,所以在坡耕地农作物的种植中,可以考虑通过分别控制地表径流量和泥沙含量来减少泥沙流失量,只要控制了两个因素之一,都可能获得较为理想的水土保持效果。6)施氮肥会导致坡耕地径流水中总氮的浓度上升和总氮流失量的增加；倍量施氮会导致坡耕地径流水中总氮的浓度和总氮流失量显著高于其它处理；在多数情况下,合理的施氮量和运筹方式使得坡耕地径流水中总氮的浓度显著低于农户习惯施肥,但在追肥时应根据天气情况确定追肥时间,尽力避开降雨。7)施磷肥会导致坡耕地径流水中总磷的浓度上升,但有时这一趋势并不明显；倍量施磷会导致坡耕地径流水中总磷的浓度显著高于其它处理,并持续处于较高的水平；部分有机磷的替代可能在一定程度上降低了土壤磷素流失的风险；磷的流失主要以本底流失为主,因此控制水土流失是坡耕地磷素流失控制的重要手段之一。8)土壤中的氮素流失主要以可溶性氮为主,径流水中较高的泥沙含量会导致颗粒态氮所占比例普遍上升,导致了较高的以颗粒态氮为主的本底氮素流失。施肥措施对土壤磷的流失形态无显著影响,各季作物的径流水中可溶性磷与颗粒态磷占总磷的比例通常大致相当,说明泥沙的流失对磷的流失具有显著的重要性。9)2010年玉米季总降雨量为431.5mm,径流系数在6.78%-7.05%之间；2011年玉米季,总降雨量为325.3mm,径流系数在7.23%-8.04%之间,显著高于2010年玉米季的径流系数,表明了天气情况、降雨量、田间土壤含水量和降雨间隔都对坡耕地径流的产生有着重要的影响。10)施氮量对土壤铵态氮,尤其是底层土壤铵态氮含量的影响较小,对土壤硝态氮,尤其是底层土壤硝态氮含量的影响较大,施氮量越高,底层土壤累积的硝态氮越多。11)从对环境的影响风险来看,相比当地农民习惯施肥,优化施肥和部分有机肥替代施用可一定程度的降低坡耕地氮、磷的流失风险,是较为适宜的施肥方式；而过量施肥会带来严重的氮、磷流失风险,是不合适的施肥方式。在田间生产条件下,可通过合理的农艺和工程措施来增加坡耕地的地表覆盖度和作物对养分的吸收利用率,同时可减少水土流失的发生,以上各种方法都可间接的减少坡耕地氮、磷养分的流失量,减轻环境风险。