农田土壤中磷素的流失不但造成土壤贫瘠，而且导致水体富营养化，因此长期以来备受关注。特别是近年来，农村畜禽养殖业的密集发展、磷肥和有机肥的过量施用、以及不合理的施肥技术，使得农田土壤的磷素摄入远超需求，造成大量磷素随暴雨径流进入水体，成为众多河湖富营养化的主要来源。但不同来源的面源污染物“载体”(如不同类型肥料)，其磷素随暴雨径流迁移的形态、过程和通量明显不同，如何识别造成大量磷素流失的关键面源“载体”，进而界定面源污染的高风险区，对于有效阻控农业面源污染至关重要。　　 目前，农田土壤中磷素从源到汇的迁移过程中的一些关键问题尚未取得共识，地表径流中多来源污染物同时示踪技术缺乏。近期一些研究表明，应用稀土多元素可成功示踪土壤侵蚀过程。土壤侵蚀是非点源污染物流失的重要途径，因此“利用稀土多素分别示踪不同面源污染物”有可能成为解析农田面源磷来源的有效手段。　　 本文通过布设室内的土柱淋溶实验和土槽坡面人工降雨实验，分别从纵向和横向两个角度观察了外源稀土及添加粪肥后土壤中的磷在土柱中及地表径流中迁移特征，旨在研究应用稀土多元素示踪农田面源磷迁移及追溯水体中磷素的来源的可行性，探索一种识别磷的来源和深刻以识磷从土壤到水体迁移的微观过程的新手段。　　 借助ICP-MS、ICP-OES等现代分析仪器分析了各实验所获取的水样和土壤样品中的稀土元素和磷元素的含量，讨论了二者在纵向和横向上的迁移特征，并通过磷的分级提取观察不同提取态的磷素与稀土元素之间的关系。主要结论有：　　 ①外源稀土添加到土壤之后，为土壤颗粒迅速固定，进入土壤溶液的溶解态稀土非常少。土柱淋溶液中的磷多在检测限以下，仅在少数淋溶液可以检测出，浓度均都低于0.1mg/L。而径流沉物中的溶解态稀土多不超过径流总量的1％，且溶解态稀土含量最高值大多出现在携带径流沉积物较少的径流初始阶段。　　 ②稀土元素La、Nd、Sm、Ce在土壤剖面中向下迁移非常困难，容易被土壤颗粒固定，即使添加高剂量的外源稀土(如土壤背景值的20倍)，也很难被淋溶出来，说明土壤对稀土的吸持容量很大。在添加外源稀土La的土柱中，La和P的迁移深度分别不超过土壤表层以下6cm和8cm；在添加外源稀土Ce、Nd、Sm的土柱中，Ce、Nd、Sm和P含量均在土层2-4cm处剧减，在4-6cm处基本达到未添加稀土的土柱中的背景含量。　　 ③径流初期的产流量和径流所携带的沉积物很少，初始阶段二者整体上呈快速增多的趋势且波动较大，随着降雨的进行最终趋于稳定，径流量多在降雨开始后18-21min趋于稳定，沉积物质量变化表现出与径流体积类似的规律，但其波动远大于后者。施用稀土的各槽，径流所携带的沉积物量的差异受到稀土和雨强变化的双重影响，而雨强的变化起主导作用。　　 ④多数的模拟降雨实验中，初期径流所携带的沉积物中P和稀土的浓度远高于后期，而这一时段土壤细颗粒率先流失，说明土壤细颗粒富集稀土和P的能力要强于粗颗粒的。且径流前期沉积物中的稀土及P的浓度均高于原土槽土壤中二者的浓度，表现出稀土及P的富集效应。　　 ⑤磷分级实验表明，施加外源稀土La可以降低土壤中NaHCO3-P、NaOH-P和残渣态磷(R-P)的比重，而提高DDW-P、HCl-P的比重。土壤中的稀土(La、Nd)主要以HCl浸提态存在，其次是残渣态，而且两者占到总量的96％以上，其余形态占很少一部分。P在土柱中的赋存形态平均状况依次为HCl-P>残渣态P>NaOH-P>NaHCO3-P>DDW-P，其中以HCl浸提态和残渣态P为主，但NaOH-P也占一定的比重。　　 ⑥施用稀土氧化镧及氯化镧的实验结果均表明，不同时段地表径流沉积物中二者与磷元素浓度间的关系类似，星显著或极显著相关。在同时施用二者的对比实验中，除3号槽出现异常外，其余各槽中La、P浓度间的相关系数R>0.8(P<0.01)，说明二者均有示踪农田表层磷迁移的应用价值。　　 ⑦施用不同的稀土元素及不同粪肥的实验结果均表明，不同时段的地表径流所携带的沉积物中的稀土元素与磷元素之间均呈显著或极显著相关。不同时段的径流沉积物中的稀土和磷的质量之间呈极显著相关。稀土和磷在径流中的浓度变化特征与径流体积的变化相反，在径流初始阶段快速降低，随后渐趋稳定，而径流中二者的质量变化与径流沉积物的质量变化密切相关。　　 本文在多种实验条件下研究结论表明，外源的稀土元素与土壤中的磷在地表径流中存在明显的共迁移特征，二者的浓度之间多呈现显著或极显著相关关系，为应用稀土多元素示踪农业面源磷素的迁移及水体中磷素的源头解析等研究提供了一定的理论依据。