磷是水环境非点源污染的关键因子之一,农田磷素流失受降雨等多种因素的影响,分析磷素流失的影响因素及其主控因子是非点源污染发生机理及其控制领域的重要科学问题。沂蒙山区是我国北方土石山区的典型区域,发源于沂蒙山区的沂河作为鲁南苏北的水源地,流域内坡耕地较多,磷素流失比较严重。本文以北方土石山区典型小流域孟良崮小流域为研究区,利用2010年-2012年的32场自然降雨野外实验与观测数据,研究不同降雨条件下小流域各形态磷素浓度及通量动态变化,明确不同降雨强度下各形态磷素的传输时间动态,并利用偏最小二乘法解析各形态磷素流失的主控因素,以揭示北方土石山区小流域磷素流失过程及其驱动机制,并为该区非点源污染治理提供依据。主要结果如下:(1)不同降雨强度对各形态磷素浓度及通量的影响不同降雨强度下,四种磷素浓度及通量表现为暴雨>大雨>中雨>小雨。磷素浓度和通量分别与降雨强度呈正相关关系,磷素浓度和通量随着降雨强度的增大而增大。(2)不同形态磷素传输时间动态分析四种不同形态磷素浓度与流量均呈逆时针环状关系。在暴雨、大雨和中雨条件下,四种不同形态磷素浓度峰值出现在流量峰值前,在小雨条件下,DP浓度峰值出现在流量峰值前,DIP、PP和TP浓度峰值出现在流量峰值后。在对以径流峰值时间为节点的磷素浓度进行预测得出:暴雨条件下,DP、DIP、PP和TP浓度与径流量呈显著相关关系;大雨条件下,DP和DIP浓度与径流量呈显著相关关系,而PP和TP浓度同径流量相关性较弱;中雨条件下,在径流峰值前,DIP、DP浓度与径流量呈显著相关关系,PP和TP浓度与径流量相关性较弱;在径流峰值后,DIP和DP浓度与径流量呈显著相关关系,PP和TP浓度与径流量相关性较弱;小雨条件下,DP、DIP、PP和TP浓度与径流量呈显著相关关系。(3)磷素流失的主控因子分析在选取的15个影响指标中,DIP、DP、PP和TP流失与降雨动能、降雨侵蚀力和径流量呈幂函数关系。利用主成分方法在对磷素流失的主控因素进行分析时发现各指标均存在一定的相关性。其中径流量、泥沙、降雨动能、降雨侵蚀力与其他11个指标的相关系数较大。运用偏最小二乘法回归分析得出,不同形态磷素流失的偏最小二乘回归模型的第一和第二主要成分是由RV、SS、E、EI30主导。不同形态磷素偏最小二乘回归模型中自变量的VIP值表明,不同形态磷素流失的主控因子有所不同,DIP流失的主要影响因子为RV、SS和EI30;DP流失的主要影响因子为RV、EI30和E;PP流失的主要影响因子是SS、RV和EI30;TP流失的主要影响因子是SS、RV和EI30。