本文以天津于桥水库桃花寺流域为野外试验点,于2002和2003年,通过广泛深入的流域调查、野外降雨径流监测及样品的连续动态采集与分析,并辅以室内模拟试验,在不同时空尺度上,首次对华北超渗产流模式下农业非点源污染发生的一系列动态过程与机制进行了较为系统的研究,同时还探讨了在华北区域性流域景观特征下,农业非点源污染的控制途径.本研究取得了以下结果:(1)大陆性季风气候影响下,华北雨季前期流域下垫面普遍干旱,养分物质循环过程缓慢,大量累积于下垫面地表,长效污染物累积与短促型暴雨共同作用,导致降雨前期污染物高度累积、迁移滞缓,暴雨—径流期污染物在高动能径流携带下,主要以颗粒态形式,通过过程短促的超渗地表径流迅速迁移.形成华北地区"污染物雨前高度累积—雨中剧烈释放—超渗地表径流携带—短历时、高强度、集中输出"的非点源污染连续动态发生模式.(2)雨前养分迁移滞缓引发的高度累积,一方面导致雨季来临后养分自不同源区的瞬时高强度释放,另一方面导致污染源区在流域空间分布上的高度变异性.(3)超渗产流模式下,产流量取决于降雨强度与土壤入渗能力的对比关系,地表径流具有快速形成、易于消失的特点,与南方蓄满产流区地表径流形成迟缓、延续不断的特点具有明显不同.地表径流对污染物的传输明显受到沿途土地利用的影响,通常表现为村庄、果园集中分布区的高浓度特征,而在上游山地区及下游岸边区的低浓度特征.(4)在同一流域中进行了异质性"汇"景观结构对非点源污染的控制研究,发现:异质性汇景观系统具有很强的污染物持留能力,是针对华北地区"污染源时空高度分异—过程短促"的非点源污染模式的有效控制途径.华北地区具有明显区别于南方湿润区的农业景观特征.(5)基于华北地区非点源污染发生和传输机制,本文首次从源—传输—汇各环节提出了具有华北地区特色的农业非点源污染景观途径控制方法,提出优先控制关键源区—重点控制水土流失—广泛控制农田污染的源区治理模式.