山仔水库是福州市第二饮用水源,但富营养化问题多年来尚未得到有效根治,前期研究结果表明农业非点源污染是水库富营养化的主要原因之一,而磷浓度是水体富营养化的限制性因素。本研究在考察山仔水库周边地区主要土地利用现状基础上,选择了小沧乡七里村的三种典型的实验样地,采用调查分析与实测研究相结合、野外监测与室内实验相结合、实测分析与模型模拟相结合的技术路线,探讨降雨径流产流特征和磷流失规律,并应用AnnAGNPS模型估算磷污染负荷,进而针对性地提出降雨径流磷污染控制对策。结果表明:(1)降雨过程产流特征:径流量的峰值滞后于降雨量的峰值10-30min;径流量峰值滞后的时间与降雨强度呈负相关关系;降雨过程径流量基本表现为松竹林＞水稻田＞地瓜地。(2)降雨前后表层土壤的磷流失特征:全磷和速效磷的流失程度表现为地瓜地＞水稻田＞竹林;速效磷占全磷的比例与土壤的含水率呈较显著正相关关系。(3)降雨径流磷输出特征:总磷浓度的峰值一般与径流量的峰值同时出现;径流中的磷主要是以颗粒态形态输出;径流的磷浓度普遍具有地瓜地＞水稻田＞松竹林的规律。(4)松竹林、水稻田和地瓜地的总磷输出负荷与径流量之间都存在多项式相关关系,其相关系数分别为0.9982、0.9978、0.9984。(5)AnnAGNPS模型可以较好地模拟降雨条件下山仔水库的磷污染负荷;应用该模型估算了水库1996～2004年磷负荷,1997年总磷和可溶性磷负荷最大,2003年总磷和可溶性磷的输出量最小。