湖泊富营养化已成为最为严重的水环境问题之一。磷是水体富营养化的关键性限制因子。随着点源磷输入不断得到有效控制,面源污染逐渐成为了水体磷素的主要污染源。因此,准确认知流域面源污染磷流失来源和特征则成为面源污染靶向控制的重要前提。本文通过测定汤逊湖不同点位磷酸盐氧同位素丰度分布特征,结合汤逊湖流域水系和水环境基本现状调查结果,分析了流域面源污染磷的来源。在此基础上,进一步通过模拟降雨实验,揭示了以地表径流为主的面源污染磷的流失特征和富营养化风险。主要得到以下结论:（1）汤逊湖东部湖区和西部湖区水域的总磷（TP）、无机磷（IP）浓度差异明显,东部湖区水域的TP、IP浓度高于西部湖区的水域,表明汤逊湖东部湖区和西部湖区水体虽然通过涵洞连接,但是两部分湖区之间的水量交换十分有限。两湖区的磷酸盐氧同位素丰度(δ¹⁸O_PO4)也存在明显差异,汤逊湖东部湖区水域的δ¹⁸O_PO4高于西部湖区。在东部湖区和西部湖区之间水量交换十分有限的前提下,结合汤逊湖东部湖区和西部湖区水域周围土地利用和给排水系统建设现状特征,分析得出汤逊湖东部湖区水域南部大量农业用地造成的面源污染是东部水域TP浓度、IP浓度较高的主要原因。（2）模拟降雨实验结果表明,改变降雨强度条件(60 mm·h^-1、90 mm·h^-1和120mm·h^-1)或坡度（5°、10°和15°）条件,无机肥、有机肥、发酵秸秆和不施肥四种不同施肥处理的黄棕壤地表径流产量随着降雨强度增加而增大,随着坡度增加体呈现减少趋势;泥沙产量随着降雨强度和坡度增加而增大。黄棕壤地表径流磷流失形态以颗粒态磷（PP）为主,无机肥、有机肥和发酵秸秆施用后都明显增加了地表径流磷的流失量。在雨强相同坡度不同条件下,地表径流的PP平均流失量占TP流失量的比例随坡度的增加而增大;在坡度相同雨强不同条件下,流失PP的比例随雨强的增加而增大。泥沙中不同形态的磷进行分级提取结果表明,施用无机肥、有机肥和发酵秸秆的径流泥沙中不同形态磷的含量都明显增加,且施用有机肥的径流泥沙中有机磷（OP）含量最高。施用有机肥的径流泥沙中OP和Fe/Al-P之和占TP的比例为83.87%,施用无机肥的径流泥沙中OP和Fe/Al-P之和占TP的比例为97.33%。这说明无机肥施用会导致更多的生物有效磷流失,但有机肥施用导致的径流磷素流失同样不容忽视。