Agronomie 18 (1998) 5-26
DOI: 10.1051/agro:19980101

Analysis of the export of diffuse phosphorus from a small rural watershed

Lionel Jordan-Meille^a, Jean-Marcel Dorioz^a and Dean Wang<sup>b

a</sup>  Inra, 75, avenue de Corzent, BP 511, 74203 Thonon-les-Bains, France
^b  School of Natural Resources, University of Vermont, Burlington, VT 05405, USA

Abstract - Phosphorus is an important pollutant leading to lake eutrophication. Diffuse pollution accounts for a substancial share of the total phosphorus load. To improve our knowledge of this pollution, we conducted a watershed study in a small, rural, 302-ha watershed (Lake Léman area). To study the spatial distribution and temporal dynamics of phosphorus in the watershed and the corresponding variation in phosphorus speciation, 40 stormflow events over a 4-year period were analysed. We began by defining the 'state' of the watershed using a) periodic field surveys of signs of erosion, b) the length of the flowing ditches and streams (active hydrological network) and the waterpathways on the fields, c) the overall water budget, and d) grab samples of stream water from a network of subwatersheds. Four states that reflected contrasting watershed conditions were identified. Analysis of the data on phosphorus flux at the outlet of the watershed, in conjunction with the observations on the state of the watershed, allowed us to develop a conceptual model of phosphorus export from the watershed and several hypotheses about phosphorus transfer. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Résumé - Analyse des exportations de phosphore d'origine diffuse d'un bassin versant rural. On cherche, à travers l'étude d'un bassin versant rural, à identifier les mécanismes de la pollution diffuse phosphorée, ses modalités d'émission et de transport et ses impacts potentiels sur les milieux récepteurs. Les exportations de phosphore ont été étudiées pendant 4 ans sur le Mercube, bassin versant rural de 302 ha sans pollution ponctuelle, situé sur la rive française du Léman. Le principe de l'étude consiste à comparer des « états de bassin » avec des flux et des spéciations mesurés à son exutoire. La définition de l'état de bassin repose sur des campagnes d'observation et de mesures des écoulements présents sur le bassin versant. Quatre états reflétant des situations hydriques contrastées ont été définis. Ils se distinguent par la diversité spatiale des différents stocks de phosphore mis en jeu. Leur succession saisonnière décrit un cycle étroitement lié aux cycles culturaux et météorologiques. Afin de comprendre l'influence de ces états sur les quantités de phosphore émises vers le lac et sur sa spéciation, une quarantaine de crues ont été échantillonnées à l'exutoire du bassin. Cette analyse des transferts diffus de phosphore nous amène à proposer un modèle typologique des exportations de phosphore. Elle aboutit aussi à renouveler les conceptions concernant les processus de transfert des formes solubles et particulaires de phosphore. (© Inra/Elsevier, Paris.)

Key words: phosphorus / diffuse pollution / state of the watershed / high-flow typology / seasonal cycles

Mots clés : phosphore / pollution diffuse / état de bassin / typologie des crues / cycles saisonniers