溶解有机物（DOM），通常以溶解有机碳（DOC）的形式进行量化，是一种高度活跃的碳库，它连接着陆地碳和氮的循环（Ren & Cai, 2025）。尽管DOC仅占土壤有机碳（SOC）的0.1–2%，但它贡献了65–80%的异养呼吸，并稳定了40–60%的矿物相关碳库，从而深刻影响着土壤的碳源-汇平衡（Ren and Cai, 2025, Mayer et al., 2017, Nakhavali et al., 2021）。通过径流和淋溶的水文过程，DOC及其相关营养物质被输送到内陆水域（Ren et al., 2024）。总氮（TN）是作物生产的基础，但由于农田氮利用效率通常低于50%，大量氮通过径流等途径流失（Langholtz et al., 2021, Martínez-Dalmau et al., 2021）。径流中的DOC和TN会通过促进富营养化和缺氧现象而损害下游水质（Akinnawo, 2023, Bashir et al., 2020）。因此，量化坡地上事件规模的DOC和TN输出及其在风暴作用下的共同传输对于维持土壤生产力和保护水生生态系统至关重要。
在坡地上，降雨强度（I）和坡度梯度（G）决定了径流的产生和侵蚀-传输过程，从而成为控制DOC和TN输出的关键水文地理因素。实验室实验和野外观察表明，随着降雨强度从40毫米/小时增加到100毫米/小时，径流深度和流速剪切通常会增加，导致DOC和TN通量显著增加（Wang et al., 2019, Ryan et al., 2021, Wang et al., 2023）。坡度梯度还可以通过改变地表水流力学、重力作用、侵蚀强度以及沉积物传输的强度、通量和路径来影响养分损失（He et al., 2022, Holz and Augustin, 2021）。虽然许多现有研究记录了降雨强度或坡度梯度对DOC或TN输出的主要影响，但相对较少的研究量化了降雨强度和坡度梯度如何共同作用，从而重塑径流过程，进而影响DOC和TN的输出过程。
在风暴径流过程中，DOC和TN可能遵循不同的输出路径。DOC通常以可溶或胶体形式传输，并且对迁移和稀释过程敏感（Delpla et al., 2011, Li et al., 2023）。相比之下，TN输出反映了径流中的溶解氮和与沉积物相关的氮，在易侵蚀条件下颗粒大小效应可能更为重要（Holz & Augustin, 2021）。风暴事件的观察进一步表明，溶质浓度对流量的响应可能是非线性的，表现为滞后性和阈值特性，因为连接性和传输路径会随着事件规模的改变而变化（Rose et al., 2018, Saavedra et al., 2022, Yue et al., 2023）。然而，大多数先前的研究分别研究了DOC或TN，并且研究范围仅限于有限的降雨强度（I）和坡度梯度（G）范围内，因此未能充分量化降雨强度和坡度梯度联合作用下的DOC-TN耦合/解耦情况（Wang et al., 2024, Chang et al., 2024）。例如，Liang et al.（2023）报告了不同降雨类型下的风暴事件DOC脉冲，而Wang et al.（2023）强调了颗粒态TN损失对坡度陡度的敏感性。在中国西南部渗透性强的砂质黄色土壤农田中，风暴作用强烈，DOC和TN可能对径流产生和沉积物相关传输有不同的响应。尽管如此，能够定量诊断不同降雨-坡度组合下DOC-TN耦合状态及其阈值的受控实验证据仍然有限（He et al., 2023）。
鉴于关于降雨强度-坡度梯度联合作用下DOC-TN耦合的定量证据有限，本研究在一种 flume 系统中进行了室内降雨模拟实验，使用了从中国西南部典型坡地农田收集的土壤。这一需求对于高度渗透性的砂质黄色土壤尤为重要，因为强烈的风暴会迅速改变径流-侵蚀条件，可能改变DOC-TN的共同传输。全因子设计包含了三种降雨强度（40、60和90毫米/小时）和三种坡度梯度（6°、12°和18°）。研究目标如下：（1）量化降雨强度（I）和坡度梯度（G）对径流深度的主要和交互作用；（2）描述不同降雨强度-坡度组合下的DOC和TN浓度及累积损失；（3）利用DOC-TN关系定量评估DOC-TN耦合模式及其变化（解耦、耦合或弱耦合）。通过在一个统一的降雨强度-坡度因子框架内综合考虑径流产生、DOC/TN输出和DOC-TN耦合，本研究为理解非线性碳和氮损失提供了过程相关的证据，并为砂质黄色土壤农田在风暴条件下的坡地分类导向的缓解措施提供了依据。
