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本发明公开了属于农业环境领域的一种利用稀土元素示踪农业面源磷素流失的方法。该方法首先测试各个分区域中不同种稀土元素的背景含量,然后测试降雨后测试区域每种稀土元素的流失总量,联立方程,解得各个分区域的元素流失系数,从而计算得到每个分区域中磷素的流失率和流失量。本发明利用稀土元素和磷素在降雨径流过程中表现出的相似特征,将稀土元素的多源物质示踪应用到农业面源磷素流失的溯源,有效辨识复杂地形流域磷素流失的高风险区。该方法操作简单,快速有效、准确、成本低,灵敏度高,对环境友好,在面源污染治理和管控方面具有广泛的应用前景。