中国农业面源污染防控研究进展与工程案例

农业面源污染具有发生分散、随机，排放不确定性，污染物浓度波动大、类型复杂，污染面广量大的特点，其综合防治一直是世界性难题。当前，我国面源污染防控首要的问题为污染“家底”不清，不同部门或研究学者对农业面源污染负荷估算差别大。基于几十年定位、全程的科学观测数据，本研究认为，虽然国家污染普查数据和很多学者的估算数据，均高估了种植业源排放量占面源污染总量的比例，但种植业源排放总量仍然很高，必须给予充分的重视和防控。结合中国30多年的面源污染防控经验，中国科学院南京土壤研究所学者提出了农业面源污染控制的3R（“减源—拦截—修复”）和4R策略（“源头减量—生态拦截—循环利用—生态修复”），并伴随着防控技术升级和组合优化、技术产品化和装备化，逐渐完善扩展为4R+，为我国农业面源污染防控提供了理论支撑和应用指导，在一些典型地区进行工程化实施后，形成了农业面源污染防控的成功经验和案例。然而，农业面源污染防控的工作仍然面临着许多挑战，深入了解土壤与污染物之间的相互作用机制将尤为关键。此外，为实现资源的高效循环使用，还必须进一步提高氮、磷等关键污染物的净化与回收效率，确保在增加农业产值的同时降低对环境的污染...     

我国农业面源污染治理技术研究进展

随着我国经济社会的进一步发展,农业面源污染已经成为造成我国环境污染尤其是水环境污染的主要因素,农业面源污染治理技术的研究也越来越得到政府和科技工作者的重视。本文重点介绍了当前我国农业面源污染的状况、农业面源污染的成因及特征,并从农村生活污水的治理技术、农村生活垃圾的处理处置技术、农田径流生态拦截技术以及包括化肥减量化技术和农药减量化与残留控制技术为主的农业化学品减量使用技术等方面介绍了我国农业面源污染治理研究的发展现状,提出未来我国农业面源污染治理的系统控制思想和相关技术研究的趋势,包括系统控制与区域治理结合、技术研发与工程示范结合、面源污染控制与管理结合及建立健全国家级农业面源污染监测评价与预警体系等。     

北仑区四合村氮磷生态拦截沟渠工程设计及应用

在农村生态环境的治理中,农业面源污染治理是重要的内容之一,而氮、磷的过量排放是造成农业面源污染的重要原因。氮、磷生态拦截沟渠技术因其环境友好和简单高效而日益受到重视。基于此,通过生态拦截沟渠技术在北仑连片农田氮磷流失治理中的应用实例,介绍了氮磷生态拦截沟渠工程的设计和实际应用效果,并探讨了该项技术在治理农业面源污染方面的作用和推广前景。     

洹河流域农业面源污染防治对策探究

分析洹河流域的农业面源污染现状,针对流域内经济发展水平和农业特点提出推广测土配方施肥技术、发展生态养殖、推广农药减量增效集成技术等农业面源污染的防治对策。     

环境生物技术在农业面源污染防治中的作用

生物技术由于其自身的特点决定了应用于农业面源污染防治中的优越性。本文着重介绍湿地系统、人工复合生态床、生物埂、植被缓冲带技术、微生物技术、人工水塘技术等几种生物方法。     

农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践——案例分析

农村面源污染问题日益突出,是当前水污染控制与水环境改善的重点和难点。“十一五”期间,在国家水专项的支持下,以农村面源污染治理的“4R”理论（源头减量-过程阻断-养分再利用-生态修复）为指导,选择江苏省无锡市的直湖港小流域龙延村为综合示范区进行了技术的集成与工程化应用,取得了良好效果。本文以此为典型案例,详细介绍了综合示范区的污染现状、“4R”技术的集成应用与衔接配套、各项技术应用的污染控制效果以及区域环境改善效果,并对“4R”理论的核心内涵以及未来的发展进行了总结和讨论。     

农业面源污染影响因子及控制技术的研究现状与展望

面源污染的严重性受到国内外普遍关注,并已成为国际水环境问题研究的活跃领域。本文在简要介绍农业面源污染发生机理和特征的基础上,首先综述了土地利用方式、农田耕作、田间水肥管理、地形地貌、气候水文特征和社会经济因素等农业面源污染影响因子的研究现状,然后从人工湿地技术、前置库技术、缓冲带技术、水土保持技术、农田养分管理技术和农业生态工程技术等几个方面阐述了近年来国内外农业面源污染控制技术的最新研究进展,并结合我国实际提出今后农业面源污染的研究重点。     

蔬菜地面源污染生态拦截系统与效果

针对蔬菜种植业面源污染日益严重的现状,该文选取浙江省太湖流域典型的蔬菜集约化种植区为研究对象,以因地制宜、实用高效、维护便捷、成本合理为原则,在研究区域构建了农田生态沟渠-生态消纳塘水肥一体化-过滤型主排水渠生态拦截系统,并对拦截系统效果进行综合分析研究,探索高效实用的农田面源污染生态拦截技术。结果表明,与2010年相比,工程建成运行后2011年、2012年总氮去除率分别达33%～52%、43%～67%,总磷去除率达23%～59%、43%～82%,在雨季6-9月间,去除效果最佳,且2012年效果优于2011年。该系统有效削减了菜地废水氮、磷等营养元素的排放,达到改善水质、美化景观、提升经济的综合效果,为蔬菜种植区面源污染控制提供技术工程示范,具有典型的推广应用价值。该文可为农田面源污染拦截技术研究及应用提供参考。     

科技部“十三五”农业面源和重金属污染农田 综合防治与修复技术研发重点专项 “农业面源和重金属污染监测技术与监管平台研发”项目正式启动

农业面源和重金属污染问题已对我国现代农业和社会经济的可持续发展、农业生态环境安全和农产品质量安全构成了严重威胁。同时,随着人口增长、膳食结构升级和城镇化不断推进,我国农产品需求持续刚性增长,对保护农业资源环境和进一步提升农业环境管理能力提出了更高的要求。研究农业面源和重金属污染监测与管理决策平台关键技术,构建融合农业环境监测网络的农田污染监管平台,是及时准确把握农业环境质量状况及其动态,实施农田污染分类分级管理的前提和基础。针对这一管理需求,科技部联合农业部审批通过了第一批“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点专项,包括“农业面源和重金属污染监测技术与监管平台研发”在内的共11个专项项目已正式启动。     

生态环境视角下有机农业发展助推环境保护与绿色发展（1994—2019）

习近平总书记在2018年全国生态环境保护大会上的重要讲话指出,要加快形成绿色发展方式,从源头上防治环境污染。实现绿色发展关键在于产业生态化、生态产业化,而推动有机农业发展是农业生产方式绿色转型和生态环境保护耦合发展的重要途径。本文从生态环境视角首先依据发展水平、发挥作用以及政策形势,将1994—2019年我国环境保护部门在推动有机食品发展和有机产品基地建设方面开展的工作划分为三个阶段;其次,总结凝练了有机产品基地建设在面源污染源头防控、农田生物多样性保护、生态扶贫及生态产品供给等方面产生的综合效益;最后,提出新形势下有机农业发展与有机产品基地建设在发展生态经济、防控面源污染、助推农村生态环境监管以及生态产业扶贫等方面的对策建议。     

农田土壤重金属污染的农业生态修复技术

总结了常见的农田土壤重金属污染的农业生态修复技术,包括合理施用化肥、施用生物有机肥、秸秆还田、调整作物种植结构、筛选重金属低积累作物品种和耐性作物品种、深耕深翻、控制土壤水分以及施用石灰等修复措施,并对农田土壤重金属污染修复技术的前景进行了展望。     

农田排水氮磷拦截潜流坝的设计与运行

为控制太湖流域农业面源污染,设计了一种可以有效减少农田排水氮磷含量、控制水头的氮磷拦截潜流坝。该文介绍了该潜流坝的结构特点、建造方法及工作原理,并根据设计构建了实体氮磷拦截潜流坝,同时进行了数据监测。结果表明该氮磷拦截潜流坝运行稳定、控制农业面源污染效果良好。其中水体铵态氮的平均去除率较不建造潜流坝提高了8.3%;总氮的去除率平均提高了7.2%;总磷的去除率平均提高了17%。因此,该氮磷拦截潜流坝可作为农业面源污染氮磷拦截系统中的重要部分。     

中国水土流失的历史演变

以黑龙江省宾县县城水源地二龙山水库为例,阐述了水源污染状况,面源污染形成的过程、机理及来源和途径.分析了流域农业生产管理中的化肥和农药施用,农业生物质类废弃物利用管理和水土流失对水源污染的影响.从污染物的源头控制,迁移途径控制和水生态修复控制体系构建出发,提出了加强坡耕地农业生产管理、新农村建设工程、水土流失综合防治工程和河流廊道生态修复工程措施控制农业面源污染,实现人水和谐.     

三峡库区柑橘园生态复合经营模式

柑橘是三峡库区农业支柱产业,库区柑橘园在抗旱排涝、物种搭配、果园管理、水土流失和农业面源污染防治方面存在一定问题。三峡库区柑橘园生态复合经营模式包括坡地+排水沟的土地整治方式、柑橘+间作套种的物种配置技术和少耕免耕及柑橘病虫害生态防治的管理措施,可在投入低、充分利用资源的前提下达到抗旱排涝、固土保肥和减少农业面源污染的生态目标,增加库区柑橘园经济产出。     

科技部“十三五”农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发重点专项 “长江下游农业面源和重金属污染防控技术示范”项目正式启动

长江下游农业集约化程度高、降水频繁,面源和重金属污染严重,对粮食生产和人体健康构成了严重威胁。控制并减缓因种植投入品使用不合理、小微企业和铜矿Cd、Pb和Cu对周边农田造成的环境污染和农产品品质下降问题,保持粮食的稳产高产,改善和提高生存环境质量,实现环境-资源-食品-健康的协调发展至关重要。针对这一社会需求,近日,科技部联合农业部审批通过了第一批“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”重点专项,包括“长江下游农业面源和重金属污染防控技术示范”在内的共11个专项项目将于近期正式启动。     

麦季农田流失养分植物拦截技术体系研究

本研究在农田排水沟渠末端增设农田生态塘,对麦季农田流失水体进行贮留,并通过在生态塘配置养分拦截植物进行养分富集研究,旨在为减轻我国农业面源污染提供技术支撑。小麦季农田设置农民习惯施肥(NN)和优化施肥(EN)2个施肥水平;生态塘种植水芹菜和黑麦草2种拦截植物。结果表明:试验年度麦季农田共发生8次地表径流,麦季农田总地表径流水量为1 119.0 m~3·hm~(-2)。NN处理农田地表径流水体总N、总P、总K流失量分别为4.5、0.5、4.0 kg·hm~(-2),采用优化施肥能够减少农田地表径流养分流失量,EN处理总N、总P、总K流失量分别为3.9、0.4、3.8 kg·hm~(-2)。本研究灌排单元农田面积为5.2 hm~2,小麦季其农田地表径流水体总N、总P、总K流失量分别为23.3、2.4、20.8 kg,生态塘中水芹菜和黑麦草拦截农田N、P、K流失量分别为18.0、1.9、22.0 kg,植物养分拦截量占本灌排单元农田地表径流水体养分流失的77.3%、79.2%、105.8%。经折算,生态塘与农田的面积比例以1∶43～50为宜。研究表明,在太湖地区小麦田排水沟渠末端设置生态塘,并配置水芹菜和黑麦草2种养分富集植物,可拦截麦田地表径流氮磷养分超75%,有效减轻农业面源污染。     

生态空间格局优化与景观要素耦合视角下环水有机农业面源污染控制技术

农村面源污染是水生态环境的主要问题之一,严重影响水体安全。本研究以环水有机农业为技术手段,从农业空间格局和景观要素之间的耦合作用视角,通过有机农业生态系统的生态功能控制面源污染,以期解决农业面源污染防治的关键问题。首先,在生态格局构建与优化方面,加强景观结构的合理布局,关注景观连接度,加强景观要素异质性,因地制宜构建湿地、生态岛、集水池等,既提高动物多样性,增强生态系统稳定性,减少化学农药投入,又能够实现养分的多级利用,从而阻控氮、磷等营养元素的迁移,延长面源污染的空间迁移路径。其次,增强景观要素的生态功能,提高半自然生境的面积比例,因地制宜构建生态沟渠、前置库等,有效衔接农业面源污染控制技术。再次,统筹合理施肥、堆肥、轮作套作以及生物防治等农艺措施,充分发挥空间格局与景观要素耦合功能。最后,以云南松华坝饮用水源地有机农场与常规农场为例,通过采用上述措施,显著提高了生物多样性,并减少氮流失820～1 093 kg·hm~(-2),减少磷流失273～364 kg·hm~(-2),减少农药流失2.2～2.5 kg·hm~(-2),有效控制了区域面源污染。     

农业面源污染控制工程的“减源-拦截-修复”（3R）理论与实践

在点源污染逐步得到控制后,面源污染问题日益突出,在一定程度上已经严重影响到中国生态环境健康、良性发展,甚至在一定程度上制约了中国经济社会的可持续发展。结合30多年的面源污染控制经验,剖析了中国农业面源污染总体形势,并从农业面源污染产生、发展和发生的特征上,基于中国的经济发展模式提出了农业面源污染控制的策略性理论——“减源-拦截-修复”理论。在阐述了该理论后,从太湖流域和滇池流域典型区域农业面源污染控制的实践案例进行验证。期望“减源-拦截-修复”理论的建立,能从根本上扭转农业面源污染控制工程至今无策略性指导理论的局面,为中国乃至世界类似经济发展模式的地区农业面源污染控制提供有益指导。     

节水防污型农田水利系统构建及其效果分析

不合理的农田水肥管理是造成农业面源污染的主要原因之一。为了探寻灌区水稻节水、增产和减污相统一的措施,提出运用由田间、草沟、塘堰湿地和骨干沟"四道防线"组成的系统净化农田排水,并在广西桂林市青狮潭灌区及广西灌溉试验中心站开展了系统的试验研究。通过站内不同水肥处理下对田间节水、水稻增产、氮磷流失减少指标的分析,优选水稻田间最优水肥管理模式,即采用间歇灌溉模式、施氮肥总量不变、适当减少氮肥基肥增加追肥用量;在站外根据现有的水系分布构建"四道防线"系统,分析了各道防线对农田排水的净化效果以及提高净化效果的主要措施。由"四道防线"构成的节水防污型农田水利系统对农田氮磷排放具有良好的净化效果,实现了减少农田面源污染和修复农田水环境的目的。     

吉林省农业生态环境障碍性因素及综合调控措施

吉林省农业生态环境障碍性因素主要包括土地退化、水资源水环境问题突出、区域生态系统的服务功能下降等,应采取如下综合调控措施:加强农业和农村发展规划,因地制宜、科学合理地开发利用水土资源,通过合理耕作和水土保持措施减少水土流失,养地培肥、增加土壤有机质,解决土地荒漠化问题;依托水利工程和灌区建设,结合农业节水措施,提高水资源利用效率,解决农业用水与生态用水矛盾问题;推广精准农业、减少面源污染,结合生态拦截型沟渠系统和人工湿地建设,加大环境容量,解决水污染问题;结合区域生态环境现状,构建起生态要素多样化、结构相对稳定、功能相对完善的复合生态系统,以提高区域农业生态系统的稳定性和自我调节能力。