农田化肥氮磷地表径流污染风险评估

以长江中下游地区所处的六省一市为研究对象,通过对80个市级行政区化肥施用情况的调研,估算了农田化肥氮磷地表径流流失量,在耦合农业化肥流失量、降雨和河网密度三种因素的基础上,提出了农田化肥氮磷污染风险分级方法并初步识别了重点区域。结果表明,近20年来,其化肥施用量呈现上升趋势,氮磷地表流失量较高的区域主要集中于湖南省,氮磷流失强度的平均值分别为2.41、0.61 kg·hm~(-2)·a~(-1)。湖南省为六省一市中农田化肥氮磷污染的高风险区,上海市为低风险区,其他五省则以中、低污染风险为主。研究结果有助于实现对农田面源污染的风险防范,推动我国农业面源污染防控的优化升级。     

宁夏农林科学院农业资源与环境研究所“宁夏引黄灌区农业面源污染阻控技术研究与示范”项目荣获宁夏科技进步二等奖

<正>日前,由宁夏农林科学院农业资源与环境研究所承担的"宁夏引黄灌区农业面源污染阻控技术研究与示范"项目荣获2015年度宁夏科技进步二等奖。该项目主要取得了以下研究成果:(1)通过同位素标记和定位监测,阐明灌区典型作物农田退水过程中氮磷运移定量化特征,确定了农田尺度不同种植模式产排污系数,建立起灌区农业退水污染运移与污染负荷的基础数据库。(2)以农田减氮控磷和缓/控释生态施肥技术为核心,构建起主要作物减氮控磷清洁化生产关键技术模式5套,在国内率先研究建立起基于缓/控释肥料和环境友好的作物农机     

天目湖流域氮磷面源污染现状分析

以天目湖沙河水库为例,根据排污系数法研究不同类型面源污染对水库水体氮、磷的贡献情况。结果表明:对氮、磷的贡献从高到低依次为径流排污＞生活排污＞养殖排污。径流排污是水库区域内的主要污染源,其中最主要的污染源为农田排放和茶园排放,总氮排放占比分别为24.97%和23.24%。生活排污也是氮、磷污染的重要一环,总氮、总磷排放占比分别为23.09%和27.36%。     

植物修复农田退水氮、磷污染研究进展

水环境污染是造成全球水资源水质性紧缺非常重要的因素。农业面源污染则是继工业源污染实施清洁生产得到有效治理之后水体污染主要的贡献者,特别是地表水中过量氮、磷的主要来源,受到越来越多的关注和重视。植物修复技术因其可以对受污染水体进行原位修复和避免二次污染等特点,逐渐被人们应用到污染水体的治理中。本文从植物修复农田退水氮、磷污染视角,综述了农田退水氮、磷在主要去除途径与影响因素方面所取得的研究进展,并针对植物修复农田退水实践中存在的问题,提出了继续强化植物组合对水污染负荷消减能力的研究,进一步扩展对植物的经济利用价值、生态景观价值和社会效益开展研究,以及深化植物修复从室内模拟到野外小区域示范、再到大区域的推广应用研究等建议,以期为进一步提升治理农田面源污染效果提供技术支撑。     

太湖流域水稻生产的氮、磷投入阈值

为了探索太湖地区水稻生产中既保产量又使污染排放最小化的氮、磷投入阈值,2011-2012年在该区域开展了田间定位试验,设置6个施氮处理和4个施磷处理,研究氮磷施肥阈值与水稻产量、肥料表观利用率、污染排放风险的关系。结果表明,太湖地区水稻田产量稳定并且面源污染小的氮、磷投入阈值分别为185.18 kg/hm2和54.22 kg/hm2,在该阈值下水稻产量可保持9 000~10 000 kg/hm2,比当地推荐氮、磷用量分别减少18%和32%,既减少了投入又降低了面源污染风险。     

湿地植物在农业面源污染防治中的应用研究进展

湿地植物作为湿地生态系统中主要的建群种类,能有效吸收和去除水体中的氮、磷等富营养物质,在农业面源污染防治中应用广泛。本文结合国内外研究,综述了适用于农业面源污染防治的湿地植物,并对其氮、磷、有机物的去除效果进行了比较。从应用及配置方法上,论述了湿地植物选择和优化配置对农业面源污染防控和农田区域生态恢复的意义,以期为农业面源污染净化工程中湿地植物的设计应用提供决策依据和技术支持,并对今后的研究方向提出建议。     

中国农田氮面源污染研究：Ⅰ 污染类型区划和分省污染现状分析

在总结国内有关农田氮面源污染研究结果的基础上,对我国农田氮面源污染类型进行了区划,将全国划分为12个一级农田氮面源污染类型区,并进一步合并为3大类区域;定义了肥料氮污染指数的计算方法,在此基础上,利用近年各省氮肥施用的统计资料,对各省农田氮面源污染现状进行了初步分析.     

水肥综合管理对减少滇池北岸韭菜地氮磷流失的研究

农田氮、磷随地表径流向水体迁移,不仅造成化肥利用率降低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化.针对滇池流域规模化韭菜生产施肥量大,农业面源污染严重等问题,采用田间试验,结合自然降雨与人工模拟降雨,研究了不同施肥及田间沟渠利用方式下农田氮、磷的流失风险.结果表明,相对于化肥表施,合理的有机-无机肥料配合施用以及化肥深施,可分别降低地表径流中总氮和总磷平均浓度53%和39%.施肥后1周为氮、磷流失的高风险期,随后其风险随时间延长而降低;通过小区间沟渠的改造,提高排水溢流口高度,控制径流在沟渠内滞留时间以及采用农田养分循环利用的回灌技术,可减少农田向环境水体输出总径流量的76%以上,并同时提高了肥料利用率.     

农田水利改革、增产激励与面源污染风险——基于云南陆良县改革试点的实证研究

过度施肥导致的农业面源污染问题制约着我国农业发展，而完善农田水利设施、加强农业用水管理是促进农业可持续发展的重要举措。国家正在推进的农田水利改革能否在促进农业用水方式改变的同时减少农业面源污染，是值得关注的问题，但目前学界较少从农田水利改革视角为农业面源污染的防治提供新的理论与实践依据。本研究利用云南省陆良县的农户调查数据，通过多元回归模型探索农田水利改革对当地农田氮、磷面源污染排放量的影响，并采用中介效应模型进一步分析其作用机制。结果表明，就灌溉区位条件较差的研究区域而言，在农业活动外部性约束机制尚未建立的背景下，农田水利设施的完善会导致农田氮、磷面源污染排放量增加，这与农户的增产激励行为紧密相关。具体来看，农田水利改革改变了试点村农户的轮作方式、种子用量及灌溉用水量，即由改革前早春农田撂荒或马铃薯少量种植向复耕或扩大马铃薯种植规模转变，农田种子用量及灌溉用水量增加，使得当地农田面源污染风险增大。此外，非农就业比例在农户增产激励行为与农田水利改革之间发挥了一定的调节效应。在灌溉基础相对薄弱的地区进行农田水利改革时，应同步推进农田节水灌溉以及化肥减施、适施等行动，提高农户节水节肥意识，适时开展农业绿色生产技术推广，积极发展农业社会化服务。     

不同土壤管理对茶园氮磷径流损失的影响

为掌握不同土壤管理对茶园氮磷径流损失的影响，为茶园管理提供基础，在千岛湖地区的茶园中分别设置了常规施肥（CF）、50%有机肥替代化肥（COF）、在CF基础上施用调理剂（CFC）、在CF基础上覆盖稻草（CFM）等 4个处理3次重复的试验，在自然降雨条件下动态监测了不同处理的径流量、径流水中氮、磷浓度并计算氮、磷流失量。结果表明，茶园地表径流量介于1 049.3～1 417.3 m³·hm^-2，稻草覆盖显著降低了茶园地表径流量的25.4%～26.0%（P < 0.05）；茶园地表氮、磷径流损失量介于1.48～2.23 kg·hm^-2，0.39～0.54 kg·hm^-2，与CF相比，COF、CFC和CFM处理的氮流失量分别减少了24.8%、11.1%和33.9%，磷流失量分别降低了26.5%、24.8%和29.8%；径流水中不同形态氮、磷浓度与地表径流量呈现极显著负相关（P < 0.01），相关系数介于﹣0.55～﹣0.75。为降低茶园氮磷面源污染流失风险，今后在茶园土壤管理中可优先推广稻草覆盖措施。     

国家尺度种植业面源污染负荷估算方法研究

空间尺度上,种植业面源污染负荷估算可用分为田块尺度、流域尺度和区域尺度。国家尺度属于区域尺度范畴,是掌握整个国家种植业源污染负荷概况、检验种植业面源污染防治措施成效、预测面源污染发展趋势的重要尺度。本文综述了国家尺度上种植业面源污染负荷估算的研究方法,主要包括输出系数法、改进输出系数法、多元回归法、贝叶斯递归回归树模型、过程模型模拟法等,并利用以上方法对我国种植业面源污染负荷进行估算。其中氮素径流损失估算结果在0.30～2.40 Tg之间,氮素淋洗损失为0.36～2.03 Tg,磷素径流损失为3.5～6.37 Mg。指出了我国国家尺度种植业面源污染流失量估算方法存在以下主要问题:源头排放未区分背景排放和肥料排放,也未考虑南方一年多熟制排放差异,过程削减未充分考虑沿程消纳。为此,提出我国国家尺度种植业面源污染负荷估算方法应进一步明细各土地利用输出系数、区分背景排放和肥料排放,考虑我国熟制的区域差异、考虑田块到流域出口的沿程削减。     

我国农田面源污染时空演变特征分析

为探究20世纪90年代以来我国农田面源污染风险区域差异及演变特征,运用ArcGIS空间分析技术,分析了我国九大农业区和各省域的地均化肥、农药和农用塑料膜污染空间分布及其长时间演变特征。结果表明1991—2018年我国化肥、农药、农用塑料膜使用量整体呈逐年上升趋势,其面源污染程度逐年加重,农田面源污染的问题更加突出。化肥地均使用量增长101.5%,污染等级从较低等级升高为较高等级。农药地均使用量增长97.6%,污染等级从较低等级升高为较高等级;农用塑料膜地均使用量增长238.2%,污染等级从低等级向较高等级转变。九大农业区化肥、农药和农用塑料膜污染程度整体呈现由早期的较低污染等级升高为目前的较高污染等级。华南区、黄淮海平原区和黄土高原区化肥面源污染加剧程度最突出,黄淮海平原区、长江中下游地区和华南区的农药面源污染加剧程度最突出,而北方干旱半干旱区、华南区和黄淮海平原区农用塑料膜面源污染加剧程度最突出。综上,各省域化肥、农药、农用塑料膜污染呈现不同程度的加重趋势,其中化肥面源污染河南、海南、湖北、广西、陕西和新疆等省加剧严重,农药面源污染湖南、江西、福建、广东和海南加剧最明显,农用塑料膜面源污染上海、新疆、福建、海南、甘肃、山东和浙江加剧比较明显。     

东北三省农田化肥氮地下淋溶污染等级评估

本研究以我国东北三省（黑龙江、吉林、辽宁）为研究对象,统计了东北36个市级行政单元的化肥施用情况,分析了东北三省近10年的化肥施用趋势,并利用地理信息系统揭示了化肥施用空间特征。在此基础上,利用氮地下淋溶流失系数估算了农田化肥氮地下淋溶流失量,量化了东北三省各行政单元的氮地下淋溶流失强度。结果表明,近10年我国东北化肥施用量呈上升趋势,吉林省化肥施用强度最高,其次是辽宁省和黑龙江省;氮地下淋溶流失强度的平均值为0.314 4 kg·hm^-2·a^-1,氮地下淋溶高流失强度区主要集中在吉林省的长春市、四平市等地区,原因在于吉林省化肥施用量较高,同时玉米产量高,而玉米相对于其他作物,其氮肥施用量和氮素地下淋溶流失系数均处于较高水平。本研究相关方法可用于区域尺度上的农田氮地下淋溶估算,同时研究结果为我国农田面源污染防控和氮素管理提供了数据支持。     

我国农业面源污染的时空分异与动态演进

为了准确把握我国农业面源污染的空间分布规律,有效治理农业面源污染。选取1997—2013年中国30个省市面板数据,分析了我国农业面源污染的时间、空间分布特征,利用非参数核密度估计模型讨论了农业面源污染的动态演进情况,进一步利用探索性空间数据分析方法(ESDA)讨论了其空间相关性。结果表明:1)农业化肥投入、农业固体废弃物(秸秆)、水产养殖和畜禽养殖这四类污染源的产生量以及他们产生的氮、磷和化学需氧量三类污染物逐年增长,其中畜禽养殖的贡献最大。2)农业面源污染严重的区域集中在农业大省和经济发达地区,在空间上以中部地区、华北地区为核心区域,向外围辐射并呈现递减趋势。3)农业面源污染区域明显集聚,区域差异较大,极化现象比较严重。4)农业面源污染表现出明显的空间相关性,形成高高型集聚区域,主要位于农业大省。据此,应该加强政策激励和引导农业农户的环保意识,推进农业生产由农业粗放式增长向数量、质量型增长转变。考虑相邻区域政策等要素空间溢出的负效应,在高高型集聚区域内,应该采用区域联防政策,杜绝农业面源污染治理的此消彼长,通过齐抓共管,实现多赢。     

基于养分回用-化肥替代的农业面源污染氮负荷削减策略及技术

有效削减农业面源氮污染负荷是提升水环境质量的关键,也是当前关注的热点之一。氮排到水体是污染源,但其本身是农作物生长必需的营养元素。为此,提出了基于养分回用-替代化肥的农业面源污染氮负荷削减策略,利用农业生产系统对农业面源污染排放的氮进行消纳和回用,减少农田化肥氮投入并有效削减排入到水环境中的氮,达到农业生产与环境保护的双赢。重点介绍了面源污水中氮的农田直接回用、水生植物回收-有机肥还田替代、环境材料吸附净化-回收还田等几种技术途径及其应用,并指出了目前存在的不足及以后发展的方向。     

浅谈我国农田土壤重金属污染现状及修复研究

农田土壤重金属污染导致农作物重金属含量超标,这些重金属随食物链进入人体内,对人体健康造成危害。了解农田土壤重金属污染现状、重金属污染对农作物的危害,以及污染农田的治理修复,对维护人体健康具有重要意义。本文综述了我国农田土壤重金属污染现状,分析了农田土壤重金属污染可能对农作物造成的影响,概括了目前农田土壤重金属污染的主要治理方式,并分析了这些治理方式的差异性和优缺点,对未来农田土壤重金属污染治理的方向作出了展望。为该领域初学者了解该领域研究方向、发展趋势和研究热点提供了指导,也为我国农田土壤重金属污染治理的进一步研究提供参考。     

广西农业面源污染时空演变及其防控对策

【目的】分析广西农业面源污染的时空演变规律,提出治理农业面源污染的防控对策,为广西农业面源污染防控、实施乡村振兴提供理论依据。【方法】以西江经济带、桂西资源富集区和北部湾经济区为研究单元,构建农田化肥和畜禽养殖粪便污染清单,采用单元调查法测算2008—2019年广西农业面源污染物排放量和排放强度。【结果】农业面源污染地...     

我国农业面源污染的现状与对策Ⅰ.农业面源污染的现状与成因

就我国农业面源污染现状进行了分析,提出了农业面源污染的特点,并从化肥和农药的使用、集约化养殖、农田秸秆的无序利用及农村生活污水等方面阐述了农业面源污染的成因。     

农业面源污染中氮排放时空变化及其健康风险评价研究——以淮河流域为例

以保护淮河流域环境和居民健康为出发点,为揭示流域农业面源污染负荷时空分布特征,采用清单分析法和排污系数法核算了流域35个地级市的畜禽养殖、农村生活、农田种植3种污染源总氮(TN)的排放量和排放强度。利用GIS软件对氮素耕地、水体污染排放强度进行时空变化分析,分析出流域面源污染的重点污染源、污染类型及其空间分布特征,并根据健康风险评价模型估算流域内地下水中硝态氮对人体潜在的健康风险。结果表明:2015年淮河流域农村生活、化肥使用和畜禽粪便TN排放量分别为42.17万、644.44万t和213.86万t,排放比重分别为3.58%、72.39%和24.03%,化肥的施用仍是氮素污染的主要来源;耕地氮素污染负荷方面,农田种植畜禽养殖农村生活;地表水氮素污染负荷方面,农田种植≈畜禽养殖农村生活。流域内不同地区污染物负荷强度受耕地面积和水资源量的影响,分布存在一定区域空间分异现象,淮河流域西北部地区负荷强度高于东南部。地下水硝态氮健康风险指数在0.49~3.18之间,健康风险阈值超过"1"的城市数量占整个淮河流域的82.86%,应注意饮用水的安全问题。