新疆农业面源污染研究进展

农业面源污染具有来源广、危害大、潜伏周期长等特点。针对新疆农业面源污染现状不明确的问题,本文收集整理了有关新疆农业面源污染的研究报道,从污染态势、污染风险源、面源污染模型以及治理对策等几个维度总结了新疆农业面源污染的研究进展。

化肥面源污染全链条治理的主要困境、逻辑基础和路径构建

当前,我国化肥面源污染治理进入“去存量”阶段,“源头治理—养分回用—过程拦截—末端治理”全链条治理成为缓解化肥面源污染的重要手段。化肥面源污染全链条治理虽然面临污染特性、农户分散经营特征和政策碎片化等方面的制约,但在治理技术、治理主体、治理载体等方面具有可行性。本文在整体性治理理论基础上,系统构建了化肥面源污染全链条治理路径,即在国家、省、市层面加大全链条治理技术创新和政策协同;在县级层面探索全链条治理服务模式和数字化管理模式;在社区层面引导生产者参与全链条治理、对接第三方主体提供全链条治理服务、构建全链条治理资金集成投入机制、依托社区组织营造良好氛围等。

心理惯性视角下农户参与耕地面源污染治理意愿研究——以施用有机肥为例

为考察农户参与耕地面源污染治理意愿,促进农业绿色转型,基于河南省驻马店市507份实地调研数据,运用ELM理论,结合心理惯性,构建农户施用有机肥意愿影响因素模型,同时考虑具有不同调节定向特质的农户对信息加工的差异。结果表明:中心路径和边缘路径对农户感知价值的信息加工均有显著影响,影响大小为价格价值(0.292)、意见领袖(0.278)、评论效价(0.237)、产品效用(2.137)。总的来看,农户有机肥价值感知受边缘路径的影响作用更大;感知价值(0.536)显著影响农户的有机肥施用意愿;心理惯性(-0.074)削弱了感知价值与施用有机肥意愿之间的影响;促进定向(0.114)特质农户强化了评论效价与感知价值之间的作用。为推动农户积极参与耕地面源污染治理应从完善有机肥补贴政策、发挥意见领袖引导作用、加强有机肥施用效果推广等方面考量。

河套灌区农业高效节水与面源污染防控技术

针对河套灌区水资源短缺、农业面源污染严重等问题,从不同空间尺度和治理环节入手开展灌区农业高效节水与面源污染源头防控技术研究。研发了针对污染源头的农田水肥盐药调控管理技术模式(包括除草剂残留研究与用量推荐、土壤水氮盐和作物生长对水肥管理的响应、减量膜上秋浇技术及次生盐渍化土壤微生物改良技术)、针对农田排水的富氧生态沟渠截污净化技术模式和区域尺度的面源污染空间解析识别技术,并集成构建了贯穿源头控污—过程削污—区域查污—系统调污的高效节水型农业面源污染防控技术体系。基于现状研究和新发展理念提出了河套灌区水土资源领域研究的几点认识,相关成果为河套灌区高质量发展提供了重要支撑,对同类型灌区具有重要借鉴意义。

果园面源污染来源和迁移特征及影响因素研究进展

[目的]探明果园面源污染的来源、迁移特征及影响因素,为科学防控果园面源污染、改善土壤及水环境质量提供理论依据。[方法]基于国内外最新研究成果,分析果园氮磷、重金属、农药等污染物来源、迁移特征及影响因素,剖析现有研究不足,提出未来研究方向。[结果](1)果园肥料氮施用强度[565~1071.2 kg/(hm^(2)·a)]、氮磷流失系数总体高于农田,氮磷易在坡地果园坡底累积,在土壤中空间变异性高于农田和茶园。(2)在果园未被污水灌溉、周边无工业活动情况下,施用的肥料和农药及交通活动是果园土壤重金属的主要来源,重金属在土壤剖面迁移范围约在0.005~0.8 m。(3)果园苯并咪唑类、除虫菊酯类农药用量分别约为450~4 050 g/hm^(2),60~150 g/hm^(2),弱吸附性农药施用后受短期降雨影响大,中等吸附性农药受到降雨和蒸发双重影响,河流中农药含量呈现与降雨相关的季节性。(4)控制果园面源污染应优先处理初期径流,有效截留泥沙。林下生草可削减径流7.1%~98.7%,控制泥沙15.7%~99.8%,截留氮、磷分别为4.6%~98.5%和15.3%~96.6%,削减重金属18.8%~90.1%。(5)果园面源污染迁移特征与降雨时空分布一致,20%地表径流约输出50%以上污染负荷,极端降雨下果园径流系数、氮磷流失为普通降雨的2.6和11.5倍,降雨量、降雨强度是影响重金属和农药迁移的主要因素,在持续时间长,强度中等的降雨模式下,重金属和农药更容易下渗和往下游迁移。[结论]国内果园精细化管理尚在起步阶段,未来有待探明复杂因素影响下果园面源氮磷、重金属、农药等污染的迁移规律,精准识别面源污染影响时空范围与程度,科学阻控面源污染,在保障果品前提下有效减少面源污染流失,提升果园生态效益,降低环境风险。

基于文献计量的城市面源污染研究态势分析与展望

随着点源污染基本得到治理,面源污染尤其是城市面源污染问题日益凸显。受时空分布离散、污染途径多样、建设成本高昂等因素的影响,城市面源污染治理难度较大,成了污染防治的重点领域。通过CiteSpace软件对中国知网数据库和科睿唯安核心合集数据库中1990—2021年的中英文文献进行梳理,剖析了国内外城市面源污染的研究进展、热点及发展方向等,为城市面源污染研究提供科学参考。结果表明:城市面源污染的国内外发文量都呈上升趋势;发文机构集中在中国、美国及欧洲国家。目前,国内外都较为关注初期雨水径流污染的核算和城市面源污染的影响因素研究。对于管理制度的研究,国外主要关注最佳管理实践(BMPs)和低影响开发战略(LID),国内则关注海绵城市和合流制。未来应对城市面源污染治理进行法律法规保障、综合效益评估及精准模拟预测。

江苏农业面源污染的来源与现状分析

江苏省农业条件得天独厚,但是农业面源污染严重,危害当地的水生态环境。将农业面源污染划分为农田化肥、畜禽养殖、农田固体废弃物、水产养殖、农村生活5个产污单元,分别计算每个单元的COD(化学需氧量)、TN(总氮)和TP(总磷)排放量,分析江苏省农业面源污染的主要来源。结果表明,农村生产生活的COD年排放量是最大的,其次是水产养殖,COD排放最少的是农田固体废弃物;种植业的TN和TP排放量是最大的,其次是水产养殖,农田固体废弃物的TN和TP排放量最少。通过分析江苏省农业面源污染的主要来源,为进一步减少农业面源污染的政策制定和治理提供依据,也为江苏省乡村振兴助力。

水稻灌区面源污染治理研究进展

水稻生育期与雨热同期导致灌排机率高,也导致化肥中的氮磷伴随地表径流产生大量流失成为稻作区农业面源污染的主要来源。通过对水稻高效节水灌溉制度、农田退水污染迁移转化机理和灌区退水污染协同调控技术等方面国内外研究动态系统分析,并结合国家和学科发展需求,从退水污染机理解析、灌区水资源调配模拟、灌区面源水污协同调控等方面提出了稻作区面源污染治理研究中亟待解决的关键科学问题,以期为我国农业面源污染防控提供借鉴。

黄河流域河套灌区农业面源污染模拟的难点与重点分析

黄河流域河套灌区农业面源污染问题突出,使用模型模拟是对河套灌区农业面源精准溯源、准确预测、评估治理措施治理效果和生态环境影响的有效途径,也是全面应用“监测-溯源-核算-治理-管理”农业面源污染全链条防控技术体系的关键核心步骤.经梳理发现,目前河套灌区农业面源污染模型由于缺乏对“源-汇”关系的精准表述和输移转化机制的阐明,导致存在一定的“假拟合”现象,致使后续使用模型模拟得到的结论存在较大的误差和不确定性,其结果在溯源、核算、评估等方面均无法完全成为具有实际指导意义的工具;除此之外,目前河套灌区现有的水文水质数据监测网络一定程度上难以满足日益增长的农业面源模型建立、率定和验证的需要,因此率定与模拟的结果很难具有更高的时空分辨率,导致对月尺度以下发生的面源污染行为和相应的环境危害评估与实际情况具有较大偏差.因此,建议建立流域层面农业面源污染监测网和数据分享平台以获取来自河套灌区具有更高时空精度的实测数据,并通过实地实验的方式阐明在河套灌区这一特殊“农业-环境”系统中面源污染物的输移转化机制,并在此基础上开发新的可以复现并模拟该机制的机理-大数据耦合模型来为区域内的科学研究与政策决定提供帮助.

整建制全要素全链条农业面源污染综合防治的思考及实践

加强农业面源污染综合防治是加快推进中国农业发展全面绿色转型,实现乡村全面振兴的重要任务。近年来,在多方的共同努力下,中国生态环境改善取得了一定成效,但重点流域的农业面源污染问题仍然突出。该研究在分析中国农业面源污染现状的基础上,通过资料收集、现场调研、专家座谈等多种方式梳理和分析了农业面源污染综合防治在治理主体、投入要素、技术体系与产业链条方面的瓶颈,解析了整建制全要素全链条农业面源污染综合防治的内涵,阐述了国家农业绿色发展先行区浙江平湖在践行整建制全要素全链条农业面源污染综合防治方面的先进做法及应用效果。总结了典型案例在网格化健全污染综合防治“整建制”、特色化延伸综合防治“全链条”、以及全方位保障污染综合防治“全要素”三个方面开展的相关工作,以期为探索形成农业面源污染综合防治整体解决方案,示范带动农业发展全面绿色转型提供支撑。

流域面源污染研究进展与展望

面源污染已成为影响流域水环境和水安全的重要来源,是当前国内外学者关注的热点之一,同时也是最具挑战性的研究领域之一。科学高效地治理面源污染问题已经纳入国家战略计划。因此,在新形势和政策背景下如何推进面源污染研究工作,以保障流域水环境可持续发展已成为紧迫任务。本文较为全面地回顾和总结了我国面源污染研究现状,归纳了主要研究方法和典型治理措施,并基于研究中存在的主要问题,结合我国水污染治理现状给出相应建议,指出未来发展趋势。本文可为面源污染的全过程监管、评估及治理提供重要参考,有助于完善我国水污染治理体系。

农业要素市场化对农业面源污染的影响效应——兼议环境规制的调节作用

本文探讨了农业市场化改革背景下,农业要素市场化对农业面源污染的影响效应、作用机制以及环境规制在其中的调节作用。基于2004—2020年中国省级(不含港澳台、西藏)面板数据,构建了动态面板模型,并运用差分广义矩阵及调节效应模型进行分析。研究结果表明:1)农业要素市场化对面源污染呈现倒“U”型的动态演化特征;2)机制分析表明,农业要素市场化通过种植结构效应、化学品投入效应和经营规模效应间接影响面源污染,具体而言,农业要素市场化对“非粮化率”和化肥投入强度存在倒“U”型影响,对人均经营规模的影响在市场化程度较高的后期显著为正;3)环境规制在“非粮化率”和化肥投入强度的传导机制中具有显著的负向调节作用,对经营规模与面源污染之间的传导关系不存在显著调节效应。因此,本文提出要进一步发挥市场化改革对农业污染治理的长效机制,立足农业面源污染治理“规模效应”“结构效应”和“投入品效应”的路径依赖,构建“政府-市场”双轨运行机制,以实现农业生态环境的改善和农业可持续发展。

太湖流域农村面源污染治理现状与前景研究

分析了太湖流域农村面源污染现状、调查方法、治理技术及过往的环境管理经验,指出近年来的治污工作虽然有效控制了城镇点源污染,但对经济基础相对薄弱的乡村地区面源污染的治理效果仍然不佳。基于太湖流域农村面源污染治理在技术层面已经形成的以分散式污水处理设施净化乡村生活污水、以径流截污工程治理暴雨径流污染、以源头减排和污染截留技术治理农业生产污染的系统化体系,提出了将面源污染治理与农村产业优化、基建升级、高标准农田建设、生态湿地推广等目标相结合,在多要素协同/权衡的思路下加强环境治理技术与政治经济领域融合等研究展望。

我国农业面源污染研究与展望

农业面源污染会带来一定的生态环境风险。经过20多年的治理,我国面源污染基础研究和防控工作取得重要进展,构建了流域、区域或国家尺度农业面源污染源汇路径全过程监测与评估体系,基本厘清了不同生态条件下农田系统中氮磷流失的主控因子,初步探明了农田有毒有害化学/生物污染与防控机制。在防控技术层面,研发出新型、绿色肥料替代常规化肥减量投入技术与产品,氮、磷高效利用污染负荷减排技术,土壤氮、磷增容负荷减排技术,坡耕地氮磷流失阻控技术,农业废弃物资源化利用技术与消纳装备。我国农业氮、磷排放污染负荷虽整体呈下降趋势,但依然是影响我国环境质量的首要污染因子,且农业面源污染呈现新的特征,表现为养殖业尤其是水产养殖业污染问题逐渐突出,残留地膜、农药、抗生素、激素、病原微生物等新型污染物污染问题不容忽视,面源污染途径从以径流扩散为主转向淋溶、挥发、累积并重的阶段,污染介质从单一地表水体转向包括地下水体、大气以及农田生态系统并存的状态。未来应以本领域我国取得科研成果和相关信息资源为基础,利用数字技术和AI技术,构建我国农业面源污染防控技术和管理融合大数据模型和系统理论,持续加强田块、流域、区域等多尺度面源污染防控技术集成配套与工程化应用研究,培育绿色低碳农业新质生产力产业,落实防控技术工程“政—产—学—研—用”保障机制与措施,以提升区域或流域尺度面源污染防控技术的环境、经济和社会综合效益,全面推进我国农业面源污染治理工作,促进农业高质量健康发展。

鄱阳湖流域南昌湖区农业面源污染现状及控制策略

农业面源污染治理是我国“十四五”重点流域水环境综合治理中的重要组成部分,为了解析鄱阳湖流域农业面源污染特征与时空分布情况,推进区域内农业面源污染治理工作的落实开展,以鄱阳湖流域南昌湖区为研究对象,通过资料收集、实地考察以及数据分析等方法,系统地统计了2020年度鄱阳湖流域南昌湖区五大国控断面汇水区域内的农村生活污水、农业种植、畜禽养殖、水产养殖四大农业面源污染产生的入湖污染负荷,分析了南昌湖区不同农业面源类型污染特征以及入湖污染物的空间分布情况。结果表明:农村生活污水污染主要集中在青岚湖、金溪咀刘家和伍湖分场3个国控断面汇水区域,农业种植面源污染主要集中于青岚湖国控断面汇水区域,畜禽养殖污染绝大部分集中在青岚湖、金溪咀刘家国控断面汇水区域,水产养殖污染主要集中在金溪咀刘家、南矶山国控断面汇水区域;其中青岚湖和金溪咀刘家区域内的农业面源污染是南昌湖区亟需治理的重点,COD、NH_(4)^(+)-N、TN、TP产生量分别占据5个国控断面农业面源污染总量的78.6%、66.7%、70.9%和69.0%。

农业院校试验田和水产养殖基地面源污染的综合治理

为治理某农业院校试验田地表径流和水产养殖等面源污染,结合已有面源污染防治技术和水体污染综合治理思路,分析了污染源并制定了综合治理技术方案,应用微生物技术、水生生物系统、曝气技术等技术手段,辅助科学的纳污引水连通及排水工程进行综合治理实证研究,目标是末端排放口水体水质稳定达到地表水Ⅳ类水水质标准。结果表明:通过实施投加微生物菌种、种植挺水植物、种植沉水植物、设立生态浮岛、种植粉绿狐尾藻、增设曝气系统等措施,末端排放口水体中COD、氨氮和TP浓度从治理前的22.10、2.76、0.124mg/L降至治理后的12.02、1.27、0.098mg/L,达到了地表水Ⅳ类水水质标准。

新发展阶段视角下的干旱地区农业面源污染治理思考

分析了农业面源污染产生原因及农药化肥、农用地膜、生活垃圾等污染源特征,以系统化的思维重新审视了农业面源污染的内涵。讨论了干旱地区农业面源污染治理在管理和技术领域存在的问题,提出了相应对策建议。

湖南省农业面源污染风险等级区划及防治对策

为全面掌握湖南省农业面源污染状况,探讨农业面源污染风险等级区划及防治对策,本研究运用等标污染负荷法和GIS空间分析法,基于单位国土面积等标污染负荷和单位地表径流等标污染负荷对湖南省2018—2021年农业面源的污染源、污染物及其空间分布特征进行分析。结果表明:湖南省农业面源TN污染负荷最高,2018—2020年贡献率均在40%以上。污染负荷总体呈中部高、向四周逐渐降低的分布趋势。通过自然间断点分级法可将全省分为高、中、低风险区3个一级分区,根据污染来源,将全省划分为畜禽养殖污染型、农村生活污水污染型、农村生活污水-畜禽养殖污染型、农村生活污水-种植污染型、种植-畜禽养殖污染型、复合污染型6种污染类型,形成14个二级分区,并根据不同区划类型提出了湖南省农业面源污染的防治对策。

基于流域模型与遥感解译方法的农业面源污染精细化源解析技术研究

农业面源污染源解析是面源污染防治的基础。农作物种植是农业面源污染源的重要组成,然而传统的面源污染源解析方法不能量化不同农作物对农业面源污染负荷的贡献,其解析精度也难以满足环境管理部门精细化管理的客观需求。本研究以天津于桥水库上游沙河流域为研究区,采用流域模型与遥感解译的方法,解析流域总磷负荷来源与贡献,旨在建立一种农业面源污染源精细化源解析技术。研究结果显示:基于Google Earth Engine(GEE)平台的农作物遥感总体分类精度在88%以上,Kappa系数均大于0.81,整体分类结果可信。沙河流域主要作物类型包括冬小麦-夏玉米、板栗、果树与其他作物,其中冬小麦-夏玉米的种植面积最大,占比为44%~67%,板栗种植面积次之,占比为11%~29%。冬小麦-夏玉米种植面积总体呈下降趋势,板栗种植面积则呈快速上升趋势。沙河流域Generalized Watershed Loading Function(GWLF)模型对溪流量与总磷负荷的模拟表现良好,其模型校准期与验证期的NSE在0.59以上,R^(2)在0.79以上。耕地为沙河流域最大的面源总磷负荷来源,占总磷负荷总量的61%;在耕地中,冬小麦-夏玉米总磷负荷占比最大(52%),板栗次之(20%);考虑到板栗种植面积近年来不断上升,未来沙河流域面源总磷负荷仍有升高的风险。

平原河网地区典型旱地面源污染排放系数时间变化特征及影响因素研究

【目的】探明平原河网地区典型旱地离田排放系数的变化特征,为农业面源污染监测管理提供参考。【方法】以上海市崇明岛某典型旱地为研究对象,通过构建水文-水质协同监测系统,对旱地面源污染排放系数进行测算,明确排放系数的时间变化特征,分析排放系数的影响因素。【结果】日尺度下,氮、磷的离田排放系数变化范围分别为2.2~9843.9、0.08~667.0 g/(hm^(2)·d);月尺度下,氮、磷离田排放系数变化范围分别为0.02~17.2、0.001~1.04kg/(hm^(2)·m)。在降水产流事件中,氮离田排放系数与降水历时呈极显著正相关,磷离田排放系数与产流事件的总降水量、平均降水强度、最大小时降水强度极显著正相关。施肥后,氮日排放系数迅速增大,磷日排放系数无明显变化。各时间尺度下,氮排放系数与地表径流不存在显著相关性,磷排放系数与地表径流极显著正相关。【结论】氮、磷离田排放系数的日、月际变化幅度较大,氮离田排放系数易受施肥措施影响,磷离田排放系数则更易受降水和地表径流的影响。