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Using best management practices to control agricultural non-point source pollution

农业非点源污染控制中的最佳管理措施及其发展趋势


农业非点源污染是最主要的一类非点源污染,容易造成水体的富营养化,降低环境的质量,已经成为构成目前水质环境恶化的一大威胁。农业非点源污染具有随机性、广泛性等特点,因此对农业非点源污染的控制相对比较困难。最佳管理措施通过工程措施、耕种措施和管理措施共同作用控制农业非点源污染,可以取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。其中工程措施有梯田与山边沟,草沟与植被过滤带、人工湿地、节水灌溉系统等,耕种措施有保护性耕作、等高线种植、合理轮作等,管理措施包括有害生物综合治理、综合肥力管理、农田灌溉制度等。最后,本文还对最佳管理措施的发展趋势作了展望。

Agricultural non-point source(AGNPS) pollution in surface and ground water by nutrients and pesticides has been identified as a major problem since the 1960s. AGNPS is the most important non-point source pollution, which is a significant contributor to eutrophication in aquatic systems. It is more difficult to control AGNPS than point source pollution because of the difficulty and expense of identifying and controlling discharges from no-point sources. Best management practices(BMPs) have been used for AGNPS control for two decades, and they have been designed primarily to control soil erosion. However, BMPs have been widely used in AGNPS control at present. BMPs influence two stages of AGNPS process by reducing the transport and the amount of potentially transportable pollutants. BMPs are the comprehensive practices which integrate with structural practices, cultural practices and management practices. Structural practices include terraces, hillside ditches, grass waterways and vegetable filter strips, constructed wetlands, irrigation systems etc, and their impact is primarily to reduce run-off through increased infiltration. Cultural practices involve conservation tillage, contour cropping and crop rotation to protect the soil surface and reduce erosion. And management practices are consisted of integrated pest management, integrated fertility management and irrigation management, they primarily affect the source of a potential contaminant by increasing usage efficiency. The developing tendency and prospect of BMPs is also discussed.


全 文 : 万方数据
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176 生态科学 24卷
在上世纪50年代提出了害虫综合防治的概念,而1975
年制订的“预防为主,综合治理”植物保护方针,就
是基于有害生物综合治理理论基础的【l91。有害生物综
合治理技术主要包括农业防治、物理防治、生物防治
和基因工程防治,通过综合运用有害生物综合治理策
略,准确合理使用农药,可以减少农药的使用量和使
用频度,降低农药的流失,避免农业非点源污染的形
成【42】。
综合肥力管理措施(hltegratedFenil时Manage—
ment)属于养分管理的范畴,植物生长所需要的养分
来自土壤,因此养分管理的目的就是使土壤养分的供
给与植物需求最大限度的平衡【201。由于在农业生产
中,单一的追求经济产量而盲目的施用肥料,容易造
成输入的养分超过了植物的生长和生理需求,导致多
余的养分从土壤中游离,从而随径流和渗漏进入水体,
既造成了经济上的浪费,又形成了农业非点源污染,
降低了环境的质量。研究发现N、P等营养元素随地
表水流失的其中一个重要因素是田地中肥料投入量的
增加及施肥的不科学性【211。综合肥力管理措施要确定
适宜的施肥时间、用量和方法等,已有研究证明,肥
料的类型、使用量、使用方式与使用时问对农业非点
源污染的形成都有着重要的影响【431,而测土施肥(Soil
Test诹aIldFenilizerRecommeI池tion)、精确农业技术
(PrecisionA舒culn鹏)、选择缓释肥料、进行平衡施
肥等管理措施可以平衡土壤养分供给与作物生长需
求,提高肥料的利用率,防止养分流失对环境的污染。
合理的灌溉制度与灌溉系统既能满足作物获得
高产量所需水分要求,同时又能减少流入水体的养分
和农药数量,使得农业非点源污染对水体的影响程度
降到最小。农田中的养分和农药的流失在很大程度上
取决于地表径流的强度和径流量【221。农田灌溉制度中
的灌溉方式与养分、农药流失密切相关,在灌溉相同
水量的情况下,农田养分、农药流失量以下列顺序递
增:喷灌<淹灌<沟灌m】,沟灌方式将会导致大量的农
田养分与农药流失。在我国宝鸡峡和交口灌区每年因
灌溉通过潜水排泄的氮素量分别约为2142t和3497
t,磷素排泄量分别为23t和20t【23】。同时灌溉水的来
源也是灌溉制度中的一个重要部分,在利用含有较高
硝酸盐含量的地表/地下水作为灌溉水时,容易造成氮
的流失【451。
3 BMPs控制农业非点源污染的发展趋势
由于农业活动是最大的非点源污染源,而BMPs
具有高效、经济、环保的特性,完全符合经济效益、
社会效益和环境效益相统一的原则,在控制农业非点
源污染中很快得到了普遍的应用。随着BMPs研究的
不断进展,以及为了实现农业和环境的可持续性发展
这一目标,其在农业非点源污染的控制方面必然有着
更加广泛和深刻的应用。展望以后BMPs在控制农业
非点源污染方面的应用研究,在以下几个方面会有所
发展:
3.1探讨BMPs的各种措施手段,以适应不同环境背
景的农业非点源污染12lJ。
随着对农业非点源污染各项研究的深入与科学技
术的进步,各种有效的BMPs措施将不断的出现,如
一何发现和充分利用这些措施手段将是未来努力的方向
之一。同时,探寻不同B御s措施的组合手段,提高
其对农业非点源污染的控制作用,也是一个重要的发
展趋势。
3.2对BMPs在控制农业非点源污染中的应用效果和价
值性进行研究,将是未来BMPs研究的一个重要方向。
BMPs在控制农业非点源污染中除了能增加经济
效益之外,还能提供环境与生态等多种效益,符合环
境可持续发展思想,对此进行研究将促进其在控制农
业非点源污染中的应用与发展。充分利用各类模型进
行BMPs应用效果的评价,是目前该项领域研究的热
点之一,进一步的研究,可以为农业非点源污染管理
措施的制订提供借鉴和指导作用。
3.3综合利用最新的科学技术是BMPs发展的必然趋
势,而BMPs的发展必须整合新的科学技术。
生命科学和生物技术以及信息科学的迅速发展为
BMPs的发展提供了机遇,基因工程等新型生物技术
在控制农业非点源污染上的应用正逐渐被人们所接
受,而以3S(GIS、RS、GPS)技术为代表的信息科
学在BMPs的研究中也得到了体现,其中GIS的空间
信息管理的综合分析能力、Rs的空间动态监测与统计
能力以及GPS的高精度定位能力为BMPs的发展奠定
了良好的技术基础,为在区域乃至全球的尺度上
BMPs的研究提供了新的技术手段,有望在BMPs与
农业非点源污染研究中取得明显进展,从而可以更好
的实现农业非点源污染的调控。
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万方数据
农业非点源污染控制中的最佳管理措施及其发展趋势
作者: 仓恒瑾, 许炼峰, 李志安, 任海, CANG Heng-jin, XU Lian-feng, LI Zhi-an,
REN Hai
作者单位: 仓恒瑾,CANG Heng-jin(中国科学院华南植物园,广州,510650;中国科学院研究生院,北京
,100039), 许炼峰,XU Lian-feng(国家环保总局华南环境科学研究所,广州,510655), 李
志安,任海,LI Zhi-an,REN Hai(中国科学院华南植物园,广州,510650)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGIC SCIENCE
年,卷(期): 2005,24(2)
被引用次数: 27次

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