農(nóng)業(yè)面源污染正成為我國(guó)地表水體的主要污染負(fù)荷來(lái)源，威脅水生態(tài)健康和水環(huán)境安全。文章分析了農(nóng)業(yè)面源污染的特征及其主要的形成原因，總結(jié)了當(dāng)前主流的防控技術(shù)與策略，重點(diǎn)闡述了從全局防控農(nóng)業(yè)面源污染的“源頭減量(Reduce)—過(guò)程阻斷(Retain)—養(yǎng)分再利用(Reuse)—生態(tài)修復(fù)(Restore) ”策略(簡(jiǎn)稱“4R策略”)。深入剖析了當(dāng)前農(nóng)業(yè)面源污染防控存在的問(wèn)題，并從深化基礎(chǔ)研究、強(qiáng)化生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與促進(jìn)區(qū)域聯(lián)控，以及農(nóng)業(yè)面源污染防控技術(shù)的物化方面進(jìn)行了展望。

地表水體(如河流、湖泊和海洋)的污染來(lái)源分為兩種：點(diǎn)源和面源污染。點(diǎn)源污染由于其排放時(shí)間、地點(diǎn)和成分基本已知，易被監(jiān)測(cè)到。隨著公眾意識(shí)和監(jiān)管力度的提高，點(diǎn)源污染正逐步得到全面控制，面源污染正成為地表水體污染的重要污染源，是當(dāng)前全球面臨的主要環(huán)境問(wèn)題之一。過(guò)量氮(N)、磷(P)等面源污染物進(jìn)入地表水體，正是造成我國(guó)諸多湖泊、水庫(kù)和海灣富營(yíng)養(yǎng)化和有害藻類(lèi)“水華”爆發(fā)的重要原因之一，嚴(yán)重威脅我國(guó)水環(huán)境安全。

面源污染按照來(lái)源的不同，可細(xì)化為農(nóng)業(yè)面源污染和城市面源污染。隨著城市污水收集管道和雨污分流工程的建設(shè)，城市面源污染正逐步得到解決。相對(duì)城市地區(qū)，農(nóng)業(yè)面源污染不但多年來(lái)一直是我國(guó)“三河三湖”污染的主要污染源，也漸成為農(nóng)村地表水體污染的主要貢獻(xiàn)者，嚴(yán)重威脅全國(guó)人民的飲水安全。據(jù)2010年《第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)》結(jié)果顯示，農(nóng)業(yè)污染源是造成我國(guó)水環(huán)境污染的“大戶”，其化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN)和總磷(TP)排放分別占地表水體污染總負(fù)荷的43.7%、57.2% 和67.4%(圖1)。可見(jiàn)，農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)成為當(dāng)前地表水體污染的主要來(lái)源。全球每年用于糧食生產(chǎn)的1.2億噸氮中，只有 10%被人類(lèi)直接消費(fèi)，大部分未使用的氮?jiǎng)t被分散到廣泛的環(huán)境中，最終匯入地表水體，成為主要的面源污染源。農(nóng)業(yè)則是導(dǎo)致過(guò)量養(yǎng)分排放到水體中的最主要驅(qū)動(dòng)因素。研究表明，太湖約 58%和40% 比例的總氮和總磷來(lái)自于農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的面源污染。

為了消除農(nóng)業(yè)污染問(wèn)題，我國(guó)政府明確提出，2020年中國(guó)將形成“環(huán)境友好型、資源節(jié)約型”的兩型農(nóng)業(yè)。因此，迫切需要開(kāi)展農(nóng)業(yè)面源污染源防控工作。本文分析了我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生的原因和特征，歸納了當(dāng)前主流的農(nóng)業(yè)面源污染控制措施和策略，并針對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)面源污染控制還存在的問(wèn)題提出了研究展望。

1 農(nóng)業(yè)面源污染特征及其形成原因

1.1 農(nóng)業(yè)面源污染的特征

農(nóng)業(yè)面源污染通常產(chǎn)生在廣闊的領(lǐng)域，無(wú)法追蹤其具體的來(lái)源，產(chǎn)生時(shí)間和污染物的濃度。排放時(shí)間、頻率和組成的不確定，被稱為農(nóng)業(yè)面源污染的“三大不確定性”特征，這極大地增加了面源污染防控的難度。

(1)來(lái)源的廣泛性和復(fù)雜性。農(nóng)業(yè)面源污染的來(lái)源廣泛，包括化肥、農(nóng)藥流失和滲漏、農(nóng)村地表徑流、未處理的生活污水的排放以及暴雨導(dǎo)致的初期生活污水的漫流、畜禽養(yǎng)殖以及漁場(chǎng)養(yǎng)殖廢水的排放和水土流失等都是農(nóng)業(yè)面源污染的來(lái)源。

(2)排放過(guò)程中的不確定性和不可計(jì)量。農(nóng)業(yè)面源污染的排放過(guò)程具有明顯的不確定性，并且不能量化。化肥和農(nóng)藥的使用量具有明顯的個(gè)體差異性，污水的排放量的多少也是隨機(jī)發(fā)生。此外，由于降水的不確定性，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染在時(shí)間和空間上的不確定性和隨機(jī)性。

(3)污染水體規(guī)模大且治理難度大。由于農(nóng)業(yè)面源污染來(lái)源和排放過(guò)程中的不確定性，大量的污染源通過(guò)地表徑流或者地下徑流進(jìn)入江河湖泊，進(jìn)而形成規(guī)模大且濃度低(TN濃度<10 mgL-1，TP濃度<2mgL-1)的江河湖泊污染，這種規(guī)模大而且濃度低的特征導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)面源污染治理的難度更大。

綜上所述，農(nóng)業(yè)面源污染物的形成與發(fā)展涉及污染物的運(yùn)輸與轉(zhuǎn)化。在集約化農(nóng)田，土壤和水中的養(yǎng)分濃度比地表水高很多，這種濃度梯度加速了養(yǎng)分從土壤向地表水?dāng)U散、輸送，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷向就近地表水體遷移。

1.2 農(nóng)業(yè)面源污染形成的原因與特征

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)村的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生活方式也不斷發(fā)生變化。因此，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村居民來(lái)源在內(nèi)的面源污染源排放量不斷增加，地表水受到嚴(yán)重污染。農(nóng)業(yè)面源污染的形成和產(chǎn)生高度依賴于氣象條件，例如降雨，并且通常是間歇性的而不是連續(xù)性的降雨。一般來(lái)說(shuō)，在發(fā)展中國(guó)家，包括農(nóng)田、畜禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)村徑流和分散式生活污水在內(nèi)的農(nóng)業(yè)源是造成面源污染的主要原因。此外，在山區(qū)，不適當(dāng)?shù)耐恋乩煤碗S之而來(lái)的水土流失也會(huì)造成農(nóng)業(yè)面源污染。

(1)農(nóng)藥化肥的流失。在20世紀(jì)50年代綠色革命爆發(fā)之后，無(wú)機(jī)肥料、有機(jī)肥料和農(nóng)藥的投入迅速增加，成為全球和中國(guó)獲得作物的高產(chǎn)量和間接提高畜牧生產(chǎn)的主要手段。隨之而來(lái)的結(jié)果是，農(nóng)業(yè)面源污染物排放強(qiáng)度和頻率也相應(yīng)的大幅增加。中國(guó)是世界上最大的合成氮肥用戶，然而，這種以農(nóng)業(yè)化學(xué)為基礎(chǔ)的集約化農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)面源污染的主要貢獻(xiàn)者，也是重要的溫室氣體甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)貢獻(xiàn)者。N2O通過(guò)大氣沉降或隨降雨，以氣體的面源污染形式進(jìn)入地表水體。中國(guó)農(nóng)業(yè)部的一項(xiàng)調(diào)查顯示，稻田的氮素利用率為30%—35%，而磷利用率則僅為10%—20%。全球范圍內(nèi)，養(yǎng)分利用效率普遍低下，導(dǎo)致農(nóng)田徑流中TN、TP排放量普遍增加。農(nóng)田中這些養(yǎng)分的釋放已成為農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源。

(2)畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖。畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中的殘餌以及產(chǎn)生的排泄物等，也是農(nóng)業(yè)面源污染物的主要類(lèi)型。畜禽糞便流失已經(jīng)成為污染大戶，我國(guó)的規(guī)模養(yǎng)殖中有2/3仍缺乏防污設(shè)施，每年產(chǎn)生的約38億噸畜禽糞便，其處理率不到50%，其中總量的1/4 進(jìn)入水體。有關(guān)報(bào)道表明，在湖泊中的殘餌污染占投餌量的10%—40%，COD排放達(dá)到了約500萬(wàn)噸，接近生活污水COD 排放量。集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的廢棄物實(shí)質(zhì)與農(nóng)戶散養(yǎng)的畜禽生產(chǎn)的糞便一樣是一種資源，但目前我國(guó)還沒(méi)有很好地加以利用，以致“資源”變成了農(nóng)業(yè)污染的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;。

(3)土地利用不當(dāng)。在山區(qū)，不合理的土地利用導(dǎo)致的土壤侵蝕是造成農(nóng)業(yè)面源污染的另一個(gè)主要原因，因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可隨流失的土壤遷移進(jìn)入下游水體。傳統(tǒng)的順坡耕種、陡坡耕作、復(fù)種等種植效率高，更易加劇土壤侵蝕。而土壤侵蝕是規(guī)模最大、危害程度最嚴(yán)重的一種農(nóng)業(yè)面源污染，它在損失土壤表層有機(jī)質(zhì)層的同時(shí)，許多營(yíng)養(yǎng)及其他污染物進(jìn)入水體形成嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染。吳永紅等指出，滇池流域內(nèi)7.7%的氮污染負(fù)荷源自于山地水土流失，29.7%的磷污染負(fù)荷也由水土流失造成，水土流失是滇池農(nóng)業(yè)面源污染的主要形式之一。三峽庫(kù)區(qū)是典型的山地土地類(lèi)型，也是我國(guó)典型的水土流失重災(zāi)區(qū)，降雨量集中期(每年4—10月)，三峽片區(qū)各子流域的農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷強(qiáng)度表現(xiàn)出很強(qiáng)的空間差異性，且農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷的時(shí)空分布與年降水量和人類(lèi)活動(dòng)呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)。

(4)農(nóng)村徑流和分散式生活污水的排放。受傳統(tǒng)生活習(xí)慣影響，我國(guó)農(nóng)村生活以一家一戶一院的形式為主。農(nóng)村污水包括農(nóng)村生活污水(如糞尿水、洗衣水、廚房水等)和農(nóng)村生產(chǎn)廢水(由散戶畜禽養(yǎng)殖、小作坊等排放)。農(nóng)村生活污水和生產(chǎn)廢水未經(jīng)處理的直接排放也是引發(fā)農(nóng)業(yè)面源污染的主要原因。我國(guó)農(nóng)村居住人口眾多，其中農(nóng)村人口占全國(guó)人口的50.32%。由于缺乏管理和規(guī)劃，大部分農(nóng)村地區(qū)沒(méi)有污水收集和處理系統(tǒng)，也沒(méi)有垃圾收集和處理系統(tǒng)，這種分散式的生活污水或垃圾滲濾液直接進(jìn)入河流和農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，勢(shì)必形成大規(guī)模和低濃度的面源污染負(fù)荷。