东北地理所在黑土区农业面源污染防治方面取得新进展

东北黑土区是中国重要的粮食核心产区和最大的商品粮生产基地，由于坡地被大量垦殖，水土流失逐年加剧，造成了严重的农业面源污染。目前采用的最佳管理措施（BMPs），如垄作区田、地埂、鱼鳞坑等，多以水土保持为目标进行设计，对于污染的削减主要通过大量拦截泥沙、径流来实现。这些措施可能造成上游来水锐减，影响下游河流和湖库的水生态质量，尤其是在水源地流域，入库径流的减少可能造成水质进一步恶化、供水保证率降低，给下游居民的生产、生活用水带来困难。为此，东北地理所水环境污染与防治学科组科研人员研发了新型等高植物草篱技术，并利用在吉林省辽源市东辽县杏木国家级水土保持示范园区内的标准小区，开展了草篱污染物削减能力实地监测与模型模拟验证工作。

研究结果表明，苜蓿草篱径流与泥沙削减效率分别为37.91%与62.30%，自然恢复草篱径流与泥沙削减效率分别为1.31%与30.86%。苜蓿草篱对主要农业面源污染物总氮、总磷、硝酸盐的去除效率能够达到50%以上，而自然恢复草篱对硝酸盐、氨氮等溶解态污染物基本没有去除能力。春季两种草篱的环境负荷去除效率均为最低，且并不稳定，易受自然因素变化的影响。VFSMOD模型模拟结果表明草篱宽度和坡度对草篱的泥沙与径流削减效率均有显著影响，而降雨强度和植被类型主要与径流削减有关。该研究结果对东北黑土区水源地植被过滤带的设计和大规模应用具有一定指导意义。

图1标准小区监测结果

图2 VFSMOD模型模拟结果

该研究由东北地理所欧洋副研究员（通讯作者）、加拿大魁北克大学Alain N. Rousseau教授、阎百兴研究员、王莉霞研究员共同完成。成果发表在农水领域TOP期刊Agricultural Water Management。该研究由国家重点研发计划课题（2018YFD0800904）与国家自然科学基金项目（41571480、 41771505）共同资助。

论文信息：Yang Ou*, Alain N. Rousseau, Baixing Yan, Li Xia Wang, Yu Zhang. Grass Barriers for mitigating diffuse pollution within a source water area - a case study of Northeast China. Agricultural Water Management, 2021, 243, 106461.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2020.106461