前言

由于農業(yè)發(fā)展所引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題已在世界范圍內引起高度重視，特別是化肥農藥的過量施用，造成大量氮磷等隨降水或灌溉用水進入水體，形成面源污染。在國內外諸多流域中，面源污染負荷甚至已經(jīng)超過點源污染，成為水體污染的主要來源之一。我國由于人口眾多而耕地有限，為滿足巨大的糧食需求，黨的十七屆三中全會提出“加快落實全國新增千億斤糧食生產(chǎn)能力建設規(guī)劃”“全國大糧倉，拜托黑龍江”等。為配合國家新增千億斤糧食計劃，在《黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力戰(zhàn)略工程規(guī)劃》中指出，以加快推進水利化、農機化、水稻大棚育秧、中低產(chǎn)田改造、耕地保護與土地整理等專項工程建設作為主要手段，不斷新增水田灌溉面積。同時化肥施用量的提高、灌溉條件的改善等，進一步加大了土地開發(fā)力度，通過農業(yè)發(fā)展擴張改變了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結構，進而引發(fā)了農業(yè)面源污染問題。

本書以農業(yè)發(fā)展擴張過程為背景，從田間、流域及區(qū)域尺度探討農業(yè)生產(chǎn)過程中土壤氮磷遷移轉化過程及其污染特征。將地面定點實驗監(jiān)測、室內實驗和模型模擬技術相結合探明區(qū)域的土壤氮磷運移過程，通過物質遷移轉化過程描述農業(yè)活動對土壤、水和大氣環(huán)境的作用機理，將微觀和宏觀對象結合以研究人類活動對氮磷運移的影響及其污染特征是本書的特色。本書內容主要包括區(qū)域農田土壤氮磷平衡及其優(yōu)化調整、農業(yè)活動對土壤氮磷遷移轉化的影響、氮磷在土水界面的遷移轉化過程、氮磷遷移轉化的污染特征以及優(yōu)化管理措施等。具體內容如下：

①建立土壤氮磷平衡核算方法，分析氮磷平衡狀態(tài)，探討土壤氮磷失衡原因并提出優(yōu)化調整方案。通過研究揭示區(qū)域農業(yè)生產(chǎn)中農田土壤氮磷平衡狀態(tài)；以三江平原為研究對象，展開農田土壤氮磷平衡的實例分析及找出失衡原因。

②土壤質量是區(qū)域糧食安全及農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保障。近幾十年來，大規(guī)模農業(yè)開發(fā)帶來了大規(guī)模的土地利用/覆被和景觀格局變化，土壤氮磷遷移對土地利用和植被類型變化產(chǎn)生響應，并發(fā)生轉化。研究內容為：土地利用變化和植被類型變化對土壤氮磷異質性分布的影響；在土壤微生物作用下土壤碳氮元素發(fā)生轉化的潛力。

③在區(qū)域和流域尺度自然降水條件下，研究不同土地利用方式下的降雨地表徑流氮磷流失情況；以典型農田生態(tài)系統(tǒng)水文特征為研究對象，探明土壤水分的分布特征，分析土壤水對氮磷的遷移機制，分析作物生長季農田土壤氮磷流失潛能。

④以農業(yè)面源氮磷遷移轉化為基礎，分析其污染特征，主要包括氣溫變化、全球變暖潛勢，生態(tài)服務價值功能變化，水環(huán)境承載力評價以及土壤環(huán)境質量的變化情況等。

⑤通過氮磷遷移轉化污染特征研究，借鑒歐洲、美國、加拿大和日本等國家和地區(qū)農業(yè)面源氮磷治理經(jīng)驗，為區(qū)域農業(yè)面源污染治理和農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。

本書將農業(yè)生產(chǎn)和水文過程與土壤氮磷遷移轉化相結合來分析土壤氮磷平衡情況；從區(qū)域、流域和農田尺度探明土壤氮磷遷移轉化過程，并分析環(huán)境效應；最終提出農田氮磷的優(yōu)化管理措施，為人們全面、科學、客觀地認識農業(yè)活動與區(qū)域氮磷遷移轉化及其污染特征的關系提供了新的研究方向和視角。

本書由來雪慧著；衛(wèi)新峰、單玉書、陳思楊、周曄等參與了資料收集和整理等工作。在此特別感謝郝芳華教授、歐陽威教授，圖書內容涉及的諸多科研是在他們的諄諄教導下完成的，并受到他們對待科研工作嚴格要求、認真負責的態(tài)度和一絲不茍的敬業(yè)精神的影響。同時感謝太原工業(yè)學院環(huán)境與安全工程系的同事在工作中的支持以及對圖書撰寫的協(xié)助。

本書的主體內容源于山西省高等學校科技創(chuàng)新項目“汾河流域農業(yè)面源氮磷遷移轉化過程及其污染特征研究（2019L0917）”“農業(yè)活動影響下的寒地土壤氮和有機碳運移機制及規(guī)律研究（2014151）”以及國家自然科學基金項目“三江平原農業(yè)活動脅迫下的區(qū)域生態(tài)環(huán)境過程及安全調控研究（40930740）”等科研項目的成果，并得到其資助出版。

本書從農田面源污染的角度描繪了農田土壤氮磷在水體作用下的遷移轉化，是涉及環(huán)境科學、土壤學、生態(tài)學的跨學科研究。限于著者水平及編寫時間，書中存在不足和疏漏之處在所難免，敬請讀者批評指正。

著者

2020年6月