農業立體污染綜合防治體系的構建

　　近年來，我國農業出產取得了龐大成績，但跟著社會經濟的不竭成長，污染對農產物產地的影響越來越嚴峻。本文主要研究農業立體污染分析防治體系的建立。

　　《北京農業職業學院學報》(雙月刊)創刊于1987年，由北京農業職業學院主辦。本刊立足北京，面向全國，為城市農業與農村經濟社會發展服務，為活躍學院的科研學術氣氛服務，為提高本院的教學質量服務。主要欄目：城市農業研究、區縣領導論壇、農業生產與科技創新、農業經濟與管理、農村發展及其現代化研究、農業精神文明建設、職業教育與成人教育研究。榮獲北京市一級社科期刊。

　　一、農業立體污染分析防治研究的發生布景與影響

　　立體污染廣義上是指全球工農業快速成長、科學手藝前進與經濟快速提拔過程中，因不合理的人類勾當(包羅：工農業出產、糊口和經濟成長體例)，形成全球范疇內分歧標準生態系統中水體-土壤-生物-大氣面內發生對人類或其他生物無害的物質，其數量或程度達到或超出承載力，間接、間接地改變生態一般形態，導致三維生態系統質量呈現分歧程度的受損。立體污染的輪回鏈反映水圈、生物圈、土壤圈、大氣圈各圈層間污染的發生與改變，輪回鏈上物質累積、轉移、表現了立體污染的本色和實在內涵。

　　“立體污染分析防治”是中國人初次提出的全新概念，可適合各類生態系統使用，出格是農業生態系統，焦點是：不合理的出產與辦理體例是導致各類生態系統發生污染“源”，同時生態系統在不竭蒙受污染-“匯”的影響，更主要是提出了生態系統有本身的自凈能力，對指導人們科學認識污染、分析防治污染供給了更為科學的理論根據，沖破了點源污染和面源只強調污染源的局限性，從宏觀上起首提出了內部污染-“源”和外部污染-“匯”并存的現實，了污染必需使用系統工程理論，通過多學科的交叉研究，用集成手藝、系統節制、全程(泉源—過程—結尾)防治的分析根治方式，從系統與全體的角度更好地認識、研究和分析處理各類污染問題。立體污染分析防治研究有益于推進各部分、各財產現有的污染管理的資本、資金、人才、手藝等各方面的進一步整合，構成一個有益于質量扶植、食物平安、人體健康、輪回經濟成長和國度交際等方面協調、高效的分析防治平臺，為完全根治污染斥地了更為廣漠的研究范疇，為此，中國農業科學院的一批專家顛末多年多學科的研究，于2004年發覺并界上初次提出立體污染分析防治概念。

　　從農業生態系統來看，農業立體污染分析防治研究是由農業出產系統內部激發(污染源)和外部導入(污染匯)所發生的分析成果，即因不合理的農藥化肥、畜禽糞便排放、農田燒毀物措置、耕種辦法以及工業、糊口燒毀物處置不妥及其農業操縱等形成農業生態系統水-土-氣-生面受損的現象。農業污染過程是農業生態系同一種受損的過程，次要是通過面間(或界面內)污染物彼此轉移、、累積或復合，構成(多路子)的、跨時空的、交叉或輪回式污染現象。但無論污染若何發生、若何或遷徙、強度若何，各類污染的終極現象均發生在三維生態空間，即所謂的立體污染分析防治研究。

　　針對因農業出產投入物不妥與不合理利用激發農業源污染物在大氣、土壤、生物和水圈間的交叉立體污染加劇的現象，呈現了農業源污染加快產地質量下降，部門地域農業立體污染表示出愈加嚴峻，導致結局部面上污染加大、農產物產地不竭退化等管理掉隊污染的現象，形成農業和農村經濟可持續成長的嚴峻，成為新期間推進我國生態文明、新農村扶植和實現社會主義協調社會的凸起問題，惹起全社會高度關心和國度對污染防治的注重。改變管理掉隊污染速度，系統化開展農產物產地立體污染防治科學根本研究，加快農業“源”、“匯”污染發生和演變紀律研究，系統摸索污染物輪回鏈運轉過程，填補保守農業污染防治研究中的缺陷，預測和評估將來農業立體污染對農產物產地的影響，已成為保障食物平安、生態平安甚至我邦交際的迫切需求。

　　國表里學術界的共識和社會關心：國際上，荷蘭、美國、英國、法國、日本、韓國等10多個國度大學及科研單元專家傳授和歐盟、UNEP、UNDP、FAO等相關國際組織都對“農業立體污染分析防治研究分析防治”暗示了高度贊揚與認同，單邊、雙邊和多邊相關主題、分歧形式的國際合作交換已達100次，出格是荷蘭出名Groningen大學還成立類似研究機構。國內，以宋健、盧良恕、李文華、劉更另、陳懋、孟偉、劉旭等院士為代表的科學家，從多個角度表達了對農業立體污染分析防治研究工作的支撐，相關范疇院士參與和指點了項目研究工作。2005年《中國農業科學》中英文版頒發專題文章“農業立體污染及其防治研究切磋”。曾報道的次要有、、中國國際、日報、科技日報、農人日報，同時，“人民網”、“三農在線”、“中國農業消息網”、“中國收集三農舊事”、“百度網”、“新浪網”等10多家出名網站也參與了轉載報道。出格是2005年編纂了內參，地方帶領作了主要批示。

　　2005年5月，在多位院士支撐和10余個研究所(院、核心)科研人員參與下，經中國農業科學院院黨組會議研究決定，成立“中國農業科學院農業立體污染分析防治與產地質量研究核心”。農業部副部長、中國農業科學院院長李家洋和中國農業科學院黨組陳萌山到任后，別離親身聽取了相關核心工作的報告請示。2013年，中國農業科學院第十五次常務會議審議通過了《中國農業科學院各類核心清理方案》，決定“中國農業科學院農業立體污染分析防治與產地質量研究核心”等12個核心予以保留，并要求各部分、各單元要進一步加強核心的辦理工作，這使得學科的研究和實踐獲得了進一步的深切和快速成長。

　　二、農業立體污染分析防治研究的進展環境

　　中國農科院農業立體污染分析防治研究通過國表里普遍合作，在各級帶領支撐和團隊勤奮下，工作進展成功，科研立異平臺前提初具規模，項目影響不竭擴大，孵化和帶動感化凸起，科研顯著，科研工作取得初步成效。

　　(一)科研立異前提和平臺初具規模

　　2005年成立“中國農業科學院農業立體污染分析防治與產地質量研究核心”后，接踵在和上海成立了分核心，成立了“農業立體污染分析防治測試闡發核心和消息核心”，在黃河道域、長江與珠江三角洲初步完成了全國九大“農業立體污染分析防治試驗站()”結構與扶植。2007年建立了科技部“農業立體污染分析防治科技立異門戶網站”，2011 年成立了“農產物產地質量檢測與監測核心”，初步構成了“農業立體污染分析防治研究與產地質量”研究平臺。

　　(二)項目獲取、孵化和帶動成效顯著

　　“中國農業科學院農業立體污染分析防治與產地質量研究核心”共獲相關國際組織(UNEP、UNDP、FAO等)和中荷、中美、中英、中德、中日、中韓等國際合作項目10余項，財務部、科技部、農業部、環保部等各大部委嚴重項目8項，累計完成各類科研使命100多項，間接項目總經費約1億元，培育、孵化了嚴重國度農業環保項目10多項，累計項目總經費跨越10億元擺布。以“泉源阻斷-過程節制-結尾管理”為代表的一系列立體污染分析防治研究影響并鞭策了一批環保科研項目研究模式的改變和成長。

　　(三)科研初步

　　沿生態、產地和經濟辦理主線展開的農業立體污染分析防治研究與產地質量研究與科研平臺扶植，顛末6年勤奮、取得了一多量科技。不完全統計，出書了相關專著20余部，在焦點期刊頒發論文200余篇，此中SCI論文40余篇，獲得科技4項擺布，專利8個擺布，為各大部委撰寫主要規劃10余個，同時，為上級部分和帶領撰寫政策20余份，此中參與撰寫的政策有5份地方辦公廳、國務院、全國。

　　(四)首部《立體污染分析防治——農業卷》出書刊行

　　2007年，中國農業科學院科研人員起頭撰寫并于2010年10月出書專著《立體污染分析防治——農業卷》，原國務委員、中國工程院院長宋健院士為該書題詞。時任國務院副秘書長樓繼偉(現任財務部部長)在序(一)中指出：農業立體污染分析防治作為一項全局性、公益性工作，應持久予以支撐，以加快實施農業立體污染分析防治計謀，實現社會經濟與生態的協調成長。時任農業部副部長張寶文傳授(現任全國常委會副委員長)在序(二)中指出：跟著我國農業、農村經濟的敏捷成長和集約化程度的提高，農業污染的立體化特征愈加較著，問題日益嚴峻。但農業立體污染不只有農業出產本身的污染問題，同時，更多的來自工業與糊口污染物形成的農業污染，為領會決中國立體化農業污染新問題，不只需要保守的農業污染防治手藝，并且還需要新思、新方式。《立體污染分析防治——農業卷》一書的出書，對于充實操縱農業自凈出產和農業凈化能力，從理論上與方式上全面開創了農業污染防治的新思。2013年《農業立體污染分析防管理論與實踐 · 江河道域與平原卷》正式出書，首度提出了區域管理農業立體污染模式的概念，以我國主要農業出產區域的平原與江河道域農區為重點研究對象，從區域典型次要污染物入手，從農田農業立體污染發生、成長和區域特征出發，環繞農業立體污染鏈全程防治這一主線，研究了水體-土壤-生物-大氣系統中污染物阻斷手藝、遷徙節制手藝等高新手藝，對區域農業生態系統污染減量化、資本化、無害化、農業生態平安、人體健康、農業可持續成長、農人增收以及我國的交際和國際商業供給手藝支持，對于新形勢下農業污染管理具有主要的指點意義和自創感化。

　　三、農業立體污染分析防治研究的成長構思

　　農業立體污染分析防治研究設立科研專項，設想學科成長規劃，培育重點研究范疇，創開國家農業污染立體防控科技立異前提，在農業立體(水-土-氣-生)污染分析防治、立體監測、消息集散、科技立異、手藝示范與財產化等層面，構成分析科技支持能力，引領我國平安農業出產和綠色農業經濟成長。

　　(一)手藝線方面

　　農業立體污染分析防治研究繼續強調農業系統是復雜的生態大系統，農業污染是復雜的復合污染，其防治是一項復雜的系統工程。以往的單項管理手藝雖然在處理特定污染方面具有必然感化，但面臨當今農業復雜污染的場合排場，曾經遠遠不克不及無效處理問題。只要通過節制整個立體污染分析防治研究的輪回鏈，打斷農業污染的來去輪回和互為的各個環節，即采用泉源阻控、過程阻斷和結尾管理的分析管理線才能從底子上處理農業污染問題。

　　(二)方式系統方面

　　農業立體污染分析防治研究遵照生態學、系統工程學、科學與農業資本操縱等學科的道理與方式，使用系統的理論和手藝系統，以科學的農業成長觀和輪回經濟的成長思為指點，從根本科學需求、焦點手藝支持和政策、律例、辦理保障等三大層面出發，樹立“全體-協調-輪回-再生”的生態農業，建立我國農業立體污染分析防治研究監測與消息收集，摸清農業立體污染分析防治研究的底數，成立農業立體污染分析防治平臺，整合我國農業污染防治資本，篩選出環節防治手藝，進行農業污染的分析防治。

　　(三)大數據方面

　　當前物聯網、云計較和大數據等消息手藝成長迅猛，為消息化和農業現代化的“兩化融合”，包羅農業立體污染防治全程消息化和角兒供給了前所由于有的立異成長機緣。扶植農業立體污染防治云辦事和決策支撐平臺是農業立體污染防治立異前提扶植的焦點人物和主要根本。

　　農業立體污染防治云辦事與決策支撐平臺是操縱傳感物聯消息采集，云計較大數據消息處置，智能決策支撐等最新消息手藝，全面、系統和及時地底農業立體污染進行全程、立體監測，及時無效地獲取農業立體污染全息消息，同時融合相關農業農情和景象形象消息，構成農業立體污染大數據，并進行科學高效地闡發處置，為辦理部分，農業科研機構和科研院所等，供給先輩、科學和高效地農業立體污染檢測和防治云辦事的決策支撐。

　　農業立體污染防治云辦事與決策支撐平臺扶植的次要內容包羅：農業立體污染防治物聯網監測系統扶植，農業立體污染防治云計較與儲存核心扶植，農業立體污染防治根本大數據扶植、開辟農業立體污染防治云辦事和大數據闡發決策支撐系統。

　　農業立體污染分析防治研究優先考慮的研究范疇是：充實操縱已有農業消息資本，開辟成立農業立體污染分析防治研究消息系統;農業立體污染分析防治研究的時空變化、構成機理和阻控對策研究;區域農業立體污染分析防治研究節制手藝與模式;農業立體污染分析防治研究與平安目標和評價系統及其預警預告研究;農業立體污染分析防治研究與各圈層間物質輪回關系研究;農業立體污染分析防治研究防治的政策與律例保障系統研究。

　　四、農業立體污染分析防治研究扶植的次要機制與模式

　　迄今為止，農業立體污染分析防治研究次要由中國農科院并掌管。因而，這里只引見中國農科院的具體做法。

　　(一)農業立體污染分析防治研究的投入機制

　　中國農科院農業立體污染分析防治研究的高效投入機制體此刻開源、節省與挖潛三個方面：

　　一是開源，次要是改善資金籌集，開辟國內、國際兩大資本。起首，在積極爭取國度各部分資金支撐的根本上，與處所科研單元成立普遍聯系，通過合作成立監測、示范，協助處所處理農業污染現實問題，協助各級處所采納更多的政策和措大資金投入于這項公益性的、前瞻性的、事關全局和可持續成長的農業科研范疇。其次，通過農業科研的國際合作，在“開源”長進一步做文章。目前，中國農科院農業立體污染分析防治研究防治項目已獲得了國際上的承認，結合國規劃署和歐盟等國際性組織都暗示將積極支撐;別的，在等國正在積極籌建農業立體污染分析防治研究科研基金。未來，跟著國際合作越來越普遍，我們的科研能力越來越獲得國際上的共認，國際組織與金融機構以及國外部分、企業及社會組織就成了填補國內科研資金不足的主要資金來歷。

　　二是節省，次要是降服體系體例性妨礙，成立科研資金高效運作機制。在完美“農業立體污染分析防治研究與產地研究核心”扶植的根本上，成立科學的決策機制，提高科研辦理的公開性、通明度和性;合理設置預算科目，成立同一規范的預算軌制，完美科研經費預算辦理;推進科研投入的“頂層設想”和“統籌規劃”，做到量入為出、重點凸起，集中統籌協調辦大事。同時，重視消弭科研單元本身的低效運作現象，按照有益于學科成長、有益于資本優化設置裝備擺設、有益于人才培育與利用和凸起特色、闡揚劣勢、優化組合的準繩，加速對資本的調整和從頭組合;成長完美科研監視系統與問責軌制，成立科研工作的績效評價系統和公共選擇法式。

　　三是挖潛，次要是建立全方位共享平臺，挖掘科研投入存量潛力。我國現行的農業科研體系體例，沒無形成科研單元之間的深條理的合作機制，致使一方面科研資金投入不足，一方面科研投入構成的和資產以等沒有充實闡揚感化，有的以至長時間得不到操縱。因而，為大幅度提拔現實能力和結果，農業立體污染分析防治研究項目重視在挖掘投入存量潛力上做文章，打破本范疇科研力量過于分離的款式，加強全國農業科研機構的協作與交換，將投入存量挖潛的重點放在農業立體污染分析防治研究共享平臺的建立上，在全國范疇內進一步優化無限的科研資本設置裝備擺設，充實闡揚科研力量的全體劣勢。

　　(二)農業立體污染分析防治研究的立異模式

　　農業立體污染分析防治研究在原始立異、引進消化接收再立異的根本上，把集成立異作為計謀沖破口：

　　一是實施計謀集成，確定立異重點。針對農業立體污染分析防治研究工作中的嚴重科技需求，選擇重點地域和具有較強手藝聯系關系性和財產帶動性的嚴重農業污染防治項目或產物，集中科技資本，鼎力推進各項相關手藝的無機融合，實現環節手藝的集成立異。

　　二是實施資本集成，夯實立異根本。農業立體污染分析防治研究項目中的資本集成，包羅對現有手藝、資金、市場和人才等要素進行系統 的大規模整合、優化，激勵分歧高新手藝企業與科研單元、高檔院校、大中企業成立多種形式的科技經濟結合組織，并按要素的效應進行分派。同時，親近關心國表里兩大農業科技資本的最新動向，將各類渠道獲得的立異資本組織集成，不竭優化立異資本的設置裝備擺設。

　　三是優化組織機制，提高立異效率。農業立體污染分析防治研究采用矯捷多樣的集成立異組織機制：1、針敵手藝成長敏捷、用戶需求變化無窮的和復雜的資本稠密型使命，采納收集合作的形式，實現共享資本、能力劣勢互補、降低風險。2、以財產、手藝或產物為平臺，以打算、項目為次要組織形式，并輔以響應的手藝手段和辦理手段支持，在較短的期間內和相對不變的平臺上，實現相關的手藝、消息、學問、能力等的集成。3、以農業科技園區為立異平臺，以農業設備工程為主體，以高新手藝和先輩適用手藝為支持，進行農業立體污染分析防治研究防治研究的集成立異。

　　五、將來農業立體污染分析防治研究瞻望

　　新中國成立以來，顛末持久不懈的勤奮，我國農業出產取得了龐大成績。可是，持久以來，我國的農業成長沒有從深條理上對接資本，因而在該方面體系體例機制上沒有實現科學地改變，在政策上表現得也不敷充實，更沒有科學完整的辦法系統保障，加上表里部要素疊加，新舊矛盾交錯，我國農業成長面對的資本問題不容樂觀。起首，工業化快速成長和城市化的無序擴張，工業“三廢”和城市糊口污染大面積擴散，鎘、汞、砷等重金屬不竭向水土滲入。我國每年因重金屬污染而減產糧食1000多萬噸。此外，重金屬污染還導致農產物有毒成分超標，人體健康。其次，農業面源污染加劇態勢尚未獲得底子扭轉。因為不注重農業無機殘剩物的輪回增值操縱，導致化肥農藥大量投入。我國化肥單季操縱率僅為30%擺布，低于發財國度20個百分點以上，每畝耕地化肥量是美國的3倍，多余的N、P已成為部門地域的次要污染物。農藥操縱率僅為33%擺布，低于成長國度20-30個百分點，農產物農藥殘留超標事務時有發生。全國約有1.4億畝耕地受農藥污染，土壤微生物群落因而遭到晦氣影響。此外，畜禽糞便過度排放、秸稈不合理措置、農膜殘留等形成的污染也日趨嚴峻，農產物產地十分堪憂。

　　2014年地方一號文件要求成立農業可持續成長長效機制，推進生態敵對型農業成長、開展農業資本休攝生息試點、加大生態扶植力度。目前，國務院正在組織編寫“農業凸起問題分析管理規劃”和“全國農業可持續成長規劃”，這些都充實申明了在新期間應把農業立體污染分析防治研究放到主要地位。

　　針對污染物在農業生態系統中的來歷與立體化機制、污染物在農業生態系統中的立體化構成過程機制、以及立體污染對產地生態系統的感化機制等次要環節科學問題，在手藝層面上國度加大根本學科、使用手藝、模仿研究三個層面重點研究，系統化處理：

　　1、根本學科

　　環繞農業立體污染發生演變特征、成因和調控農業立體污染的機理等次要科學問題，操縱物質守恒定律、生態輪回和輪回經濟等理論，系統地闡明污染物的發生、污染物的及遷徙、污染物富集及降解等演變紀律，重點開展：

　　1)界面內污染物立體化溯源識別與高分辯記實指紋界定 是界定能否污染、確定污染物發生與否和污染發生汗青的環節，也是領會系統污染機制、界定首要待處理的環節問題。

　　2)水土頭土腦生 (SPAW)系統污染鏈的構成過程與感化機制 是確定和控制面間污染物機制的科學根本，是調控污染物的科學根本，也是當今科學研究中界面機制研究的主要命題和科學根本。

　　3)分歧農藝辦法下農業立體污染鏈流量與去向調控 是確定次要農藝辦法下，污染物在面系統通量，可否資本化操縱或的根本，也是優化資本操縱與辦理、提高農用物質操縱率、污染減排和根治農業污染不成或缺的主要部門。

　　2、使用根本

　　通過節制整個農業立體污染的輪回鏈，優化農業生態系統“全體-協調-輪回-再生”的系統辦理，研究農業立體污染監測方式、分析防治手藝與調控辦法。以次要產地投入物、出產過程節制為重點研究對象，重點開展：

　　1)界面內污染物立體化溯源識別與界面間交叉傳輸監測研究

　　針對農業生態系統污染本底和承載污染能力不清，污染物立體監測方式缺乏等問題，重點研究界面內農業特征污染物溯源識別與界面間交叉傳輸監測方式;研究特征污染物界面存儲、去向的演變過程和高分辯記實指紋;研究系統建立農業特征污染物的溯源識別與監測系統平臺。

　　2)土生氣水(SPAW)系統立體污染演變紀律研究

　　針對我國農業出產系統立體污染變化情況對農產物產地質量影響程度不明等問題，重點研究農業立體污染發生歷程與過程演變紀律;研究農藝辦法影響農業系統水土頭土腦生立體污染款式;研究農產物產地投入品、應外援污染的農田系統土壤質量機制。

　　3)次要農業污染物立體化系統節制與優化辦理模式研究

　　針對農業立體污染節制思不清和集成手藝使用不妥等問題，重點研究分歧天氣情景下農業出產布局調控和投入優化對次要污染物系統節制的效應;研究農業立體污染系統節制的優化辦理模式;研究提出將來我國次要農業地域農業立體污染節制的路子選擇。

　　3、模仿研究

　　通過農產物產地立體污染模仿系統扶植和干涉或調控出產過程，模仿研究農田出產系統的容量、閾值、自潔功能，為模仿多源污染發生與節制供給根本數據，重點研究：

　　1)產地質量偏途臨界值確定與立體污染的平安容量研究

　　針對農業立體污染機理不清等問題，研究極端天氣事務和農業產地質量突變的偏途臨界前提;研究區域特征性農業立體污染物的平安容量;研究次要農產物產地水土頭土腦生質量平安布景值。

　　2)次要農業污染物立體污染發朝氣理與動力學模仿研究

　　針對農業立體污染的構成緣由的復雜與多元性，重點研究農業立體污染的生態學過程與圈層間界面過程等污染構成機理;研究污染構成的動力學機制，模仿分歧天氣情景下人類農業勾當對農業生態系統的擾動與污染構成過程;研究現代集約化前提下農業立體污染的動態模子。