农业立体污染综合防治体系的构建

　　近年来，我国农业出产取得了庞大成绩，但跟着社会经济的不竭成长，污染对农产物产地的影响越来越严峻。本文主要研究农业立体污染分析防治体系的建立。

　　《北京农业职业学院学报》(双月刊)创刊于1987年，由北京农业职业学院主办。本刊立足北京，面向全国，为城市农业与农村经济社会发展服务，为活跃学院的科研学术气氛服务，为提高本院的教学质量服务。主要栏目：城市农业研究、区县领导论坛、农业生产与科技创新、农业经济与管理、农村发展及其现代化研究、农业精神文明建设、职业教育与成人教育研究。荣获北京市一级社科期刊。

　　一、农业立体污染分析防治研究的发生布景与影响

　　立体污染广义上是指全球工农业快速成长、科学手艺前进与经济快速提拔过程中，因不合理的人类勾当(包罗：工农业出产、糊口和经济成长体例)，形成全球范畴内分歧标准生态系统中水体-土壤-生物-大气面内发生对人类或其他生物无害的物质，其数量或程度达到或超出承载力，间接、间接地改变生态一般形态，导致三维生态系统质量呈现分歧程度的受损。立体污染的轮回链反映水圈、生物圈、土壤圈、大气圈各圈层间污染的发生与改变，轮回链上物质累积、转移、表现了立体污染的本色和实在内涵。

　　“立体污染分析防治”是中国人初次提出的全新概念，可适合各类生态系统使用，出格是农业生态系统，焦点是：不合理的出产与办理体例是导致各类生态系统发生污染“源”，同时生态系统在不竭蒙受污染-“汇”的影响，更主要是提出了生态系统有本身的自净能力，对指导人们科学认识污染、分析防治污染供给了更为科学的理论根据，冲破了点源污染和面源只强调污染源的局限性，从宏观上起首提出了内部污染-“源”和外部污染-“汇”并存的现实，了污染必需使用系统工程理论，通过多学科的交叉研究，用集成手艺、系统节制、全程(泉源—过程—结尾)防治的分析根治方式，从系统与全体的角度更好地认识、研究和分析处理各类污染问题。立体污染分析防治研究有益于推进各部分、各财产现有的污染管理的资本、资金、人才、手艺等各方面的进一步整合，构成一个有益于质量扶植、食物平安、人体健康、轮回经济成长和国度交际等方面协调、高效的分析防治平台，为完全根治污染斥地了更为广漠的研究范畴，为此，中国农业科学院的一批专家颠末多年多学科的研究，于2004年发觉并界上初次提出立体污染分析防治概念。

　　从农业生态系统来看，农业立体污染分析防治研究是由农业出产系统内部激发(污染源)和外部导入(污染汇)所发生的分析成果，即因不合理的农药化肥、畜禽粪便排放、农田烧毁物措置、耕种办法以及工业、糊口烧毁物处置不妥及其农业操纵等形成农业生态系统水-土-气-生面受损的现象。农业污染过程是农业生态系同一种受损的过程，次要是通过面间(或界面内)污染物彼此转移、、累积或复合，构成(多路子)的、跨时空的、交叉或轮回式污染现象。但无论污染若何发生、若何或迁徙、强度若何，各类污染的终极现象均发生在三维生态空间，即所谓的立体污染分析防治研究。

　　针对因农业出产投入物不妥与不合理利用激发农业源污染物在大气、土壤、生物和水圈间的交叉立体污染加剧的现象，呈现了农业源污染加快产地质量下降，部门地域农业立体污染表示出愈加严峻，导致结局部面上污染加大、农产物产地不竭退化等管理掉队污染的现象，形成农业和农村经济可持续成长的严峻，成为新期间推进我国生态文明、新农村扶植和实现社会主义协调社会的凸起问题，惹起全社会高度关心和国度对污染防治的注重。改变管理掉队污染速度，系统化开展农产物产地立体污染防治科学根本研究，加快农业“源”、“汇”污染发生和演变纪律研究，系统摸索污染物轮回链运转过程，填补保守农业污染防治研究中的缺陷，预测和评估将来农业立体污染对农产物产地的影响，已成为保障食物平安、生态平安甚至我邦交际的迫切需求。

　　国表里学术界的共识和社会关心：国际上，荷兰、美国、英国、法国、日本、韩国等10多个国度大学及科研单元专家传授和欧盟、UNEP、UNDP、FAO等相关国际组织都对“农业立体污染分析防治研究分析防治”暗示了高度赞扬与认同，单边、双边和多边相关主题、分歧形式的国际合作交换已达100次，出格是荷兰出名Groningen大学还成立类似研究机构。国内，以宋健、卢良恕、李文华、刘更另、陈懋、孟伟、刘旭等院士为代表的科学家，从多个角度表达了对农业立体污染分析防治研究工作的支撑，相关范畴院士参与和指点了项目研究工作。2005年《中国农业科学》中英文版颁发专题文章“农业立体污染及其防治研究切磋”。曾报道的次要有、、中国国际、日报、科技日报、农人日报，同时，“人民网”、“三农在线”、“中国农业消息网”、“中国收集三农旧事”、“百度网”、“新浪网”等10多家出名网站也参与了转载报道。出格是2005年编纂了内参，地方带领作了主要批示。

　　2005年5月，在多位院士支撑和10余个研究所(院、核心)科研人员参与下，经中国农业科学院院党组会议研究决定，成立“中国农业科学院农业立体污染分析防治与产地质量研究核心”。农业部副部长、中国农业科学院院长李家洋和中国农业科学院党组陈萌山到任后，别离亲身听取了相关核心工作的报告请示。2013年，中国农业科学院第十五次常务会议审议通过了《中国农业科学院各类核心清理方案》，决定“中国农业科学院农业立体污染分析防治与产地质量研究核心”等12个核心予以保留，并要求各部分、各单元要进一步加强核心的办理工作，这使得学科的研究和实践获得了进一步的深切和快速成长。

　　二、农业立体污染分析防治研究的进展环境

　　中国农科院农业立体污染分析防治研究通过国表里普遍合作，在各级带领支撑和团队勤奋下，工作进展成功，科研立异平台前提初具规模，项目影响不竭扩大，孵化和带动感化凸起，科研显著，科研工作取得初步成效。

　　(一)科研立异前提和平台初具规模

　　2005年成立“中国农业科学院农业立体污染分析防治与产地质量研究核心”后，接踵在和上海成立了分核心，成立了“农业立体污染分析防治测试阐发核心和消息核心”，在黄河道域、长江与珠江三角洲初步完成了全国九大“农业立体污染分析防治试验站()”结构与扶植。2007年建立了科技部“农业立体污染分析防治科技立异门户网站”，2011 年成立了“农产物产地质量检测与监测核心”，初步构成了“农业立体污染分析防治研究与产地质量”研究平台。

　　(二)项目获取、孵化和带动成效显著

　　“中国农业科学院农业立体污染分析防治与产地质量研究核心”共获相关国际组织(UNEP、UNDP、FAO等)和中荷、中美、中英、中德、中日、中韩等国际合作项目10余项，财务部、科技部、农业部、环保部等各大部委严重项目8项，累计完成各类科研使命100多项，间接项目总经费约1亿元，培育、孵化了严重国度农业环保项目10多项，累计项目总经费跨越10亿元摆布。以“泉源阻断-过程节制-结尾管理”为代表的一系列立体污染分析防治研究影响并鞭策了一批环保科研项目研究模式的改变和成长。

　　(三)科研初步

　　沿生态、产地和经济办理主线展开的农业立体污染分析防治研究与产地质量研究与科研平台扶植，颠末6年勤奋、取得了一多量科技。不完全统计，出书了相关专著20余部，在焦点期刊颁发论文200余篇，此中SCI论文40余篇，获得科技4项摆布，专利8个摆布，为各大部委撰写主要规划10余个，同时，为上级部分和带领撰写政策20余份，此中参与撰写的政策有5份地方办公厅、国务院、全国。

　　(四)首部《立体污染分析防治——农业卷》出书刊行

　　2007年，中国农业科学院科研人员起头撰写并于2010年10月出书专著《立体污染分析防治——农业卷》，原国务委员、中国工程院院长宋健院士为该书题词。时任国务院副秘书长楼继伟(现任财务部部长)在序(一)中指出：农业立体污染分析防治作为一项全局性、公益性工作，应持久予以支撑，以加快实施农业立体污染分析防治计谋，实现社会经济与生态的协调成长。时任农业部副部长张宝文传授(现任全国常委会副委员长)在序(二)中指出：跟着我国农业、农村经济的敏捷成长和集约化程度的提高，农业污染的立体化特征愈加较着，问题日益严峻。但农业立体污染不只有农业出产本身的污染问题，同时，更多的来自工业与糊口污染物形成的农业污染，为领会决中国立体化农业污染新问题，不只需要保守的农业污染防治手艺，并且还需要新思、新方式。《立体污染分析防治——农业卷》一书的出书，对于充实操纵农业自净出产和农业净化能力，从理论上与方式上全面开创了农业污染防治的新思。2013年《农业立体污染分析防管理论与实践 · 江河道域与平原卷》正式出书，首度提出了区域管理农业立体污染模式的概念，以我国主要农业出产区域的平原与江河道域农区为重点研究对象，从区域典型次要污染物入手，从农田农业立体污染发生、成长和区域特征出发，环绕农业立体污染链全程防治这一主线，研究了水体-土壤-生物-大气系统中污染物阻断手艺、迁徙节制手艺等高新手艺，对区域农业生态系统污染减量化、资本化、无害化、农业生态平安、人体健康、农业可持续成长、农人增收以及我国的交际和国际商业供给手艺支持，对于新形势下农业污染管理具有主要的指点意义和自创感化。

　　三、农业立体污染分析防治研究的成长构思

　　农业立体污染分析防治研究设立科研专项，设想学科成长规划，培育重点研究范畴，创开国家农业污染立体防控科技立异前提，在农业立体(水-土-气-生)污染分析防治、立体监测、消息集散、科技立异、手艺示范与财产化等层面，构成分析科技支持能力，引领我国平安农业出产和绿色农业经济成长。

　　(一)手艺线方面

　　农业立体污染分析防治研究继续强调农业系统是复杂的生态大系统，农业污染是复杂的复合污染，其防治是一项复杂的系统工程。以往的单项管理手艺虽然在处理特定污染方面具有必然感化，但面临当今农业复杂污染的场合排场，曾经远远不克不及无效处理问题。只要通过节制整个立体污染分析防治研究的轮回链，打断农业污染的来去轮回和互为的各个环节，即采用泉源阻控、过程阻断和结尾管理的分析管理线才能从底子上处理农业污染问题。

　　(二)方式系统方面

　　农业立体污染分析防治研究遵照生态学、系统工程学、科学与农业资本操纵等学科的道理与方式，使用系统的理论和手艺系统，以科学的农业成长观和轮回经济的成长思为指点，从根本科学需求、焦点手艺支持和政策、律例、办理保障等三大层面出发，树立“全体-协调-轮回-再生”的生态农业，建立我国农业立体污染分析防治研究监测与消息收集，摸清农业立体污染分析防治研究的底数，成立农业立体污染分析防治平台，整合我国农业污染防治资本，筛选出环节防治手艺，进行农业污染的分析防治。

　　(三)大数据方面

　　当前物联网、云计较和大数据等消息手艺成长迅猛，为消息化和农业现代化的“两化融合”，包罗农业立体污染防治全程消息化和角儿供给了前所由于有的立异成长机缘。扶植农业立体污染防治云办事和决策支撑平台是农业立体污染防治立异前提扶植的焦点人物和主要根本。

　　农业立体污染防治云办事与决策支撑平台是操纵传感物联消息采集，云计较大数据消息处置，智能决策支撑等最新消息手艺，全面、系统和及时地底农业立体污染进行全程、立体监测，及时无效地获取农业立体污染全息消息，同时融合相关农业农情和景象形象消息，构成农业立体污染大数据，并进行科学高效地阐发处置，为办理部分，农业科研机构和科研院所等，供给先辈、科学和高效地农业立体污染检测和防治云办事的决策支撑。

　　农业立体污染防治云办事与决策支撑平台扶植的次要内容包罗：农业立体污染防治物联网监测系统扶植，农业立体污染防治云计较与储存核心扶植，农业立体污染防治根本大数据扶植、开辟农业立体污染防治云办事和大数据阐发决策支撑系统。

　　农业立体污染分析防治研究优先考虑的研究范畴是：充实操纵已有农业消息资本，开辟成立农业立体污染分析防治研究消息系统;农业立体污染分析防治研究的时空变化、构成机理和阻控对策研究;区域农业立体污染分析防治研究节制手艺与模式;农业立体污染分析防治研究与平安目标和评价系统及其预警预告研究;农业立体污染分析防治研究与各圈层间物质轮回关系研究;农业立体污染分析防治研究防治的政策与律例保障系统研究。

　　四、农业立体污染分析防治研究扶植的次要机制与模式

　　迄今为止，农业立体污染分析防治研究次要由中国农科院并掌管。因而，这里只引见中国农科院的具体做法。

　　(一)农业立体污染分析防治研究的投入机制

　　中国农科院农业立体污染分析防治研究的高效投入机制体此刻开源、节省与挖潜三个方面：

　　一是开源，次要是改善资金筹集，开辟国内、国际两大资本。起首，在积极争取国度各部分资金支撑的根本上，与处所科研单元成立普遍联系，通过合作成立监测、示范，协助处所处理农业污染现实问题，协助各级处所采纳更多的政策和措大资金投入于这项公益性的、前瞻性的、事关全局和可持续成长的农业科研范畴。其次，通过农业科研的国际合作，在“开源”长进一步做文章。目前，中国农科院农业立体污染分析防治研究防治项目已获得了国际上的承认，结合国规划署和欧盟等国际性组织都暗示将积极支撑;别的，在等国正在积极筹建农业立体污染分析防治研究科研基金。未来，跟着国际合作越来越普遍，我们的科研能力越来越获得国际上的共认，国际组织与金融机构以及国外部分、企业及社会组织就成了填补国内科研资金不足的主要资金来历。

　　二是节省，次要是降服体系体例性妨碍，成立科研资金高效运作机制。在完美“农业立体污染分析防治研究与产地研究核心”扶植的根本上，成立科学的决策机制，提高科研办理的公开性、通明度和性;合理设置预算科目，成立同一规范的预算轨制，完美科研经费预算办理;推进科研投入的“顶层设想”和“统筹规划”，做到量入为出、重点凸起，集中统筹协调办大事。同时，重视消弭科研单元本身的低效运作现象，按照有益于学科成长、有益于资本优化设置装备摆设、有益于人才培育与利用和凸起特色、阐扬劣势、优化组合的准绳，加速对资本的调整和从头组合;成长完美科研监视系统与问责轨制，成立科研工作的绩效评价系统和公共选择法式。

　　三是挖潜，次要是建立全方位共享平台，挖掘科研投入存量潜力。我国现行的农业科研体系体例，没无形成科研单元之间的深条理的合作机制，致使一方面科研资金投入不足，一方面科研投入构成的和资产以等没有充实阐扬感化，有的以至长时间得不到操纵。因而，为大幅度提拔现实能力和结果，农业立体污染分析防治研究项目重视在挖掘投入存量潜力上做文章，打破本范畴科研力量过于分离的款式，加强全国农业科研机构的协作与交换，将投入存量挖潜的重点放在农业立体污染分析防治研究共享平台的建立上，在全国范畴内进一步优化无限的科研资本设置装备摆设，充实阐扬科研力量的全体劣势。

　　(二)农业立体污染分析防治研究的立异模式

　　农业立体污染分析防治研究在原始立异、引进消化接收再立异的根本上，把集成立异作为计谋冲破口：

　　一是实施计谋集成，确定立异重点。针对农业立体污染分析防治研究工作中的严重科技需求，选择重点地域和具有较强手艺联系关系性和财产带动性的严重农业污染防治项目或产物，集中科技资本，鼎力推进各项相关手艺的无机融合，实现环节手艺的集成立异。

　　二是实施资本集成，夯实立异根本。农业立体污染分析防治研究项目中的资本集成，包罗对现有手艺、资金、市场和人才等要素进行系统 的大规模整合、优化，激励分歧高新手艺企业与科研单元、高档院校、大中企业成立多种形式的科技经济结合组织，并按要素的效应进行分派。同时，亲近关心国表里两大农业科技资本的最新动向，将各类渠道获得的立异资本组织集成，不竭优化立异资本的设置装备摆设。

　　三是优化组织机制，提高立异效率。农业立体污染分析防治研究采用矫捷多样的集成立异组织机制：1、针敌手艺成长敏捷、用户需求变化无穷的和复杂的资本稠密型使命，采纳收集合作的形式，实现共享资本、能力劣势互补、降低风险。2、以财产、手艺或产物为平台，以打算、项目为次要组织形式，并辅以响应的手艺手段和办理手段支持，在较短的期间内和相对不变的平台上，实现相关的手艺、消息、学问、能力等的集成。3、以农业科技园区为立异平台，以农业设备工程为主体，以高新手艺和先辈适用手艺为支持，进行农业立体污染分析防治研究防治研究的集成立异。

　　五、将来农业立体污染分析防治研究瞻望

　　新中国成立以来，颠末持久不懈的勤奋，我国农业出产取得了庞大成绩。可是，持久以来，我国的农业成长没有从深条理上对接资本，因而在该方面体系体例机制上没有实现科学地改变，在政策上表现得也不敷充实，更没有科学完整的办法系统保障，加上表里部要素叠加，新旧矛盾交错，我国农业成长面对的资本问题不容乐观。起首，工业化快速成长和城市化的无序扩张，工业“三废”和城市糊口污染大面积扩散，镉、汞、砷等重金属不竭向水土渗入。我国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨。此外，重金属污染还导致农产物有毒成分超标，人体健康。其次，农业面源污染加剧态势尚未获得底子扭转。因为不注重农业无机残剩物的轮回增值操纵，导致化肥农药大量投入。我国化肥单季操纵率仅为30%摆布，低于发财国度20个百分点以上，每亩耕地化肥量是美国的3倍，多余的N、P已成为部门地域的次要污染物。农药操纵率仅为33%摆布，低于成长国度20-30个百分点，农产物农药残留超标事务时有发生。全国约有1.4亿亩耕地受农药污染，土壤微生物群落因而遭到晦气影响。此外，畜禽粪便过度排放、秸秆不合理措置、农膜残留等形成的污染也日趋严峻，农产物产地十分堪忧。

　　2014年地方一号文件要求成立农业可持续成长长效机制，推进生态敌对型农业成长、开展农业资本休摄生息试点、加大生态扶植力度。目前，国务院正在组织编写“农业凸起问题分析管理规划”和“全国农业可持续成长规划”，这些都充实申明了在新期间应把农业立体污染分析防治研究放到主要地位。

　　针对污染物在农业生态系统中的来历与立体化机制、污染物在农业生态系统中的立体化构成过程机制、以及立体污染对产地生态系统的感化机制等次要环节科学问题，在手艺层面上国度加大根本学科、使用手艺、模仿研究三个层面重点研究，系统化处理：

　　1、根本学科

　　环绕农业立体污染发生演变特征、成因和调控农业立体污染的机理等次要科学问题，操纵物质守恒定律、生态轮回和轮回经济等理论，系统地阐明污染物的发生、污染物的及迁徙、污染物富集及降解等演变纪律，重点开展：

　　1)界面内污染物立体化溯源识别与高分辩记实指纹界定 是界定能否污染、确定污染物发生与否和污染发生汗青的环节，也是领会系统污染机制、界定首要待处理的环节问题。

　　2)水土头土脑生 (SPAW)系统污染链的构成过程与感化机制 是确定和控制面间污染物机制的科学根本，是调控污染物的科学根本，也是当今科学研究中界面机制研究的主要命题和科学根本。

　　3)分歧农艺办法下农业立体污染链流量与去向调控 是确定次要农艺办法下，污染物在面系统通量，可否资本化操纵或的根本，也是优化资本操纵与办理、提高农用物质操纵率、污染减排和根治农业污染不成或缺的主要部门。

　　2、使用根本

　　通过节制整个农业立体污染的轮回链，优化农业生态系统“全体-协调-轮回-再生”的系统办理，研究农业立体污染监测方式、分析防治手艺与调控办法。以次要产地投入物、出产过程节制为重点研究对象，重点开展：

　　1)界面内污染物立体化溯源识别与界面间交叉传输监测研究

　　针对农业生态系统污染本底和承载污染能力不清，污染物立体监测方式缺乏等问题，重点研究界面内农业特征污染物溯源识别与界面间交叉传输监测方式;研究特征污染物界面存储、去向的演变过程和高分辩记实指纹;研究系统建立农业特征污染物的溯源识别与监测系统平台。

　　2)土生气水(SPAW)系统立体污染演变纪律研究

　　针对我国农业出产系统立体污染变化情况对农产物产地质量影响程度不明等问题，重点研究农业立体污染发生历程与过程演变纪律;研究农艺办法影响农业系统水土头土脑生立体污染款式;研究农产物产地投入品、应外援污染的农田系统土壤质量机制。

　　3)次要农业污染物立体化系统节制与优化办理模式研究

　　针对农业立体污染节制思不清和集成手艺使用不妥等问题，重点研究分歧天气情景下农业出产布局调控和投入优化对次要污染物系统节制的效应;研究农业立体污染系统节制的优化办理模式;研究提出将来我国次要农业地域农业立体污染节制的路子选择。

　　3、模仿研究

　　通过农产物产地立体污染模仿系统扶植和干涉或调控出产过程，模仿研究农田出产系统的容量、阈值、自洁功能，为模仿多源污染发生与节制供给根本数据，重点研究：

　　1)产地质量偏途临界值确定与立体污染的平安容量研究

　　针对农业立体污染机理不清等问题，研究极端天气事务和农业产地质量突变的偏途临界前提;研究区域特征性农业立体污染物的平安容量;研究次要农产物产地水土头土脑生质量平安布景值。

　　2)次要农业污染物立体污染发朝气理与动力学模仿研究

　　针对农业立体污染的构成缘由的复杂与多元性，重点研究农业立体污染的生态学过程与圈层间界面过程等污染构成机理;研究污染构成的动力学机制，模仿分歧天气情景下人类农业勾当对农业生态系统的扰动与污染构成过程;研究现代集约化前提下农业立体污染的动态模子。