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　　從2017年度國家科學技術獎勵大會上獲悉，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所任天志研究員牽頭完成的“全國農田氮磷面源污染監測技術體系創建與應用” 獲得國家科學技術進步二等獎。

　　科研團隊成員在國務院第一次全國污染源普查重大科技專項、農業部生態環境保護專項和北京市重大科技項目等的支持下，經18年攻堅克難，突破了定量難、變異大等農田面源污染監測技術瓶頸，首次創建了全國農田面源污染核算方法；創建了農田面源污染監測技術；首次摸清了全國農田氮磷面源污染的底數和重點區域，明確了主要農藝措施的減排效果。研究成果有效支撐了第一次全國污染普查和全國農業面源污染調查工作，針對全國農田氮磷面源污染突出的主要模式及排放途徑集成的坡耕地截流減排、設施蔬菜碳氮水協同減排等減排技術模式在全國得到大規模應用。

　　我國用世界上1/3的化肥養活了世界上1/5的人口。由于肥料的大量投入，提高了作物產量，解決糧食供應問題，使全國十幾億人口免遭饑餓。然而，隨著集約化農業的快速發展，因氮、磷流失引起的農業面源污染日益突出，引起我國地表水富營養化和地下水硝酸鹽污染，從而嚴重危害生態環境，威脅人們的生命健康。

　　治理面源污染已經成為踐行綠色發展理念、改善水環境質量的重大舉措。由于缺乏全國尺度的農田面源污染核算方法、規范可行的監測技術和長期系統的科學觀測與數據積累，從而難以把握我國農田面源污染底數與排放規律，難以提出針對性的減排策略。因此，突破農田面源污染核算方法和監測技術瓶頸，把握面源污染排放規律，成為亟待解決的問題。

　　作為團隊首席專家，任天志和劉宏斌帶領的農業面源污染監測評估與防控創新團隊，勇當先鋒，不畏艱難，長期以定量評估與防控農田面源污染為主要研究方向，最終突破農田面源污染監測技術瓶頸，創新了全國農田氮磷面源污染核算方法，首次摸清了全國農田面源污染的底數和重點區域，明確了優化施肥、節水灌溉等主要農藝措施的減排效果，集成了農田氮磷減排技術模式并得到大面積應用，支撐了地方農業面源污染防治與生態農業建設，推動了國家農業環境突出問題治理總體規劃以及農業部關于打好農業面源污染防治攻堅戰實施意見等重大規劃的出臺和實施。

　　農田面源污染排放規律難把握

　　改革開放以來，我國農業取得舉世矚目的成就，我國用世界上不足9%的耕地卻養活了世界上22%的人口，全國糧食產量實現“十二連增”，這不僅促進了我國農業的飛速發展，而且規避了全球糧食短缺風險。與此同時，在糧食持續增產的背后，我們也消耗了世界上30%以上的化肥，這不僅讓我們投入了大量的農業生產成本，同時也付出了環境污染的代價?；侍貏e是氮、磷肥料的長期、大量施用，導致農產品質量下降，土壤質量惡化，化肥利用效率逐漸降低，而且隨著我國集約化發展，肥料氮、磷流失引起的面源污染問題日益突出，我國正面臨著糧食生產安全與環境保護的雙重挑戰，如何把握農田面源污染排放規律，降低農業生產成本，促進農業生態系統可持續發展成為亟待解決的問題。

　　然而，農田面源污染具有隱蔽性、分散性、不確定性的特點，地形、降水等自然因素及作物、施肥、灌溉、耕作等人為因素均對農田面源污染排放有不同程度的影響。因此農田面源污染排放規律難以把握。眾多難題亟待解決，團隊深感責任重大，懷著強烈的使命感和責任感，激流勇進，努力拼搏，創建了全國農田面源污染監測技術體系，提出針對性減排策略。

　　攻堅克難，突破技術瓶頸

　　地下淋溶和地表徑流是農田氮磷面源污染發生的兩條主要途徑。農田氮磷面源污染之所以很難監測，主要是因為在田間條件下很難準確計量、采集農田淋溶及徑流損失。任天志和劉宏斌帶領團隊，攻堅克難，堅持理論創新與技術創新，大膽探索，不斷實踐。針對地下淋溶監測方法中存在的定量難、變異大等技術瓶頸，團隊自主研發了以“單體式田間滲濾池”為核心的農田地下淋溶氮磷面源污染監測技術，發明了“淋溶水負壓收集、原位過濾、可塑軟性隔液膜”一體化裝置。針對地表徑流監測方法中存在的變異大、適應性窄等難題，創建了以“串聯式田間徑流池”為核心的農田地表徑流氮磷面源污染監測技術，研發了“可控型徑流收集管、徑流口水平校正儀、串聯式田間徑流池、一體化排水槽”等成套設施。兩項監測技術的突破，從根本上解決了農田氮磷面源污染監測技術的難題。尤其是，兩項監測技術成本較低，操作簡便，計量準確且不影響農事操作，可廣泛適用于設施蔬菜地及坡耕地、平原旱作農田監測。有了先進的監測技術是解決農田面源污染監測的第一步，如何將技術推廣應用到全國，如何在全國范圍內監測評價農田氮磷面源污染更是一項重大難題。為此團隊采取了兩步走的策略解決全國監測的難題。

　　第一步是創建全國面源污染監測平臺。以往在我們國家層面的面源污染都是采用的間接差減法進行估算，這樣的結果完全沒有考慮地域、氣候等的空間變異性，很難達到公眾認可。任天志說，全國范圍內監測評價氮磷面源污染是團隊的宗旨，以偏概全，以點代面，沒有實際意義，寧肯棄之不用。經過長期系統分析全國全地貌、降水等制約面源污染的兩大自然因素，將全國劃分為六大分區，按照“全面覆蓋，重點突出”的原則，最終建成了覆蓋全國六大分區、54類種植模式、由412個監測試驗點組成的全國農田氮磷面源污染監測網。

　　第二步是建立全國面源污染大數據。有了全國農田氮磷面源污染監測網，就要做到對各個監測點數據的收集、整理和分析，只有通過數據的深入整理分析才能發現規律，找到存在的問題，從而更好的解決問題。為此，團隊通過不懈努力，利用網絡技術，研發了全國農田氮磷面源污染監測信息系統，實現了對全國監測數據的高效管理、自動審核、大數據分析，從而能夠很容易的進行識別氮磷流失高風險區域，進而采取相應的防控措施。

　　摸清規律，推動綠色發展

　　通過技術創新與全國范圍內的監測分析，團隊首次揭示了全國農田氮磷面源污染排放規律，呈南方以地表徑流為主，北方以地下淋溶為主的特點，磷素以地表徑流排放為主占80%以上；氮素在南方平原區以地表徑流排放為主，占61.0%，在黃淮海平原區以地下淋溶排放為主，占70%.5%。同時明確了各類種植模式農田氮磷排放強度，其中蔬菜是我國農田氮磷排放的重點模式。團隊創建了以分區分類為基礎、以實地監測與典型調查相結合的全國農田氮磷面源污染核算方法。該方法克服了其它模型參數多難獲取、難以用于行政單元計算的不足，該方法為全國農田面源污染核算提供了依據，被第一次全國污染普查辦公室和全國農業環保機構采納，成為全國農田面源污染普查的基本方法。

　　團隊始終堅持以“理論研究為基礎，成果落地為目標”的研究理念，堅持理論與實踐結合，理論指導實踐，努力實現理論專業化，最終邁向實踐成果化。團隊首次摸清了全國農田面源污染的底數和重點區域，明確了優化施肥、節水灌溉等主要農藝措施的減排效果。黃淮海平原區、南方平原區是氮磷排放污染重點區域?；谵r田氮磷面源污染排放規律和主要農藝措施減排效果，針對全國六大分區農田氮磷面源污染突出的主要模式及排放途徑，以控源截流為指導，集成了坡耕地截流減排、設施蔬菜碳氮水協同減排等六大類減排技術模式。

　　農田氮磷面源污染減排技術模式目前已經在全國得到大規模應用，同時推動了國家面源污染治理規劃的出臺和全國農業環保體系的發展，為解決農田氮磷污染問題，助推科技成果廣泛應用，發揮了極其重要的作用。團隊希望能與各地方研究單位進行更多理論與技術研究，建立更加高效的農田氮磷面源污染減排技術模式，并且加快農田氮磷面源監測技術體系的推廣和普及，為防治我國農田氮磷面源污染做出貢獻。