【案例】环水有机农业面源污染控制技术

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生态空间格局优化与景观要素耦合视角下环水有机农业面源污染控制技术

王磊¹，席运官¹，潘阳¹，陈秋会¹，和丽萍²，李丽娜²，吴见珣²，杨育文¹，刘明庆¹，杨涛明²， 杨赵²，田伟¹，高吉喜^1*

（1.生态环境部南京环境科学研究所；2.云南省生态环境科学研究院）

作者简介：王磊（1984—），男，博士，副研究员，从事流域生态修复与有机产业发展研究。

基金项目：国家重点研发计划；国家土壤污染治理与修复技术应用试点项目

摘要：以环水有机农业为技术手段，从农业空间格局和景观要素耦合作用视角，充分发挥有机农业生态系统的生态功能，以期解决农业面源污染防治的关键问题。本研究以松华坝饮用水源地有机农场与常规农场为例，通过采取优化农田空间布局，增强景观要素的生态功能，统筹合理施肥、堆肥、轮（套）作以及生物防治等农艺措施，显著提高生物多样性，并减少氮流失820~1093 kg·hm^-2，减少磷流失273~364 kg·hm^-2，减少农药流失2.2~2.5 kg·hm^-2，有效控制了区域面源污染。

原文节选

环水有机农业是指在重要的湖库周边、江河源头区、饮用水源集水区等水环境敏感区域采取有机农业生产方式，实现农业生产与水质保护相结合的一种环境友好型农业模式。有机农业不仅仅是控制农药和化肥的投入，更注重整体生态功能的发挥。本研究通过环水有机农业生产方式，探讨通过空间格局优化及景观要素耦合，充分发挥有机农业生态系统的生态功能，实现农业面源污染控制与区域生态环境修复。

【案例研究】

技术路线：优化空间格局与景观要素，根据区域地形、地貌、降雨等自然条件，采取合理的农艺措施，提升农田生态系统整体功能。

研究区域：松华坝流域，位于昆明市以北，横跨嵩明县和盘龙区，海拔1920~2800 m，流域面积629.8 km²。流域下游的松华坝水库距昆明市区16 km。年平均降雨量987.1 mm，年平均温度14.2 °C。

研究对象：松华坝流域科庄村有机农场与常规农场。

采取的措施：

（1）农田空间布局优化：对闲置山丘等非作物区域植被进行保护与恢复，构建湿地、生态岛、集水池等，加强景观结构的合理布局，为害虫天敌以及食物链构建提供生境条件。关注景观连接度，对田埂杂草进行保留，使整个农场贯联，打通生态廊道。

（2）增强景观要素的生态功能：提高半自然生境的面积比例，因地制宜构建生态沟渠、前置库等。

（3）农艺措施优化：统筹合理施肥、堆肥、轮（套）作以及生物防治等农艺措施，采用生物源农药替代化学合成农药，将尾菜与羊粪、鸽子粪等资源化利用制作有机肥，替代尿素、复合肥等化肥。

取得的成效：

（1）有机农田中的动物多样性显著提高，构建了更稳定的食物网结构，增强了生态系统的生态功能（表1）。

（2）有机农田中蜘蛛、瓢虫等天敌动物种类提高，能有效控制病虫害防控，通过结合有效的生物防治（表2），可以有效减少农药投入。

（3）有机农田循环利用尾菜的N、P养分，减少化肥投入，并延长面源污染迁移路径，显著降低氮、磷淋溶损失（图1、图2）。

表1 有机农田与常规农田动物物种组成

表2 有机农田与常规农田农药投入情况

图1 有机肥（OF）与化肥（CF）施用下氮素淋溶特征

图2 有机肥（OF）与化肥（CF）施用下总磷（TP）和可溶性磷（DP）淋溶特征

【结论】

通过优化农田生态系统空间格局和景观要素，采用合理的农艺措施，可以充分发挥农田生态系统的生态功能，有效控制病虫害，不仅从源头有效控制农药和养分的投入，过程中也能够延长和阻控氮、磷等营养物质的流失，从而有效控制农业面源污染，改善区域环境质量。

引用本文

王磊,席运官,潘阳,等.生态空间格局优化与景观要素耦合视角下环水有机农业面源污染控制技术[J/OL].农业资源与环境学报:1-13.(2020-08-25). https:///10.13254/j.jare.2020.0219.

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