【正文】 應(yīng)用仍集中于農(nóng)田尺度。相對于 PI法而言， APPI法 ( APPI : Agricultural Pollution Potential Index )是 Petersen et al.(1991)建立的一個(gè)適用于較大區(qū)域尺度的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染潛力指數(shù)評價(jià)系統(tǒng)，其指數(shù)系統(tǒng)不僅包括了泥沙輸出指數(shù) ( SPI )、徑流指數(shù) (RI)、人畜排放指數(shù) (ALI)、化肥利用指數(shù) (CUI )，同 時(shí)還考慮了非點(diǎn)源污染物的產(chǎn)生和輸移過程： 4321 WCUIWPALIWRIWSPIAPP I iiiii ???? (10) 式中， i為各個(gè)子流域， W為各指標(biāo)權(quán)重。 其中， SPI和 RI指數(shù)分別可以通過 RUSLE模型和 SCSCN法獲得，用于泥沙負(fù) 12 荷量和地表徑流量的計(jì)算； PALI和 CUI則分別用來表征人畜排放污染物總負(fù)荷量和化肥施用對非點(diǎn)源污染發(fā)生潛力的貢獻(xiàn)量。然后將各指數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理并賦予相應(yīng)的權(quán)重，用于 APPI值的計(jì)算。最后，根據(jù) APPI值的大小進(jìn)行分級和排序即可識別出非點(diǎn)源污染潛力 較大的關(guān)鍵源區(qū)。 APPI法在我國 太湖流域 (周徐海等 , 20xx。 王小治 等 , 20xx)、 雙陽河流域 (孟丹等 , 20xx)以 及 沙潁河流域 (曹昕鑫 等 , 20xx)的 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染 發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與關(guān)鍵源區(qū)的識別中有了初步的應(yīng)用，但就總體而言，目 前國內(nèi)有關(guān)的 APPI法研究較少，且研究層次主要停留在簡單的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)結(jié)合研究區(qū)自身的特點(diǎn)，盡快的將這類研究手段進(jìn)行本地化，以提高中國農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的控制效率。 2)數(shù)學(xué)模型法 長期以來，數(shù)學(xué)模型作為非點(diǎn)源污染研究的核心內(nèi)容，其不僅在非點(diǎn)源污染的定量 研究方面有著重要作用，同時(shí)也是非點(diǎn)源污染關(guān)鍵源區(qū)分析與識別、提高流域管理效益的一個(gè)重要手段。例如，輸出系數(shù)模型可以通過不同土地利用類型非點(diǎn)源污染物的負(fù)荷量，從而鑒別出污染負(fù)荷量大的流域或流域的重要部位 ——即非點(diǎn)源污染關(guān)鍵源區(qū)，適用于面積為 102～ 105 hm2的流域 (Endreny amp。 Wood, 20xx)。其中，由 USEPA(20xx)開發(fā)的 PLOAD輸出系數(shù)模型在非點(diǎn)源污染關(guān)鍵源區(qū)識別和分析的研究中至今仍被廣泛應(yīng)用，現(xiàn)已集成于 Basins模型系統(tǒng)之中。 其它諸如 ANSWERS、 SWAT、 AGNPS等大型非點(diǎn)源污染過程機(jī)理模型則可以實(shí)現(xiàn)非點(diǎn)源污染物的遷移路徑、轉(zhuǎn)化機(jī)制及輸出負(fù)荷量的連續(xù)模擬，從而有效地判別非點(diǎn)源污染發(fā)生的時(shí)間與關(guān)鍵區(qū)域。例如 Griffin et al.(1988) 利用ANSWERS模型成功地實(shí)現(xiàn)了 Watkinsville和 Geia流域非點(diǎn)源污染物負(fù)荷量的模擬和關(guān)鍵源區(qū)的識別； Shang et al.(20xx)關(guān)于中國云南省 洱海 湖流域的非點(diǎn)源污染研究結(jié)果表明， SWAT模型可以進(jìn)行湖泊流域尺度上非點(diǎn)源污染源區(qū)的判別與分析。 Ma et al.(20xx)以 密歇根 Monow湖 Kalamazoo子流域?yàn)檠芯繉ο?，利用AGNPS模型對該地區(qū)的徑流量、土壤侵蝕、氮磷等營養(yǎng)鹽負(fù)荷量進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)農(nóng)田村莊和馬場是非點(diǎn)源磷污染的兩個(gè)關(guān)鍵源區(qū)。 孟春紅和 趙冰 (20xx)以AGNPS模型為研究手段，對御臨河流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的空間分布狀況進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明 4 類土地利用方式 (耕地、林地、園地、居民用地 )中，耕地污染負(fù)荷貢獻(xiàn)最大，而園地污染負(fù)荷貢獻(xiàn)量最小。 除此之外，由于嚴(yán)重的土壤流失地區(qū)通常也是非點(diǎn)源污染的關(guān)鍵源區(qū) (Maas et al., 1985)，通用土壤流失方程 (USLE)在與 GIS技術(shù)的集成之后同樣可以實(shí)現(xiàn)流域非點(diǎn)源污染關(guān)鍵源區(qū)的快速識別。由于這一方法所需的數(shù)據(jù)資料相較于其他機(jī)理模型少，特別是對于大尺度或者數(shù)據(jù)資料相對缺乏的流域非點(diǎn)源污染源的識別具有重要意義。例如， Sivertun amp。 Prange(20xx)利用改進(jìn)的 USLE方程結(jié)合 GIS技術(shù)分析了瑞典 Gisselo流域的非點(diǎn)源污染關(guān)鍵源區(qū)。 胡連伍等 (20xx)、龐靖鵬等( 20xx)以 USLE模型和 GIS為主要研究手段，分別對杭埠 — 豐樂河流域和密云水庫流域非點(diǎn)源污染關(guān)鍵源區(qū)進(jìn)行了識別和研究。 Narumalani et al.(1997)則利用遙感數(shù)據(jù)和 GIS技術(shù)從更大的尺度上對污染高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行了評估和識別。 非點(diǎn)源污染的控制與管理 非點(diǎn)源污染的控制與管理主要包括三個(gè)方面，首先是對污染源 (尤其是關(guān)鍵源 )的控制，將非點(diǎn)源污染物的排放控制在一定限度，尋求經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)的之間的平衡點(diǎn)； 其次是基于非點(diǎn)源污染的擴(kuò)散機(jī)理的非點(diǎn)源污染物擴(kuò)散途徑的控制，通過采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣碜畲笙薅鹊販p少污染物進(jìn)入地表或地下水體的量；最后則是匯系統(tǒng)的控制與管理。為了實(shí)現(xiàn)非點(diǎn)源污染排放量的有效控制，首先必須 13 明確在充分發(fā)揮水體自凈能力且滿足水質(zhì) 標(biāo)準(zhǔn)情況下，水體所能承受某種污染物的最大負(fù)荷量，即實(shí)施總量控制。對此，美國環(huán)保局 (USEPA)早在 1972年便提出了 TMDL(Total Maximum Daily Loads)計(jì)劃，不僅考慮了污染負(fù)荷在點(diǎn)源和非點(diǎn)源之間的分配，同時(shí)還要考慮安全臨界和季節(jié)性的變化。之后 USEPA于 1976年發(fā)布的最佳管理措施 (BMPs)則側(cè)重于非點(diǎn)源污染的管 理，其主要目標(biāo)是通過控制非點(diǎn)源污染物的產(chǎn)生和運(yùn)移，從而減少進(jìn)入水體的污染物的量，有效控制非點(diǎn)源污染形成。由于 經(jīng)濟(jì)、高效且符合生態(tài)原則等特點(diǎn)， BMPs在全球非點(diǎn)源污染的控制 和管理中得到了廣泛的應(yīng)用。 1)非點(diǎn)源污染源的控制與管理 通過耕作方式的調(diào)整來進(jìn)行非點(diǎn)源污染源控制的核心在于控制土壤侵蝕，從而提高作物對營養(yǎng)元素的吸收和利用，減少農(nóng)業(yè)用地營養(yǎng)物質(zhì)的輸出。與傳統(tǒng)耕作方式相比，保護(hù)性耕作 (如免耕、少耕 )可以有效改善土壤物理結(jié)構(gòu)和入滲性能、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和持續(xù)效應(yīng)，減少農(nóng)田土壤和養(yǎng)分流失(Levanon et al., 1993。 徐勝光 等 , 20xx)，具有明顯的水土保持作用和良好的生態(tài)效益 (TapiaVargas et al., 20xx)。 Chichester amp。 Richardson(1992)就農(nóng)田徑流產(chǎn)生量與農(nóng)田耕作方式之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)耕作農(nóng)田的泥沙和養(yǎng)分流失量要明顯高于免耕農(nóng)田。 高煥文 等 (20xx)對國內(nèi)的一些保護(hù)性耕作措施的研究表明，保護(hù)性耕作措施對于控制面源污染和土壤侵蝕有著積極的作用。Sharpley(1995)關(guān)于農(nóng)田中 P流失敏感性的研究同樣表明傳統(tǒng)耕作小麥田 P的流失要高于免耕小麥田和草地過濾帶。然而，有研究 (Isensee amp。 Sadeghi, 1993 。 Drury et al., 1993。 Myers et al., 1995)表明免耕和少耕農(nóng)田產(chǎn)生的地表徑流較傳統(tǒng)耕作農(nóng)田多，導(dǎo)致了較多的農(nóng)藥和養(yǎng)分隨地表徑流而輸出；而在傳統(tǒng)耕作農(nóng)田中 , 養(yǎng)分更多的是隨地下徑流流失。因此，在結(jié)合流域自身非點(diǎn)源污染特點(diǎn) (如地表徑流與基流非點(diǎn)源污染負(fù)荷貢獻(xiàn)量 )的基礎(chǔ)上，合理地選擇耕作方式對于流域內(nèi)非點(diǎn)源污染的控制具有重要意義。 、化肥的施用管理。盡管有許多研究表明改變農(nóng)田的耕作方式可以在一定程度上減少農(nóng)藥和養(yǎng)分的流失，但與直接控制和管理農(nóng)藥和化肥的施用相比，前者所產(chǎn)生的非點(diǎn)源污染控制效益微乎其微 (賀纏生 等 , 1998)，尤其是 當(dāng)化肥使用量較小時(shí) , 不同耕作方式對 N 的流失影響不大 , 只有當(dāng)肥使用量較大時(shí) , 不同耕作方式才對 N 流失產(chǎn)生明顯影響 (Angle et al., 1993)。田地中肥料投入量的增加以及施肥的不科學(xué)性則被認(rèn)為是造成氮、磷等營養(yǎng)元素隨地表徑流大量流失的一個(gè)重要原因 (韓秀娣 , 20xx)。通過監(jiān)測土壤的養(yǎng)分狀況和天氣狀況來指導(dǎo)施肥的方式、用量、化肥類型和使用時(shí)間，不僅可以有效地降低土壤中 N、 P 流失的潛在危險(xiǎn)性，避免或者減少非點(diǎn)源污染的形成，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也可以有效促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收，提高化肥的利用效率。例如 ，與傳統(tǒng)的面施方法相比，在水稻生產(chǎn)中將尿素制成超大粒，以便于 N 肥顆粒深施， N 肥深施不僅能降低 N 肥用量、減少 N 素的損失，而且提高能 N 肥利用率，增加產(chǎn)量 (龐桂斌和 彭世彰 , 20xx)。合理安排農(nóng)藥化肥的施用時(shí)間，施用時(shí)間的選擇上應(yīng)當(dāng)盡量避開大雨和暴雨來臨之前。 Gaynor et al.(1995)研究了降雨 對異丙甲草銨和阿特拉津流失的影響，其研究結(jié)果表明，這兩種農(nóng)藥施用后一周內(nèi)發(fā)生降雨所導(dǎo)致的流失量分別為 5%和 7%，如果降雨時(shí)間進(jìn)一步推遲，由降雨造成的兩種農(nóng)藥流失量將大幅減少，一般僅為施用量的 － %。 2)非點(diǎn)源污染物遷移途徑的控制 。植被緩沖帶 (如草溝和者植被過濾帶 )可以通過其滯緩徑流、 14 沉降泥沙、促進(jìn)徑流下滲、強(qiáng)化過濾和增強(qiáng)吸附等功能來有效過濾和凈化地表徑流中營養(yǎng)物、沉積物、病原體、重金屬和農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染物 (倪九派 等 , 20xx。 Mersie et al., 20xx)，非點(diǎn)源污染源與受納水體之間植被緩沖帶的設(shè)計(jì)則是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染控制和管理的一個(gè)重要技術(shù)手段。 Peterjohn amp。 Correll(1984)研究表明岸邊的植被對于 N、 P 就與較好的截留效益，其截留率分別 高達(dá) 89%和 80%，相比而言，農(nóng)田對這兩種營養(yǎng)物質(zhì)的截留率則僅為 8% 和 41% 。 Watanabe amp。 Grismer(20xx)就不同覆蓋度的植被緩沖帶對殺蟲劑 二嗪農(nóng) 的截留效益進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在覆蓋度為 0、 50％和 100％三個(gè)植被過濾帶處理下，二嗪農(nóng)的流失量分別為 ％、 ％和 ％。盡管許多研究都表明植被緩沖帶在控制非點(diǎn)源污染方面具有顯著效益，但這種效益在很大程度上是由污染物的運(yùn)移機(jī)制、地形、水文、植被、土壤以及緩沖帶的形狀和輪廓等諸多因素的共同作用所決定的 (全為民 和嚴(yán)力蛟 , 20xx。 王良民 和 王彥輝 , 20xx。 李懷恩 等 , 20xx)。 。多水塘系統(tǒng)是我國南方一類特殊的植被緩沖區(qū)，是以水塘為點(diǎn)、溝渠為線的流域系統(tǒng) (尹澄清 , 1995)， 具有穩(wěn)定的持留特性 ， 能有效地截留和凈化流域內(nèi)非點(diǎn)源污染物 (毛戰(zhàn)坡等 , 20xxa)， 其在攔截地表徑流和泥沙，控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染方面發(fā)揮著重要作用。根據(jù) 孫璞 (1998)的研究，巢湖流域多水塘系統(tǒng)對地表徑流截留平均比例達(dá)到 ％，總氮和總磷截留平均比例分別高達(dá) ％和 ％。由于多水塘系統(tǒng)中的河口型、水塘型溝渠斷面對于不同的水文條件 (基 流、降雨徑流 )都具有穩(wěn)定的滯留功能，能夠滯留 N、 P的量占其總量的60%以上 (毛戰(zhàn)坡等 , 20xxb)?？偟膩碚f，多水塘系統(tǒng)在調(diào)節(jié)徑流與非點(diǎn)源污染物輸移的同時(shí)，也起著非點(diǎn)源污染物匯處理的作用，但由于多水塘系統(tǒng)自身的特殊性和復(fù)雜性，其具體非點(diǎn)源污染控制的生態(tài)過程及機(jī)制尚不明確，進(jìn)一步加強(qiáng)多水塘系統(tǒng)非點(diǎn)源污染過程與機(jī)制的研究對于今后農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的控制與管理具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。 。作為水土保持坡面治理工程的兩種主要措施，梯田工程和山邊溝一方面可以有效促進(jìn)降雨入滲來減少地表徑流，從而降低 因土壤侵蝕而引起的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面則可以直接攔蓄天然降水以及上部來的徑流和泥沙，有效減少非點(diǎn)源污染物的負(fù)荷量。 阮伏水 和 周伏建 (1995)對福建安溪、龍海等地的梯田的水土保持效益進(jìn)行了評價(jià)，發(fā)現(xiàn)梯田的徑流系數(shù)僅為％，同順坡種植相比，其攔蓄徑流率和攔沙率分別高達(dá) ％和 99％。陜北丘陵溝壑區(qū)在修筑梯田之后坡面徑流量大幅減少，攔蓄的徑流量分別占年徑流總量70%以上，年均土壤侵蝕量則減少了 67%以上 (白崗栓 , 1998)。 張賢明等 (20xx)比較了江西紅壤坡地果園中 8種水土保持措施效益，水平 梯田梯壁植草處理水土保持效果最佳 , 其平均徑流率比對照區(qū)減少 %，同時(shí)對于土壤流失量的控制幾乎達(dá) 100%。與梯田相比，山邊溝的水土保持效益同樣顯著 , 完全可以把土壤侵蝕控制在允許的侵蝕范圍之內(nèi) (阮伏水 和 周伏建 , 1995)。 3)非點(diǎn)源污染匯的控制與管理 嚴(yán)重農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染往往會引起水庫、湖泊水體的富營養(yǎng)化問題，前置庫技術(shù)因其在控制水體富營養(yǎng)化方面顯著的效果而受到了廣泛的關(guān)注。早在 20世紀(jì)50、 60年代，就已有關(guān)于前置庫技術(shù)在去除水體中營養(yǎng)物質(zhì)方面應(yīng)用的報(bào)道(Klapper, 1957。 Beuschold, 1966)。隨后 Nyholm et al.(1978)、 Fiala amp。 Vassata(1982)對 前置庫技術(shù)在湖泊和水庫富營養(yǎng)化治理方面展開了研究，并肯定了前置庫技術(shù)在湖庫水體污染方面的重要作用。前置庫對于非點(diǎn)源污染物的凈化原理可以分為：沉淀、自然降解、微生物降解和水生植物吸收四個(gè)方面 (李彬 等 , 20xx)，充 15 分利用了水庫的蓄水功能，通過將污水徑流截留在水庫中，利用物理、生物等作用強(qiáng)化凈化之后排入所需要保護(hù)的水體 (徐祖信 和 葉建鋒 , 20xx)。到目前為止，該項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)于橋水庫 富營養(yǎng)化研究以及太湖流域、滇池流域、深圳茜坑水庫等的非點(diǎn)源污染控制與管理中都得到了應(yīng)用 (孫棋棋 等 , 20xx)。 除此之外，參照濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用而人為設(shè)計(jì)和建造的類似于沼澤的濕地生態(tài)系統(tǒng)對于非點(diǎn)源污染的控制同樣具有顯著成效。人工濕地作為 20世紀(jì) 70年代末發(fā)展起來的一項(xiàng)污水處理新技術(shù)，對于水體中 TN、TP、 COD、 BOD、重金屬等污染物都有著較高的去除率，可以獲得污水處理與