前言

由于农业发展所引发的生态环境问题已在世界范围内引起高度重视，特别是化肥农药的过量施用，造成大量氮磷等随降水或灌溉用水进入水体，形成面源污染。在国内外诸多流域中，面源污染负荷甚至已经超过点源污染，成为水体污染的主要来源之一。我国由于人口众多而耕地有限，为满足巨大的粮食需求，党的十七届三中全会提出“加快落实全国新增千亿斤粮食生产能力建设规划”“全国大粮仓，拜托黑龙江”等。为配合国家新增千亿斤粮食计划，在《黑龙江省千亿斤粮食生产能力战略工程规划》中指出，以加快推进水利化、农机化、水稻大棚育秧、中低产田改造、耕地保护与土地整理等专项工程建设作为主要手段，不断新增水田灌溉面积。同时化肥施用量的提高、灌溉条件的改善等，进一步加大了土地开发力度，通过农业发展扩张改变了区域生态系统结构，进而引发了农业面源污染问题。

本书以农业发展扩张过程为背景，从田间、流域及区域尺度探讨农业生产过程中土壤氮磷迁移转化过程及其污染特征。将地面定点实验监测、室内实验和模型模拟技术相结合探明区域的土壤氮磷运移过程，通过物质迁移转化过程描述农业活动对土壤、水和大气环境的作用机理，将微观和宏观对象结合以研究人类活动对氮磷运移的影响及其污染特征是本书的特色。本书内容主要包括区域农田土壤氮磷平衡及其优化调整、农业活动对土壤氮磷迁移转化的影响、氮磷在土水界面的迁移转化过程、氮磷迁移转化的污染特征以及优化管理措施等。具体内容如下：

①建立土壤氮磷平衡核算方法，分析氮磷平衡状态，探讨土壤氮磷失衡原因并提出优化调整方案。通过研究揭示区域农业生产中农田土壤氮磷平衡状态；以三江平原为研究对象，展开农田土壤氮磷平衡的实例分析及找出失衡原因。

②土壤质量是区域粮食安全及农业可持续发展的保障。近几十年来，大规模农业开发带来了大规模的土地利用/覆被和景观格局变化，土壤氮磷迁移对土地利用和植被类型变化产生响应，并发生转化。研究内容为：土地利用变化和植被类型变化对土壤氮磷异质性分布的影响；在土壤微生物作用下土壤碳氮元素发生转化的潜力。

③在区域和流域尺度自然降水条件下，研究不同土地利用方式下的降雨地表径流氮磷流失情况；以典型农田生态系统水文特征为研究对象，探明土壤水分的分布特征，分析土壤水对氮磷的迁移机制，分析作物生长季农田土壤氮磷流失潜能。

④以农业面源氮磷迁移转化为基础，分析其污染特征，主要包括气温变化、全球变暖潜势，生态服务价值功能变化，水环境承载力评价以及土壤环境质量的变化情况等。

⑤通过氮磷迁移转化污染特征研究，借鉴欧洲、美国、加拿大和日本等国家和地区农业面源氮磷治理经验，为区域农业面源污染治理和农业生态系统的可持续发展提供科学依据。

本书将农业生产和水文过程与土壤氮磷迁移转化相结合来分析土壤氮磷平衡情况；从区域、流域和农田尺度探明土壤氮磷迁移转化过程，并分析环境效应；最终提出农田氮磷的优化管理措施，为人们全面、科学、客观地认识农业活动与区域氮磷迁移转化及其污染特征的关系提供了新的研究方向和视角。

本书由来雪慧著；卫新峰、单玉书、陈思杨、周晔等参与了资料收集和整理等工作。在此特别感谢郝芳华教授、欧阳威教授，图书内容涉及的诸多科研是在他们的谆谆教导下完成的，并受到他们对待科研工作严格要求、认真负责的态度和一丝不苟的敬业精神的影响。同时感谢太原工业学院环境与安全工程系的同事在工作中的支持以及对图书撰写的协助。

本书的主体内容源于山西省高等学校科技创新项目“汾河流域农业面源氮磷迁移转化过程及其污染特征研究（2019L0917）”“农业活动影响下的寒地土壤氮和有机碳运移机制及规律研究（2014151）”以及国家自然科学基金项目“三江平原农业活动胁迫下的区域生态环境过程及安全调控研究（40930740）”等科研项目的成果，并得到其资助出版。

本书从农田面源污染的角度描绘了农田土壤氮磷在水体作用下的迁移转化，是涉及环境科学、土壤学、生态学的跨学科研究。限于著者水平及编写时间，书中存在不足和疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正。

著者

2020年6月