東北黑土區(qū)是我國重要的糧食核心產(chǎn)區(qū)和最大的商品糧生產(chǎn)基地，由于坡地被大量墾殖，水土流失逐年加劇，造成嚴重的農(nóng)業(yè)面源污染。目前，采用的最佳管理措施（BMPs），如壟作區(qū)田、地埂、魚鱗坑等，多以水土保持為目標進行設計，對于污染的削減主要通過大量攔截泥沙、徑流來實現(xiàn)。這些措施可能造成上游來水銳減，影響下游河流和湖庫的水生態(tài)質量，尤其是在水源地流域，入庫徑流的減少可能造成水質進一步惡化、供水保證率降低，給下游居民的生產(chǎn)、生活用水帶來困難。

中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境污染與防治學科組科研人員研發(fā)了新型等高植物草籬技術，并利用在吉林省遼源市東遼縣杏木水土保持示范園區(qū)內(nèi)的標準小區(qū)，開展了草籬污染物削減能力實地監(jiān)測與模型模擬驗證工作。

研究表明，苜蓿草籬徑流與泥沙削減效率分別為37.91%與62.30%，自然恢復草籬徑流與泥沙削減效率分別為1.31%與30.86%。苜蓿草籬對主要農(nóng)業(yè)面源污染物總氮、總磷、硝酸鹽的去除效率能夠達到50%以上，而自然恢復草籬對硝酸鹽、氨氮等溶解態(tài)污染物基本沒有去除能力。春季兩種草籬的環(huán)境負荷去除效率均為最低，且并不穩(wěn)定，易受自然因素變化的影響。VFSMOD模型模擬結果表明草籬寬度和坡度對草籬的泥沙與徑流削減效率均有顯著影響，而降雨強度和植被類型主要與徑流削減有關。該研究對東北黑土區(qū)水源地植被過濾帶的設計和大規(guī)模應用具有一定指導意義。

該研究由東北地理所副研究員歐洋（論文通訊作者）、加拿大魁北克大學教授Alain N. Rousseau，東北地理所研究員閻百興、王莉霞共同完成。相關研究成果發(fā)表在Agricultural Water Management上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃課題與國家自然科學基金的資助。

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圖1.標準小區(qū)監(jiān)測結果

圖2.VFSMOD模型模擬結果