曹高明，杜 強(qiáng)，宮輝力，彭文啟

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 水環(huán)境研究所，北京 100038；2.首都師范大學(xué) 資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京 100048）

1 研究背景

非點(diǎn)源污染（NPS，Nonpoint Source Pollution）是指溶解的和固體的污染物從非特定的地點(diǎn)，在降水（或融雪）沖刷作用下，通過(guò)徑流過(guò)程而匯入受納水體（包括河流、湖泊、水庫(kù)和海灣等）并引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化或其它形式的污染。據(jù)20世紀(jì)90年代初統(tǒng)計(jì)，全球30%～50%的陸地面積受到非點(diǎn)源污染的影響［1］。美國(guó)、日本等國(guó)家研究表明，即使點(diǎn)源污染得到全面控制以后，江河水質(zhì)的達(dá)標(biāo)率僅為65%，湖泊水質(zhì)的達(dá)標(biāo)率為42%，在美國(guó)，非點(diǎn)源污染量已經(jīng)占到污染總量的2/3以上，其中農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源貢獻(xiàn)率更是達(dá)到75%以上［2］。根據(jù)國(guó)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，北京密云水庫(kù)、天津于橋水庫(kù)、安徽巢湖等水域，非點(diǎn)源污染的比例已經(jīng)超過(guò)了點(diǎn)源污染，其中農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染對(duì)非點(diǎn)源污染量的貢獻(xiàn)最大［2］。因此，非點(diǎn)源污染目前已經(jīng)成為影響水體環(huán)境質(zhì)量的重要污染類型。

2 非點(diǎn)源污染的特征及影響

2.1 非點(diǎn)源污染的特征 流域非點(diǎn)源污染主要來(lái)自于土壤侵蝕、農(nóng)藥和化肥的施用、農(nóng)村家畜糞便及垃圾、農(nóng)田污水灌溉、城鎮(zhèn)地表徑流和大氣干濕沉降。與點(diǎn)源污染相比，非點(diǎn)源污染起源于分散的、多樣的地區(qū)，地理邊界和發(fā)生位置難以準(zhǔn)確界定，隨機(jī)性強(qiáng)、形成機(jī)理復(fù)雜、涉及范圍廣、控制難度大［3］。其主要具有以下特點(diǎn)：（1）隨機(jī)性和不確定性。非點(diǎn)源與降雨、土地利用、土壤結(jié)構(gòu)、農(nóng)作物種植、氣候氣象、地質(zhì)地貌、人類活動(dòng)等多個(gè)因素都有密切關(guān)系，這些因素的隨機(jī)性和不確定性決定了非點(diǎn)源污染的形成具有較大的隨機(jī)性；（2）廣泛性。由于人類活動(dòng)的分散性和降雨的普遍性，決定非點(diǎn)源在空間分布上具有廣泛性；（3）滯后性。大量的農(nóng)藥化肥的施用是造成非點(diǎn)源污染最重要的原因之一，但只有在徑流的驅(qū)動(dòng)下，才會(huì)將地表長(zhǎng)期積累的化學(xué)物質(zhì)帶入水體，造成水環(huán)境的污染，所以非點(diǎn)源污染在時(shí)間上具有滯后性；（4）研究治理難度大。由于非點(diǎn)源污染的上述幾個(gè)特性，所以在研究非點(diǎn)源污染機(jī)理過(guò)程和控制非點(diǎn)源污染方面具有較大的難度，傳統(tǒng)的點(diǎn)源污染末端治理技術(shù)很難有效的控制非點(diǎn)源污染［2-3］。

2.2 非點(diǎn)源污染對(duì)水環(huán)境的影響 非點(diǎn)源污染對(duì)受納水體的影響是多方面的，主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）增加水體富營(yíng)養(yǎng)化程度，惡化水質(zhì)。水體富營(yíng)養(yǎng)化是指生物所需要的N和P等營(yíng)養(yǎng)鹽大量進(jìn)入水體，引起藻類大量繁殖、水體溶解氧下降、水質(zhì)惡化的現(xiàn)象［4］；（2）嚴(yán)重威脅地下水。全世界施入土壤中的肥料大約30%～50%經(jīng)土壤淋溶而進(jìn)入地下水，而大量的土壤中氮的淋失和下滲，使地下水中硝態(tài)氮含量嚴(yán)重超標(biāo)；（3）水體底泥降低水體的生態(tài)功能。水體底泥（沉積物）污染，是世界范圍內(nèi)的一個(gè)重要環(huán)境問(wèn)題，水體水質(zhì)惡化勢(shì)必破壞水生生物的生存環(huán)境。一些有毒有害物質(zhì)（如重金屬或農(nóng)藥的殘留物等）進(jìn)入水體后直接影響水體的生態(tài)功能。

3 非點(diǎn)源污染主要研究進(jìn)展

非點(diǎn)源污染的產(chǎn)生是由于降雨在不同的下墊面條件下產(chǎn)生徑流，并對(duì)土壤產(chǎn)生侵蝕作用，在降雨-徑流驅(qū)動(dòng)因子作用下，大量泥沙與附著的氮磷污染物及可溶性氮磷污染物進(jìn)入水體。所以從非點(diǎn)源產(chǎn)生的機(jī)制來(lái)看，其主要可分為有3個(gè)過(guò)程，如圖1所示，即徑流形成過(guò)程、徑流沖刷地面形成土壤侵蝕的過(guò)程和泥沙及氮磷污染物進(jìn)入水體的過(guò)程。在進(jìn)行非點(diǎn)源污染機(jī)理研究的同時(shí)，人們逐漸使用數(shù)字模型來(lái)描述非點(diǎn)源污染的發(fā)生過(guò)程，對(duì)非點(diǎn)源污染進(jìn)行定量研究。非點(diǎn)源污染模型也主要包含3個(gè)模塊：降雨徑流模型、土壤侵蝕模型和污染物遷移轉(zhuǎn)化模型。降雨徑流過(guò)程主要是采用水文模型來(lái)進(jìn)行模擬；土壤侵蝕過(guò)程研究伴隨水土流失的過(guò)程，營(yíng)養(yǎng)鹽中氮磷元素的流失情況；而污染物遷移轉(zhuǎn)化是非點(diǎn)源污染研究中的核心問(wèn)題，目前研究比較多的是氮磷元素在匯流過(guò)程中及河道中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，很多國(guó)內(nèi)外學(xué)者也逐步開(kāi)始研究農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。由于在進(jìn)入水體以后，非點(diǎn)源污染物對(duì)水體的影響機(jī)制與點(diǎn)源相同，因此非點(diǎn)源污染重點(diǎn)的研究?jī)?nèi)容是污染物由陸地進(jìn)入水體前的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程。

圖1 非點(diǎn)源污染發(fā)生過(guò)程

3.1 降雨徑流過(guò)程 降雨形成的徑流是非點(diǎn)源污染物遷移轉(zhuǎn)化的載體。單場(chǎng)暴雨所產(chǎn)生的徑流量大小，是進(jìn)行非點(diǎn)源污染負(fù)荷估算的前提條件。但單次暴雨事件并不意味著流域內(nèi)所有地區(qū)都會(huì)產(chǎn)生地表徑流［2］。因此，很多學(xué)者從水文學(xué)、水動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，研究作為暴雨事件響應(yīng)的徑流動(dòng)力形成的產(chǎn)匯流特征，重點(diǎn)是對(duì)其產(chǎn)流條件的空間差異進(jìn)行研究。

產(chǎn)匯流的理論是19世紀(jì)后逐步發(fā)展和建立起來(lái)的，在20世紀(jì)30—70年代之間取得了很多理論上的進(jìn)展和突破。其中最為典型的是19世紀(jì)60年代美國(guó)土壤保持局（Soil Conservation Service，SCS）根據(jù)3000多份實(shí)驗(yàn)資料的數(shù)據(jù)，提出了SCS-CN（Soil Conservation Service-Curve Number）方法，這是一種用曲線數(shù)計(jì)算徑流量的方法。20世紀(jì)60年代，涌現(xiàn)出一大批流域水文模型，其中較為成功的模型是Stanford流域水文模型SWM（Stanford Watershed Model）。該模型可以模擬地面徑流的物理過(guò)程。HSPF（Hydrological Simulation Program-FORTRAN）也源自SWM，它是一種功能強(qiáng)大、能綜合模擬流域水文和水質(zhì)的機(jī)理模型。

我國(guó)在20世紀(jì)60年代初期陸續(xù)提出了蓄滿產(chǎn)流和超滲產(chǎn)流的理論。80年代以來(lái)，該理論逐步作為概念模型的重要部分應(yīng)用于北京、西安和三峽庫(kù)區(qū)進(jìn)行非點(diǎn)源污染負(fù)荷計(jì)算［5-7］，新安江模型的構(gòu)建也是基于這套理論。目前，降雨徑流研究較為成熟，常采用人工降雨和自然降雨定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和模型相結(jié)合進(jìn)行降雨產(chǎn)匯流特征的分析和評(píng)估［8］。

在所有模型中，SCS-CN模型由于適用性廣，可操作性較好，模擬結(jié)果準(zhǔn)確度較高，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)有大量應(yīng)用。魏文秋等［9］通過(guò)改進(jìn)SCS模型并與遙感結(jié)合，來(lái)確定模型的土地利用和土壤類型，在安徽城西徑流試驗(yàn)站進(jìn)行了實(shí)例研究，結(jié)果顯示的產(chǎn)流精度令人滿意。王臘春等［10］用泰森多邊形將流域分塊，使用TM影像對(duì)研究區(qū)土地利用類型進(jìn)行分類，進(jìn)而確定每種土地利用上的CN值和S值，對(duì)浙江溪西流域6次洪水的產(chǎn)流計(jì)算結(jié)果表明其精度令人滿意。賀寶根等［11-12］根據(jù)實(shí)測(cè)資料對(duì)SCS模型中的兩個(gè)系數(shù)，即前期損失量和徑流曲線數(shù)予以修正，并對(duì)模型進(jìn)行修正計(jì)算，其結(jié)果表明模擬徑流量非常接近于實(shí)際徑流量。徐秋寧等［13-14］用SCS降雨-徑流模型對(duì)陜北-渭北多個(gè)典型小型集水區(qū)降雨徑流量進(jìn)行了分析和計(jì)算，他認(rèn)為SCS模型考慮了徑流與土壤特征和土地利用情況關(guān)系，非常適合應(yīng)用于小流域、溝道等小型集水區(qū)的徑流量計(jì)算。王英［15］運(yùn)用黃土高原地區(qū)實(shí)測(cè)降水產(chǎn)流資料對(duì)標(biāo)準(zhǔn)SCS-CN模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，對(duì)徑流曲線法進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一個(gè)適應(yīng)黃土區(qū)坡面和流域的降水產(chǎn)流模型，研究結(jié)果為該區(qū)水資源高效利用、水土流失預(yù)報(bào)和治理提供重要幫助。

3.2 土壤侵蝕過(guò)程 土壤侵蝕是農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染發(fā)生的重要組成部分。土壤侵蝕帶走的泥沙本身是非點(diǎn)源污染的來(lái)源，泥沙中所吸附的各種形態(tài)的氮、磷也會(huì)給加重受納水體的污染程度。土壤侵蝕的研究具有很長(zhǎng)的歷史，但真正從非點(diǎn)源污染角度出發(fā)進(jìn)行土壤侵蝕研究，首推20世紀(jì)60年代中后期用于坡地侵蝕模擬估算的通用土壤流失方程（Universal Soil Loss Equation，USLE）［16］。該方程考慮了影響土壤侵蝕的六大因素：降雨因子、土壤可蝕性因子、坡長(zhǎng)因子、坡度因子、作物因子和管理措施因子。后來(lái)不斷對(duì)USLE進(jìn)行了修改，包括各因子值計(jì)算方式的改變和細(xì)化，形成了RUSLE和MUSLE。通用土壤流失方程中參數(shù)具有物理意義，它被多個(gè)機(jī)理或者半機(jī)理模型采用作為模擬土壤侵蝕的子模塊。如CREAMS模型采用USLE方程，AGNPS和SWAT采用的MUSLE方程，AnnAGNPS運(yùn)用的是RUSLE土壤侵蝕方程。由于USLE模型本身的不足，加上對(duì)土壤侵蝕機(jī)理過(guò)程更深入的研究，20世紀(jì)80年代初，出現(xiàn)了從機(jī)理過(guò)程探索土壤侵蝕的WEPP（Water Erosion Prediction Project）模型。但由于該模型需要較多的參數(shù)支持，應(yīng)用受到限制。目前國(guó)際上用于模擬估算土壤侵蝕使用最廣泛的仍然是USLE及其修正模型。

我國(guó)土壤流失定量監(jiān)測(cè)始于20世紀(jì)40年代，先后在天水等地建立水土保持試驗(yàn)站，對(duì)水土流失進(jìn)行定位觀測(cè)。50年代初，黃秉維研究了陜甘黃土地區(qū)影響土壤侵蝕量的環(huán)境因素及方式［17］，其后，朱顯漠對(duì)黃土區(qū)土壤侵蝕特征、空間分異規(guī)律、影響因素等進(jìn)行了研究和分析［18］，從而為我國(guó)土壤侵蝕定量研究開(kāi)拓了發(fā)展方向。1953年劉善建根據(jù)10年的徑流小區(qū)觀測(cè)資料，首次提出了計(jì)算年度坡面侵蝕量的公式，從而開(kāi)啟了我國(guó)土壤侵蝕定量模型研究的序幕［19］。早期土壤侵蝕定量研究側(cè)重于野外徑流小區(qū)的試驗(yàn)，觀測(cè)相同下墊面條件下不同降雨的侵蝕，或者相同降雨條件下不同下墊面的侵蝕。后來(lái)逐漸發(fā)展到室內(nèi)的試驗(yàn)研究，利用人工降雨開(kāi)展單因素侵蝕相關(guān)研究，如降水、坡度、坡長(zhǎng)、坡向、植被、土壤質(zhì)地等單要素與侵蝕量的關(guān)系，并建立不同形式的土壤侵蝕預(yù)報(bào)方程，從而也就產(chǎn)生了土壤侵蝕定量經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷碾r形。20世紀(jì)70年代以后，我國(guó)開(kāi)始土壤侵蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷难芯?，研究了降雨特征、雨滴?dòng)能、濺蝕及降雨徑流侵蝕力、植被蓋度、植被截留、土壤可蝕性、微地貌形態(tài)等因素與侵蝕量的關(guān)系［20-21］。初步形成了以小流域?yàn)閱卧M(jìn)行水土流失研究的格局，從而也奠定了我國(guó)以小流域?yàn)閱卧M(jìn)行水土保持治理的初期思路。

20世紀(jì)80年代，通用土壤流失方程開(kāi)始引進(jìn)和應(yīng)用于我國(guó)，對(duì)我國(guó)土壤侵蝕經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷难芯慨a(chǎn)生重大影響。許多學(xué)者結(jié)合我國(guó)土壤侵蝕特點(diǎn)，基于地面徑流小區(qū)實(shí)測(cè)資料，對(duì)通用土壤流失方程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)校正。其中付煒以晉西離石王家溝流域?yàn)樵囼?yàn)區(qū)，建立了適合該區(qū)水土流失的USLE修正方程［22-23］。我國(guó)在基于坡面或徑流小區(qū)等尺度單元對(duì)土壤侵蝕進(jìn)行了大量研究，著重研究侵蝕量與其影響因子之間的定量關(guān)系，并建立了許多區(qū)域性（徑流小區(qū)或小流域尺度）土壤侵蝕經(jīng)驗(yàn)方程，取得了一系列研究成果。

20世紀(jì)90年代到本世紀(jì)初，對(duì)各種土地利用類型的土壤侵蝕機(jī)理上也進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究。謝樹(shù)楠等將坡面產(chǎn)沙量與雨強(qiáng)、坡長(zhǎng)、坡度、徑流系數(shù)和泥沙中數(shù)粒徑間的函數(shù)關(guān)系，建立了具有一定理論基礎(chǔ)的流域侵蝕模型［24］，取得了較為理想的土壤侵蝕模擬效果。湯立群建立了適合于中小流域的包括徑流模型和泥沙模型兩部分的土壤侵蝕模型［25-26］。蔡強(qiáng)國(guó)等也建立了具有一定物理基礎(chǔ)的侵蝕-輸移-產(chǎn)沙過(guò)程的小流域次降雨產(chǎn)沙模型。

3.3 污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律 非點(diǎn)源污染物遷移是指非點(diǎn)源污染物在外力作用下（降雨、灌溉等）從土壤圈向水圈擴(kuò)散的過(guò)程。從氮、磷元素角度考慮，主要包括氮磷元素的地表流失和氮素地下滲漏兩個(gè)大的機(jī)理過(guò)程。其中，氮磷元素地表流失機(jī)理研究，國(guó)內(nèi)外從農(nóng)田降雨徑流氮磷流失與農(nóng)田耕作方式、作物生長(zhǎng)季節(jié)、降雨特征、土地利用、地形狀況、植被覆蓋等方面進(jìn)行了一系列的研究工作。

污染物的遷移過(guò)程不僅與水文條件和侵蝕條件有關(guān)，還與污染物在土壤中的物理、化學(xué)形態(tài)以及分布等密切相關(guān)。而污染物各物理、化學(xué)形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化以及在土壤中的分布的變化過(guò)程是十分復(fù)雜的，國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者對(duì)不同土地利用下氮磷流失的機(jī)理進(jìn)行了深入的研究。Jordan等［27］在1997年通過(guò)做氮素排出量與農(nóng)田所占比例的回歸模型估算表明：農(nóng)田氮素排出速率為18 kg·N/（hm2·a），而非農(nóng)田氮素排出速率僅為2.9 kg·N/（hm2·a）；楊斌等［28］在1999年以實(shí)驗(yàn)的方式探討了連云港地區(qū)農(nóng)田氮磷元素的流失的規(guī)律，其中氮素的淋溶損失為9.8%～35%，稻田施肥后，如果24h內(nèi)排水，氮素?fù)p失12%～21%，磷素對(duì)水環(huán)境的影響主要是徑流攜帶；竇培謙等［29］于2005年研究了北京密云地區(qū)土地利用方式的差異對(duì)徑流中氮磷的濃度的影響因素，有徑流中總磷濃度變化趨勢(shì)：果園＞標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)＞農(nóng)地＞荒草坡＞林地，總氮濃度變化趨勢(shì)：林果＞地荒＞草坡＞農(nóng)地＞標(biāo)準(zhǔn)＞小區(qū)林地；朱海洋等［30］在2007—2008年綜合2年的試驗(yàn)結(jié)果，針對(duì)丘陵區(qū)稻田氮磷輸出進(jìn)行了定量的研究，并提出了適宜的生態(tài)治理技術(shù)模式；羅璇等［31］對(duì)丹江口庫(kù)區(qū)的胡家山小流域不同土地利用氮磷輸出的年季變化情況進(jìn)行了定量研究，結(jié)果表明在不同時(shí)間尺度上，土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)氮素輸出濃度影響有所不同。年度上，對(duì)氮素輸出影響最大的是旱地，季節(jié)上，四季對(duì)氮素輸出影響最大的依次是旱地、居民地、居民地、旱地；土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)氮素輸出濃度的影響受到降雨、氣溫、人為等因素的作用。

從模型研究的角度考慮，非點(diǎn)源模型對(duì)污染物遷移的模擬可分為2類：一類是不考慮污染物的平衡過(guò)程，認(rèn)為污染物在土壤中的含量是恒定的，典型的有早期的AGNPS模型和CNPS模型等。這類模型往往只將污染物根據(jù)物理形態(tài)劃分為溶解性和非溶解性兩種，根據(jù)土壤侵蝕量和暴雨徑流量來(lái)計(jì)算兩種形態(tài)污染物的負(fù)荷；另一類是考慮污染物平衡過(guò)程，即土壤中污染物的狀態(tài)和含量是受到各種過(guò)程影響的。如CREAMS模型在對(duì)氮的模擬中，考慮了地表徑流流失、入滲淋失、化肥輸入等物理過(guò)程，有機(jī)氮礦化、反硝化等化學(xué)過(guò)程以及作物吸收等生物過(guò)程，氮除了具有溶解和非溶解兩種物理狀態(tài)外，還分為有機(jī)氮、作物氮和硝酸鹽氮3種化學(xué)狀態(tài)。EPIC和SWRRB中則增加了氮的生物固定、無(wú)機(jī)氮向有機(jī)氮的轉(zhuǎn)化以及溶解性氮隨側(cè)向壤中流的遷移等過(guò)程，有機(jī)氮又被劃分為活性（active）有機(jī)氮和惰性（stable）有機(jī)氮兩種狀態(tài)。SWAT模型在EPIC基礎(chǔ)上又增加了對(duì)氨態(tài)氮揮發(fā)過(guò)程的模擬。而HSPF對(duì)氮平衡的模擬更為復(fù)雜，有機(jī)氮也被劃分為溶解性和非溶解性兩類，并且通過(guò)吸附與解吸過(guò)程相互轉(zhuǎn)化。

4 非點(diǎn)源污染研究的發(fā)展趨勢(shì)

非點(diǎn)源污染機(jī)理研究和過(guò)程模擬還存在很多問(wèn)題。首先是非點(diǎn)源污染發(fā)生很多機(jī)理過(guò)程尚不能完全明確。很多機(jī)理模型雖然可以對(duì)非點(diǎn)源污染過(guò)程進(jìn)行近似的模擬，但這些模型都是基于已有的研究成果，仍然具有一定的局限性。其次，非點(diǎn)源污染研究中所涉及的3個(gè)重要的環(huán)節(jié)（產(chǎn)匯流、土壤侵蝕和污染物遷移轉(zhuǎn)化）在自然界中是一個(gè)系統(tǒng)過(guò)程，而在模型中分別使用3個(gè)獨(dú)立的模塊進(jìn)行模擬，并通過(guò)特定模塊進(jìn)行連接，這本身就影響了模擬的精確程度。再次，由于非點(diǎn)源污染在時(shí)間上具有非連續(xù)性和滯后性，在空間上具有廣泛性和分布不均勻性的特點(diǎn)，地理時(shí)空的復(fù)雜性非常直接的影響著非點(diǎn)源污染模擬的準(zhǔn)確度，所以更多的考慮引入GIS和RS手段對(duì)非點(diǎn)源污染進(jìn)行研究是大勢(shì)所趨，我國(guó)目前在這方面的研究稍顯滯后。最后是非點(diǎn)源污染模擬尺度問(wèn)題，非點(diǎn)源污染模擬的尺度不斷增大，而已有的非點(diǎn)源污染物在土壤中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)多為小尺度或更微觀的尺度獲得的。小尺度建立的物理基礎(chǔ)的水文模型，應(yīng)用到大空間尺度上，存在尺度外延的準(zhǔn)確性問(wèn)題。

當(dāng)前非點(diǎn)源污染研究的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面：（1）氮磷遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理研究。當(dāng)前，雖然氮磷元素在土壤和水體遷移轉(zhuǎn)化研究有一定的研究成果，但人們對(duì)土壤和坡面產(chǎn)流中各形態(tài)氮磷來(lái)源的定量分析還做的不夠，各形態(tài)氮磷的轉(zhuǎn)化機(jī)理尚不完全明確。對(duì)氮磷元素來(lái)源的進(jìn)行定量研究有助于直接了解非點(diǎn)源污染的根源，這一部分也一直是學(xué)者們研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)；（2）非點(diǎn)源污染的不確定性研究。非點(diǎn)源污染的研究和模擬存在很大的不確定性。這種不確定性主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：降水、溫度、蒸發(fā)和土壤物理化學(xué)屬性等時(shí)間和空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)具有隨機(jī)的或系統(tǒng)的誤差；徑流、地下水水位、農(nóng)業(yè)灌溉、含沙量等歷史記錄和資料的隨機(jī)或系統(tǒng)誤差；非最優(yōu)參數(shù)值所導(dǎo)致的誤差；不完整或有偏差的模型結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的誤差。所以如何分析非點(diǎn)源污染的不確定性，提高模型模擬精度也是一個(gè)重要的研究方向；（3）非點(diǎn)源污染研究與GIS和RS技術(shù)的整合。首先在數(shù)據(jù)共享層面上，我國(guó)非點(diǎn)源污染模擬在數(shù)據(jù)的獲取和數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化上都存在較大的問(wèn)題，具體表現(xiàn)為非點(diǎn)源污染的空間數(shù)據(jù)采集沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，所以非點(diǎn)源污染模擬的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題仍然是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。其次，采用遙感手段進(jìn)行土壤侵蝕、土地利用相關(guān)參數(shù)的反演目前已經(jīng)有人做出了一些嘗試性的工作，如何使遙感數(shù)據(jù)為模型提供參數(shù)是當(dāng)前一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容，這對(duì)在數(shù)據(jù)缺乏區(qū)域進(jìn)行非點(diǎn)源污染研究具有相當(dāng)重要的意義；最后如何將GIS的制圖、空間分析、三維展示方面的優(yōu)勢(shì)更好與非點(diǎn)源污染研究相結(jié)合，也是未來(lái)的一個(gè)重要研究點(diǎn)。

綜上所述，當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)非點(diǎn)源污染的研究已經(jīng)進(jìn)入成熟期，對(duì)非點(diǎn)源污染發(fā)生的機(jī)理都有了很深入的了解，模型模擬也取得了不錯(cuò)的效果，美英等研究人員目前已將更多的研究精力投入到非點(diǎn)源污染的最佳管理措施（BMPs）的研究上。當(dāng)前我國(guó)非點(diǎn)源污染的研究已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)比較穩(wěn)定的階段，研究人員通過(guò)大量試驗(yàn)、模型的研究，希望對(duì)我國(guó)氮磷污染物產(chǎn)生的機(jī)理過(guò)程有更明確的認(rèn)識(shí)。國(guó)外模型大量應(yīng)用本身也提高了我國(guó)非點(diǎn)源污染的研究水平，但各種模型參數(shù)的獲取方式在國(guó)內(nèi)仍沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。所以通過(guò)對(duì)非點(diǎn)源污染機(jī)理的深入研究，開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)的非點(diǎn)源污染模型仍然是當(dāng)務(wù)之急。

［1］Lovejoy S B，Lee J G，Randhir T O.Research needs for water quality management in the 21st century：A spatial decision support system［J］.J Soil and Water Cons，1997，52（1）：19-23.

［2］郝芳華，程紅光，楊勝天.非點(diǎn)源污染模型——理論方法與應(yīng)用［M］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2006.

［3］熊麗君.基于GIS的非點(diǎn)源污染研究［D］.南京：河海大學(xué)，2004.

［4］周靜波，張宗應(yīng).我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化的產(chǎn)生根源與治理對(duì)策［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（21）：10126-10128.

［5］夏青，廖慶宜.河流DO模型研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，1985（3）：266-275.

［6］李懷恩.水文模型在非點(diǎn)源污染研究中的應(yīng)用［J］.陜西水利，1987（3）：18-23.

［7］陳西平.三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)田徑流污染情勢(shì)分析及對(duì)策［J］.環(huán)境污染與防治，1992（5）：31-34.

［8］黃滿湘，章申，唐以劍，等.模擬降雨條件下農(nóng)田徑流中氮的流失過(guò)程［J］.土壤與環(huán)境，2001（1）：6-10.

［9］魏文秋，謝淑琴.遙感資料在SCS模型產(chǎn)流計(jì)算中的應(yīng)用［J］.環(huán)境遙感，1992（4）：243-250.

［10］王臘春，熊江波.用遙感資料建立分塊產(chǎn)流模型［J］.地理科學(xué)，1997（1）：77-81.

［11］賀寶根，周乃晟，胡雪峰，等.農(nóng)田降雨徑流污染模型探討——以上海郊區(qū)農(nóng)田氮素污染模型為例［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2001（2）：159-165.

［12］賀寶根，周乃晟，高效江，等.農(nóng)田非點(diǎn)源污染研究中的降雨徑流關(guān)系——SCS法的修正［J］.環(huán)境科學(xué)研究，2001（3）：49-51.

［13］徐秋寧，馬孝義，安夢(mèng)雄，等.SCS模型在小型集水區(qū)降雨徑流計(jì)算中的應(yīng)用［J］.西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（2）：97-100.

［14］徐秋寧，馬孝義，婁宗科，等.小型集水區(qū)降雨徑流計(jì)算模型研究［J］.水土保持研究，2002（1）：139-142.

［15］王英.徑流曲線法（SCS-CN）的改進(jìn)及其在黃土高原的應(yīng)用［D］.北京：中國(guó)科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心），2008.

［16］Wischmeier W，Smith D.Predicting rainfall erosion losses，a guide to conservation planning［M］.Washington，DC：US Department of Agriculture，1978.

［17］黃秉維.陜甘黃土區(qū)域土壤侵蝕的因素和方式［J］.地理學(xué)報(bào)，1953（2）：163-171.

［18］朱顯漠.黃土高原地區(qū)植被因素對(duì)于水土流失的影響［J］.土壤學(xué)報(bào)，1960，8（2）：110-120.

［19］劉善建.天水水土流失測(cè)驗(yàn)的初步分析［J］.科學(xué)通報(bào)，1953（12）：59-65.

［20］李勉，李占斌，丁文峰，等.黃土坡面細(xì)溝侵蝕過(guò)程的REE示蹤［J］.地理學(xué)報(bào)，2002（2）：218-223.

［21］李勉，李占斌，劉普靈.中國(guó)土壤侵蝕定量研究進(jìn)展［J］.水土保持研究，2002（3）：243-248.

［22］付煒.黃土地區(qū)通用土壤流失方程模型研究［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，1997（2）：23-27.

［23］付煒.土壤侵蝕成因機(jī)制分析與模擬［J］.干旱區(qū)研究，1997（4）：44-51.

［24］謝樹(shù)楠，宋根培.水庫(kù)泥沙沖淤計(jì)算的數(shù)學(xué)模型［J］.水利學(xué)報(bào)，1988（9）：41-47.

［25］湯立群，陳國(guó)祥.流域尺度與治理對(duì)產(chǎn)流模式的影響分析研究［J］.土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào)，1996（1）：22-28.

［26］湯立群.流域產(chǎn)沙模型的研究［J］.水科學(xué)進(jìn)展，1996（1）：47-53.

［27］Jordan T，Correll D，Weller D.Relating nutrient discharges from watersheds to land use and st reamflow variabili?ty［J］.Water Resources Research，1997，33（11）：2579-2590.

［28］楊斌，程巨元.農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮磷污染對(duì)水環(huán)境的影響研究［J］.江蘇環(huán)境科技，1999（03）：19-21.

［29］竇培謙，王曉燕，秦福來(lái)，等.農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮磷流失規(guī)律研究［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2005（04）：151-153.

［30］朱海洋，鄭世宗，徐海波.丘陵區(qū)稻田氮磷面源污染生態(tài)治理技術(shù)試驗(yàn)研究［J］.灌溉排水學(xué)報(bào)，2009（05）：49-51.

［31］羅璇，史志華，尹煒，等.小流域土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)氮素輸出的影響［J］.環(huán)境科學(xué)，2010（01）：58-62.