中國東北黑土區作為我國重要糧食生產基地，長期面臨農業面源污染與水土流失雙重挑戰。植被過濾帶（VFS）是該區域主要農業面源污染防控措施，但因集中流現象頻發與土壤淺層水位抬升雙重制約，其污染物削減效率難以達到設計目標。目前，亟需定量評估關鍵水文過程對防控性能的影響機制。
針對上述問題，中國科學院東北地理與農業生態研究所科研人員自主構建了植被過濾帶削減與凈化農業面源污染物模擬系統。同時，研究依托吉林省杏木國家水土保持科技示范園野外標準監測小區，結合VFSMOD-W數值模型，首次明確了關鍵水文過程的臨界閾值及其對污染物攔截效率的影響機制。
研究表明，VFS對農藥和泥沙的平均去除率分別為66%和90%，其性能受水文條件顯著制約。當集中流比例超60%時，VFS凈化效率驟降；當集中流達90%時，VFS凈化功能基本失效。同時，淺層水位低于0.5m會觸發性能突變，水位抬升至0.2m時，徑流出流量激增2.2倍，農藥去除率銳減55%。進一步，冗余分析表明，集中流、淺層水位、VFS長度及土壤導水率是主導因子，可解釋86.8%的凈化效能變異。因此，通過可變寬度設計、精準定位集中流通道，并配合深翻打破犁底層，可將VFS防控效率提升至60%以上。
該研究為黑土區水土保持與面源污染防控協同增效提供了關鍵技術支撐。
近日，相關研究成果分別發表在《土壤與耕作研究》（Soil & Tillage Research）、《生態工程》（Ecological Engineering）及《土壤和沉積物雜志》（Journal of Soils and Sediments）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學院的支持。
論文鏈接：1、2、3
模擬實驗裝置與試驗區概況圖
集中流和淺層水位對植被過濾帶性能影響概念圖
本文鏈接：黑土區植被過濾帶效率調控機制研究獲進展http://www.sq15.cn/show-12-1393-0.html
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