莫竣程 邵志偉 梁妙婷 黃燕珊 李永濤 居學(xué)海 陳澄宇

摘要：本研究為我國(guó)農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)提供科學(xué)、系統(tǒng)、有效的基礎(chǔ)資料，以期為未來相應(yīng)監(jiān)測(cè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的完善奠定基礎(chǔ)。通過梳理文獻(xiàn)資料，對(duì)近年來國(guó)內(nèi)各省份農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀和方法進(jìn)行分析，特別關(guān)注了農(nóng)田在線監(jiān)測(cè)氮磷流失前景與標(biāo)準(zhǔn)化方法。我國(guó)從第一次污染源普查至今，在國(guó)家層面上開展農(nóng)業(yè)面源污染國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)試驗(yàn)，獲取全國(guó)各大分區(qū)主要種植模式下的肥料流失系數(shù)，并進(jìn)行省、市級(jí)氮磷流失負(fù)荷估算，為全國(guó)農(nóng)田氮磷負(fù)荷量研究奠定科學(xué)基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展，我國(guó)農(nóng)田氮磷流失監(jiān)測(cè)技術(shù)也來到了一個(gè)新的階段，因此筆者提出在構(gòu)建“天—地—空”三維一體監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，將傳感器技術(shù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)田面源在線監(jiān)測(cè)的構(gòu)思，構(gòu)建耦合數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)、管理、分析、建模、應(yīng)用的“大田—流域—區(qū)域”尺度在線監(jiān)測(cè)氮磷流失標(biāo)準(zhǔn)化方法。在線監(jiān)測(cè)氮磷流失數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法很好地解決了傳統(tǒng)田間監(jiān)測(cè)中的問題，能有效提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并為在線監(jiān)測(cè)農(nóng)田面源污染規(guī)范的制定提供了參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田；氮磷；面源污染；在線監(jiān)測(cè)；指標(biāo)體系；標(biāo)準(zhǔn)化方法

中圖分類號(hào)：X52；X592? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）03-0012-09

根據(jù)《第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》數(shù)據(jù)，2017年農(nóng)田水體污染流失量：氨氮流失量為8.3×107 kg，總氮流失量為7.2×108 kg，總磷流失量為7.6×107 kg，分別占總水體污染流失量的8.62%、23.66%、24.16%［1］。化肥的過量施用是造成農(nóng)田水體污染的最主要因素之一［2］。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2019年我國(guó)全年糧食總產(chǎn)量高達(dá) 6.6×1010 kg，依然穩(wěn)居世界第一，水稻、玉米、小麥三大糧食作物化肥利用率為39.2%，雖然較2017年提高了1.4%，但與農(nóng)業(yè)集約化程度更高的歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有不小差距［3］?；适┯昧看?、利用率低已然成為事實(shí)。過量的化肥施用會(huì)導(dǎo)致土壤酸化、板結(jié)，降低作物肥料利用率，從而加重農(nóng)田面源污染，威脅農(nóng)業(yè)增收和農(nóng)產(chǎn)品安全，制約我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展［4］。

我國(guó)在2007年第一次全國(guó)污染普查基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況，在各省份構(gòu)建了面源污染國(guó)控點(diǎn)，形成我國(guó)農(nóng)田面源污染國(guó)控監(jiān)測(cè)網(wǎng)，開展野外長(zhǎng)期氮磷流失監(jiān)測(cè)工作，通過產(chǎn)排污系數(shù)法掌握國(guó)控點(diǎn)輻射區(qū)域農(nóng)田面源污染情況［5-7］。本研究對(duì)我國(guó)近年來大田尺度下氮磷流失污染監(jiān)測(cè)研究進(jìn)行總結(jié)和評(píng)述，提出存在的問題，并結(jié)合傳感器技術(shù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，提出農(nóng)田氮磷流失實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化方法，進(jìn)一步完善國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)水平，旨在為今后的農(nóng)田氮磷面源污染防治和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展決策提供參考。

1 國(guó)內(nèi)農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀分析

1.1 各省農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)情況

從國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)面源污染的研究來看，徑流和淋溶是農(nóng)田營(yíng)養(yǎng)物流失的主要途徑，野外實(shí)地農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測(cè)是對(duì)這一過程的探究，也是科學(xué)有效的大田尺度下面源污染負(fù)荷評(píng)估和后期防控的重要基礎(chǔ)［8-9］。為更好地了解目前各省份氮磷流失監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀及分析其異同，將各省份地區(qū)監(jiān)測(cè)指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)方法等列出（表1）。由表1可知，山西省丘陵區(qū)有較為完善的標(biāo)準(zhǔn)，即DB14/T 2039—2020《丘陵區(qū)農(nóng)田徑流氮磷流失監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》［10］，該規(guī)范詳細(xì)規(guī)定了山西省丘陵區(qū)農(nóng)田氮磷流失監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)小區(qū)、徑流池設(shè)計(jì)、徑流水樣采集以及測(cè)試項(xiàng)目等，其他各省份目前均無類似技術(shù)規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)。表1中各省份監(jiān)測(cè)氮磷流失主要有總氮、總磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量，這4種水質(zhì)指標(biāo)是普遍用于表征農(nóng)田面源污染特征的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，部分省份包括溶解性總磷、溶解性總氮、正磷酸鹽等指標(biāo)。楊虎德等在2015―2017年開展了甘肅省農(nóng)田氮磷流失特征及影響因素調(diào)查研究，設(shè)置徑流監(jiān)測(cè)小區(qū)，地表徑流水樣測(cè)試指標(biāo)為總氮、總磷、可溶性磷、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量等，研究表明，田塊坡度和種植模式是造成氮磷面源污染的主要影響因素［11］。路青等在2008―2012年開展沿淮地區(qū)大豆種植區(qū)氮磷流失特征的研究，采用了徑流池法，在監(jiān)測(cè)小區(qū)一側(cè)建立徑流池，進(jìn)行總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、總磷和可溶性總磷含量分析，該研究基于5年的野外定位試驗(yàn)，探究大豆常規(guī)種植過程中地表徑流所產(chǎn)生的氮磷損失［12］。付燕利等為分析蟒河流域農(nóng)田和林地的氮磷流失，在濟(jì)源市蟒河流域開展了2年的研究，對(duì)總氮、總磷、氨氮、硝態(tài)氮含量等指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，研究了農(nóng)田和林地2種不同利用類型的土壤，結(jié)果表明，農(nóng)田地表徑流占較大比例，農(nóng)田地表徑流氮流失量遠(yuǎn)高于磷流失量，但研究周期不長(zhǎng)、監(jiān)測(cè)指標(biāo)連續(xù)性差［13］。鄧華等研究了三峽庫區(qū)水田、柑橘園、旱坡地、菜地、林地5種不同土地利用方式下地表徑流氮磷流失特征，通過徑流匯集桶采集徑流水樣，探究不同土地利用類型下氮、磷流失通量及影響因素［14］。段小麗等在湖北省主要水稻產(chǎn)區(qū)測(cè)定總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、總磷、可溶性磷含量等指標(biāo)。各指標(biāo)測(cè)定方法均通過采集徑流水樣后采用國(guó)標(biāo)法測(cè)定，施肥和徑流量是影響地表徑流氮磷流失的主要因素，且呈正相關(guān)關(guān)系［15］。

值得注意的是，近年研究中學(xué)者針對(duì)野外實(shí)地監(jiān)測(cè)農(nóng)田氮磷流失，普遍采用徑流小區(qū)法和土地源類型劃分法，雖然均能較好地評(píng)估研究區(qū)內(nèi)面源污染特征和基本分布規(guī)律，但監(jiān)測(cè)過程中缺乏對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的敏感性探究，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在滯后、失真等問題，監(jiān)測(cè)周期大多集中在雨季或種植季，缺乏全年連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，尤其是在降水量較多的天氣，更需要多個(gè)時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)［16-22］。面源污染監(jiān)測(cè)難度大、費(fèi)用高的問題依然存在，目前，我國(guó)缺乏系統(tǒng)、長(zhǎng)時(shí)間系列農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)資料，在國(guó)家層面上也沒有相應(yīng)監(jiān)測(cè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 我國(guó)氮磷流失監(jiān)測(cè)方法

自20世紀(jì)80年代初我國(guó)開始開展農(nóng)田氮磷流失監(jiān)測(cè)至今，各地學(xué)者一直在緊跟時(shí)代步伐，致力于研究出科學(xué)、合理的農(nóng)田氮磷流失監(jiān)測(cè)方法，經(jīng)過多年研究，目前國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)方法主要分為3類：田間實(shí)地監(jiān)測(cè)法、人工模擬降雨法和模型模擬法。目前各種主要大田氮磷流失監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

在田間實(shí)地監(jiān)測(cè)中，徑流和淋溶均是常見的農(nóng)田面源監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，計(jì)算氮磷流失系數(shù)，然后推算整個(gè)研究區(qū)的面源污染負(fù)荷總量［23］。全國(guó)尺度的氮磷流失量估算主要是在第一次全國(guó)污染普查進(jìn)行的，這次調(diào)查以我國(guó)農(nóng)業(yè)種植區(qū)劃和優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品區(qū)劃為依據(jù)，在主要農(nóng)作物種植區(qū)域選擇典型種植制度和具有代表性地形地貌的農(nóng)田進(jìn)行為期1年的實(shí)地地表徑流監(jiān)測(cè)試驗(yàn)和地下淋溶監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，從而獲取全國(guó)各大分區(qū)主要種植模式的肥料流失系數(shù)。由于監(jiān)測(cè)目標(biāo)和目的不同，其對(duì)應(yīng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)處理設(shè)置也有所差別。一般來說，實(shí)地監(jiān)測(cè)試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理，分別為對(duì)照處理（不施任何肥料）和常規(guī)處理（肥料的施用量、施用方法和施用時(shí)期完全遵照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民生產(chǎn)習(xí)慣）。每個(gè)處理設(shè)置多次重復(fù)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)監(jiān)測(cè)小區(qū)面積、形狀、規(guī)格完全相同。各監(jiān)測(cè)地塊中氮磷的損失量等于整個(gè)監(jiān)測(cè)周期中各次徑流水中污染物質(zhì)量濃度與徑流水或淋溶水體積乘積之和，肥料流失系數(shù)等于常規(guī)處理氮磷流失量減去對(duì)照處理氮磷流失量后與肥料施用量的比值［24］。這種方法工作量不大，花費(fèi)也較少，因而在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用。但是，工作中典型徑流小區(qū)較難確定，而且面源污染是一種時(shí)空差異性很強(qiáng)的現(xiàn)象，僅以小區(qū)研究代替大區(qū)域，污染負(fù)荷的計(jì)算精度不高，也不利于了解污染的地域差異。

我國(guó)將人工模擬降雨應(yīng)用于科學(xué)研究是從研究黃土高原水土流失開始的，隨后在其他地區(qū)也進(jìn)行了嘗試，但都只限于總量的分析，后來逐漸延伸到對(duì)農(nóng)田養(yǎng)分遷移的分析研究。與田間實(shí)地監(jiān)測(cè)針對(duì)的自然降雨徑流事件不同，人工模擬地表徑流的重點(diǎn)在于模擬不同的降雨事件。人工模擬降雨器主要用于面源污染機(jī)制和模型的研究，雖然模擬監(jiān)測(cè)研究方法不斷改進(jìn)，但室內(nèi)與大田實(shí)際狀況仍相差甚遠(yuǎn)，因而研究結(jié)果在應(yīng)用上仍有一定的局限性［25-26］。

模型模擬就是建立數(shù)學(xué)模擬模型，對(duì)面源污染進(jìn)行時(shí)間和空間序列上的模擬。面源污染模型不僅可以估算面源污染物負(fù)荷量，有些模型還可以模擬面源污染的物理、化學(xué)和生物過程，并對(duì)面源污染進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。隨著模型的不斷完善，模型模擬研究已成為面源污染研究最重要的方法之一［27-28］。當(dāng)前，我國(guó)面源模型應(yīng)用基本都是建立在小區(qū)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，大區(qū)收集土壤、植被、氣象、水文、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、地形、管理措施等相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用GIS進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)之上。很多研究對(duì)國(guó)外模型結(jié)合國(guó)內(nèi)情況進(jìn)行了一些改進(jìn)，但是由于國(guó)外面源模型研究起步較早，所開發(fā)的模型對(duì)資料要求普遍較高，時(shí)間系列長(zhǎng)，涉及項(xiàng)目多，就我國(guó)目前發(fā)展現(xiàn)狀而言還無法與國(guó)外具有長(zhǎng)系列數(shù)據(jù)庫這一優(yōu)勢(shì)相比，很難提供相應(yīng)資料，并且，對(duì)輸入數(shù)據(jù)質(zhì)量和操作人員水平要求較高，在實(shí)際管理中的應(yīng)用受到了一定的影響。

2 監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系構(gòu)建及方法探究

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建原則

為確保農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)的合理、有效，構(gòu)建完善的監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系是開展踏實(shí)監(jiān)測(cè)工作的先決條件，指標(biāo)體系的構(gòu)建必須遵循以下原則：首先是科學(xué)性原則，這是保障監(jiān)測(cè)過程與數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、真實(shí)的基礎(chǔ)。根據(jù)農(nóng)田面源污染的范圍和污染程度，選擇合適的評(píng)估方法，對(duì)農(nóng)田面源污染開展科學(xué)規(guī)劃與布局，盡可能地覆蓋整個(gè)污染范圍，確保監(jiān)測(cè)范圍與面源污染面積一致性高，由此才能最大程度地確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。其次是綜合性原則。諸多層次的專業(yè)知識(shí)與技術(shù)會(huì)在構(gòu)建監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系中被涉及到，并且指標(biāo)體系會(huì)受多角度的原因所影響，因此，必須全面地考慮和分析監(jiān)測(cè)過程中各環(huán)節(jié)之間的關(guān)聯(lián)，透過污染現(xiàn)象揭示本質(zhì)規(guī)律，抓住農(nóng)田面源污染發(fā)展各階段內(nèi)部規(guī)律，進(jìn)而為關(guān)鍵污染區(qū)識(shí)別和防控提供有力數(shù)據(jù)依據(jù)。最后是典型性原則。為了避免數(shù)據(jù)冗余，選取的指標(biāo)需要足夠典型，盡量減少指標(biāo)間的重疊數(shù)據(jù)。由于面源污染具有隱蔽性、模糊性和廣泛性的特點(diǎn)，所以還需要選擇極具代表性的研究區(qū)，所構(gòu)建的指標(biāo)體系要有代表性，內(nèi)容豐富且全面，各類指標(biāo)能盡可能地反映農(nóng)田面源污染時(shí)空的動(dòng)態(tài)變化及防控措施效益［31］。

2.2 農(nóng)田監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系

科學(xué)的監(jiān)測(cè)指標(biāo)是污染監(jiān)測(cè)技術(shù)體系構(gòu)建的關(guān)鍵，因此有必要根據(jù)污染評(píng)估的需求，獲取能夠真實(shí)反映出農(nóng)田面源污染普遍特征的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。隨著空間信息技術(shù)和研究人員對(duì)于影響農(nóng)田面源污染過程認(rèn)知的加強(qiáng)，可實(shí)行實(shí)地調(diào)查法、地面觀測(cè)法、資料分析法、采樣觀測(cè)法和3S（GIS、RS、GPS）法相結(jié)合的“天—地—空”三維一體技術(shù)（表3）獲取監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)，為污染評(píng)估、防控和政策實(shí)施提供科學(xué)、可行的數(shù)據(jù)保證［32-33］。

3 大田尺度在線監(jiān)測(cè)氮磷流失數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法

為解決上述野外實(shí)地監(jiān)測(cè)研究中監(jiān)測(cè)目標(biāo)與指標(biāo)不統(tǒng)一，監(jiān)測(cè)采樣非連續(xù)性，數(shù)據(jù)滯后性強(qiáng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，資金花費(fèi)高，從而導(dǎo)致各地?cái)?shù)據(jù)真實(shí)性與可比性差等問題，基于將傳感器技術(shù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、GIS技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)田面源監(jiān)測(cè)的構(gòu)思，提出構(gòu)建集數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)、管理、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用于一體的大田尺度在線監(jiān)測(cè)氮磷流失標(biāo)準(zhǔn)化體系（圖1）。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田建設(shè)

標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田是農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)最為重要的試驗(yàn)場(chǎng)地和基礎(chǔ)，同時(shí)也是主要指標(biāo)數(shù)據(jù)的來源。由于我國(guó)幅員遼闊，地形錯(cuò)綜復(fù)雜，因此各地應(yīng)針對(duì)不同地形地貌、氣象、水文、種植制度、耕作方式等條件下構(gòu)建適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田，以便在全年期觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田內(nèi)氮磷流失情況。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田建設(shè)應(yīng)滿足典型性、代表性、可操作性、長(zhǎng)期性和抗干擾性等幾個(gè)方面的要求［34］。（1）典型性：標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田塊應(yīng)位于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)的主要區(qū)域。（2）代表性：標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田的地形地貌、水文特征、氣象要素、土壤類型、土壤肥力水平，以及對(duì)農(nóng)田的耕作、灌排和種植方式等影響農(nóng)田面源污染的因素，應(yīng)該在當(dāng)?shù)鼐哂休^強(qiáng)的代表性。（3）可操作性：在標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮到監(jiān)測(cè)設(shè)備系統(tǒng)及水電設(shè)施的植入，方便研究人員對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行操作、管理和維護(hù)。（4）長(zhǎng)期性：標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田應(yīng)建設(shè)于實(shí)驗(yàn)站、農(nóng)場(chǎng)或園區(qū)，避免土地產(chǎn)權(quán)糾紛，便于管理，確保監(jiān)測(cè)工作能持續(xù)穩(wěn)定開展，數(shù)據(jù)獲取長(zhǎng)期穩(wěn)定。（5）抗干擾性：標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田盡可能選擇在地形開闊的地方，遠(yuǎn)離村莊、建筑、道路、河流、主干溝渠，保證數(shù)據(jù)受干擾少，真實(shí)有效性強(qiáng)。

在標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田建設(shè)完成后，根據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，有針對(duì)性地對(duì)監(jiān)測(cè)田內(nèi)相應(yīng)位置安裝、調(diào)試好傳感器，即可開展野外實(shí)地監(jiān)測(cè)工作。

3.2 傳感器采集指標(biāo)數(shù)據(jù)

隨著現(xiàn)代數(shù)字化農(nóng)業(yè)的推行，先進(jìn)科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的多源化緊密結(jié)合，傳感器技術(shù)作為智慧農(nóng)業(yè)概念中的一項(xiàng)重要技術(shù)，正廣泛地被引入到農(nóng)田信息監(jiān)測(cè)中［35］。傳感器可以實(shí)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象理化信息的獲?。?6］。傳感器具有自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、智能控制的功能；不同傳感器采集到有效數(shù)據(jù)并匯總在節(jié)點(diǎn)后，通過無線電發(fā)送到監(jiān)測(cè)主基站，避免了傳感器與主基站通過線纜進(jìn)行連接時(shí)電路板和線纜對(duì)測(cè)試信號(hào)的干擾，大大提高了監(jiān)測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性［37］。傳統(tǒng)方法從樣品采集到分析往往有一定的時(shí)間差，這會(huì)導(dǎo)致樣品性質(zhì)發(fā)生一定的變化，傳感器可實(shí)時(shí)、快捷地采集數(shù)據(jù)，從而在一定程度上減小了這種誤差。但是，傳感器也具有一定的限制條件：（1）市面上大多數(shù)性能好的傳感器價(jià)格較為昂貴，所以傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)需要在足夠的資金下才能開展，且需要設(shè)計(jì)高性價(jià)比的監(jiān)測(cè)布局，在不減少數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，減少傳感器開銷。（2）大多數(shù)農(nóng)用傳感器的工作環(huán)境都在露天野外，這就難免讓其長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，從而影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，且使用壽命短、維護(hù)費(fèi)用較高。（3）目前監(jiān)測(cè)傳感器技術(shù)水平有限，實(shí)時(shí)、連續(xù)的信息獲取難免出現(xiàn)有誤差、不完整等問題。

傳感器的應(yīng)用，給農(nóng)田面源污染的監(jiān)測(cè)和治理帶來了革命性的發(fā)展，幫助研究人員實(shí)現(xiàn)面源污染指標(biāo)參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)無線傳輸、為快速評(píng)估農(nóng)田污染負(fù)荷提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為推進(jìn)面源污染監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化提供了一種高效、快捷的智能化方法與技術(shù)［38］。由于水質(zhì)污染是表征農(nóng)田面源污染最重要的指標(biāo)組，因此筆者整理了國(guó)內(nèi)現(xiàn)行水質(zhì)指標(biāo)在線監(jiān)測(cè)傳感器標(biāo)準(zhǔn)（表4）。雖然，目前出臺(tái)的在線監(jiān)測(cè)傳感器標(biāo)準(zhǔn)未能覆蓋上述指標(biāo)體系中的自然指標(biāo)類，但隨著社會(huì)大眾和更多研究人員對(duì)面源污染的關(guān)注以及國(guó)家有關(guān)面源污染政策法規(guī)的出臺(tái)，相信未來在線監(jiān)測(cè)傳感器標(biāo)準(zhǔn)會(huì)更加全面和科學(xué)。

3.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在線傳輸與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存

為了實(shí)現(xiàn)指標(biāo)數(shù)據(jù)的在線智能化監(jiān)測(cè)，還需要與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和終端分析平臺(tái)相結(jié)合。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指通過農(nóng)業(yè)信息感知設(shè)備（即上述傳感器等），根據(jù)約定的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，把農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中動(dòng)植物生命體、環(huán)境要素、生產(chǎn)工具等物理部件和各種虛擬“物件”與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象和過程智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)［46-47］。物聯(lián)網(wǎng)主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層這3 層結(jié)構(gòu)組成［48］。感知層包括環(huán)境指標(biāo)采集儀、農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀、土壤養(yǎng)分檢測(cè)儀、農(nóng)業(yè)氣象站、遠(yuǎn)程控制器、智能網(wǎng)關(guān)等；網(wǎng)絡(luò)層主要為4G移動(dòng)通信、通用無線分組業(yè)務(wù)、無線網(wǎng)Wi-Fi、窄帶物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用層包括農(nóng)情監(jiān)測(cè)、質(zhì)量溯源、溫室種植、大田種植、水肥一體化、畜牧養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)機(jī)設(shè)備、植保綠色等與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用。這3個(gè)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合、環(huán)環(huán)相扣，從實(shí)際農(nóng)田環(huán)境到監(jiān)測(cè)平臺(tái)、移動(dòng)端的信息傳輸和處理是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心思想。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的形成有利于對(duì)農(nóng)田監(jiān)測(cè)的整體把握，近些年在物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域深耕下，我國(guó)已形成自己的一套農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌和規(guī)劃策略。

傳感器與物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合應(yīng)用于農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)將各種監(jiān)測(cè)感知指標(biāo)信息數(shù)據(jù)匯入節(jié)點(diǎn)，傳入物聯(lián)網(wǎng)基站，再上傳到物聯(lián)網(wǎng)云端，云端可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、存儲(chǔ)、云計(jì)算，最后將數(shù)據(jù)輸送到終端平臺(tái)上，利用GIS技術(shù)將多源監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行綜合處理、建模分析、可視化展示，最終得出決策處理。

3.4 GIS處理、建模分析、可視化表達(dá)

GIS技術(shù)是一種非常有效的集地理空間數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)、分析、建模及可視化表達(dá)于一體的工具。通過利用GIS強(qiáng)大的地理數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建和管理功能，建立和管理相關(guān)農(nóng)田面源污染指標(biāo)數(shù)據(jù)庫，能有效、隨時(shí)地對(duì)監(jiān)測(cè)自然指標(biāo)類和社會(huì)指標(biāo)類數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、更新、提取。農(nóng)田面源污染不單單存在于一維平面上，與此同時(shí)，空間內(nèi)源污染物的遷移、轉(zhuǎn)化和循環(huán)也在發(fā)生。借助GIS強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)分析能力（如疊置分析、空間自相關(guān)性分析、網(wǎng)絡(luò)分析、插值分析、鄰近分析等）探究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中多維水土資源的時(shí)空變異規(guī)律，從而有效地表征面源污染狀況，適時(shí)存儲(chǔ)和顯示并對(duì)所選面源污染類型和影響因子進(jìn)行詳細(xì)的場(chǎng)地監(jiān)測(cè)和分析，有助于科研工作者對(duì)不同地域農(nóng)田面源污染物物理變化過程的探究。GIS提供的快速反應(yīng)決策能力，可以及時(shí)地模擬和預(yù)測(cè)農(nóng)田面源污染風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用GIS數(shù)據(jù)更新和跟蹤能力，可以對(duì)面源污染監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行分析，從而督促產(chǎn)生污染單位履行環(huán)保職責(zé)。利用GIS農(nóng)田面源污染數(shù)據(jù)庫和環(huán)境特征數(shù)據(jù)庫（如地形地貌、氣象、水文等）與面源污染預(yù)測(cè)模型相互關(guān)聯(lián)，采用模型預(yù)測(cè)法對(duì)農(nóng)田面源進(jìn)行預(yù)測(cè)。大部分GIS平臺(tái)軟件（如ArcGIS、QGIS、SuperMap、GeoDa、MapGIS等）可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換或者開發(fā)接口等方式，把物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)連接到各種終端平臺(tái)上，以便研究和管理人員及時(shí)對(duì)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理以及制定相應(yīng)規(guī)劃。

3.5 在線監(jiān)測(cè)氮磷流失前景與標(biāo)準(zhǔn)化探究

目前，我國(guó)在線監(jiān)測(cè)廣泛應(yīng)用于地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)，并已形成國(guó)控—省控—市控三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系。根據(jù)中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站2021年7月前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，市場(chǎng)上合格的水質(zhì)總氮在線分析儀、總磷在線分析儀、五常參數(shù)在線分析儀型號(hào)分別達(dá)到了109、120、62種，可基本滿足環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理要求［49］，并且相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在逐步完善中，原國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局于2003年發(fā)布HJ/T 102—2003《總氮水質(zhì)自動(dòng)儀器技術(shù)要求》和HJ/T 103—2003《總磷水質(zhì)自動(dòng)分析儀器技術(shù)要求》，對(duì)自動(dòng)分析儀器的生產(chǎn)、性能檢驗(yàn)、選型使用和日常校核等方面進(jìn)行技術(shù)性規(guī)范，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2013年發(fā)布JJG 1094—2013《總氮總磷水質(zhì)在線分析儀》，對(duì)總氮總磷水質(zhì)在線分析儀器的性能作出了明確要求。相較于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室國(guó)標(biāo)檢測(cè)方法而言，在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在檢測(cè)條件、檢測(cè)時(shí)間、測(cè)量范圍與自動(dòng)化性能等方面占據(jù)明顯優(yōu)勢(shì)。隨著傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字信息技術(shù)的突破，我國(guó)在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用于大田氮磷流失也在逐步開展，其中不少農(nóng)田面源在線監(jiān)測(cè)專利已經(jīng)獲批，中國(guó)科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所發(fā)明了一種農(nóng)田非點(diǎn)源氮磷流失在線監(jiān)測(cè)裝置，通過便攜式推車采集適量土壤，并對(duì)所采土壤進(jìn)行淋水、過濾、攪拌，利用探頭檢測(cè)氮、磷含量，最后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，以便隨時(shí)了解農(nóng)田土壤中氮磷流失情況［50］。黃河水利科學(xué)研究院研制的一種農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮磷污染物動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)設(shè)備通過在試驗(yàn)農(nóng)田中放置在線監(jiān)測(cè)臺(tái)，依靠監(jiān)測(cè)探頭對(duì)農(nóng)田水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，再通過監(jiān)測(cè)試驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部主機(jī)對(duì)農(nóng)田水質(zhì)進(jìn)行分析，當(dāng)?shù)孜廴疚锍瑯?biāo)時(shí)會(huì)開啟警報(bào)燈［51］。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)通過將水質(zhì)在線分析儀和傳感器裝配到站房中，整套站房由控制器、取樣、消解、檢測(cè)、清洗、數(shù)采與傳輸?shù)饶K組成，能在線獲取多時(shí)段大田氮磷流失情況，同時(shí)配備標(biāo)樣測(cè)試和曲線標(biāo)定，極大提高了數(shù)據(jù)的真實(shí)性（圖2）。目前來說，基于一體柜式結(jié)構(gòu)的農(nóng)田氮磷流失監(jiān)測(cè)站房有很好的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：（1）實(shí)時(shí)在線。在線監(jiān)測(cè)站房通過控制采樣、檢測(cè)頻率能在一天多時(shí)段內(nèi)獲取多組氮磷流失數(shù)據(jù)，并可以實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)或個(gè)人電腦終端，以便管理人員隨時(shí)掌握農(nóng)田氮磷流失情況，很好地解決了面源污染發(fā)生的隨機(jī)性和不確定性。（2）數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。傳統(tǒng)人工檢測(cè)的流程包括野外采樣、運(yùn)輸、實(shí)驗(yàn)室分析、審核、出結(jié)果，整個(gè)周期較長(zhǎng)，并且運(yùn)輸過程中水質(zhì)容易受到影響，結(jié)果數(shù)據(jù)有很強(qiáng)的滯后性，從而影響了監(jiān)測(cè)的效率。在線監(jiān)測(cè)站房中的自動(dòng)分析儀，由于配備水樣測(cè)試、零點(diǎn)漂移、量程漂移、標(biāo)樣測(cè)試曲線標(biāo)定等功能，因此不僅能進(jìn)行農(nóng)田原位監(jiān)測(cè)，而且數(shù)據(jù)的真實(shí)性也能得到很好的保障。（3）野外工作穩(wěn)定。面源監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)野外長(zhǎng)期工作，特別是樣品的采樣和測(cè)試，需要大量人力，在線監(jiān)測(cè)站房有效地解決了人力資源的消耗，并且一體柜式結(jié)構(gòu)能很好保護(hù)各種工作單元的設(shè)備，因此能勝任長(zhǎng)期的野外觀測(cè)工作。

與此同時(shí)，在線監(jiān)測(cè)由于儀器設(shè)備成本高、需要專業(yè)人員維護(hù)、野外穩(wěn)定供電等原因未能廣泛推廣。但隨著環(huán)保部門對(duì)大田面源污染的重視，以及市場(chǎng)上更多在線分析儀器廠商的良性競(jìng)爭(zhēng)，希望這一問題能在未來得到解決。

為提高農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)的工作效率，以及為污染評(píng)估和治理提供科學(xué)可靠、可比的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要建立相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大田氮磷流失在線監(jiān)測(cè)體系進(jìn)行規(guī)范性約束，以推動(dòng)我國(guó)大田在線監(jiān)測(cè)工作的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，并且為各地農(nóng)田面源污染在線監(jiān)測(cè)工作提供依據(jù)。參考我國(guó)地表水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)各類標(biāo)準(zhǔn)，建議從以下方面進(jìn)行規(guī)范。

3.5.1 大田在線監(jiān)測(cè)氮磷流失體系建設(shè)

大田在線監(jiān)測(cè)氮磷流失體系建設(shè)主要包括站址選擇、站房建設(shè)、各工作單元建設(shè)和數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)。

為確保在線監(jiān)測(cè)站房的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，所選的站址應(yīng)具備良好的交通、電力、清潔水、通信等基礎(chǔ)條件，監(jiān)測(cè)站點(diǎn)應(yīng)選在能代表該地區(qū)地形、土壤類型、土壤肥力水平、耕作方式、排灌條件、種植方式的地方；站房建設(shè)根據(jù)所選站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況，可采用固定式、簡(jiǎn)易式站房、小形式站房、水平固定臺(tái)站等方式進(jìn)行建設(shè)，做好防雷、抗震、防洪、防田間生物損害等措施；工作單元主要包括采集單元、控制單元、檢測(cè)單元和數(shù)采傳輸單元，所有單元儀器均要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建造、裝配、使用和維護(hù)；數(shù)據(jù)平臺(tái)是集監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、報(bào)表生成與上傳、閾值提示等功能于一體的操作系統(tǒng)，應(yīng)該在HJ 928—2017《環(huán)保物聯(lián)網(wǎng) 總體框架》規(guī)范內(nèi)開發(fā)、運(yùn)行。

3.5.2 維護(hù)與管理

監(jiān)測(cè)管理單位應(yīng)對(duì)大田在線監(jiān)測(cè)站房進(jìn)行定期巡檢，并記錄巡檢情況，重點(diǎn)檢查工作狀態(tài)參數(shù)是否正常，檢查供電、傳感器、電極工作時(shí)序等是否正常。自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器維護(hù)和運(yùn)行狀況執(zhí)行HJ/T 353—2007《水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行與考核技術(shù)規(guī)范》，日常檢查維護(hù)應(yīng)包括：站房?jī)?nèi)溫度、濕度，確保計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)在良好環(huán)境中運(yùn)行，測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)在合理范圍，并定時(shí)對(duì)系統(tǒng)硬件耗材進(jìn)行替換，對(duì)系統(tǒng)軟件、水質(zhì)監(jiān)測(cè)軟件、查殺毒進(jìn)行升級(jí)更新。

3.5.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

為確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，按照國(guó)家水質(zhì)自動(dòng)分析儀器技術(shù)要求和HJ 915—2017《地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》定期開展儀器性能核查工作。至少每半年進(jìn)行1次準(zhǔn)確度、精密度、檢出限、標(biāo)準(zhǔn)曲線和加標(biāo)回收率的檢查；至少每半年進(jìn)行1次零點(diǎn)漂移和量程漂移檢查；至少每月進(jìn)行1次儀器校準(zhǔn)和實(shí)際水樣對(duì)比工作。

3.5.4 建立建全保障制度

為保障大田在線監(jiān)測(cè)氮磷流失系統(tǒng)的正常建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)，需要建立相應(yīng)的保障制度，包括但不限于下列內(nèi)容：大田耕作管理制度、監(jiān)測(cè)站房運(yùn)行管理辦法、監(jiān)測(cè)站房管理人員崗位職責(zé)、監(jiān)測(cè)站房質(zhì)量管理保障制度、監(jiān)測(cè)站房?jī)x器操作規(guī)程、監(jiān)測(cè)站房崗位培訓(xùn)及考核制度以及監(jiān)測(cè)站房建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)和質(zhì)量控制的檔案管理制度。

3.6 “大田—流域—區(qū)域”氮磷流失監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化方法

為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)田面源氮磷流失的在線監(jiān)測(cè)，可構(gòu)建一套“大田—流域—區(qū)域”尺度的氮磷流失監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化方法?；跇?biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田流域重點(diǎn)布設(shè)水文水質(zhì)全方位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，搭建面源污染遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估智能化平臺(tái)，開展長(zhǎng)期面源氮磷流失監(jiān)測(cè)、評(píng)估及預(yù)警。具體可分為以下3項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容：（1）在大田尺度上，基于典型作物條件，建立農(nóng)田系統(tǒng)氮磷流失標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)田，監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括徑流及淋溶水量水質(zhì)、小氣候、土壤墑情、施肥量、灌溉水量等，綜合分析農(nóng)業(yè)環(huán)境信息對(duì)面源污染的影響，以及農(nóng)田生態(tài)信息及氮磷流失量。（2）在流域尺度上，在農(nóng)田小流域選取關(guān)鍵監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定位監(jiān)測(cè)流域水量及氣象情況，包括巴歇爾槽與農(nóng)業(yè)氣象站建設(shè)和必要的儀器設(shè)備安裝、調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)。（3）在區(qū)域尺度上，以流域尺度農(nóng)田氮磷面源污染的物聯(lián)網(wǎng)硬件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為主體，輔以田塊試驗(yàn)獲取不同作物氮磷流失基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，搭建面源污染在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)，長(zhǎng)期連續(xù)地模擬農(nóng)田流域內(nèi)徑流水質(zhì)和養(yǎng)分流失情況，結(jié)合區(qū)域面源污染模型進(jìn)行參數(shù)校正與優(yōu)化驗(yàn)證，預(yù)測(cè)和評(píng)估區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水—氮—磷等物質(zhì)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)面源污染的遠(yuǎn)程在線智能高效監(jiān)測(cè)，將所構(gòu)建網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)相互印證關(guān)聯(lián)，并逐漸輻射至其他地區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田面源污染的全過程高效監(jiān)測(cè)、溯源、綜合分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及模型預(yù)測(cè)。

4 結(jié)論與展望

我國(guó)從第一次污染源普查至今，在國(guó)家層面上開展田間實(shí)地地表徑流監(jiān)測(cè)試驗(yàn)和地下淋溶監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，獲取全國(guó)各大分區(qū)主要種植模式下的肥料流失系數(shù)，并進(jìn)行省、市級(jí)氮磷流失負(fù)荷估算，為全國(guó)大田氮磷負(fù)荷量奠定科學(xué)基礎(chǔ)。但在監(jiān)測(cè)過程中缺乏對(duì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的敏感性探究，氮磷流失的時(shí)空異質(zhì)性強(qiáng)，監(jiān)測(cè)周期大多集中在雨季或種植季，缺乏全年連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在滯后、失真等問題。因此，對(duì)更科學(xué)、合理的監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系進(jìn)行探索以及對(duì)高精度的農(nóng)田在線監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全區(qū)域、全地形、全氣候變化條件下農(nóng)田氮磷面源流失的在線監(jiān)測(cè)，是農(nóng)業(yè)環(huán)保部門對(duì)農(nóng)田面源污染進(jìn)行精準(zhǔn)決策與治理防控的關(guān)鍵所在。

隨著我國(guó)傳感器技術(shù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、GIS技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)田間實(shí)地監(jiān)測(cè)氮磷流失的方法達(dá)到了一個(gè)全新的階段，即是在構(gòu)建“天—地—空”三維一體的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一農(nóng)田氮磷流失在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，并提出集數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)、管理、數(shù)據(jù)分析、應(yīng)用于一體的“大田—流域—區(qū)域”尺度氮磷流失在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法。優(yōu)化解決傳統(tǒng)田間實(shí)地監(jiān)測(cè)中未考慮氮、磷物質(zhì)在環(huán)境中循環(huán)和流失負(fù)荷時(shí)空異質(zhì)性強(qiáng)的問題，以期為我國(guó)農(nóng)田面源污染監(jiān)測(cè)提供科學(xué)、系統(tǒng)、有效的基礎(chǔ)資料，并為相應(yīng)監(jiān)測(cè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的完善奠定基礎(chǔ)。

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