基于文獻(xiàn)定量法的農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究動(dòng)態(tài)

朱康文，陳玉成，2①，楊志敏，2，黃 磊，2，張 晟，雷 波②

(1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400716;2.農(nóng)村清潔工程重慶市工程研究中心，重慶 400716;3.重慶市生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院，重慶 401147)

面源污染也叫非點(diǎn)源污染，是相對(duì)于點(diǎn)源污染來(lái)定義的。農(nóng)業(yè)面源污染是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)引起的各種污染物在降雨和徑流的作用下從土壤向水體擴(kuò)散，引起受納水體污染的過(guò)程［1-3］。農(nóng)業(yè)面源污染的研究主要從1970年代開(kāi)始，美國(guó)環(huán)保局為控制日益嚴(yán)重的水體環(huán)境污染，要求各州編制非點(diǎn)源污染控制方案［4］，1977年美國(guó)的《清潔水法案》明確了污水排放的基本法規(guī)，其他國(guó)家也開(kāi)始此方面的研究工作。從農(nóng)業(yè)環(huán)境問(wèn)題政策和研究文獻(xiàn)發(fā)表情況來(lái)看，我國(guó)在1980年代才開(kāi)始關(guān)注農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題，但起初沒(méi)有采取相應(yīng)的控制措施［5］。農(nóng)業(yè)面源污染本身具有一定的滯后性，其污染凸顯需要一個(gè)過(guò)程，1990年代我國(guó)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境問(wèn)題開(kāi)始顯現(xiàn)，國(guó)家采取了一些防治手段但是沒(méi)有起到太大的效果。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)到了不能忽視的地步，統(tǒng)計(jì)及研究顯示農(nóng)業(yè)面源污染排放的N、P、COD等主要污染物總量已成為污染源之首，遠(yuǎn)高于工業(yè)和生活源［6］。綜合來(lái)看，農(nóng)業(yè)面源污染是目前全世界都難以解決的共性問(wèn)題，各國(guó)政府及學(xué)者均做了大量的探索和實(shí)踐，并未找到合適的解決方法，目前國(guó)際共識(shí)是把開(kāi)展農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別作為有效防治面源污染的重要手段之一［7］。為解決此問(wèn)題，學(xué)者開(kāi)始采用多學(xué)科交叉研究的方式，尤其是引入GIS空間分析技術(shù)，其強(qiáng)大的空間分析、空間定位等功能有利于探索農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空差異，利于農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)防治工作的開(kāi)展［8-9］。因此，以中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)和Web of Science這2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)來(lái)源，以文獻(xiàn)定量分析法為手段，以GIS空間分析為輔助工具，針對(duì)發(fā)文時(shí)間、研究主題、研究區(qū)域、研究方法等方面進(jìn)行量化分析，解析農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究的時(shí)空變化情況、當(dāng)前主要研究?jī)?nèi)容、研究難點(diǎn)及未來(lái)研究方向，以期為相關(guān)研究者提供參考。

1 研究方法

1.1 文獻(xiàn)定量法

文獻(xiàn)定量法是由科學(xué)計(jì)量學(xué)和計(jì)量書目學(xué)合并發(fā)展而來(lái)，屬于情報(bào)學(xué)分支，用于對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析。文獻(xiàn)定量法已被用于高?？蒲兴皆u(píng)價(jià)、期刊水平評(píng)價(jià)、文獻(xiàn)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)、各學(xué)科領(lǐng)域的論文統(tǒng)計(jì)及發(fā)展趨勢(shì)分析等。目前在醫(yī)學(xué)、生態(tài)學(xué)、教育學(xué)等領(lǐng)域已有很多利用文獻(xiàn)定量法的研究，也有學(xué)者在農(nóng)業(yè)面源污染方面進(jìn)行了相應(yīng)的探索，比如金琳等［10］利用文獻(xiàn)預(yù)測(cè)中國(guó)農(nóng)田管理土壤碳匯量，李曉等［11］、鄔亞文等［12］、魏海蘋等［13］對(duì)水稻的不同方面進(jìn)行了分析。但是基于此方法對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染總體情況進(jìn)行分析的研究較少:李云霞［14］主要對(duì)發(fā)文時(shí)間、發(fā)文單位和重要期刊進(jìn)行了分析，對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染本身的研究?jī)?nèi)容變化并未做過(guò)多分析;高懋芳等［15］重點(diǎn)針對(duì)發(fā)文量、國(guó)際合作情況、重點(diǎn)機(jī)構(gòu)、高影響文章和期刊進(jìn)行分析，從研究周期等方面對(duì)存在問(wèn)題進(jìn)行探討，但對(duì)于研究主題等方面解析不多。筆者在前人研究基礎(chǔ)上，從發(fā)文時(shí)間、研究主題、研究區(qū)域(位置)、研究方法等方面進(jìn)行量化分析，并借助GIS技術(shù)進(jìn)行空間分析，辨析目前農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)的研究熱點(diǎn)、熱點(diǎn)區(qū)域、難點(diǎn)、突破口等，為該研究領(lǐng)域的后續(xù)研究提供參考。

研究文獻(xiàn)樣本來(lái)自CNKI和Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)。中文文獻(xiàn)樣本來(lái)自CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索信息包含:(1)同時(shí)滿足主題為“面源”或“非點(diǎn)源”、主題為“污染”、篇名為“風(fēng)險(xiǎn)”;(2)同時(shí)滿足主題為“面源”或“非點(diǎn)源”、主題為“污染”、關(guān)鍵詞為“風(fēng)險(xiǎn)”;(3)同時(shí)滿足篇名為“面源”或“非點(diǎn)源”、篇名為“污染”、篇名為“風(fēng)險(xiǎn)”。英文文獻(xiàn)樣本來(lái)自Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索信息包含:(1)同時(shí)滿足主題為“non point”或“nonpoint”或“diffuse”、主題為“pollution”、標(biāo)題為“risk”;(2)同時(shí)滿足標(biāo)題為“non point”或“nonpoint”或“diffuse”、標(biāo)題為“pollution”、標(biāo)題為“risk”。文獻(xiàn)檢索截止時(shí)間為2019年6月15日。

1.2 核密度

核密度是一種基于非參數(shù)檢驗(yàn)的空間分析方法［16］，針對(duì)要素的核密度估計(jì)法(kernel density estimation)的基本思路是認(rèn)為特定區(qū)域內(nèi)任意一個(gè)位置都存在一個(gè)要素密度，地理要素在特定位置的密度強(qiáng)度可通過(guò)測(cè)量單位面積上的要素?cái)?shù)量進(jìn)行估計(jì)，通過(guò)確定不同位置的密度及其空間差異刻畫要素空間分布的相對(duì)集中程度和熱點(diǎn)分布區(qū)域，采用ArcGIS軟件中核密度分析工具對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究區(qū)域的空間位置進(jìn)行分析，探索農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究的極點(diǎn)位置。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)文時(shí)間分析

由圖1可見(jiàn)，CNKI和Web of Science這2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)文量均處于總體上升趨勢(shì)，發(fā)文總量分別為147和541篇。其中Web of Science檢索的最早文章為1950年SUBRAHMANYAN等［17］發(fā)表的關(guān)于廁所對(duì)于區(qū)域地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)研究，此后近40 a無(wú)與此領(lǐng)域密切相關(guān)的文獻(xiàn)發(fā)表，直到1988年P(guān)HILLIPS［18］發(fā)表關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染空間風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的文章。相比CNKI，Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染研究的發(fā)文量較多。

圖1 2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)文量隨時(shí)間變化情況Fig.1 The number of articles in two databases changes with time

CNKI檢索的第1篇碩博士論文為張祖麟［19］關(guān)于河口流域農(nóng)藥的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響研究，第1篇期刊文章則是蘭希平等［20］2006年發(fā)表的《遼寧農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)分析及防治對(duì)策》，從化肥使用、農(nóng)藥使用、農(nóng)膜使用、畜禽養(yǎng)殖、居民生活污水和固體廢棄物等方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，主要從大尺度總量方面著手，未落實(shí)到具體點(diǎn)位的風(fēng)險(xiǎn)方面。2007年胡連伍等［21］、蔣穎等［22］、雷能忠等［23］、楊悅所等［24］則引入GIS等空間技術(shù)方法開(kāi)啟了中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估熱點(diǎn)，這表明中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染研究遲于國(guó)際研究近20 a。這20 a也是中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的時(shí)期，在追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下環(huán)境污染問(wèn)題被極大地忽視了。

20世紀(jì)90年代國(guó)際發(fā)文量開(kāi)始增加，中國(guó)發(fā)文量則在2007年開(kāi)始增長(zhǎng)，尤其是2010年以后增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，但年發(fā)文量明顯低于國(guó)際發(fā)文量。2000年以前、2001—2005年、2006—2010年、2011—2015年、2016—2019年這5個(gè)時(shí)間段，CNKI和Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)年均發(fā)文量分別為0、0.50、3.80、13.6、19.5 和 3.22、10.2、21.6、30.6、52.25篇，表明農(nóng)業(yè)面源污染研究總體均呈明顯上升趨勢(shì)(為體現(xiàn)2019年整體趨勢(shì)，按照歷年變化情況將2019年CNKI和Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)年均發(fā)文量分別定為23和55篇)。中國(guó)近年來(lái)在這一領(lǐng)域的成果較多，這與中國(guó)在農(nóng)業(yè)面源污染防治方面的政策力度加大有關(guān)。根據(jù)目前農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的復(fù)雜程度及分析方式來(lái)看，未來(lái)突破口還很多，主要體現(xiàn)在多學(xué)科交叉方面，研究會(huì)持續(xù)保持較高熱度。

2.2 研究主題分析

研究主題可以反映文獻(xiàn)主要集中在某個(gè)領(lǐng)域哪個(gè)方面研究，有利于判斷已有研究主要針對(duì)哪些方面進(jìn)行了研究分析。CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)顯示農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究的主題主要集中在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、GIS技術(shù)、毒理分析、經(jīng)濟(jì)分析、源區(qū)識(shí)別等方面，發(fā)文量分別為130、34、21、10和8篇，比例達(dá)90%以上。劉瑞民等［25］關(guān)于大遼河流域面源污染輸出風(fēng)險(xiǎn)分析的文獻(xiàn)被引次數(shù)達(dá)45次;張立坤等［26］結(jié)合輸出系數(shù)模型對(duì)呼蘭河流域的輸出風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究，被引次數(shù)達(dá)23次;黃海波等［27］針對(duì)都市農(nóng)業(yè)村域氮污染的面源污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估分析，被引次數(shù)達(dá)22次。綜合來(lái)看，雖然以GIS作為主題的文獻(xiàn)不多，但是80%左右的文獻(xiàn)均結(jié)合了GIS分析技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，此外采用輸出系數(shù)法的文獻(xiàn)量也較高，表明兩者結(jié)合進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估優(yōu)勢(shì)明顯［28］，但是在氮磷流失等機(jī)理分析方面的研究占比較低。

由于2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的主題統(tǒng)計(jì)詞差異較大，因此主題詞未歸納為一致。對(duì)Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索結(jié)果顯示，92%左右的文章主題為生態(tài)環(huán)境科學(xué)，77%左右與公共環(huán)境健康相關(guān)，農(nóng)業(yè)、毒理學(xué)、水環(huán)境3個(gè)方向占比約為58%、40%和35%，反映出目前國(guó)際研究重點(diǎn)為農(nóng)業(yè)面源污染與環(huán)境、健康、水資源之間的關(guān)系。通過(guò)研讀文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，國(guó)際期刊研究方向多樣，具體研究?jī)?nèi)容以輸出系數(shù)模型、GIS、風(fēng)險(xiǎn)分析等方面為主，比如POTTER等［29］在北卡羅萊納州進(jìn)行了面源污染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)研究。在毒理學(xué)方面國(guó)際研究多于中國(guó)且優(yōu)勢(shì)明顯，以SCHULZ［30］關(guān)于非點(diǎn)源污染性質(zhì)的殺蟲劑對(duì)水生動(dòng)物的影響研究為代表，其被引次數(shù)高達(dá)285次。

綜合來(lái)看，目前中國(guó)和國(guó)際研究熱點(diǎn)均為從多學(xué)科交叉角度進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究，結(jié)合SWAT等空間模型和GIS技術(shù)方法的研究居多，主要是由于GIS空間表達(dá)能力強(qiáng)，與風(fēng)險(xiǎn)研究需要落實(shí)到具體空間點(diǎn)位的出發(fā)點(diǎn)和目的一致。同時(shí)分析發(fā)現(xiàn)中國(guó)文獻(xiàn)中的模型應(yīng)用基本是直接采用國(guó)際模型，對(duì)于模型的自主開(kāi)發(fā)和參數(shù)驗(yàn)證較少，導(dǎo)致結(jié)果往往與區(qū)域?qū)嶋H情況產(chǎn)生差異，研究成果的推廣性較低。

2.3 研究區(qū)域熱點(diǎn)分析

將CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索結(jié)果按照文獻(xiàn)實(shí)際研究地區(qū)借助91衛(wèi)圖軟件進(jìn)行地圖標(biāo)注，然后導(dǎo)入GIS軟件中，采用核密度等工具進(jìn)行研究區(qū)域集聚狀態(tài)和熱點(diǎn)分析。由圖2可以發(fā)現(xiàn)，中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究主要集中在北京、天津、江蘇、重慶、東北三省、山東、安徽等省(區(qū)、市)，基本形成5個(gè)集聚區(qū):京津冀片區(qū)、東北三省片區(qū)、長(zhǎng)三角片區(qū)、山東片區(qū)、渝貴川片區(qū)，發(fā)文量分別為12、14、32、9和18篇。核密度最高值(極點(diǎn)位置)位于北京與天津交界區(qū)域、吉林省、重慶市、山東省西南部、安徽省，熱點(diǎn)區(qū)域主要分布在密云水庫(kù)、大伙房水庫(kù)、三峽庫(kù)區(qū)、南四湖流域、巢湖流域等區(qū)域，中國(guó)西部及南部沿海地區(qū)的研究成果較少。上述地區(qū)成為熱點(diǎn)區(qū)域主要有2個(gè)方面原因:一是科研隊(duì)伍非常強(qiáng)大，具有學(xué)科帶頭作用，成果較多，比如北京、江蘇、浙江、上海、重慶、吉林等區(qū)域在農(nóng)業(yè)方面的科研能力明顯高于其他區(qū)域;二是熱點(diǎn)區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題較為嚴(yán)重，相關(guān)政策、研究、措施較多，因此成果也會(huì)增多。單個(gè)省(區(qū)、市)的發(fā)文量排序來(lái)看，安徽省以13篇居首位，其次是重慶市、山東省、浙江省，發(fā)文量分別為11、9和7篇?？梢园l(fā)現(xiàn)，不管是片區(qū)還是單個(gè)省(區(qū)、市)，安徽和重慶都排序靠前，發(fā)文機(jī)構(gòu)以合肥工業(yè)大學(xué)和西南大學(xué)為主，側(cè)面反映出農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究的區(qū)域特色和人才隊(duì)伍狀況。5個(gè)片區(qū)集聚度較高，突顯出這些區(qū)域存在農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)且已受到重視。

圖2 CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中文獻(xiàn)研究區(qū)域的核密度分布Fig.2 Distribution map of kernel density of literature"s research area in CNKI database

分析Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)文量可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)際上研究主要集中在中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家，其次是法國(guó)、德國(guó)、加拿大、意大利等國(guó)家，大部分為發(fā)達(dá)國(guó)家。全球明顯分成4個(gè)集聚區(qū)，即全球農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究的熱點(diǎn)區(qū):中國(guó)區(qū)域、美國(guó)—加拿大區(qū)域、英法德區(qū)域、巴西區(qū)域。其他國(guó)家研究相對(duì)較少，尤其是非洲、大洋洲等區(qū)域較少有相關(guān)研究被Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)收錄。對(duì)發(fā)文量排序相鄰的2個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，中國(guó)是美國(guó)的1.25倍，美國(guó)是英國(guó)的1.52倍，英國(guó)是法國(guó)的2.55倍，其他排序相鄰國(guó)家之間差值逐漸減小，表明除了排名靠前的幾個(gè)國(guó)家發(fā)文量多且差異較大外，其他排序相鄰國(guó)家發(fā)文量差異相對(duì)較小。數(shù)值反映出中國(guó)、美國(guó)和英國(guó)在國(guó)際發(fā)文量中占絕對(duì)領(lǐng)先地位，因?yàn)檫@些國(guó)家近年來(lái)出現(xiàn)了大量國(guó)際合作性的科研工作，且對(duì)于在國(guó)際期刊發(fā)表文獻(xiàn)的重視程度不斷提高。

2.4 評(píng)估方法分析

農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法分析主要是針對(duì)目前存在的評(píng)估方法，識(shí)別出目前使用較多、認(rèn)可度高的評(píng)估方法。鑒于CNKI和Web of Science這2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)目前在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法方面的研究基本一致，因此對(duì)兩者進(jìn)行結(jié)合分析。CNKI和Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)文獻(xiàn)量分別為43和191篇，方法主要包括GIS分析、水質(zhì)分析、多環(huán)芳烴等污染物成分分析、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分析、土壤室內(nèi)培養(yǎng)法分析、輸出系數(shù)模型、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型、SWAT模型、多因子綜合分析法等。

從文獻(xiàn)被引用角度來(lái)看，CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中除了研究主題分析中提到的劉瑞民等［25］、張立坤等［26］、黃海波等［27］的研究外，楊悅所等［24］、胡連伍等［21］、劉建昌等［31］、朱梅等［32］分別從 GIS技術(shù)支撐下小流域動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、基于GIS技術(shù)的潛在風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、多因子綜合分析法的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、輸出系數(shù)模型構(gòu)建下負(fù)荷測(cè)算及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析等角度進(jìn)行相關(guān)研究，均得到其他學(xué)者的多次引用。Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中最高被引文獻(xiàn)為 SUN等［33］采用ArcView 3.2等空間分析軟件對(duì)于城市土壤重金屬污染的空間、來(lái)源及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究。SCHULZ［30］關(guān)于非點(diǎn)源污染性質(zhì)的殺蟲劑對(duì)水生動(dòng)物健康風(fēng)險(xiǎn)影響研究、BUCKLEY等［34］對(duì)歐盟硝酸鹽和水方面政策約束下的農(nóng)田尺度經(jīng)濟(jì)政策與面源污染風(fēng)險(xiǎn)變化研究也得到了較多學(xué)者引用。另外，POTTER 等［29］、MUHAMMAD 等［35］、VAZQUEZ-AMABILE 等［36］針對(duì)流域尺度、最佳管理措施、SWAT模型的模擬研究也得到了大量引用。

從研究尺度角度來(lái)看，可以分為大尺度(省市級(jí))、中尺度(區(qū)縣級(jí))、小尺度(鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)、小流域、地塊等)3種尺度，不同尺度上分析方法存在一定的差異性。其中大尺度評(píng)估方法以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析結(jié)合輸出系數(shù)法分析為主，部分借用GIS方法進(jìn)行空間展示;中尺度主要以GIS結(jié)合區(qū)域地形、土地利用類型、污染源、驅(qū)動(dòng)因子等方法進(jìn)行分析;小尺度主要以GIS結(jié)合“源-匯”分析、農(nóng)戶調(diào)查、室內(nèi)模擬、水文模型等方法進(jìn)行分析。CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中此類高被引文獻(xiàn)包括劉欽普［37］、孫鋮等［38］、雷能忠等［23］學(xué)者的研究，Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)則以DAAM等［39］、FULTON 等［40］、BUCZKO 等［41］學(xué)者的文獻(xiàn)引用次數(shù)較多。

3 討論

通過(guò)上述結(jié)果分析并整理涉及文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究存在下述問(wèn)題，并提出相應(yīng)建議供參考。

3.1 長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)缺乏

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)的延續(xù)性比較重視，長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)較多。中國(guó)由于受項(xiàng)目時(shí)限等因素影響，2001年開(kāi)始才關(guān)注風(fēng)險(xiǎn)研究問(wèn)題，且通常對(duì)某個(gè)區(qū)域的研究時(shí)限與項(xiàng)目開(kāi)展時(shí)限一致，一旦項(xiàng)目結(jié)題或沒(méi)有資金支撐之后，其觀測(cè)往往會(huì)中斷，導(dǎo)致研究成果只能代表某一時(shí)期的研究情況，無(wú)法支撐相關(guān)的應(yīng)用和管理。因此應(yīng)加大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)力度，尤其是注重農(nóng)業(yè)面源污染區(qū)遷移過(guò)程的地形、降水等環(huán)境因子的數(shù)據(jù)積累。根據(jù)目前的熱點(diǎn)區(qū)域顯示，中國(guó)對(duì)于農(nóng)業(yè)面源污染的監(jiān)測(cè)還存在較大的空白區(qū)，尤其是劉欽普［37］研究得出陜西省化肥施用風(fēng)險(xiǎn)最高，但筆者發(fā)現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究文獻(xiàn)成果僅有1篇。吸取已經(jīng)產(chǎn)生嚴(yán)重農(nóng)業(yè)面源污染區(qū)域的教訓(xùn)，加大基礎(chǔ)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，開(kāi)展農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可以提前預(yù)防污染惡化。此外，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的基礎(chǔ)，模型測(cè)算、模擬的準(zhǔn)確性需要大量且長(zhǎng)期數(shù)據(jù)的支撐。

3.2 機(jī)理研究薄弱

國(guó)際上雖然做了大量長(zhǎng)時(shí)期的研究，但是對(duì)于污染物輸入-轉(zhuǎn)化-匯集過(guò)程中污染物狀態(tài)、濃度轉(zhuǎn)化的因素及相互作用的機(jī)理問(wèn)題解析不清。近年來(lái)對(duì)于污染物輸移的研究增加，對(duì)于土壤理化性質(zhì)差異(土壤顆粒大小、土壤團(tuán)聚體、土壤類型等)與擴(kuò)散之間的關(guān)系產(chǎn)生了部分研究成果，但是由于野外條件的不確定性，大多以實(shí)驗(yàn)室模擬為主，對(duì)于實(shí)地治理的指導(dǎo)作用不大，因此急需解決實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果與實(shí)地觀測(cè)結(jié)果之間的轉(zhuǎn)化問(wèn)題，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染與各因素之間的機(jī)理研究。機(jī)理研究是研究的基礎(chǔ)，目前中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染找不到較好的防治辦法，很大原因是因?yàn)闆](méi)有解析清楚污染物轉(zhuǎn)化、遷移與土壤理化性質(zhì)、氣象因子、土地利用方式等之間的關(guān)系。另外模擬一般需要建立在機(jī)理研究基礎(chǔ)之上，因此應(yīng)注重污染物與影響因素之間的影響機(jī)理研究。

3.3 自主開(kāi)發(fā)模型較少

部分學(xué)者采用AnnGNPS、SWAT等模型進(jìn)行了大量的研究［42-43］，但是模型引入中國(guó)直接使用，導(dǎo)致研究結(jié)果與實(shí)際情況存在較大差異，極大地影響了研究成果的質(zhì)量。中國(guó)針對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染自主開(kāi)發(fā)的模型較少，這些模型相對(duì)國(guó)際上的模型而言較為簡(jiǎn)潔，應(yīng)用比較方便，但是由于考慮的因子不夠全面，模擬模型的使用局限性比較大，而且由于機(jī)理研究較少，導(dǎo)致模型的參數(shù)不具有普適性。因此應(yīng)加強(qiáng)多學(xué)科交叉，鼓勵(lì)自主模型開(kāi)發(fā)。當(dāng)學(xué)科研究出現(xiàn)瓶頸時(shí)，應(yīng)考慮采用多學(xué)科交叉的方式探索問(wèn)題的解決方法。中國(guó)自主模型開(kāi)發(fā)偏少與多學(xué)科交叉較少也有一定的關(guān)聯(lián)，往往時(shí)空方面的模型開(kāi)發(fā)需要數(shù)學(xué)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等其他學(xué)科的融入。目前在農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的精準(zhǔn)測(cè)算模型研究較少，而這方面的研究結(jié)果往往是決策者最需要的內(nèi)容。同時(shí)根據(jù)目前評(píng)估方法使用情況來(lái)看，GIS技術(shù)已成為目前學(xué)者比較偏好的方法之一，而且其在不同尺度均能發(fā)揮很好的作用。另外由于GIS二次開(kāi)發(fā)能力不斷提升，基于GIS平臺(tái)進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的開(kāi)發(fā)也是目前及未來(lái)的主要發(fā)展趨勢(shì)，其對(duì)于提升區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的科學(xué)性、結(jié)果可視性、效果可預(yù)測(cè)性等都有很好的作用。

3.4 風(fēng)險(xiǎn)程度評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)不一

部分發(fā)達(dá)國(guó)家規(guī)定化肥使用環(huán)境安全上限值為225 kg·hm-2［44］，中國(guó)生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)指標(biāo)中規(guī)定為 280 kg·hm-2［45］，但依據(jù)不足，且沒(méi)有說(shuō)明具體測(cè)度方法。目前對(duì)于農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估也未形成公認(rèn)的指標(biāo)體系，少數(shù)學(xué)者進(jìn)行了這方面的探索，從源頭、過(guò)程、匯集等方面設(shè)置了一系列因子進(jìn)行計(jì)算，但是各因子與污染物之間的影響關(guān)系、機(jī)理解析不夠，各因子的風(fēng)險(xiǎn)閾值設(shè)置無(wú)數(shù)據(jù)支撐，導(dǎo)致研究成果無(wú)法進(jìn)入到實(shí)際應(yīng)用中。因此需要加大參比值、標(biāo)準(zhǔn)值方面的研究。由于長(zhǎng)期借鑒國(guó)際研究成果，對(duì)于中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染涉及的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的本地化研究較少，中國(guó)地貌、氣候、土壤質(zhì)地、水系、經(jīng)濟(jì)等方面區(qū)域差異非常大，顯然不同區(qū)域用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是非常不科學(xué)的，研究結(jié)果會(huì)對(duì)研究區(qū)造成很大的誤判，因此應(yīng)加大地貌、氣候、土壤質(zhì)地、水系、經(jīng)濟(jì)等因素對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的影響分析，建立符合區(qū)域?qū)嶋H的評(píng)判方法或標(biāo)準(zhǔn)，便于真實(shí)掌握區(qū)域面源污染情況。

4 結(jié)論

通過(guò)4個(gè)方面對(duì)CNKI和Web of Science這2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析。得出以下結(jié)論:

(1)國(guó)際和國(guó)內(nèi)對(duì)于農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)分析的研究分別于20世紀(jì)90年代和2000年以后逐漸成為熱點(diǎn)，且未來(lái)此領(lǐng)域的研究成果將持續(xù)增加，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)置預(yù)測(cè)分析預(yù)計(jì)2019年2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)文量均高于2018年。

(2)2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究主題主要圍繞面源污染、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、輸出系數(shù)模型、SWAT等水文模型以及GIS空間分析等方面，由于多學(xué)科交叉方法的研究增多，模型應(yīng)用、GIS技術(shù)手段融入農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究的方法成為主流。目前中國(guó)的農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題形勢(shì)不容樂(lè)觀，較多學(xué)者開(kāi)始反思研究進(jìn)展及研究存在的問(wèn)題，以便尋找下一步研究的突破口，而農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)研究成為目前公認(rèn)的有利于解決面源污染問(wèn)題的重要方向。研究主題反映了目前風(fēng)險(xiǎn)研究方面的主要方向，對(duì)于未來(lái)農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究和風(fēng)險(xiǎn)防治均有很好的指導(dǎo)作用。

(3)研究區(qū)域熱點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)和CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)文量反映出全球及中國(guó)分別存在4個(gè)和5個(gè)研究集聚區(qū)，展現(xiàn)了全球不同區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題研究的科研能力、防治力度和研究熱度等特征。

(4)評(píng)估方法分析發(fā)現(xiàn)2個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)研究方法類似，總體上在大、中、小尺度上方法選取有一定的側(cè)重，但是GIS分析方法在不同尺度均起到了很好的作用，未來(lái)基于GIS平臺(tái)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型開(kāi)發(fā)應(yīng)用將促進(jìn)該領(lǐng)域研究。