中国东北黑土区作为重要粮食生产基地，长期面临农业面源污染与水土流失的双重挑战。植被过滤带（VFS）作为该区域主要农业面源污染防控措施，因集中流现象频发与土壤浅层水位抬升的双重制约，其污染物削减效率难以达到设计目标，亟需定量评估关键水文过程对防控性能的影响机制。
针对上述问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所水环境污染与防治学科组自主构建了一种植被过滤带削减与净化农业面源污染物模拟系统（图1），依托吉林省杏木国家水土保持科技示范园野外标准监测小区，结合VFSMOD-W数值模型，首次明确了关键水文过程的临界阈值及其对污染物拦截效率的影响机制。
研究表明，VFS对农药和泥沙的平均去除率分别为66%和90%，但其性能受水文条件显著制约（图2）。当集中流比例超60%时，净化效率骤降，当集中流达90%时，净化功能基本失效；浅层水位低于0.5 m触发性能突变，水位抬升至0.2 m时径流出流量激增2.2倍，农药去除率锐减55%。冗余分析表明，集中流、浅层水位、VFS长度及土壤导水率是主导因子，可解释86.8%的净化效能变异。因此通过可变宽度设计、精准定位集中流通道，并配合深翻打破犁底层，可将VFS防控效率提升至60%以上。该成果可为黑土区水土保持与面源污染防控协同增效提供关键技术支撑。
图1 模拟实验装置与试验区概况图
图2 集中流和浅层水位对植被过滤带性能影响概念图
系列成果发表在国际知名期刊《Soil & Tillage Research》、《Ecological Engineering》与《Journal of Soils and Sediments》上。由联合培养硕士研究生闫黎明（第一作者，已毕业）和欧洋副研究员（通讯作者）等人共同完成。本研究得到国家重点研发计划课题（2023YFA1009001）、国家自然科学基金（U21A2037 & 41571480）和中国科学院战略性先导科技专项（XDA28080302）的共同资助。
论文信息及链接如下：
Liming Yan,Yang Ou*,Yuanyuan Sui,Huiping Liu,Yang Deng,Qi Cui,Minglian Shang.,2025. Impact of concentrated flow and shallow water table on pesticides trapping efficiency of vegetative filter strips – A case study of Northeast China. Soil Tillage Res. 251,106557. https://doi.org/10.1016/j.still.2025.106557
Liming Yan,Xinhong Wang*,Yang Ou*,Shujiang Pang,Qi Cui,Xia Hou.,2024. Pesticides trapping performance of vegetative filter strips in black soil region,Northeast China: controlled experiments and VFSMOD-W modeling. Ecol. Eng. 209,107384. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2024.107384
Yang Ou,Yang Deng,Liming Yan*,Qi Cui,Baixing Yan,Minglian Shang,Huiping Liu,JibinWang.,2025. Assessment of the major factors influencing the efficiency of vegetated filter strips under concentrated flow conditions — a case study in Northeast China. J. Soils Sediments. https://doi.org/10.1007/s11368-025-04000-2
