以三江平原内一典型冻融集约化农业系统为研究对象，在资料调研和现场监测的基础上，通过野外采集土壤和沉积样品、室内模拟与分析、田间原位试验，利用模型模拟与试验分析相结合的手段，从土壤分析和沉积物应用两个层面探讨了三江平原典型流域的面源重金属流失特征，研究了冻融集约化农区面源重金属的迁移转化规律、高污染风险水平重金属元素镉(Cd)的流失特征与机理以及面源镉流失的原位控制研究

　　面源污染一直是环境科学领域研究的热点问题，其中冻融集约化农区典型重金属污染物流失特征研究尚缺乏系统性，开展这一方面工作，对于农业大国的土壤环境和水体环境保护具有重要的理论意义和应用价值。农业面源重金属流失是指农田土壤中的重金属在降雨、灌溉等过程形成的径流冲刷作用下，扩散到其他环境（尤其是水体环境）中的过程。集约化农业活动被认为是引起环境中面源重金属流失的主要因素之一，低温，高温循环的冻融过程是一种冻融集约化农区相当常见的自然环境因子，不但对土壤物理化学和生物学性质有重要影响，而且能够影响地表径流和土壤侵蚀过程，进而影响土壤中重金属的面源流失转化特征。
　　本书内容立足于我国冻融集约化农区自然和人为因素的综合效应下的面源重金属流失问题，结合室内模拟分析与田间原位试验，研究了在冻融集约化农区这种特定环境中，典型环境因子FT作用下，代表性农用化学品农药的施用对面源重金属流失转化特征的潜在影响，并计算了各影响因子的潜在贡献率，探讨了其影响机制。具体开展工作包括：分析了不同开垦方式土壤中重金属和农药蓄积特征，确定主要环境和人为影响因素，揭示了长期农业集约化农业活动胁迫下典型重金属的面源流失特征，反演了长期农业大开发进程中典型重金属的蓄积过程；在室内试验分析与模型模拟的基础上，揭示了典型环境因素和农业活动干扰因素对典型重金属流失转化特征的潜在影响，通过回归通径分析，探讨了其影响机理；通过固定效应模型计算了各影响因子对典型重金属流失转化的潜在贡献率，通过合理利用当地固体废弃资源控制面源重金属流失，提供了一种既能有效将典型重金属固定在土壤中，同时能够保持土壤功能和生态完整性，又能减轻当地固体废物处置压力的经济环保型控制措施，旨在为我国土壤和地表水重金属污染的防控提供科学的理论依据和决策支持。
　　本书是“十二五”国家科技支撑计划课题“东北规模集约化农区农业面源污染防控技术集成与示范”和国家自然科学基金项目“规模化冻融农区水文特征及非点源污染效应研究”研究工作的总结，也是多位研究生论文的精华。本书写作分工如下：第1章绪论，由郝芳华、王芳丽和焦伟完成；第2章研究区概况，由欧阳威、王芳丽和郝芳华完成；第3章冻融集约化农区土壤中重金属和农药蓄积特征，由王芳丽、欧阳威完成；第4章不同土地开垦方式下重金属含量与形态变异，由焦伟、欧阳威完成；第5章长期农业活动影响下土壤重金属运移和分布，由焦伟、欧阳威完成；第6章基于沉积物磷定量关系的流域土壤重金属流失负荷模拟，由焦伟、郝芳华、欧阳威完成；第7章基于沉积物应用的流域面源重金属流失历史反演，由焦伟、林春野完成；第8章冻融集约化农区农田土壤中面源镉流失特征，由王芳丽、欧阳威完成；第9章冻融作用下农药施用对土壤中镉等温吸附.解吸特性影响，由王芳丽、林春野完成；第10章冻融作用下农药施用对土壤中镉释放和形态转化特征影响，由王芳丽、郝芳华完成；第11章冻融作用下农药施用对不同水分含量土壤中镉流失的潜在贡献，由王芳丽、林春野完成；第12章集约化农区农田土壤中镉原位稳定技术，由王芳丽、欧阳威完成；第13章基于生物碳土壤改良应用的流域重金属污染防控建议，由黄威佳、欧阳威完成；第14章基于沉积物应用的流域重金属来源解析及污染防控建议，由焦伟、欧阳威完成；第15章结论与展望，由王芳丽、焦伟完成。全书由欧阳威和林春野统稿。
　　在项目研究和书稿的撰写过程中，得到黑龙江省实验农场、黑龙江省农科院、吉林农业大学和大连理工大学等部门的大力支持。本书的撰写还得到了北京师范大学环境学院程红光教授的大力协助。感谢课题组郭波波、魏鹏、高翔、黄浩波、黄威佳、蔡冠清、曹嘉祺、许雪婷、杨万新、史炎丹、吴雨阳、连仲民、鞠欣妍、徐宜雪、徐逸、邬吴天和张琦等同学的努力与贡献。
　　全书从重金属面源污染流失与控制的科学性和实用性角度，在总结我国代表性冻融集约化农区重金属时空分布特征、污染风险和典型流域流失研究工作基础上，阐述了运用固体废弃物并优化配置控制重金属污染的理论、方法和应用，供广大环境科学与生态学工作者借鉴和批评。

前言
第1章 绪论
1．1 研究背景及意义
1．1．1 研究背景
1．1．2 研究意义
1．2 研究现状
1．2．1 农田土壤重金属污染评价研究
1．2．2 农业活动胁迫下土壤重金属流失研究
1．2．3 基于沉积物应用的农业面源污染特征研究
1．2．4 沉积物中重金属来源解析研究
1．2．5 农田面源重金属流失环境风险、途径以及影响因素
1．2．6 重金属和农药复合污染相关研究进展
1．2．7 环境因子干扰对重金属和农药复合污染效应影响
1．2．8 集约化农业经营对农田面源重金属流失的影响研究
1．2．9 冻融过程对农田面源重金属流失的影响研究
1．2．1 0农田面源重金属流失原位钝化措施研究
1．2．1 1问题的提出
1．3 研究内容和技术路线
1．3．1 研究目标和研究内容
1．3．2 技术路线
第2章 研究区概况
2．1 引言
2．2 自然环境
2．2．1 地理位置
2．2．2 气候和水文特征
2．2．3 土壤特性
2．3 农业活动
2．3．1 土地利用变化
2．3．2 耕作制度
第3章 冻融集约化农区土壤中重金属和农药蓄积特征
3．1 引言
3．2 材料和方法
3．2．1 样品采集和处理
3．2．2 重金属和农药总量分析
3．2．3 土壤污染风险评价
3．2．4 质量控制和数据统计
3．3 结果
3．3．1 不同开垦方式的土壤中重金属蓄积特征
3．3．2 不同开垦方式的土壤中农药蓄积特征
3．3．3 集约化农业活动胁迫下土壤中重金属和农药总量之间内部联系
3．3．4 土壤污染风险评价
3．4 讨论
3．4．1 集约化农业活动胁迫下土壤中重金属和农药的內部联系与源解析
3．4．2 冻融农区集约化耕作模式对土壤中重金属和农药蓄积特征影响
3．4．3 冻融农区集约化耕作下土壤污染环境和健康风险
3．4．4 代表性典型污染物选取
3．5 小结
第4章 不同土地开垦方式下重金属含量与形态变异
4．1 引言
4．2 材料和方法
4．2．1 样品采集
4．2．2 样品分析
4．2．3 统计分析
4．3 结果
4．3．1 不同土地利用类型土壤理化性质
4．3．2 不同土地利用类型土壤重金属含量与形态组成
4．3．3 不同土地开垦方式下土壤重金属含量变异
4．3．4 不同土地开垦方式下土壤理化性质与重金属关系
4．4 讨论
4．4．1 土地利用方式对重金属含量与形态分布的影响
4．4．2 农田开垦中影响土壤重金属变异的主要因子
第5章 长期农业活动影响下土壤重金属运移和分布
第6章 基于沉积物磷定量关系的流域土壤重金属流失负荷模拟
第7章 基于沉积物应用的流域面源重金属流失历史反演
第8章 冻融集约化农区农田土壤中面源镉流失特征
第9章 冻融作用下农药施用对土壤中镉等温吸附一解吸特性影响
第10章 冻融作用下农药施用对土壤中镉释放和形态转化特征影响
第11章 冻融作用下农药施用对不同水分含量土壤中镉流失的潜在贡献
第12章 集约化农区农田土壤中镉原位稳定技术
第13章 基于生物碳土壤改良应用的流域重金属污染防控建议
第14章 基于沉积物应用的流域重金属来源解析及污染防控建议
第15章 结论与展望
参考文献