重磅：陈磊课题组在Nature子刊发表农药多维风险论文

我国是世界最大的农药生产国和消费国之一，农药施用对粮食快速增产起到了重要作用，但同时也带来诸多环境问题及争议。大量研究表明，我国环境中农药污染不容忽视，但目前国家尺度农药流失格局及环境归趋不清晰，长期农药施用下不同环境介质的农药含量及其多维风险水平尚缺乏量化数据，是农业绿色发展和生态环境可持续发展的关键限制因素。

针对这一问题，课题组联合英国兰卡斯特大学、北京大学、上海交通大学、华南师范大学、中国农业科学院开展了全国农田调研和多源数据统计分析，并改进了多介质环境归趋模型和生态风险评价方法，在此基础上首次系统量化了全国各大流域的典型农药施用强度、迁移通量、环境归趋、多维风险，绘制了关键风险区图并提出了对应的农药管控建议。

研究表明，我国农药施用总量在1991-2020年呈现先增加后下降的趋势，峰值出现在2014年，约180.69万吨，其中华北、华东、华中、华南地区是农药施用的高值区，毒死蜱、阿特拉津、克百威和乙草胺为主要农药类型；土壤是农药环境残留的主要介质，总残留量约1.98万吨，高值区为淮河流域、海河流域、长江流域及东南诸河，其中毒死蜱土壤残留量最大且累积效应最显著；水体沉积物中阿特拉津从1991年到2020年增加了1.89倍，累积量为四种农药最高，同时由于在水体中较长的半衰期，需要关注阿特拉津随河流入海造成的海洋污染；将农药风险高值区和环境受体分布叠加发现，31%的农药中高风险区位于人口密集地区，3%位于生物多样性较高地区，此外全国7%的流域受到农药高风险和水资源短缺的双重威胁，需重点关注；政策模拟结果表明，我国的农药减量化目前已起到一定效果，但受累积效应影响，仍需50年才能实现国家全域的农药低风险。相关结果系统量化了长时间农药施用带来的多维环境风险，特别是首次从国家尺度揭示了农药风险的累积/传输效应，研究结果可为相关地区农药管理和可持续发展目标的实现提供重要支持。

这篇文章最早来源于2001，当时在学校图书馆翻看美国科普作家蕾切尔·卡逊的《寂静的春天》，书里写到：“突然之间，这个地区被一个怪异的阴影所笼罩，这里的一切都在悄然改变。一切鸟儿的声音都没有了。”这本书首次报道了以DDT为代表的农药对生态环境的威胁，也给正在读书的我留下了深刻的印象，并在心中埋下了一粒种子。工作之后由于课题的原因，主要在做和氮磷相关的研究工作，但是对于农药的兴趣并没有降低，同时也一直在思考：如何能量化农药的环境风险？这也成为了我心中一直未解决的科学难题。2017年起，课题组开始关注新型农业面源污染物研究，经过5年的沉淀在模型改进和数据收集方面开展了大量的工作，于是便有了这篇文章。 

受限学科知识和技术方法的局限性，在论文的整个构思与写作过程中，向不少学者请教了整个论文的构思与写作，包括国内的北京大学刘永老师、中国农科院翟丽梅老师、上海交通大学朱樱老师、华南师范大学张芊芊老师等。特别是，当时有个难题始终想不明白，就给英国兰卡斯特大学Kevin C. Jones老师发邮件（是在之前失败集分享中了解到Jones的，惭愧），没想到这么大的牛人也能在百忙中给予了诸多指导。虽然未曾谋面，但是能感受到Kevin老师是一个治学严谨的学者，期望未来有机会当面交流。

 当然也非常感谢课题组，感谢沈珍瑶老师、孙铖和焦聪，为本篇文章打下了坚实的基础。尤其是孙铖和焦聪，作为课题组“第一个吃螃蟹的人”，自己学代码、找数据、攻难关，最终形成了新的累积传输算法，形成了重要突破；颜小曼和张子奇在风险评价、数据分析和论文写作方法付出了大半年的时间，其扎实的工作和优秀的逻辑，也是本论文获得高水平期刊肯定的关键因素。感谢各位同学！

前路漫漫，期待和大家继续深度合作！

子奇：

本论文在数据收集、分析过程中遇到过很多困难。感谢农科院的数据支持及颜小曼师妹、焦聪师妹、孙铖师姐在数据积累、方法构建方面的支持，模拟过程经过了多次修改返工，颜小曼在模拟方法相关工作方面做了主要贡献，通过和国内外几位老师的交流沟通，论文在关键问题的把握方面有了很大提升。文章撰写过程中，陈磊老师细致入微的梳理和修改大大提升了文章可读性，使逻辑更加严密，结构合理顺畅，也感谢编辑和审稿人提供的宝贵意见，在方法和数据使用上的建议很大程度上完善了本研究。

小曼：

大四便跟着焦聪师姐开展研究，也是那时与“农药”结缘，起初还懵懵懂懂，现在也算是对农药归趋及风险有一定深度的认识了；非常感谢课题组师姐们前期积累的数据和技术，这使我能够尽早开展科学研究；陈磊老师更是这篇文章的巨大推动者，小到论文标点符号、语法错误的修改，大到科学问题的发现，以及整个过程中的数据获取和学者联络，陈老师都会亲自参与和把关；所谓要“站在巨人的肩膀上”行事，这篇论文也为我提供了与不同科研机构不同专业的学者们交流学习的宝贵机会。本篇论文历时四年的时间，深感科研的不容易，同时也相信付出总能看见希望。

论文信息： Ziqi Zhang, Xiaoman Yan, Kevin C. Jones, Cong Jiao, Cheng Sun, Yong Liu, Ying Zhu, Qianqian Zhang, Limei Zhai, Zhenyao Shen, Lei Chen* . Pesticide risk constraints to achieving Sustainable Development Goals in China based on national modeling. npj Clean Water 5, 59 (2022). 

DOI: 10.1038/s41545-022-00202-0

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