隨著現代農業的發展，土壤、氣候和水文過程均促進養分從土壤向水體轉移，村莊廢棄物日益增多，使得農業非點源污染日益嚴重。要治理農村水環境，控制農業非點源污染是必要條件，其中生態技術是解決農村水環境惡化的根本途徑之一。生態技術主要通過控制農村生態系統的物質平衡和物質流動途徑減少污染物的流失，治理措施可分為源頭污染、遷移途徑控制措施，兩者可以根據實際情況有所側重，但必須有機結合。
一、控制農業徑流污染的生態技術
非點源污染的產生、輸出以及遷移過程極其復雜，影響非點源污染負荷的主要因素有流域降雨特征（降雨分布、降雨強度、持續時間等）、流域下墊面特性（土地利用、河流溝渠系統、土壤特性等）、流域景觀結構和系統界面特征等。控制農業非點源污染遷移途徑的生態技術主要有人工水塘、水陸交錯帶、濕地系統和水塘系統等。
1.濕地生態系統
濕地是陸地生態系統和水生生態系統之間的過渡地帶，其水位通常接近地表，或以淺水形式覆蓋地表。濕地一般具有三個特征：周期性地以水生植物生長分布為主；土壤水分飽和或被水覆蓋；土壤基質具有明顯不透水層。污染物在濕地中的滯留由物理、化學、生物等過程控制，包括氮、磷等隨泥沙沉降，泥沙和土壤對污染物的吸附、解吸、氧化還原以及生化過程等，而這些過程又與濕地系統的土壤化學性質、生產力等因素有關。濕地水文的周期性變化影響著濕地系統的土壤氧化還原性、水力傳導系數、水深、停留時間及水位變化等。濕地系統通過增加徑流下滲量、延緩徑流流速（部分濕地流速接近于零）、增加停留時間等將污染物滯留并將其降解、轉化。
磷在濕地中的滯留由物理、化學、生物等過程控制，包括隨泥沙沉降，泥沙和土壤的吸附、解吸、氧化還原以及生化過程等。磷的滯留也依賴于濕地水流流量、速度、停留時間等水力因素，流速過高容易引起泥沙再懸浮，影響濕地的生化、物理化學等過程，以及濕地植物分布、組成等。生長季節溫度較高，濕地生態系統中的植物和微生物生命力旺盛，在植物根部形成氧化微環境，促進微生物對有機磷的降解，使得生長季節的磷滯留明顯高于休眠季節，使磷在濕地中的滯留具有明顯的季節性。
氮在濕地中的滯留主要通過沉積作用、脫氮作用、植物吸收和滲濾作用等，同時濕地系統土壤的氧化還原性、植被構成（產生有機質）等均影響脫氮過程，進而影響氮的滯留容量。
2.水陸交錯帶
我國河流湖泊眾多，位于水生生態系統和陸地生態系統間的交錯帶具有獨特的物理、化學、生態特性。交錯帶內聚集有豐富植物和動物區系，對整個區域的物質循環起著調控作用。生態交錯區控制著流域景觀之間的物質流動，水陸交錯帶的一個重要生態功能就是對流經水陸交錯帶的物質流和能量流有攔截和過濾作用。水陸交錯帶的作用類似于半透膜對物質的選擇性過濾作用。尹澄清研究組發現作為陸地/源頭水交錯帶的人工水塘系統具有很強的截留農田徑流和非點源污染物的生態功能。白洋淀周圍水陸交錯帶的蘆葦群落和群落間的溝渠能有效地截留陸源營養物質。其中，有植被290m長的小溝對地表徑流的總氮截留率是42%，對總磷截留率是65%；4m蘆葦根區土壤對地表下徑流總氮的截留率是64%，對總磷的截留率是92%.
3.緩沖帶
緩沖帶是指與受納水體鄰近，有一定寬度，具有植被，在管理上與農田分割的地帶，能減少污染源和河流、湖泊之間的直接連接。10～15m寬的河邊緩沖帶能夠滯留農田地表徑流攜帶的大部分氮、磷，同時不同類型（灌叢、草坡、山毛櫸林）緩沖帶的滯留能力上要依賴于植株密度和水位：懸浮物在過濾帶內的沉降主要是過濾帶糙率增加，引起水流流速降低，延長水流流動時間，增加徑流下滲量，降低水流攜沙能力。氮在緩沖帶內的截留作用主要是隨泥沙沉降、反硝化作用、植物吸收，而影響反硝化作用的因素主要有溫度，氧化還原能力，可利用的碳源量、氮源量等。磷在緩沖帶內的截留主要是磷隨泥沙的沉降及溶解態磷在土壤和植物殘留物之間的交換，以及緩沖帶土壤中植物根孔的形成有利于過濾作用的增強和吸附容量的擴大。
4.水塘系統
長江中下游流域存在許多天然或人工水塘，這些水塘間歇性的與河流進行水、養分的交換，同時降低流速，使懸浮物得到沉降，增加水流與生物膜的接觸時間，水塘對非點源污染物的滯留和凈化能力很強。研究發現，淺水水塘對氮年滯留量約為8000kg/hm2.我國許多水塘系統主要是通過滯留降雨徑流，循環利用水塘截留的徑流和營養物質，徑流和氮、磷的年滯留率均超過80%.同時，連接水塘的小溝具有較高的橫斷面/水深比，以及植被對徑流有過濾作用，使得溝渠能夠有效地滯留氮、磷等污染物。水塘系統中的河口型、水塘型河流斷面在不同的水文條件（基流、降雨徑流）具有穩定的滯留功能，總磷、總氮的滯留量約占全部滯留量的60%以上。 二、控制農業區源頭污染的生態技術
1.生態農業和生態施肥技術
生態農業技術是生態系統的基本原理在農業生產系統巾的應用，它使物質在生態系統內多次循環，廢物產生最小化，減少農村非點源污染。根據氣候、土壤、生產目標的不同，可以采取許多不同模式，如珠江三角洲的塘基系統、長江中下游的多水塘系統等，兩者是利用陸地生態系統和淡水生態系統截面上水—陸相瓦作用的邊緣效應充分的利用自然資源。紅壤丘陵區的“頂林、腰園、谷農、塘魚”的生態模式以養豬為紐帶，實行種養結合，建立飼草—豬一沼、菇一果、糧—魚、珍珠的食物鏈，定量調控結合鏈環的飼料配置，糞尿投放，制沼育菇和塘淤返田，提高了系統牛產力，減少了廢物產生量和非點源污染。根據農業生物群落內各層生物的不同生態特性和互十互利關系，在單位面積上適當增大垂直利用層的厚度，充分利用自然資源的立體生產技術，日益引起重視。
生態施肥技術的日的是控制土壤養分投入數量，改善養分投入方法，使土壤中養分水平保持在既能滿足作物生長的需求，又不至于對區域環境產生顯著危害。應實施測土施肥，深層施肥，避免雨前施肥，尤其是在敏感水體上游流域等。研究表明，氮、磷等養分不同的流失特性，氮的流失能夠在流域80%.區域產生，而磷的流失主要在流域15%的區域產生（主要位于河道兩側），有必要根據作物對養分的吸收特性，改善作物的種植區域；同時，有必要根據上壤的養分含量，實施休耕或者免耕等農業耕作措施，充分利用土壤養分，從而減少流域非點源污染物流失量。
2.水土保持技術
可采用具有蓄水保土、增加徑流入滲時間和減緩流速的坡面工程技術，切斷坡面徑流、降低流速等作用的梯田工程技術，以及通過截、蓄、導、排等功能的溝道工程技術等，對減少流域土壤侵蝕均有明顯效果。根據自然系統特性建立的農林、林蘋等復合系統，具有復合性、整體性和集約性特征，通過降低雨滴打擊、坡面地貌的發育、侵蝕泥沙和徑流的運動等，減少流域的水土流失量。地埂—植物籬—農作系統通過梯田、等高地埂攔截泥沙。研究結果認為，控制養分流失的關鍵在于控制（粒徑002mm）上壤細粒的流失。我國通過長期研究發展的“工程措施、生物措施和蓄水保十相結合”的水土保持系統對減少水土流失有明顯效果，實施時，谷坊壩、梯田、截流溝、水平條等與植物籬、地埂植被技術結合在一起，層層設防、節節攔蓄，形成了完整的水土流失綜合防護體系。
3.污水處理和固體廢物處理技術
用生態技術處理污水比較成熟的方法有土地處理、氧化塘、濕地處理等。氧化塘包括厭氧、兼性、好氧等類型，具有廣譜、高效、穩定的凈化能力。土地處理系統是將污水經過土壤—生物系統，去除污水中的營養成分和污染物，出水水質等于或超過傳統三級處理的出水水質，同時沒有污泥處理的問題。土地處理系統主要有慢速灌溉、快速灌溉和坡面徑流三種類型，在適宜的污染負荷條件下，對總磷、總氮的去除效率超過70%.在處理農村固體廢物（生活垃圾、畜禽糞便、作物秸稈等）方面，比較成熟的生態技術有現代堆肥技術、秸稈粉碎還田、沼氣技術、垃圾熟化技術等。 |
