非點源污染研究發展演化與前沿分析

涂 小 強，傅 春

(南昌大學 管理學院，江西 南昌 330031)

目前供人類賴以生存的淡水資源僅占全部地表水的0.5%，水資源嚴重短缺，但更大危機是水質，影響水質最重要的因素之一是非點源污染(non-point source pollution，NPS)又稱面源污染，據20世紀90年代研究表明，全球約30%～50%陸地面積受到非點源污染的影響[1]。西方發達國家中，如美國水體中總磷(TP)、總氮(TN)污染的83%是由非點源引起的，此外丹麥、荷蘭、日本等國家的水體都深受非點源污染的影響，我國太湖、巢湖、滇池等水體也受到非點源污染的影響，非點源污染已成為緊迫的研究課題。國外非點源污染研究始于20世紀60年代，1990年之后逐漸成為研究熱點，國內對非點源污染的研究起步較晚，但在2010年后呈現暴發增長之勢。因非點源污染的特征，國內外研究主要圍繞著污染現狀調查、負荷評價、成因、遷移機理、模擬評估以及防治管理等方面，目前非點源污染趨向更為細化、學科交叉的方向。研究借助陳超美博士開發的文獻計量分析工具CiteSpace，繪制相關知識圖譜探尋非點源污染自1989～2018年的研究現狀及趨勢，揭示其發展演化過程及研究前沿。

科學知識圖譜是以知識域(knowledge domain)為對象，顯示科學知識的發展進程與結構關系的一種圖像[2]。CiteSpace通過數據挖掘、信息分析、科學計量和圖形繪制等方法將大量的文獻數據轉換為可視化知識圖譜[3]，從而更為直觀地呈現研究領域的發展進程和研究趨勢。關鍵詞代表文章的主題，尤其是高頻關鍵詞直接反映了研究的熱點和方向[4]，因此對關鍵詞做共現分析，進而做出關鍵詞時區圖，更能直觀地呈現研究領域的熱點的發展過程。文獻共被引分析是最為廣泛的一種研究前沿的分析方法，其原理是通過計算文獻之間的共現強度，構建網絡圖譜，其過程就是知識進化的過程，是在前人知識基礎上的選擇、遺傳和變異的過程，同時也是知識的生產、傳播和應用過程[5]。在文獻共被引分析基礎上，通過文獻時區圖，更好地揭示研究領域的知識基礎、前沿的演變。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文數據來源于Web of Science(簡稱WOS)核心合集數據庫。以non-point source pollution or diffused pollution作為主題檢索，檢索時間范圍為1989～2018年，檢索時間為2019年4月11日，共檢索出4 871條結果，對數據去重、整理后共得到4 839條記錄。

1.2 研究方法

研究工具方面，使用CiteSpace對數據集進行可視化分析。CiteSpace基于共引分析理論(Cocitation Analysis)和尋徑網絡算法(Pathfinder Network Scaling，PFNET)等將隱埋在大量文獻數據中的規律轉換成可視化圖譜，以探尋某個學科領域的研究趨勢[2]。

在關鍵詞分析方面，繪制出關鍵詞的共現網絡，進而得到關鍵詞時區視圖，從中揭示非點源污染研究領域過去及當前的研究熱點、趨勢，從時間維度直觀地展現非點源污染研究領域的知識演進過程。

在對文獻分析方面，通過分析數據中的CR字段，得到文獻時區圖，可以更好地展現非點源污染研究在時間維度上的發展過程。同時作文獻共被引分析，得到文獻共被引圖，從中例舉高被引文獻。

2 結果與分析

2.1 非點源污染研究主題演進分析

關鍵詞是作者寫作主題的高度概括，對關鍵詞的深度挖掘，有助于更深一步探尋該領域的研究主題。通過CiteSpace制作非點源污染研究領域熱點關鍵詞時區視圖，更能直觀地體現不同時期研究的熱點以及研究主題的演化過程，揭示研究領域內在的知識聯系。將WOS檢索結果導入CiteSpace，設置時間閾值為2，Node Types設置為Keyword，為使關鍵詞時區視圖更為簡潔、清晰，節點閾值選取出現頻次最高的前30個節點數據，采用Pathfinder和Pruning the merged network算法，得到節點(Nodes)62個，連線(Links)70條，見圖1，由圖1可知非點源污染的研究主題演進路徑較為清晰。根據研究主題的演進路徑，結合關鍵詞出現頻次和中心度，整合出關鍵詞共現信息表(見表1)，信息表選取出現頻次前30的關鍵詞。根據關鍵詞時區圖和信息表，將非點源污染研究分成4個階段。

(1) 早期階段(1990～1995年)非點源污染研究始于20世紀70年代，點源污染得到初步控制后，對非點源污染產生的水環境危害逐漸開始重視。調查表明：當時美國有60%的水污染來源于非點源[6]；丹麥的河流中氮(Nitrogen)負荷達94%、磷(Phosphorus)負荷達52%，荷蘭氮負荷遠超60%、磷負荷超50%[7]；我國巢湖、滇池、太湖非點源污染造成的水體富營養化也相當嚴重，Ongley等在對中國非點源污染進行評估后，認為中國非點源對水污染總量的貢獻較高，氮為81%、磷為93%[8]。從圖1和表1中也可以看出，在1990年前對非點源污染的研究關鍵詞較少，更多的是實地采樣分析。

圖1 非點源污染關鍵詞時區圖Fig.1 Time zone map of keywords in non-point source pollution

表1 關鍵詞共現信息Tab.1 Co-occurrence information of keyword

自1990年后，非點源污染相關的研究詞開始變多，這段時期非點源污染的研究主要圍繞水質(water quality，詞頻為704)開展，研究分析影響水質的主要因素有哪些，如何改善水質等成為該階段的主要研究主題。氮(Nitrogen，詞頻為522)、磷(Phosphorus，詞頻為536)是導致非點源污染的重要元素，自然成為該時期研究的主題和熱點，除此之外，影響水質的因素還有沉積物(sediment，詞頻為363)、硝酸鹽(nitrate，詞頻為255)，這點從關鍵詞時區圖和信息表中得到證實。

(2) 基礎發展階段(1996～2001年)這一時期依然是以水質為中心，進一步深入研究污染物元素、遷移規律、模擬監測技術以及防治管理措施等，發表了很多優秀的文章，部分還是領域內的知識基礎，被引率很高，這一時期可以被認為是非點源污染研究的奠基階段。非點源污染最重要的2個來源是農業非點源污染和城市非點源污染，其中以農業非點源污染來源的貢獻最大[9]。農業活動產生的土壤顆粒、化肥、農藥等經過地表降雨或流域徑流沖刷、地表溶質溶出、土壤侵蝕滲漏等過程后，大量污染物進入到受納水體，造成水體污染[10]，這一時期對于徑流(runoff，詞頻為373)、土壤(soil，詞頻為367)、土地使用(land use，詞頻為339)、河流(river，詞頻為243)、農業(agriculture，詞頻為215)、運移(transport，詞頻為204)的研究較為熱門，詞頻數都已超過200。其中從中心度看，徑流、土壤的中心度最高，分別為0.12和0.11，可見污染物在遷移過程中，徑流和土壤是重要的影響因素。徑流是污染物遷移的載體，而土壤侵蝕所帶走的泥沙中含有大量的氮和磷。Mcdowell等的研究表明，土壤中的砂粒大小會影響氮、磷的吸收[11]；Siddioue等的研究也表明土壤的施肥情況對于氮、磷的流失也會產生影響[12]。圍繞著非點源污染成分的研究，一直是研究的熱點主題，這一時期也不例外，營養物(nutrient，詞頻為236)、重金屬(heavy metal，詞頻為219)導致的非點源污染也引起了學者的注意。對于非點源污染的研究最終的落腳點是污染的防治工作，自然對于污染的模擬、管理必不可少，管理(management，詞頻為432)、模型(model，詞頻為360)、集水區(catchment，詞頻為277)、GI(詞頻為129)、模擬(simulation，詞頻為119)等也是當時的研究主題之一，其中管理的詞頻最高。20世紀70年代，美國農業部提出了最佳管理實踐(best management practice，BMPs)的概念，并在全國范圍內推廣，研究表明BMPs是控制農業面源污染的有效手段，國內學者唐穎等采用此方法對污染削減效率進行了評估[13]。農業非點源污染具有隨機性強、時空差異顯著等特征，對其的監測和管理難度非常大，模型方法在對污染的評估中較為常用，產生了比較多的評估模型，如流域范圍內的模型有：SWAT、GLWF、SPARROW、HSPF等模型。隨著GIS技術的成熟，GIS強大的數據提取、管理以及分析能力逐漸使其成為對非點源污染負荷定量化研究的主要工具。隨著技術發展和研究的深入，新技術與模型的耦合將是未來的研究熱點之一。

(3) 蓬勃發展期(2002～2010年)這一時期關鍵詞數量都遠高于其他任何一階段，關鍵詞時區分析得到50多個關鍵詞，表明非點源污染研究領域得到了快速發展，這一時期的研究主題還有另外一個特點，研究在深度和廣度上都較之于前期有更大的發展。在研究廣度方面，放射(emission，詞頻為54)、暴雨(stormwater，詞頻為12)、水文學(hydrology，詞頻為12)、微生物(escherichia coli，詞頻為37)、淡水(fresh water，詞頻為52)等，呈現出多學科、全方位的趨勢。繼前一時期的研究基礎，在研究深度方面更為深入、精細，影響(impact，詞頻為243)、尺度(scale，詞頻為104)、流域(basin，詞頻為155)、不確定性(uncertainty，詞頻為79)、削減(removal，詞頻為99)、風險評估(risk assessment，詞頻為40)、濕地(wetland，詞頻為65)、預測(prediction，詞頻為24)、吸附(adsorption，詞頻為17)等逐漸成為研究細分領域。尤其值得注意的是關鍵詞中國(China，詞頻為206)，這一時期中國在非點源污染研究水平逐漸趕上國際水平，眾多國內學者進入到非點源污染領域，做出了卓越的貢獻，如北京師范大學沈珍遙博士[14]。土壤和水評估工具(SWAT，詞頻為175)關鍵詞也是這一時期比較耀眼的關鍵詞之一，從關鍵詞時區圖1可以看到，該關鍵詞呈現紅色，表明SWAT是該時期研究的主要熱點之一。SWAT由美國農業部農業研究中心開發[15]，模型可以適用不同流域，與3S技術耦合，能更準確地預測水分、泥沙、污染物的長期影響[16]。水框架指令(water framework directive，詞頻為36)于2000年12月由歐洲議會與歐盟理事會正式頒布[17-18]，得到了歐盟大部分國家的大力支持，如德國為此修訂了《聯邦水法》，水框架指令的實施也取得了良好的效果。

(4) 成長成熟期(2011～2018年)在影響非點源污染因素方面：氣候變化(climate change，詞頻為83)、土壤退化(soil degradation，詞頻為50)、土壤侵蝕(soil erosion，詞頻為49)、廢水(waster water，詞頻為28)、微量金屬(trace metal，詞頻為16)、微量元素(trace element，詞頻為15)、納米粒子(nanoparticle，詞頻為15)等都已有學者在涉及研究，其中最為熱門的主題當屬氣候變化和土壤退化、侵蝕。相關研究表明，面源污染與流域水文過程關系密切，降水導致的徑流對面源污染物的遷移有著重要影響，而降水和氣溫是氣象的核心因子，因此氣候變化引起了眾多學者的關注[19]。Strauss等對奧地利的Petzenkirchen流域和意大利的Vico湖進行了研究，結果表明小面積的土地往往是大量污染的來源[20]。在污染的防治方面，關鍵源區(critical source area，詞頻為58)、性能(performance，詞頻為53)、政策(policy，詞頻為21)等是研究的主題，其中關鍵源區是較為主要的研究主題，通過對非點源污染關鍵源區的識別，將提高污染治理的效率，極大減少污染治理的成本，Heathwaite等認為識別關鍵源區能有效地削減污染帶來的危害[21]。

2.2 非點源污染研究主題突現演進分析

CiteSpace提供了突現技術，即某一關鍵詞在某一時段內出現次數的突然增加，也意味著該關鍵詞所代表的研究主題突然興起，成為熱點研究主題，通過研究突現詞，可以挖掘某段時間內研究前沿趨勢的變化。在關鍵詞時區視圖的基礎上，結合軟件突現檢測算法整理出突現詞，見表2。結合上述研究的4個階段，非點源污染研究早期以找尋污染成因、分析污染成分為主要目標，研究發現氮(1993年)、磷(1993年)是非點源污染的主要因素，通過實地采樣分析發現農業活動(1996年)中的殺蟲劑(1996年)含氮磷量較高，是氮、磷的主要來源方向，農業活動、殺蟲劑成為當時研究熱點。在基礎發展階段，研究發現非點源污染物會隨降雨沖刷、流域徑流、地表溶出、土壤侵蝕滲透等方式發生遷移，徑流(1997年)、運移(1998年)受到學者關注。但運移規律復雜，受到多方面因素影響，如：徑流(1997年)、動力學(1998年)、流域(2001，2002年)等，涉及多學科交叉，新方法和新技術被廣泛應用于污染物的遷移監測以及模擬，如GI(1999年)技術。蓬勃發展期是研究的快速發展期，研究廣度和深度都較為深入。該時期非點源污染研究突發詞較多，占比達55%，遠高于任何時期。該時期研究不限于非點源污染成分分析——雖然成分分析仍是研究重點如重金屬、微生物等，研究范圍涉及面更廣，新技術、新方法的發展使得污染物的遷移模擬(2006年)、評價、預測得以應用綜合模型如SWAT(2006年)和新技術如GI等實現。污染研究逐漸從估量化過渡到定量化研究，為污染的防治管理奠定了扎實的理論基礎，美國農業部的最佳管理實踐(2002年)、歐洲的水框架指令(2000年)就在此基礎上發展而來。中國(2010年)突現度(30.76)非常高。雖然國內在非點源污染研究上起步較晚，但經過眾多學者不懈努力，為國內非點源污染研究做出了卓越貢獻。在成長成熟期，氣候變化(2016年)一詞突現度(18.86)位于第三位。氣候因子降水和氣溫對于非點源污染影響顯著，土壤侵蝕、退化(2014年)帶走大量攜帶有污染物的泥沙進入水體，造成污染，氣候變化和土壤侵蝕、退化成為該階段的研究熱點。在防治管理方面，除沿襲之前研究成果外，眾多學者認為污染的防治要注重關鍵源區(2013年)的治理，并加以輔助防治性能和政策，提高污染治理的效率，減少治理成本。

表2 非點源污染研究突現詞Tab.2 Research attractive words of non-point source pollution

2.3 非點源污染知識結構分析

文獻包含該領域中的相關知識，通過對經典文獻的分析，能快速而深刻地揭示領域內的知識基礎，構建該領域的知識結構，刻畫領域的研究發展脈絡。文獻時區圖從時間維度直觀地表示知識的演進，清晰地展示文獻間相互影響的程度[22]。將時間閾值設置為1989～2018年，時間切片(Slice)為2，在對象分析功能面板上默認勾選標題(Title)、摘要(Abstract)、作者關鍵詞(Author Keywords)、節點類型(Node Types)、選擇文獻(Cited Reference)，為使圖譜更為清晰簡潔，節點閾值選擇頻次最高的50個節點數據，采用MST算法，得到關鍵詞時區圖(圖2)。

圖2 參考文獻被引時區視圖Fig.2 Time zone view of references cited

圖2中節點大小表示文獻共被引頻次，頻次越高，節點就越大，文獻就具有較高質量，在類似研究主題中占有舉足輕重的地位，屬于經典文獻，通過分析文獻共被引頻次高的文獻可揭示研究發展的脈絡。1998年Carpenter在文中回顧了非點源污染中的氮和磷主要來自農業和城市活動，大氣沉降也是氮的來源，并強調富養化狀態持久且恢復緩慢，為避免非點源污染持續惡化，需要采取保護措施以減少氮、磷流入地表水[23]。早期對于非點源污染成因研究的文獻較多，然而這篇文章被引率很高，可以認為是污染成因研究方面的基礎類文章。

2005年Heathwaite等描述了一個組合的關鍵源區和流量累積模型，模型模擬結果表明集水區對于控制農業污染物擴散的重要性[21]。集水區指匯集水流的區域，是研究非點源污染的關鍵區域，對于集水區的研究也是有效調控面源污染的關鍵[24]。因非點源污染形成機理模糊、復雜而且隨機性大，監督管理難度非常大，20世紀70年代相關學者嘗試運用模型來模擬污染的產生、運移過程，并獲成功。20世紀90年代初美國農業部農業服務部門開發了土壤和水評估工具(SWAT)，SWAT的開發將過去適用于田間規模的模型擴大到了大型河流流域。2005年Arnold等對SWAT模型進行了全面介紹，模型包含天氣、水文、土壤侵蝕、植物、管理、水流路徑等[25]。在2007年，Moriasi等也通過使用SWAT做具體的應用，認為其是模擬流域過程和管理對土壤和水資源影響的有力工具，然而缺少具體的評估指南來指導模型的具體評估，文獻中作者通過具體的案例具體說明了模型如何進行評估[26]。Gassman等通過把SWAT與其他模型具體的比較，給出了SWAT模型的優缺點[27]。2010年中國在非點源研究領域開始呈現迸發趨勢(之前關鍵詞時區圖可分析出)，Ongley等對導致中國非點源污染的氮磷含量比例太高的原因進行了研究，認為合乎美國條件的估算技術在中國被誤用了，并提出了適合中國條件的研究成果和政策建議，這篇文章也為后來中國在非點源污染方面的研究打下了堅實的基礎[28]。繼Ongley之后，我國學者沈珍瑤等在2012年所發文獻中綜述了我們當時非點源污染的建模技術，并比較了他們間的優缺點，得出了需要依據實際的研究區域情況確定適合的非點源污染模型，并根據實際情況進行適當的修改，才能得出實際條件下的真實情況[29]。值得注意的是Ongley和我國學者沈珍瑤都同屬同一課題組。同年，我國學者Wu等評估了氣候變化、土地利用類型、農村居住區對非點源污染的影響，結果表明氣候變化對非點源污染影響最大，農村居住區的畜禽養殖的影響次之，由于有水土保持的相關措施，土地利用變化的影響不是很明顯[30]。2013年我國學者Liu等使用SWAT對我國湘西河進行研究，驗證最佳管理措施(BMP)是否具有緩解水污染的有效性，結果表明退耕還林、保護性耕作可使流域徑流、總磷、總氮明顯減少，說明制定環境友好型的土地利用政策，可有效管理農業活動和化肥，最終達到減少污染的目標[31]。

突現度反映文獻在一段時間被引頻次的突然增加，表明文獻在該時期內影響力的增加，表明研究主題的轉變，節點呈紅色[32]。突現度最高的為Carpenter(突現度為12.85)在1998年文獻中認為農業和城市活動是水生態系統磷和氮的主要來源，大氣沉降也是氮的來源，富養元素氮和磷會導致各種問題，如缺氧、破壞水下生態、影響水質，并提出了一些減少非點源污染的相關建議及措施[23]，為今后非點源污染研研究奠定了基礎。2012年Arnold等(突現度11.17)對SWAT的輸入參數和校準進行了深入研究，研究中發現參數敏感性分析有助于校準和不確定性分析，用戶需要具備一定的水文知識，同時使輸入參數保持在不確定性范圍內，才能更好地使用土壤和水評估工具，這篇文獻是繼其2005年后關于SWAT的一篇力作[33]。2014年我國學者SHEN Z Y等(突現度為9.00)采用SWAT與小尺度流域擴展方法(SWEM)對我國三峽庫區的氮、磷和沉積物進行了模擬研究，結果表明農業用地是主要的污染源，另外污染負荷的時空分布與年降雨量和人類活動呈正相關，由研究結果顯示在特定時期特定地點實施保護措施和管理的必要性[34]，學者沈珍瑤在國內非點源污染研究做出了巨大的貢獻。2013年Uusi-kamppa等(突現度8.83)介紹了芬蘭、挪威等國家關于建立緩沖區、人工濕地和池塘去除磷的研究，這也是緩沖區、人工濕地比較早的研究，研究結果表明緩沖區在減少總磷負荷方面效果最佳，其次是人工濕地[35]。在非點源污染關鍵源區的研究上，2013年Niraula等比較了SWAT和流域負荷模型(Generalized Watershed Loading Function，GWLF)在確定關鍵源區時的差異，結果表明模型的選擇會對關鍵源區的精確識別上有影響[36]。2003年Borah等較早較全面從數學基礎方面綜述了11個流域尺度的水文和非點源污染模型，并對每種模型的優缺點進行了較為全面的總結[37]。在突現度前十的文章中，模型類文章占了5篇，都談到了SWAT模型，可見SWAT是國際上應用最為普遍的模型。

中心度指網絡中經過某個節點并連接另外2個節點的最短路徑線占這2個節點之間最短路徑線總數之比，識別網絡中高度連接的節點，體現網絡結構中文章的相對重要性[32]，圖中節點外圈紫色顯示具有較大的中心度，在類似研究主題中可以認為是奠基式文獻。2005年Heathwaite等(中心度達0.47)描述了集水區的重要性。2011年Wall等(中心度0.37)提出了一個概念框架來評估農業集水區是否滿足歐盟制定的《硝酸鹽指令》。2009年White等(中心度為0.27)通過應用SWAT在關鍵源區的識別和量化污染物，提出在流域尺度上對CSAs進行評估并優先實施保護措施，有可能顯著提高州和聯邦資助的水質項目的效率[38]。2013年Liu等用一種模型系統評估了農業灌溉、施肥、耕作等農業管理措施對徑流產生的影響，該模型是用于評估沿海環境非點源污染的系統[31]。2007年Jordan等對北愛爾蘭內伊湖的農業集水區進行了為期6個月的河流流量和總磷濃度監測，監測結果表明需要提高集水區的監測技術，以便能進行準確而可靠的評估[39]。2006年Behera等認為如要有效地保護土壤和水資源，必須對農業流域的關鍵源區進行識別確定，并根據SWAT模擬結果來推薦最佳管理措施[40]。

從上述文獻分析可知，非點源污染研究以改善水質為中心而展開，對污染形成的成因、遷移規律、負荷評估以及防治管理進行了深入的研究(見圖3)，也取得了豐碩的成果。研究表明：非點源污染是影響水質最為重要的因素，其中農業活動中產生的氮、磷元素扮演了關鍵角色，沉積物、硝酸鹽、重金屬、微生物等也對水體產生不同程度的污染。污染物通過地表降雨或流域徑流沖刷、地表溶質溶出、土壤侵蝕滲透等遷移過程，進入受納水體，造成水體污染。污染物運移規律極其重要，關系到污染的防治工作。負荷評估也是污染防治的重要一環，其研究經歷了估量化評估到定量化評估的過程，耦合了各學科的新技術和新方法，如主流的機理模型[41-42]研發始于數學統計模型(Horton方程[43]等)。污染防治管理措施是不可或缺的，西方國家早在20世紀70年代就已把其作為控制污染的重要措施，研究熱度一直居高不下，其中美國最早提出的最佳管理措施(Best Management Practices，BMPs)受到較大關注。

圖3 非點源污染研究知識結構Fig.3 Knowledge structure of non-point source pollution research

3 結論與展望

本文以Web of Science(簡稱WOS)核心合集數據庫作為數據來源，應用CiteSpace軟件研究并分析了非點源污染發展路徑。非點源污染研究始于20世紀70年代，其研究始終以改善水質為核心，形成成因、運移規律、受納水體負荷評價以及污染物的防治管理共同構成了非點源污染研究的知識結構。早期階段(1990～1995年)研究更多為實地采樣分析非點源污染的形成成因及其對水環境的危害程度。作為非點源污染主要成因——農業活動所產生的氮和磷，是這一時期關注的重點，對其的研究成果構成了非點源污染研究的知識基礎。隨著研究深入，沉積物、硝酸鹽以及重金屬也在某種程度上導致了非點源污染。在基礎發展階段(1996～2001年)，這一時期是非點源污染研究的奠基階段，對于受納水體的負荷評價與污染物運移規律、模擬監測以及防治管理進行了深入地研究，獲得了豐碩成果。農業活動、負荷評價、徑流、土壤成為這一時期研究熱門。GI也成為模擬監測應用的焦點技術，各種負荷評價及監測模型應運而生。對于非點源污染的研究，最終的落腳點便是污染的防治，污染物的防治管理也成為當時研究的熱點主題之一。美國農業部提出的最佳管理實踐成為控制非點源污染的有效手段之一，為此構建了完備的成本-效益數據庫，國內數據庫的構架稍顯滯后。蓬勃發展期(2002～2010年)是非點源污染研究發展最為快速的階段，研究主題在廣度和深度上都有較大發展，呈現學科交叉、精細化、定量化的特點。水文學、氣象學、土壤學、計算機學、化學、地理學、地質學等學科與非點源污染研究呈橫向交叉趨勢。與3S技術的耦合使得監測、防治技術更為精準。眾多國內學者進入到非點源污染研究領域，為國內非點源污染研究的迅速發展奠定了堅實的基礎。成長成熟期(2011年至今)，氣候變化、土壤退化、關鍵源區以及防治政策成為非點源污染研究的重點。氣候變化引起眾多學者的關注，這也將是今后研究的趨勢。

以人與自然、人與人、人與社會和諧共生、良性循環、全面發展、持續繁榮為基本宗旨的社會形態已成為人類共識。非點源污染研究仍將是今后研究的重點領域，展望未來，其研究方向將呈現以下趨勢。

(1) 研究的廣度和深度更為深化。非點源污染全過程機理復雜，影響因素眾多，故而在研究的深度方向會更為深化。同時與其他學科的融合為其未來的研究提供了新的思路和方法。

(2) 農業和農村非點源污染仍將是未來研究的主要方向。如今，傳統農業向現代化集約農業過渡，農業和不合理的農村生活、生產活動仍是非點源污染物的主要來源方向，缺乏分類控制措施、基礎性研究工作不夠等問題突出，因此生態文明背景下污染防治體系建設將是農業和農村非點源污染的重點方向。

(3) 城市非點源污染逐漸引起重視。隨著城市化進程加快，城區人口密度大，不透水面積增加，城市非點源污染已成為制約城市發展的重要因素，已引起重視。

(4) 氣候變化對于非點源污染影響研究將是今后研究的重要方向。氣溫和降水對于非點源污染有著顯著影響，對污染物的遷移擴散起到重要作用，今后的非點源污染研究，尤其是長時間序列的研究，氣候變化是不可或缺的因素。