20多年来，中国农业发展取得了举世瞩目的成就。但是，由于中国农业的整体水平不高，科技含量和农民环境意识较低，特别是长期以来农业生产还相当粗放，带来的资源短缺、生态破坏和环境污染问题日益明显，已成为制约农村和农业可持续发展的重要因素。
我国农业生产中过量使用化肥和农药相当普遍，已经导致东部沿海地区严重的面源污染（也称为非点源污染），成为中国水环境和大气环境污染的重要原因之一。目前水体污染物中来自工业、生活和农业面源污染的大约各占1/3。在不久的将来，城市和工业垃圾导致的点源污染对水质污染的影响将逐渐减少，而由规模化养殖业导致的点源污染和作物种植导致的面源污染将成为水质污染的主要原因。
我国农业中使用化肥的强度独一无二，特别是氮肥，中国有着不到世界1/10的耕地，但是近年来氮肥的使用量却占全世界的1/3。实际上，中国也是最大的农药使用国。近10多年来，农药使用量每年基本稳定在23万吨左右（有效成分），各种制剂（实物量包括有效成分和各种辅剂）约120万吨，已注册登记投入使用的农药品种约600多种。目前中国农药的过量施用在水稻生产中约达40%，在棉花生产中超过了50%。我国目前使用的农药主要以杀虫剂为主，其中高毒农药品种仍然占有相当高的比例。许多被禁止的农药依然在使用，这不仅损害环境，而且导致了在食品中的有害残留。
目前农业面源污染影响了土壤、水体和大气的环境质量。首先是累积于饮用水源和土壤中的化肥和农药对沿海省份的广大居民健康构成了威胁。2002年7个省份处于硝酸盐污染的高风险区，按目前的发展趋势，到2010年，处于高风险区的省份可能增加到13个。调查表明，目前50%的城市地下水不同程度地受到污染，其中华北地区的污染尤为严重。
其次是引起湖泊、河流、浅海水域生态系统的富营养化，水藻疯长，鱼类等水生动物因缺氧数量减少甚至全部死亡，还引发赤潮。同时氮肥气态损失的成分（氧化亚氮）是对全球气候变化产生影响的温室气体之一，并破坏臭氧层。
过量施肥和施用农药降低了我国农产品在国际市场的竞争力。化肥和农药投入及伴随的劳力成本是我国粮食生产成本的主要组成部分。化肥和农药的过量使用导致成本不必要的增加，而且农药残留使农产品质量下降。同时农民收入减少，农田净收益减少10％ 30％。
农业面源污染原因是多方面的。主要原因是农民施用过多的化肥（特别是氮肥）和农药，以及不合理的施用方法导致肥料和农药的利用效率低下，损失大。其次是缺乏农业技术推广服务，同时公众尤其是农民缺乏环境意识。
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