农业面源污染时空分布及污染源解析——以安徽怀远县为例

为明确农业面源污染的来源与总量,制定相应控制措施,基于输出系数模型,以总氮和总磷的排放作为评价对象,研究安徽怀远县2014-2018年农业面源污染情况并分析面源污染来源及其时空分布特征.结果表明:2014-2018年该区域的总氮排放量分别为309.8、293.6,300.6、305.2、310.5 t,呈现先减少后增加...     

鄱阳湖区农业面源污染时空分布研究

根据农业面源污染主要构成,分析了2000～2010年鄱阳湖区25个县市农业面源污染TN、TP和COD负荷的时空分布。结果表明:2000～2010年鄱阳湖区农业面源污染TN负荷总量由37952 t增长到42108 t,单位耕地面积TN负荷几乎没有发生改变,但比全省平均水平高出26.4%;TP负荷总量由9905 t增长到12230 t,单位耕地面积TP负荷由11.2 kg/hm2提高到13.2 kg/hm2,比全省平均水平高出31.4%;COD负荷总量由142162 t增长到183206 t,单位耕地面积COD负荷由161 kg/hm2提高到197 kg/hm2,比全省平均水平高出28.7%。农业面源污染排放总量较大的县市主要分布在高安市、南昌县、丰城市、东乡县等;单位耕地面积排放强度较大的县市主要集中在东乡县、万年县、余江县、新干县等。并提出了相应的对策措施。     

重庆市农业面源污染负荷的空间分布特征研究

以重庆市39个区县为实例,按照"一圈两翼"发展战略,采用清单分析方法,在区县级尺度上,研究了化肥施用、有机肥施用、秸秆遗弃、畜禽养殖、水产养殖、生活污水、生活垃圾、地表径流中COD,BOD5,TN,TP的污染负荷及其在空间上的分布差异,结果表明,重庆市2006年度农业面源污染排放COD,BODs,TN,TP的实物总量分别为60.13,29.62,16.22,3.29万t/a,相应的排放浓度为20.72,10.64,5.58,1.27mg/L,畜禽养殖、化肥与有机肥施用是主要来源.一小时经济圈的铜梁县、永川区、沙坪坝区、荣昌县、合川区、大足县、大渡口,潼南县、壁山县、江北区的污染最为严重.根据等标排放量和水质指数可将重庆39个区县划分为严重污染、中度污染和轻度污染等3种类型,用以标本兼治、分类指导.     

重庆市农业面源污染负荷的空间分布特征研究

以重庆市39个区县为实例,按照“一圈两翼”发展战略,采用清单分析方法,在区县级尺度上,研究了化肥施用、有机肥施用、秸秆遗弃、畜禽养殖、水产养殖、生活污水、生活垃圾、地表径流中COD,BOD5,TN,TP的污染负荷及其在空间上的分布差异,结果表明,重庆市2006年度农业面源污染排放COD,BOD5,TN,TP的实物总量分别为60．13,29．62,16．22,3．29万t／a,相应的排放浓度为20．72,10．64,5．58,1．27mg／L,畜禽养殖、化肥与有机肥施用是主要来源。一小时经济圈的铜梁县、永川区、沙坪坝区、荣昌县、合川区、大足县、大渡口、潼南县、璧山县、江北区的污染最为严重,根据等标排放量和水质指数可将重庆39个区县划分为严重污染、中度污染和轻度污染等3种类型,用以标本兼治、分类指导。     

基于SWAT的河套灌区氮磷面源污染时空变化研究

以河套灌区为研究区,采用SWAT模型估算该灌区流域面源污染负荷,分析面源污染的空间分布特征和年际变化趋势,识别灌区面源污染关键区域和关键污染源。结果表明:2001-2020年灌区内总氮、总磷负荷年平均值分别为565.23 kg·a^-1和108.93kg·a^-1;面源氮磷负荷高值区主要分布于灌区中部,低值区主要分布于灌区北部;面源氮磷负荷在中部地区表现为先上升再下降趋势,西部地区表现为先下降再上升趋势,而在东部及北部地区表现为下降趋势;灌区内在产生生活污水过程中产生的氮类和磷类污染物贡献率最大,达到44.51%,其次就是种植业源和养殖业源,贡献率分别为28.76%和26.73%,其中种植业源贡献率会受降雨量变化影响,从东部的乌拉特前旗站向西至杭锦后旗站水量逐渐减少,种植业源贡献率也表现出东部高于西部。生活污水作为第一污染来源,需要严格控制其排放,应着重对厕所粪尿通过排入化粪池等处理方法将其中有害物质转化为沼液等对农作物有用的物质。     

基于GIS的海南省农业面源污染时空分异研究

[目的]分析海南省农业面源污染的时空特征,为海南省农业面源污染防控提供参考依据.[方法]借助GIS技术,采用数理统计分析法对2008—2017年间海南省18个市(县)的农业面源污染时空特征进行分析,并绘制空间分布图,发现其变化规律.[结果]2008—2017年,海南省化肥施用实物量总体上呈增加趋势,2017年较2008年增加15.27%,农药使用量呈明显减少趋势,2017年较2009年减少29.79%;由于肉牛的年末存栏量减少,畜禽粪尿排放总量相对呈减少趋势.从空间分布格局来看,海南省化肥投入强度较高的市(县)主要分布在东部和西部,投入强度较低的市(县)主要分布在中部;农药投入强度高的市(县)总体减少,仅中部的五指山市和西部的乐东县的农药投入强度由弱变强;海南省畜禽粪尿排放强度较高的市(县)主要集中在东部和西部,2016年畜禽粪尿排放强度超过3.0×104 kg/ha的仅有定安县,在1.5×104 kg/ha以下的有白沙县、琼中县、琼海市、五指山市、保亭县、三亚市和东方市.[建议]化肥、农药和畜禽粪便是海南省农业面源污染的主要来源,其主要集中分布于东部和西部的市(县),是由于这些市(县)种植业和畜禽养殖业范围较广.因此,可根据海南省各市(县)化肥投入、农药投入和畜禽粪尿排放强度的不同进一步采取相应措施,同时加强专项资金投入,切合实际发展生态循环农业及提高农户农田环境保护意识,以有效防控海南省农业面源污染,促进海南省生态农业发展.     

江西省农业面源污染时空特征及污染风险分析

为了确定江西省农村饮用水源地重点控制区域,本文通过估算11个地市农业面源污染负荷进行污染风险分析。采用排污系数法及统计年鉴估算2011—2015年农业面源污染的化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷,并结合ArcGIS表征COD、TN、TP污染负荷及污染强度的空间分布情况,采用离差标准化法分析COD、TN、TP污染强度。结果表明,2015年江西省农村地区COD、TN及TP污染负荷分别为455.3、168.7 kt·a-1及58.8 kt·a-1;2011—2015年COD、TN及TP污染负荷整体呈现逐年下降的趋势;江西省农业面源污染主要贡献顺序为:农村生活畜禽养殖种植业水产养殖;不同污染物的污染负荷、污染强度与污染风险空间分布特征一致,其中污染负荷呈西高东低的特点,污染强度呈中部高、四周低的特点,污染风险与污染强度空间分布特征较为一致;11个地市农村面源污染风险顺序为:南昌萍乡鹰潭宜春新余抚州上饶赣州九江景德镇吉安。     

基于清单分析的江苏省农业面源污染时空特征及源解析

通过清单分析方法,估算了江苏省总体的及其13个城市的农田化肥、畜禽养殖、水产养殖、农田固体废弃物以及农村生活等5类主要农业面源污染来源化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的排放总量、排放浓度及其贡献率,从时间和空间的角度分析了江苏省在1990 ～2009年间农业面源污染变化程度及各市分布差异.结果表明,江苏省农业面源污染COD、TN和TP的排放总量从1990年的6420、54.29和4.78万t增加到2009年的96.88、72.87和8.33万t,排放浓度从1990年的20.978、17.740和1.560 mg·L-1增加到31.654、23.810和2.721mg·L-1.2009年江苏省13个城市的农业面源污染差异较大,COD、TN、TP的排放总量分别在2.459 ～ 17.263、1.619～14.403、0.177～ 1.757万t,排放浓度分别在11.261 ～ 105.597、6.135 ～ 90.005、0.813 ～ 9.239 mg·L-1.农业面源污染COD和TP的主要来源是畜禽养殖,而TN的主要来源是农田化肥.     

汾河灌区农业面源污染经验统计模型的构建与验证

以山西省汾河平原灌区为研究区,根据2004—2008年灌区小店桥和义棠2个水文控制站有限的、离散的径流量和污染物浓度月监测值,采用河流污染物时段通量法分别计算2站点河道断面的总氮(TN)和总磷(TP)年通量,得到灌区TN和TP年负荷量;采用传统输出系数法确定了同期灌区农业种植、农村人口和畜禽养殖等污染源的TN和TP输出量。由此确定了灌区TN和TP迁移过程中的流域损失系数,建立了流域损失系数和年径流模数的非线性关系;构建了包含各类污染源数量、输出系数和年径流模数的灌区农业面源污染经验统计模型;用该模型模拟了2009—2010年灌区的TN和TP负荷量,与实测值相比误差均小于40%,满足精度要求。所建模型适合用于我国平原灌区面源污染负荷的估算和预测。     

乌梁素海流域农田面源污染研究

以乌梁素海流域现有的灌排水系统为基础布设采样点,监测农田退水以及乌梁素海入口中总氮、总磷浓度;应用环境污染物模型研究污染物在主排干的综合降解情况,并对模型进行校正。结果表明,总氮总磷在主排干的综合降解率达到30.32%和61.51%;在进入乌梁素海的负荷量中,来自农田面源污染的总氮为2646.51t·a-1,总磷为29.96t·a-1,分别占进入乌梁素海污染物总负荷量的77.57%和26.78%。结合乌梁素海流域农业开发方式、农田灌溉行为以及施肥习惯的调查结果,分析了乌梁素海流域农田面源污染的主要原因。     

湖北省三峡库区1991—2014年农业非点源氮磷污染负荷分析

为研究湖北省三峡库区农业非点源氮磷污染负荷的时空分布特征,分析主要农业污染源和重点控制区域,运用改进的输出系数模型结合入河系数对研究区1991—2014年的不同农业源（农村生活、畜禽养殖和农田种植）和不同地区（夷陵、秭归、兴山、巴东）总氮总磷负荷量、排放强度进行估算,并对时空分布特征进行了分析。结果表明,1991—2014年湖北省三峡库区农业非点源污染总氮、总磷年均负荷量分别为2 132.10、222.64 t·a^-1,年均排放强度分别为1.85、0.19 kg·hm^-2·a^-1。2006年以前,总氮、总磷负荷较低,而后缓慢增加。相比于1991年,2014年总氮年负荷量降低了4.22%,总磷年负荷量增加了12.30%。从各类污染源贡献来看,旱地和乡村人口是总氮的主要贡献源,旱地和猪的养殖是总磷的主要贡献源。从氮磷负荷空间分布看,巴东县的总氮、总磷负荷最高,夷陵次之。从排放强度的空间分布看,巴东县的排放强度最高,其次是秭归。研究表明,农田种植和畜禽养殖是总氮、总磷负荷的主要贡献源,巴东县是农业非点源防治的重点控制区域,湖北省三峡库区的农业非点源污染防治工作仍需努力。     

农业非点源营养盐流失经济损失评估

以浙江省为例,利用JOHNES输出系数模型估算2009年农业种植、禽畜养殖和农村生活非点源的总氮(TN)、总磷(TP)负荷,结合环境经济学防护费用法定量评估这3类非点源营养盐流失所造成的经济损失。研究结果显示:TN非点源负荷中,种植地负荷占57.48%,农村生活负荷占30.22%,畜禽养殖负荷占12.30%;TP非点源负荷中,农村生活负荷占46.18%,畜禽养殖负荷占29.00%,种植地负荷占24.82%。农业非点源营养盐流失所带来的经济损失折合人民币为232 942.47万元/年,其中种植地损失占55.46%,农村生活损失占31.21%,畜禽养殖损失占13.33%。可见,减少农业非点源营养盐流失损失应注重控制种植地及农村生活源。     

我国农田面源污染时空演变特征分析

为探究20世纪90年代以来我国农田面源污染风险区域差异及演变特征,运用ArcGIS空间分析技术,分析了我国九大农业区和各省域的地均化肥、农药和农用塑料膜污染空间分布及其长时间演变特征。结果表明1991—2018年我国化肥、农药、农用塑料膜使用量整体呈逐年上升趋势,其面源污染程度逐年加重,农田面源污染的问题更加突出。化肥地均使用量增长101.5%,污染等级从较低等级升高为较高等级。农药地均使用量增长97.6%,污染等级从较低等级升高为较高等级;农用塑料膜地均使用量增长238.2%,污染等级从低等级向较高等级转变。九大农业区化肥、农药和农用塑料膜污染程度整体呈现由早期的较低污染等级升高为目前的较高污染等级。华南区、黄淮海平原区和黄土高原区化肥面源污染加剧程度最突出,黄淮海平原区、长江中下游地区和华南区的农药面源污染加剧程度最突出,而北方干旱半干旱区、华南区和黄淮海平原区农用塑料膜面源污染加剧程度最突出。综上,各省域化肥、农药、农用塑料膜污染呈现不同程度的加重趋势,其中化肥面源污染河南、海南、湖北、广西、陕西和新疆等省加剧严重,农药面源污染湖南、江西、福建、广东和海南加剧最明显,农用塑料膜面源污染上海、新疆、福建、海南、甘肃、山东和浙江加剧比较明显。     

湖南省农业面源污染时空特征及其与粮食生产的脱钩效应

揭示粮食生产大省农业面源污染时空变化规律及其与粮食生产内在脱钩关系,为农业生产管理提供理论依据。该文以湖南省为研究区,基于农村统计年鉴等数据并选取化肥、牲畜排泄物和农药污染源为研究对象,采用清单分析法评估2007一2019年农业面源污染时空变化特征,并基于脱钩理论揭示粮食生产与农业面源污染的脱钩效应。结果表明:1)研究期内,湖南省农业面源污染物的排放强度持续降低,其中牲畜污染排放强度下降幅度达到35.16%,由2007年的60.21kg/hm^(2)降至2019年的38.04kg/hm^(2),化肥污染排放强度和农药污染排放强度分别下降了6.05%和10.13%,农业面源污染政策管控措施效果明显;2)农药、牲畜污染排放强度呈显著聚集性效应,高排放区主要分布在湘中、湘南及湘东地区,而化肥污染高值区逐渐向湘东地区聚集;3)湖南省农业面源污染治理效果显著,粮食生产与3类污染物排放强度均呈阶段性耦合脱钩特点。最后,本文提出了优化畜禽养殖结构,在保障粮食生产前提下控制化肥施用数量,推广农药减量和虫害防治技术等政策建议。     

典型植烟区土壤面源污染负荷分析

探究保山植烟区面源污染排污因子来源和负荷,对农业面源污染治理具有重要意义。本研究对保山植烟区面源污染因子负荷进行了分析。结果表明,2015-2020保山植烟区面源污染源主要为化肥,其次是秸秆废弃物,再次是农村生活,畜禽养殖污染负荷比最小。保山植烟区面源污染的主要污染物是TN 和 TP,其等标污染负荷比分别为30.57％和56.63％,化肥和秸秆造成的总氮和总磷排放量均为腾冲最大,龙陵最小。本研究将为保山植烟区面源污染分类管理和面源污染防治提供科学依据。     

新疆农业面源污染物排放量估算及分析

为了掌握新疆农业面源污染特征,以种植业和规模化养殖业为研究对象,根据新疆地区2005—2014年的农业统计资料,结合第一次全国污染源普查数据,采用源强系数法,估算了该区域农业面源污染物排放量,并分析了其空间分布特征。结果表明,10年间,新疆地区农业面源污染排放量整体呈逐年上升趋势,2014年该区域农业面源排放总量达到13.9万t,种植业源和养殖业源分别占44.78%和55.22%;化学需氧量(COD)和总氮(TN)是该区域农业面源污染的主要污染物,分别占污染物总量的49.2%和47%;牛和旱田分别是COD和TN的最大贡献源。新疆地区农业面源污染空间分布差异较大,主要集中在伊犁哈萨克自治州、新疆生产建设兵团、喀什地区、昌吉回族自治州和阿克苏地区。     

防治农业非点源污染的生态补偿机制探析

从农业非点源污染的概念、特点入手,对农业非点源污染的防治进行法律思考,提出包括补偿主体、补偿客体、补偿对象、补偿方式和补偿标准在内的防治农业非点源污染的生态补偿机制。     

基于社会-经济因子修正的沱江流域农业面源总磷污染负荷时空演变研究

本研究选取沱江流域为研究区域,引入社会-经济因子,采用修正的排污系数法估算该流域污染负荷。首先基于流域28个区县2011—2017年的人口和农作物产量等相关数据,采用GM（1,1）预测法预测其在2021—2025年期间的变化趋势,其次采用修正的排污系数法计算各区县农业面源总磷（TP）污染负荷,最后利用探索性空间数据分析方法（ESDA）探索2025年各污染源TP污染负荷空间变化特征,结果表明：2021—2025年,TP污染负荷总体将呈逐年递增趋势,增量将为266.34 t,增幅将为2.18%,各污染源TP污染负荷贡献率将表现为畜禽养殖>农田固废>农田径流>农村生活污水>农村生活垃圾。与2017年相比,2025年农村生活污水和农村生活垃圾TP污染负荷较高的区县将减少,而农田径流、农田固废和畜禽养殖TP污染负荷较高的区县将增加。2017年与2025年修正后的各污染源TP污染负荷最大值出现的区县具有较大的差异。2025年,修正前后各污染源TP污染负荷局部集聚特征差异显著,且修正后的各污染源TP污染负荷将表现为同污染程度集聚。因此,基于沱江流域社会-经济因子修正的流域各农业面源TP污染负荷评估不仅能考虑排污系数的区域差异性,也能更深层地揭示TP污染负荷的空间集聚效应,且该修正方法具有所需参数少、操作简单的特点,能推广到其他相似流域的水环境管理与污染防治中。     

京津冀地区农业面源污染风险时空差异研究

为探究京津冀区域农业面源污染情况,采用GIS空间分析方法,对该地区农业面源的时空动态变化进行了研究。结果表明:时间上该区域化肥施用量呈逐年增加态势,由2000年的305.12万t增加到2014年的370.50万t;化学农药施用量相对稳定,由2000年的81.88万t增加到2014年的89.93万t;而畜禽粪尿排放量则由2000年的2.35亿t减少到2014年的1.96亿t。空间上化肥污染高风险县市区和畜禽粪尿污染(主要为氮素和磷素污染)县市区数量增长较快,分别从2000年的33、34、60个增加到2014年的72、78、112个。该区域化肥污染高风险县市区主要分布在中部和东部的北京、天津、唐山、秦皇岛大部分县市区及南部的石家庄、衡水、邯郸部分县市区;氮素高风险县市区主要分布在石家庄、保定、张家口、承德、秦皇岛、邯郸等大牲畜奶牛、肉牛及生猪优势产区;磷素高风险区主要分布在石家庄、保定、廊坊、张家口、承德、秦皇岛、邯郸等大牲畜奶牛、肉牛及家禽集中养殖区。研究表明,京津冀地区化肥和畜禽粪尿(N、P)高污染风险县市区数量大幅增加且分布广泛,对农作物单产过度追求是化肥施用量逐年增加的主要驱动因素,而耕地面积减少和集约化养殖是氮磷面源污染高风险县市区增加的主要原因。