陕西省化肥施用量增长变化特征分析

为了控制化肥施用总量增长,降低化肥施用强度,依据2000～2015年的化肥消费量数据,运用趋势分析法、弹性系数法和对比分析法对陕西省化肥施用量的增长变化进行了研究。结果表明:(1) 2000²015年陕西省化肥消费量持续增加,化肥消费总量从2000年的131.19×107kg增长到了2015年的231.95×107kg,增长了76.80%,明显高于全国增幅。(2)化肥施用结构发生了较大变化,复合肥、钾肥的用量比例持续提高,氮肥、磷肥所占比例持续下降。(3)化肥施用强度不断上升,2015年陕西省化肥施用总强度达到了810.12 kg/hm2,是发达国家的3.6倍,是生态县施用上限的3.24倍,过度施肥问题严重。     

贵州省化肥施用时空分异及环境风险评价

本文选择贵州省地市(州)为研究区域,采用化肥施用环境风险模型,分析贵州省1996—2015年间化肥施用的时空分析特征,定量评估化肥施用存在的潜在环境风险,确定化肥施用存在环境污染风险的重点区域。结果表明:以中国的化肥施用生态安全阈值250kg/hm-2来看,近20年来,贵州省化肥施用长期处于过量施用状态,施用量呈上升趋势,化肥施用年均增长率达3.5%。2015年贵州省的化肥施用强度为587.98kg/hm-2,是同年全国化肥平均施用强度446.12kg/hm-2的1.32倍,为化肥投入高水平区域。其中,贵州的化肥投入空间差异明显,贵阳的化肥施用强度最高为679kg/hm-2,而黔东南州的化肥施用强度最低为429kg/hm-2,两者化肥施用强度差异达1.58倍。2015年贵州省的化肥施用的环境风险程度为中度风险,但是贵阳市和安顺市处于重度风险。同时,贵州各地区存在重度的氮肥污染环境风险,贵阳市与六盘水市氮肥施用的环境风险指数达严重风险,尤为突出。     

1987-2013年广东省农业化肥和农药施用量特征分析

化肥和农药的使用对农业生产具有极大的促进作用,但也伴随着环境污染问题。本研究对广东省1987-2013年的化肥施用总量,氮肥、钾肥、磷肥、复合肥、农药的施用量和单位面积施用量、化肥施用强度等进行分析。研究发现:自1987年开始,广东省农业化肥施用总量、氮肥、钾肥、磷肥、复合肥、农药施用量逐年递增,但增幅各不相同;钾肥和复合肥增长较多;化肥施用强度不断增加,2012年比1987年增长了2.87倍,远远超过了国际上公认的化肥施用安全上限(225 kg/hm2)。广东农业化肥和农药施用量在改革开放初期、城镇化发展初期、种植结构调整期和政策调整期,均表现出不同的特征。     

云南省化肥施用强度及其环境风险评估

对云南省化肥面源污染的现状进行了分析,通过环境风险评价模型对云南省环境风险进行评价。结果表明,2015年云南省各市(州)普遍存在农田化肥施用过量的情况,环境污染风险指数为中等,其中10个市(州)为中等风险,其余5个市(州)为低风险,怒江州为低安全。氮肥污染较为严重,其污染风险程度为中等风险。氮肥、磷肥、钾肥整体施用比例基本合理,但区域间施用差异较大,分布规律呈现中部、东部较高,两省交界处化肥施用强度较低,化肥施用强度最高的是红河州,为1504.68 kg/hm2,是最低怒江州(223.61 kg/hm2)的6.7倍。     

长江中下游地区化肥施用现状评估研究

长江中下游地区化肥使用总量2014年达到最高值,2015年成为本区域化肥使用总量由增量到减量的转折点。化肥使用总量减量最大的是湖北省,以2014年度为基数,2015～2018年分别减少14.4万t、20.3万t、30.4万t和52.5万t,其后依次是江苏、安徽、江西、浙江、湖南和上海。化肥使用总量减幅最大的省市是上海,达到17.6%,湖北、江西、浙江、江苏、安徽和湖南随后。化肥使用强度农作物化肥施用强度减量下降的省份分别是湖北、江西、江苏、安徽和浙江省,减量值贡献最大的是湖北省57.4kg/hm2,农作物化肥施用强度减量幅度最大的是江西省达到13.4%。农作物化肥施用强度增长的有湖南省和上海市,最大增长率为5.8%和9.3%。分析结果表明,长江中下游地区化肥使用总量和强度仍然偏高,降低化肥施用总量和强度不会导致作物产量的下降,施肥总量和强度仍有降低的潜力。     

新疆农业碳排放与农业经济增长的响应关系

测算了新疆维吾尔自治区(以下简称新疆) 2000—2015年及其14个地州2015年的农地利用、稻田、畜牧养殖3个方面的农业碳排放量,并进行时空差异分析。基于Tapio脱钩理论解析新疆农业碳排放与农业经济增长之间的动态演变关系,利用LMDI模型对新疆农业碳排放的驱动因素进行分解。结果表明:2000—2015年新疆农业碳排放总量在保持总体上升趋势的同时呈现"上升—下降—上升"的3个阶段特征,14个地州的碳排放强度和结构差异明显。与2000年相比,2001—2015年农业经济发展因素和农业从业劳动力因素累计产生碳排放量分别是4 455.88×10~7kg和907.30×10~7kg,农业生产效率因素和农业产业结构因素累计实现的碳减排总量分别是4 180.90×107kg和81.59×10~7kg。     

陕西省化肥施用时空分异及面源污染环境风险评价

【目的】明确陕西省化肥施用现状,科学评价化肥施用环境风险,为该区域农业面源污染防控提供参考。【方法】基于陕西省1987-2016年30年化肥施用相关统计数据,分析了该省化肥施用时空分异特点,并采用相关分析模型对其化肥施用面源污染环境风险进行评价。【结果】1987-2013年陕西省化肥施用量、施用强度整体呈现递增趋势,而2013年之后全省化肥施用量、施用强度稳中有降。1987-2016年氮肥比例呈下降趋势,而磷肥和钾肥比例稳步提高,氮磷钾施用比例由1987年的1∶0.20∶0.06逐步调整为2016年的1∶0.41∶0.46。2016年陕西省化肥施用强度达799.48 kg/hm²,属于高度过量水平;陕西省化肥施用强度空间分异明显,其中关中化肥施用强度最高,陕南次之,陕北最低。2016年陕西省总肥施用风险指数为0.76,化肥施用风险总体属于重度风险等级,其中关中风险最大,陕南次之,陕北最小。【结论】陕西省化肥施用强度高,面源污染环境风险大,且不同区域空间分异明显。在确保作物产量的基础上,为有效实施面源污染环境风险管控,陕北可基本维持现有施肥强度,但在施肥结构上应注意减氮增磷补钾;关中应以降低化肥施用强度为抓手,在减肥的基础上注意稳氮提磷减钾;陕南应在降低化肥施用强度基础上继续优化施肥结构,注意减氮增磷补钾。     

江苏农业生产化肥减量施用的路径与措施

为农业生产化肥减量施用政策制定提供参考,利用1996—2015年江苏省农产品成本收益汇编资料和农村统计年鉴面板数据,研究江苏省主要粮食作物(籼稻、粳稻、小麦、玉米)和经济作物(油菜籽、棉花、桑蚕茧和蔬菜)的种植面积、化肥施用总量和化肥施用强度对农业生产减量施用化肥的影响。结果表明:1)1995—2014年江苏省的化肥施用强度以桑蚕茧和蔬菜作物最大,分别为50~60kg/667m~2和40~50kg/667m~2;棉花和粳稻其次,为30~40kg/667m~2;小麦、玉米和中籼稻第三,为20~30kg/667m~2;油菜最小,为20kg/667m~2左右。2)2014年江苏省的小麦、粳稻、蔬菜和其余5种作物的播种面积分别占总播种面积的30.72%、24.83%、16.61%和27.84%,化肥施用量分别占其总用量的25.21%、27.58%、21.71%和25.5%。3)针对江苏省化肥施用现状,提出了降低化肥施用强度、提高化肥利用效率、增强作物轮作体系等化肥减量施用可行路径。4)化肥减量施用措施的重点是控制小麦、粳稻等粮食作物,蔬菜、桑蚕茧等经济作物的化肥施用强度,并优先控制苏北地区农作物的化肥施用强度,完善减量施肥的相应法律法规,加强化肥施用量制度的建设,运用市场机制等完善管理制度。     

2000—2010年我国农业化肥施用的时空演变格局

基于地市级2000—2010年化肥施用总量、农地面积、作物播种面积等相关数据,利用空间自相关及冷热点等分析方法,对近年来各地区化肥施用总量与单位农地化肥施用负荷的时空演变特征及其驱动类型进行了分析,结果表明:1)从Moran''s I值判断,2000—2010年间我国的化肥施用量在区域上一直处于较高的集聚状态,但在时间上经历了"2000—2004年集聚减弱"~"2004—2007年集聚增强"~"2007年后集聚再减弱"的波动减低过程。2)从化肥施用总量来看,全国86.9%的地市在2000—2010年间表现为增加态势。3)东北三省和内蒙古的东北部地区成为近年来化肥施用增加的热点地区,西部的农业欠发达地区成为冷点区;东南部次冷点区域的拓展说明珠三角与长三角非农经济发展对农业生产的负面影响已经向内地传导,产生梯度效应。4)从化肥施用负荷水平来看,2000—2010年间,我国单位农地面积的化肥施用负荷从300.0 kg/hm²增加到411.3 kg/hm²,增长明显。从区域上来看,近10年来,我国化肥施用高负荷的地区呈现出明显的拓展趋势,而低负荷地区范围在缩减。     

中国夏秋粮生产化肥施用环境成本估算

为估算2000、2005、2010年全国主要夏粮(早稻和小麦)与秋粮(中稻、晚稻和玉米)化肥施用环境影响的能值成本和宏观经济价值,以及计算2000—2010年的夏秋粮生产化肥施用环境成本的增长率,以化肥施用的污染产生剂量分析为基础,借助能值分析理论和伤残调整生命年评估手段来进行研究。结果表明:2010年,夏粮化肥施用环境成本高达171亿元,约占农业增加值的0.75%;秋粮化肥施用环境成本高达327亿元,约占农业增加值的1.44%;时间序列来看,2000—2010年全国夏粮与秋粮化肥施用引致的环境成本增加,2010年全国主要的粮食作物使用化肥引致的环境成本比2000年增长了4.68倍,其中夏粮增长了3.55倍,秋粮增长了5.53倍,夏粮的环境成本增速稍有下降,秋粮的增速大致保持不变。空间分布特征来看,夏粮在北部及沿海地区的影响强度大于南部与内陆地区,秋粮在西部耕地资源稀缺区的化肥环境影响强度趋于强烈。因此,农业生产中土地要素相较稀缺的地区,更加依赖于化肥的大量投入来提高产量,化肥环境成本负荷相应较大。     

陕西省粮食播种面积及其产量动态与预测

基于统计数据阐述了陕西省的粮食播种面积变化及产量状况,在分析了粮食播种面积、夏秋粮播种面积及小麦和玉米播种面积变化的基础上,探讨了相应的粮食产量变化及其影响因素,并利用DPS软件建立回归分析模型和GM(1,1)模型预测了未来10年粮食产量趋势,比较了2个模型预测结果的可靠性。研究结果表明,全省农作物、粮食、夏粮和秋粮播种面积均有所下降,分别减少了55.78×10⁴和105.24×104和105.24×10⁴、70.33×104、70.33×10⁴和34.7×104和34.7×10⁴hm4hm²,年均减少量分别为0.90×102,年均减少量分别为0.90×10⁴、1.73×104、1.73×10⁴、1.13×104、1.13×10⁴和0.56×104和0.56×10⁴hm4hm²,且夏粮比例下降,秋粮比例上升。全省粮食总产量增加了833.9×102,且夏粮比例下降,秋粮比例上升。全省粮食总产量增加了833.9×10⁷kg,年均增长13.67×107kg,年均增长13.67×10⁷kg,其中关中地区粮食产量占全省产量比例最高,各地市的粮食产量以渭南市最高,其次是西安市,铜川市最低。夏粮、秋粮、小麦和玉米产量分别增加了277.3×107kg,其中关中地区粮食产量占全省产量比例最高,各地市的粮食产量以渭南市最高,其次是西安市,铜川市最低。夏粮、秋粮、小麦和玉米产量分别增加了277.3×10⁷、556.6×107、556.6×10⁷、270.3×107、270.3×10⁷和476.2×107和476.2×10⁷kg。机耕面积、水浇地面积、化肥施用量和复种指数对粮食产量影响较大。通过对模型结果的分析,多项式回归模型的预测结果比较符合陕西省实际,全省2015和2020年粮食产量略有增加。     

种植业结构调整对化肥施用量的影响

1978年至2015年中国农用化肥施用量持续增长,2016年首次出现负增长,但化肥施用强度并未有实质性下降,单位耕地面积的化肥施用折纯量仍然高达443.53 kg·hm-2,极大超过了发达国家为防止化肥对环境造成危害所设置的225 kg·hm-2的安全上限。本研究利用1994—2016年26个省份的面板数据,采用描述性统计分析和计量经济模型,科学剖析种植业结构调整,特别是蔬菜、水果面积增加同化肥施用强度增长之间的关系。结果表明,蔬菜、瓜果等经济作物的种植面积增加是化肥施用强度高、化肥施用量增长的重要原因,此外,地区经济发展水平、农作物总面积对农用化肥施用量增加有显著正向影响,化肥生产价格对化肥施用量有显著负向影响。     

陕西省粮食播种面积及其产量动态与预测

基于统计数据阐述了陕西省的粮食播种面积变化及产量状况,在分析了粮食播种面积、夏秋粮播种面积及小麦和玉米播种面积变化的基础上,探讨了相应的粮食产量变化及其影响因素,并利用DPS软件建立回归分析模型和GM(1,1)模型预测了未来10年粮食产量趋势,比较了2个模型预测结果的可靠性。研究结果表明,全省农作物、粮食、夏粮和秋粮播种面积均有所下降,分别减少了55.78×10~4和105.24×10~4、70.33×10~4和34.7×10~4hm~2,年均减少量分别为0.90×10~4、1.73×10~4、1.13×10~4和0.56×10~4hm~2,且夏粮比例下降,秋粮比例上升。全省粮食总产量增加了833.9×10~7kg,年均增长13.67×10~7kg,其中关中地区粮食产量占全省产量比例最高,各地市的粮食产量以渭南市最高,其次是西安市,铜川市最低。夏粮、秋粮、小麦和玉米产量分别增加了277.3×10~7、556.6×10~7、270.3×10~7和476.2×10~7kg。机耕面积、水浇地面积、化肥施用量和复种指数对粮食产量影响较大。通过对模型结果的分析,多项式回归模型的预测结果比较符合陕西省实际,全省2015和2020年粮食产量略有增加。     

江苏省化肥施用强度时空演变及差异分析

[目的]研究江苏省化肥施用规律并为化肥减量提出建议。[方法]以江苏省2000—2016年化肥施用量及农作物播种面积为原始数据,计算得到该时期江苏省化肥施用强度,并在此基础上计算化肥施用的变异系数及泰尔指数以研究其时空变化。[结果]江苏省化肥施用强度经历了受城镇化影响上升后受农业结构及相关政策影响下降的过程,在2007年达到最大值,为463.40 kg/hm~2;变异系数与泰尔指数变化趋势基本相同,2000—2014年逐年上升,近年有下降趋势,表明江苏省化肥施用强度区域差异经历了一个先上升后下降的过程;江苏省化肥施用强度受自然条件、社会经济发展及农业发展水平影响在空间上呈"北高南低"的特征;随着时间延长,大多数城市的化肥施用强度逐渐下降。[结论]从发展节肥技术、加快推进农业现代化、加强政府引导3方面提出化肥减量的建议。     

我国果菜茶中畜禽粪便有机肥替代化肥潜力

为探究我国畜禽有机肥对果菜茶理论养分需求量的满足水平,评估果菜茶三大作物有机替代与化肥减量潜力,本研究借助统计资料,定量分析我国畜禽粪便养分资源供应量和果菜茶理论养分需求量,在此基础上进行全国性及区域性替代可行性分析。统计分析表明:2015年,我国果菜茶化肥氮磷(纯养分)施用总量为1.84×107t·a-1,是理论需求量的两倍左右,化肥过量施用十分严重;2015年,我国畜禽粪便产生的氮、磷(以P2O5计,下同)分别为7.98×106、6.42×106t·a-1,若全部用于果菜茶,可替代78%的化肥,减少2.88×106～5.18×106t氮、磷肥损失;90%的省(市、自治区)产生的畜禽粪便可满足区域内化肥减量20%的目标,71%的省(市、自治区)畜禽粪便可满足区域内替代50%化肥;各地区畜禽有机肥替代化肥量空间差异较大,除长三角、珠三角经济发达地区(上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、陕西)以外,其余省份(市、自治区)畜禽有机肥可100%替代区域内果菜茶化肥,并且,东北、西北地区的畜禽粪便在满足区域内果菜茶养分需求的基础上仍有较多盈余,可施用于粮食或者经济作物,或者转化为优质商品有机肥补给长三角、珠三角地区。我国果菜茶三大作物通过畜禽有机肥替代化肥,70%省份可实现化肥减量目标,减少氮磷化肥面源污染。研究结果可为我国果菜茶中畜禽粪便有机肥替代化肥施用提供一定理论指导,为实现果菜茶化肥减量的目标提供决策支持。     

长期施用有机肥与化肥氮对华北夏玉米N_2O和CO_2排放的影响

[目的]等施氮量条件下,比较有机肥与化肥田间施用后农田温室气体(CO2和N2O)的排放量及其增温潜势,正确认识有机肥与化肥在田间温室气体排放过程中的贡献,为制定田间合理的减排措施提供理论依据。[方法]在华北平原冬小麦-夏玉米种植制度下,以8年的长期定位试验为平台,利用静态箱-气相色谱法,于2014年6—10月,持续监测了化肥和有机肥在不同施肥水平下潮土玉米季土壤N2O和CO2的排放特征,并估算玉米季温室气体排放量及其产生的综合温室效应。[结果]施用有机肥与化肥农田土壤N2O的排放通量变化基本一致,施肥后出现短暂的排放高峰,之后逐渐趋于平稳;等氮条件下,化肥处理的N2O日排放通量明显高于有机肥处理,峰值过后的稳定期内有机肥处理的N2O排放通量略高于化肥处理。化肥的施用对农田土壤CO2的排放规律影响不明显,有机肥施用后CO2会出现持续的排放高峰。施用有机肥与化肥均会增加N2O的排放总量,且随施氮增加N2O排放总量显著增加;等氮量条件下,化肥处理的N2O排放总量显著高于有机肥。有机肥处理显著增加了农田土壤CO2的排放量,而化肥对CO2排放总量的影响不明显。施氮量为240kg·hm-2时,有机肥和化肥处理作物产量均达到较高水平,而温室气体的排放强度(GHGI)最低,分别为0.27、0.63 kg·hm-2,高于此施氮量,有机肥和化肥处理的GHGI均会明显增加。[结论]大量施用有机肥和化肥都会产生过多的温室气体。由于有机肥的固碳效应,化肥处理GHGI高于有机肥处理,适量施用有机肥是实现农田固碳减排的重要途径。     

三峡库区农田的化肥面源污染状况研究

通过对三峡库区19个县市1996年至2003年化肥的施用情况调查分析，发现库区化肥施用总量（折纯量）由1996年的9.1×107 kg增加到2003年的1.1×108 kg，增幅为20.9%；但由于库区蓄水的影响，2003年比2002年减少了2.6×107 kg。8年来，氮肥、磷肥、钾肥的年递增率分别为4.5%、6.2%和25.4%。库区化肥施用存在偏施氮肥的不合理现象，8年中氮肥、磷肥、钾肥占施用总量的比例总体上分别为73.6%、21.0%、5.4%。农田径流监测结果表明，氮肥、磷肥在土壤中的平均残留率分别为30.3%、13.2%，地面径流率分别为9.5%、5.3%，地下淋溶率分别为0.54%和0.75%。三峡库区化肥的施用对环境有潜在的污染，其中氮肥对面源污染的贡献比磷肥和钾肥多。库区19个县市农田施用氮肥和磷肥后的污染源强总体为：土壤>地表水>地下水。     

我国粮食主产区化肥施用量增长的驱动因素分解

分析粮食主产区化肥施用量变动特征及其驱动因素,有助于在确保粮食等主要农产品有效供给的基础上实现化肥减量目标。基于13个粮食主产省份2005-2015年的数据,采用因素分解法对粮食主产区化肥施用量增长的驱动因素进行了分解。结果表明,化肥施用强度提高是粮食主产区化肥施用量增长的主因,其次是播种面积增加,种植结构调整的贡献较小。但2010年以来,化肥施用强度提高的贡献在下降,种植结构调整的贡献在上升。分作物看,粮食作物施用强度提高和播种面积增加是粮食主产区化肥施用量增长的主要驱动因素,其次是园艺作物施用强度提高和播种面积增加,传统经济作物的化肥施用量增长很少。分区域看,北方主产区化肥施用量增长的主要驱动因素是施用强度提高,其次是播种面积增加;南方主产区播种面积增加和施用强度提高的累计贡献量大致相当。由此提出,促进粮食主产区化肥减量的重点是提高化肥利用效率,同时积极推广节肥型品种,促进园艺作物有机肥替代化肥。     

河北省种植业水污染足迹初报

为进一步评估种植业化肥投入引发水污染对应的环境影响,本文利用水足迹理论结合统计数据,采用Recipe生命周期影响评价法对河北省1995—2014年11个地级市的种植业水污染足迹进行研究。结果表明,2014年河北省农作物单位面积施N量和施P量分别比1995年提高了36.3%、52.5%,1995—2014年间秦皇岛的农作物单位面积年均施N量最高(335.4 kg·hm-2),邯郸的农作物单位面积年均施P量最高(119.1 kg·hm-2);比较1995、2004、2014三年各地市的施肥总量,石家庄农作物N肥施用总量三年均列首位,沧州N肥施用总量增幅最大;邯郸农作物P肥施用总量三年均列首位,承德P肥施用总量增幅最大;近20年石家庄的农作物单位面积水污染足迹(wdf)均值最高(2.350 Ml·H2Oe·hm-2),其次是秦皇岛和邯郸,张家口最低,但秦皇岛的wdf年际增长最显著;比较各地市在1995、2004和2014年种植业区域水污染足迹(WDF),各地市的WDF在三年里均呈增加趋势,其中石家庄的WDF三年均值最高,在1995、2004、2014年均处Ⅰ级区,邯郸的WDF均值位于其次,并在2004、2014年升入Ⅰ级区,且2014年邯郸的WDF超过石家庄居全省首位,秦皇岛的WDF增长比例最大,2014年的WDF比1995年增长了77.4%,而石家庄2014年WDF比1995年增长26.7%,在所有地市中其增长比例最小。本研究为河北省分类指导各地市的农业水资源优化及可持续利用提供依据。     

当前农户施肥情况调查与评价分析

正一、项城市农户施肥总体现状项城市化肥用量(折纯,下同)2013年为50 405t,2014年为50 794t,2015年为51 261t,2013—2015年全市化肥总用量呈逐渐增加趋势。同时,施肥结构也发生了一些变化,其中氮肥施用量呈逐年下降趋势,磷、钾肥施用量呈逐渐增长趋势。再从氮、磷、钾肥的施用结构比例看,2013年氮、磷、钾施用比例为1:0.22:0.13,2014年氮、磷、钾肥施用比例为1:0.27:0.16,2015年氮、磷、钾肥施用比例为1:0.31:0.2,这说明,通过测土配方施肥项目的实施,项城市总体氮、磷、钾肥的施用结