南水北调东线工程淮河流域段农业面源污染负荷估算

南水北调是解决我国北方地区水资源短缺的一项重大调水工程,其中,水环境质量问题是南水北调东线工程的最大隐患.农业面源污染作为南水北调沿线的主要污染源之一,对其进行综合防治,是沿线生态环境和水质安全的重要保证,也是保证南水北调工程成功的关键因素.采用污染负荷估算法,对南水北调东线工程淮河流域段的农业面源污染负荷进行了估算,并分析了其时空分布特征.结果表明,淮河流域内南水北调东线工程沿线的入河农业面源污染年负荷分别为:BOD5约3.6万t·a-1,COD约9.0万t·a-1.TN约1.4万t·a-1,NH 4-N约0.14万t·a-1.其中汛期负荷量占年总量的70%左右;湖东区单位面积面源负荷量比湖西区的相对较大,主要与地形地势等因素有关.研究结果可为沿南水北调东线工程淮河流域段的水环境保护措施和污染控制规划提供科学依据.     

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。     

农业面源污染评价与防控措施研究——以安徽省明光市为例

对明光市管店镇、三界镇、明南街道和明光街道12个村种植、养殖及人居面源污染分类调查和核算分析发现，人居污染是该地区农业面源污染的主要污染源，养殖业污染较为严重，相较于农家肥、有机肥等，化肥使用仍占种植业施肥主导。明光市农业面源污染治理应强化政府在农业面源污染治理中的主导作用，激发农户科学生产的积极性；推广畜禽养殖场污染治理工程技术，提高畜禽粪便等农用废弃物的资源化利用水平；转变种植业发展方式，大力发展绿色农业。     

汉江流域农业面源污染的源解析

农业面源污染是水体污染的重要污染源。为明确汉江流域农业面源污染负荷及其空间分布,运用输出系数法,对2015年汉江流域范围内的13个地市的农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行估算,采用等标污染负荷法进行污染评价,再运用GIS软件分析农业面源污染负荷空间分布格局,通过快速聚类法划分汉江流域各地市的农业面源污染类型。结果表明:2015年汉江流域的TN、TP污染负荷量分别为179 127、26 975 t,相应的等标污染负荷量为2.26×10~(11)、1.68×10~(11)m~3;汉江流域农业面源污染TN等标污染负荷贡献率最大的污染源是农田化肥,TP等标污染负荷贡献率最大的污染源是畜禽养殖;TN、TP的等标污染负荷在空间分布上有很强的一致性,但各地市的等标污染负荷仍存在差异,等标污染高负荷区集中在流域中游,TN、TP的等标污染负荷最大值均出现在流域中游的南阳市;基于快速聚类结果确定汉江流域主要有6种污染类型。汉江流域的农业面源氮磷污染物污染负荷和空间分布研究为汉江流域面源污染的防治提供了决策参考。     

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。     

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.     

农业面源污染解析及其空间异质性分析——以孝感市为例

采用清单分析方法,研究孝感市化肥施用、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、TN、TP的污染负荷及其在空间上的分布差异。弄清孝感农业面源污染的源分配以及在空间上的分布差异,进而为削减孝感农业面源污染提供理论依据。结果表明:湖北省孝感市的农业面源COD、TN、TP的排放/流失总量分别为21.53万、2.53万、0.53万t/a,相应的等标排放量分别为1.07万、2.53万、2.63万t/a。主要污染物是TN、TP,市内主要污染源是畜禽养殖、生活污水与化肥施用。因农业面源污染引起的COD、TN、TP的排放浓度分别是15.18、2.78、0.87mg/L,达到中等程度污染。因此,针对孝感市农业面源污染的控制策略:防控的污染物主要是TN和TP;防控的重点源是畜禽养殖、种植业和农村生活;防控的重点区是汉川市、应城市和安陆市。     

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。     

陕西省农业面源污染时空特征及污染源

为明确陕西省农业面源污染时空特征、重点污染源、污染区域和11个地市区的污染类型。利用输出系数法（ECM）对2010—2019年陕西省11个地市区的农业面源污染总氮（TN）和总磷（TP）的污染负荷进行估算,采用等标污染负荷法对污染源进行评价,通过快速聚类法划分11个地市区农业面源污染类型。结果表明,2010—2019年陕西省农业面源污染TN和TP污染负荷呈先升后降的趋势,2019年TN和TP污染负荷最低,分别为129 027.14、13 872.84 t;2019年陕西省畜禽养殖、农业种植和农村生活等标污染负荷比分别为20.923%、60.130%和18.947%;不同污染源TN和TP的等标污染负荷空间分布具有很强的一致性,11个地市区农业面源污染等标污染负荷比由大到小依次为榆林市（16.94%）、汉中市（15.42%）、安康市（13.06%）、渭南市（12.93%）、咸阳市（9.28%）、商洛市（8.31%）、宝鸡市（8.18%）、延安市（7.03%）、西安市（6.89%）、铜川市（1.74%）、杨凌示范区（0.24%）;11个地市区农业面源污染分为农业种植污染主导型、农业种植+农村生...     

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。     

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。     

苕溪流域农业面源污染的综合评价

基于2008年农业统计数据,对苕溪流域所辖6个区县的水环境农业面源污染进行了分类调查,并采用等标污染负荷的评价方法对各类污染源进行评价。结果表明：2008年各农业非点源污染源流入苕溪流域水体的COD,TN和TP分别占总量的67.82%,28.75%和3.42%,等标污染负荷率COD,TN和TP分别为6.88%, 58.37%和34.75%。就各农业非点源污染源来看,畜禽粪便污染源的等标排放量和污染负荷最大,成为威胁苕溪流域水体的最大污染源。     

人工降雨模拟河南淮河流域潮土非点源氮输出

为研究淮河流域农田非点源输出、区域农业非点源污染控制与管理,以河南淮河流域典型土壤(潮土)及其是否秸秆还田为对象,人工模拟0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mm·min^-1降雨强度下的径流、泥沙和氮输出负荷。结果表明:降雨强度越大,相同时间段内的累积径流量、累积泥沙量、氮输出量以及三者的产出速率均越大;径流中氮元素的浓度在降雨初期的20 min内变化较大,具初期冲刷效应,随后波动并趋于相对稳定或略有降低,其平均浓度在未掺混秸秆时以2.0 mm·min^-1降雨强度时最大,其次为3.0mm·min^-1,掺混秸秆后以1.5 mm·min^-1时最大;未掺混秸秆时氮元素泥沙输出量占总输出量的98.25%以上,但掺混秸秆后输出量有所降低(最低值为65.12%)。秸秆还田后,分别可在<1.0 mm·min^-1与<1.5 mm·min^-1的低降雨强度下减少径流与泥沙流失量,高降雨强度下则增加泥沙流失量;径流氮元素浓度比未掺混秸秆的高,增加了氮元素的累积输出量。累积径流量与累积泥沙量间及两者分别与氮元素输出量之间均存在良好的幂函数与对数函数关系,相关系数均在0.900以上。研究表明,降雨强度、秸秆还田均对径流、泥沙、氮输出等产生影响,引起氮输出明显变化的降雨强度在未掺混秸秆时为1.0 mm·min^-1,在掺混秸秆时为1.5mm·min^-1;减少农田非点源氮输出负荷的重要途径包括控制产流初期氮流失与泥沙流失。     

基于MUSLE模型的阿什河流域农业非点源污染风险评估

系统评价与分析流域农业非点源污染风险,对其防控治理具有重要的指导作用。本研究以遥感影像数据、数字高程模型(DEM)、土壤图件和相关文本资料为基本信息源,基于遥感和地理信息系统技术,采用修正通用土壤流失方程(MUSLE),结合各乡镇等标污染负荷大小,对阿什河流域农业非点源污染风险进行评估分析。结果表明:1)流域地表潜在侵蚀风险存在明显的空间地域分布规律,东南部地区风险整体偏高,而西北部和中部平原地带多为中等和低侵蚀风险区;乡镇尺度上,小岭乡、玉泉镇、交界镇、红星乡和大岭乡潜在侵蚀最为严重。2)流域山地丘陵区林地面积大,侵蚀风险最高,其平均值为0.037,风险贡献率为61.88%;农业用地风险贡献率仅次于林业用地,达到20.50%;坡度上,微坡36.26%的风险贡献率在所有坡型中最高。3)乡镇侵蚀风险分布与对应非点源污染风险不能完全重叠,位于平原地带的杨树乡和双丰镇侵蚀风险良好,其单位面积污染风险值远高于乡镇平均值,应重度防控,大岭乡、小岭乡和玉泉镇侵蚀风险严重,污染防控等级为适度。     

未来发展情景选择对农业面源污染风险的影响分析

为指导区域未来发展模式选择和农业面源污染(Agricultural non-point source pollution,ANSP)典型区域(涪陵区)风险调控,综合CLUE-S、Markov、GIS、改进的输出风险模型等模型和技术的优势,在ANSP典型区域(涪陵区)以2010、2015年土地利用数据为基础,进行未来2020—2030年的自然发展(ND)和耕地保护(CP)两种情景下的ANSP输出风险演变及对输出系数调整的响应分析。研究发现:涪陵区土地利用数据模拟精度较好,Kappa系数为0.75且FoM大于0.21。涪陵区2010—2030年期间ANSP风险等级明显降低,尤其是靠近大木山、武陵山区域的镇街和子流域。风险等级降低速率减缓明显,ND情景下,清溪镇在2010、2015、2020、2025、2030年各年份Ⅶ以上等级风险比例分别为46.20%、29.69%、25.72%、22.20%、20.00%。子流域输出风险等级对于耕地输出系数(即化肥施用水平)变化具有很好的响应关系。未来的情景模拟有利于探寻区域不同发展情景下输出风险与土地利用变化之间的响应关系,有利于聚焦分析各镇街或某子流域风险变化情况。本研究路径与方法有利于区县对各镇街、子流域未来的ANSP风险进行有效防控。     

滦河流域承德市非点源污染遥感模型评估分析

本研究采用遥感分布式非点源污染评估模型（DPeRS）,对滦河流域承德市非点源污染负荷的空间分布特征和污染来源进行遥感像元尺度评估分析,进一步识别非点源污染优控单元,并探讨分析了非点源污染贡献率及影响因子。结果表明:污染量上,2019年滦河流域承德市总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）和化学需氧量（COD_Cr）非点源污染排放负荷分别为0.12、0.014、0.06 t·km^-2和0.05 t·km^-2,入河量分别为119.6、7.8、70.3 t和49.8 t;污染类型上,滦河流域承德市氮型（TN和NH₄⁺-N）非点源污染的主要来源是农田径流,TP主要是来自农田径流和水土流失,COD_Cr主要污染来源是畜禽养殖;空间分布上,滦河流域承德市非点源污染高负荷区主要分布在流域的中部和南部地区,TN和NH₄⁺-N的非点源污染优控单元面积占比均达到65%以上,而TP为整个区域需防控的非点源污染指标。降水量与氮磷非点源污染入河负荷相关性较好,丰水期TN和TP非点源污染对河流中氮磷污染的贡献率分别为33%和50%;控制单元内耕地和林地面积占比与水土流失型氮磷非点源污染排放负荷的决定系数均超过0.5。因此,重点应从源头上防范丰水期非点源污染排放,建议进一步加强水土保持工作,以减少林草天然源水土流失引发的非点源污染排放,同时也应加强农田养分管理以减少养分流失。     

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。