1997-2018年中国农业碳排放的时空演进与脱钩效应——基于空间和分布动态法的实证研究

在测度1997—2018年中国31个省区农业碳排放的基础上,对其时空演变特征进行分析,并利用核密度估计法和马尔科夫链法,考察中国农业碳排放分布的动态演进机制,进一步基于脱钩理论探究农业碳排放与农业经济发展之间的关系。结果表明:(1)中国农业碳排放量总体呈现波动上升趋势,农业碳排放强度不断下降,稻田为第一碳源;(2)中国农业碳排放的区域差距较大,碳排放较低的省区呈扩大趋势,碳排放较高的省区有所收缩;农业碳排放量总体上表现出东中部高、西部低的空间分布格局,而碳排放强度的空间布局则相反;(3)农业碳排放动态演进特征的分析表明,大部分省区的农业碳排放呈现增长态势,地区差距有所扩大,但“两极分化”现象逐渐消失;农业碳排放分布状态稳定性高,内部流动性低;(4)中国农业碳排放与农业经济发展之间多处于弱脱钩和强脱钩状态,强脱钩状态的省区在空间格局上逐渐替代弱脱钩状态占据绝对主导地位。     

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。     

山东省农业碳排放的时空特征与脱钩弹性研究

为探究山东省农业碳排放与农业经济增长间的关系,基于农药、农膜、化肥、农用机械柴油、翻耕、灌溉等农业生产中的6个方面,采用碳转化系数法测算山东省1997—2015年的农业碳排放量和排放强度,并选取山东省17个地级市为样本,比较山东省各地碳排放的区域差异,最后运用Tapio脱钩模型计算山东省农业碳排放的脱钩弹性系数。结果表明:(1)从1997年以来,山东省农业碳排放量和排放强度总体呈现出简单的倒"U"形变化,"上升—下降"两阶段演化特征突出;(2)山东省农业碳排放量高的地区多集中于鲁西北平原区,碳排放强度高的地区多聚集在山东半岛东部和胶东丘陵西部地带;(3)山东省农业碳排放和农业经济发展呈现出扩张负脱钩、弱脱钩、强脱钩3种不同类型的弹性特征,2008年后以强脱钩为主导,脱钩状态较为理想,说明近年来山东省在农业碳减排方面成效显著。     

农业面源污染中氮排放时空变化及其健康风险评价研究——以淮河流域为例

以保护淮河流域环境和居民健康为出发点,为揭示流域农业面源污染负荷时空分布特征,采用清单分析法和排污系数法核算了流域35个地级市的畜禽养殖、农村生活、农田种植3种污染源总氮(TN)的排放量和排放强度。利用GIS软件对氮素耕地、水体污染排放强度进行时空变化分析,分析出流域面源污染的重点污染源、污染类型及其空间分布特征,并根据健康风险评价模型估算流域内地下水中硝态氮对人体潜在的健康风险。结果表明:2015年淮河流域农村生活、化肥使用和畜禽粪便TN排放量分别为42.17万、644.44万t和213.86万t,排放比重分别为3.58%、72.39%和24.03%,化肥的施用仍是氮素污染的主要来源;耕地氮素污染负荷方面,农田种植畜禽养殖农村生活;地表水氮素污染负荷方面,农田种植≈畜禽养殖农村生活。流域内不同地区污染物负荷强度受耕地面积和水资源量的影响,分布存在一定区域空间分异现象,淮河流域西北部地区负荷强度高于东南部。地下水硝态氮健康风险指数在0.49~3.18之间,健康风险阈值超过"1"的城市数量占整个淮河流域的82.86%,应注意饮用水的安全问题。     

河南省农业碳排放时空特征与脱钩弹性研究

基于灌溉、翻耕、化肥、农药、农膜、农用柴油等农业生产中6个方面,测算了河南省1993—2014年的农业碳排放量和排放强度。结果表明,1993年以来河南省农业碳排放量总体呈上升趋势,按环比增速可分为"高速-中速-低速"3个演化阶段。河南省各地市碳排放差异明显,周口市、新乡市、商丘市、安阳市属于碳排放总量、碳排放强度"高-高"型地区;南阳市、驻马店市、信阳市属于高碳排放量、低排放强度"高-低"型地区;平顶山市、焦作市、濮阳市则属于低碳排放量、高排放强度"低-高"型地区,郑州市等8市属于碳排放总量、碳排放强度"低-低"型地区。运用Tapio脱钩模型计算了河南省农业碳排放的脱钩弹性系数,结果显示,2004年前农业碳排放与农业经济发展的脱钩关系呈现弱脱钩、扩张负脱钩、扩张连接、强负脱钩和弱负脱钩5种弹性特征并存,2004年后以弱脱钩为主导,仅在2011年出现扩张负脱钩,脱钩状态较为理想,说明近年来河南省在农业碳减排方面取得了一定成效。     

沮漳河流域水质的时空变化与评价

[目的]科学研究与评价沮漳河流域污染物排放与水质的时空变化规律。[方法]沿沮漳河流向选取6个断面,于2015—2016年分别进行取样与样品分析,并分别采用单因子污染指数法和综合污染指数法对水质进行分析与评价。[结果]沮漳河流域主要污染物排放在时间分布上没有显著差异,但在空间分布上呈显著差异,其中下游的TN和COD_(Cr)显著高于中上游。单因子污染指数评价表明,沮漳河主要污染物为TN,其次是TP。综合污染指数评价结果表明,沮漳河宜昌河段水质整体较好,但荆州河口断面水质污染严重,水质评价结果达到Ⅳ类,其他断面水质则符合Ⅲ类。[结论]沮漳河流域的水质呈现枯水期劣于丰水期和平水期、下游地区劣于上游地区的特征。     

黄河流域耕地生态安全动态演进及时空异质性

耕地生态安全是粮食安全的基础。基于国家公顷生态足迹模型测算2000—2021年黄河流域耕地生态安全，采用标准差椭圆和时空地理加权回归模型，揭示黄河流域耕地生态安全的时空演进特征，识别其驱动因素的时空异质性。结果表明：黄河流域耕地生态安全总体呈现"N"型变动趋势，仍具有较大提升空间。从空间格局来看，黄河流域耕地生态安全呈现"东北—西南"方向收缩、"西北—东南"方向扩散态势，耕地生态安全差距变大。城镇化、财政支农及降水有利于提高黄河流域的耕地生态安全，农村居民收入及化肥施用强度则具有抑制作用，各影响因素存在明显的时空分异性。     

东江流域不同地类非点源污染排放特征

以东江流域为研究对象,选取不同土地利用类型小区进行野外径流场试验,研究自然降雨过程中不同地类常规污染物与典型重金属的非点源污染排放特征。结果表明,农业用地水质较差,是流域内的主要非点源,但公路重金属污染物也不容忽视。庭院、公路和菜地地表径流污染物浓度与径流量相关性显著,而水田与林地则相关性差,主要是由同一小区二次降雨间隔差别大与地面特性引起的。庭院SS与COD发生显著初期冲刷现象,TN、TP与重金属(Cu、Pb、Zn及As)初期冲刷不显著,公路、菜地、水田、林地,则大部分指标都发生了明显的初期冲刷现象,同时部分场次降雨中也会出现二次冲刷的现象。不同污染物的初期冲刷现象显著程度规律为SSCODPbTNZnTPCuAs,常规污染物的初期效应比重金属显著,重金属的初期效应更易受到用地类型的影响;对比不同用地类型,则农用地更易发生初期冲刷现象,但公路径流中重金属污染物也存在显著初期冲刷现象。降雨量、降雨强度及二次降雨间隔是影响初期冲刷现象的显著因素。     

基于水足迹的岷江流域水资源利用评价

流域内水资源可持续性利用是区域经济发展的内生动力,本文运用水足迹的方法,借助LMDI模型和ArcGIS空间分析工具,从时序变化、供需结构、生态安全性和可持续性方面构建水资源利用评价体系,对2010～2019年的岷江流域水资源利用情况进行评价。结果表明,(1)从时间上看,岷江流域2010年总水足迹为380.90亿m³,到2019年增长为400.94亿m³,近年来用水呈现可持续状态。(2)从空间上看,不同的地市州水资源使用情况存在差异。总水足迹最大的是成都市,最小的是阿坝州。综上,(1)岷江流域内总水足迹中农业用水量的占比最大,水资源近年来呈现可持续状态。(2)岷江流域中影响水足迹变化最大驱动力因子的是技术效应。(3)在岷江流域2019年总水足迹中,中游地区水足迹占比最大,占56.38%,下游地区占39.73%,上游地区仅占3.90%。(4)成都市和自贡市位于水足迹效益低区,眉山市和宜宾市位于水足迹效益较低区,乐山市和内江市位于水足迹效益中区,雅安市位于水足迹效益较高区,阿坝州位于水足迹效益高区。     

拖长江污染治理浅析

长期以来,拖长江沿岸厂矿非法超标排污现象相当严重,给环保部采集样品及日常监督管理造成很大困难,而且偷排污水行为相当隐避,不易发现排污的具体位置。笔者认为实行区域环境质量负责制将是解决这一困难的关键所在,环保部门就可根据沿江洗煤厂分布状况设立监测分析断面,即在厂矿的上游和下游分设一个断面,用下游断面的环境污染物总量减去上游断面的污染物总量,就可以计算出该厂、