基于阶段输出系数模型的农业非点源污染负荷估算与评价——以四川省为例

传统的农业非点源污染负荷输出系数模型无法实现农业非点源污染阶段负荷估算。本研究综合考虑农业用地、畜禽养殖和农村生活,从产生、流失、入河3阶段分别建立了农业非点源污染负荷估算模型,并以四川省为例,估算了2012年农业非点源TN（总氮）、TP（总磷）3个阶段的污染负荷量,分析了其主要来源及污染区域。结果显示,产生阶段中农业用地是主要污染源,遂宁、巴中、雅安和德阳产生负荷强度较高。流失和入河阶段中畜禽养殖成为主要污染源,阿坝流失负荷强度最大,遂宁水质受农业非点源污染影响最严重。研究表明,阶段输出系数模型能简便可靠地实现农业非点源污染阶段负荷估算。该研究可为农业非点源污染的源头控制、迁移过程控制和受纳水体修复提供支撑。     

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...     

应用输出系数模型估算长江上游非点源污染负荷

本文在已有研究的基础上,利用输出系数模型,对2000年长江上游的非点源污染进行了空间模拟和负荷估算.模拟结果表明,在不考虑流域损失的情况下,2000年长江上游的TN负荷为194.737万t,TP负荷为8.365万t.就省份和水系二者而言,四川省以及金沙江水系和嘉陵江水系对长江上游的非点源污染贡献较大.就负荷强度而言,重庆市和嘉陵江水系单位面积的非点源污染负荷最高,应是今后重点治理地区.     

宁夏灌区农业非点源污染负荷估算方法初探

 【目的】建立适合中国灌区农业氮、磷流失污染负荷估算方法,以简便有效的方法定量计算灌区农业非点源污染水平。【方法】应用Johnes输出系数法对灌区的农业氮、磷流失进行估算。根据宁夏灌区特点对Johnes模型进行了改进,增加了灌溉因子。【结果】经计算,2006年宁夏灌区总氮量（TN）的灌溉因子为0.9556,总磷量（TP）为0.8776;根据传统Johnes模型计算得到,2006年宁夏灌区TN负荷为20 296.29 t,TP为1 092.02 t,而改进模型计算得到的2006年宁夏灌区TN负荷为19 395.33 t,TP为958.30 t。与传统模型计算结果相比,改进模型TN负荷的相对误差减小了5%,TP减小了13%。【结论】改进模型的计算结果比传统Johnes模型更加接近宁夏灌区的实际污染情况,改进模型在灌区具有一定的适用性。     

农业非点源污染研究进展

针对点源污染虽已得到有效治理,但农业非点源污染已成为全球突出的环境问题的现状,在分析国内外农业非点源污染的严峻形势的基础上,着重从当前农业非点源污染研究中的农业非点源污染定量模型研究、农业非点源污染的农户经营行为研究、农业非点源污染的环境经济学研究和农业非点源污染的控制与管理战略研究4个方面进行了阐述,并指出当前我国控制农业非点源污染所面临的困境,最后对未来我国农业非点源污染的研究发展前景进行了展望。     

农业非点源污染负荷及现状评价——以大苏河地区为例

通过对辽宁省清原县大苏河乡2002—2007五年间农业非点源污染基础资料的调查,对大苏河乡农业非点源污染负荷以及现状进行评价。首先利用输出系数法得出构成大苏河地区农业非点源污染负荷的各个村落的贡献大小,运用SPSS软件的聚类分析可知,根据污染负荷的程度不同,大苏河乡的10个自然村共分为三类,其中以大苏河村和南天门村农业非点源污染负荷最为严重;又根据等标污负荷法,得出浑河水系的大苏河段农业非点源污染负荷各污染源的贡献率,且从大到小依次是：畜禽养殖、农田化肥、人类生活。从而为大苏河地区制定控制农业非点源污染发生的措施方面提供了科学依据。

     

农业非点源污染负荷及现状评价——以大苏河地区为例

通过对辽宁省清原县大苏河乡2002—2007五年间农业非点源污染基础资料的调查,对大苏河乡农业非点源污染负荷以及现状进行评价。首先利用输出系数法得出构成大苏河地区农业非点源污染负荷的各个村落的贡献大小,运用SPSS软件的聚类分析可知,根据污染负荷的程度不同,大苏河乡的10个自然村共分为三类,其中以大苏河村和南天门村农业非点源污染负荷最为严重;又根据等标污负荷法,得出浑河水系的大苏河段农业非点源污染负荷各污染源的贡献率,且从大到小依次是:畜禽养殖、农田化肥、人类生活。从而为大苏河地区制定控制农业非点源污染发生的措施方面提供了科学依据。     

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。     

长江上游非点源氮素负荷时空变化特征研究

利用输出系数模型,结合RS和GIS技术,对长江上游从20世纪60年代到2003年的非点源氮素负荷进行估算,分析了其产生机理和时空变化特征。结果表明,近50a来,长江上游非点源氮素负荷总量呈上升趋势,从1960年的30.69万t上升到2003年的130.34万t。就省份和水系而言,四川一直是氮素负荷总量最大的省区,多年平均负荷贡献率为53.3%;1960-1990年的金沙江水系,1990年后的嘉陵江水系是氮素负荷总量最大的水系,两者的多年平均贡献率分别为25.4%和27.5%。长江上游非点源氮素负荷强度也呈上升趋势,从1960年的0.31t·km^-2上升到2003年的1.30t·km^-2。就省份和水系而言,重庆一直是氮素负荷强度最高的省区,多年平均负荷强度为1.58t·km^-2;1960-1990年的上游干流区间,1990年后的嘉陵江水系,是氮素负荷强度最高的水系,两者的多年平均负荷强度分别为1.46和1.49t·km^-2。     

林芝市农业面源污染负荷时空变化与分布特征

为分析西藏林芝地区的农业面源污染形势与特征,基于林芝市2000—2015年的农业统计资料,应用输出系数模型估算了该地区农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)年输出负荷。并对农村生活污水、农田化肥、畜禽养殖三类污染源分别进行了分析。结果表明:TN、TP均呈现逐年平稳上升的趋势;农业面源污染高负荷区主要集中在工布江达县、波密县和林芝县,而农业面源污染负荷强度最高的行政区为米林县;农业面源污染负荷的三大营养源贡献中畜禽养殖输出负荷的贡献率随时间的推移有明显增加的趋势,90%的农业面源污染负荷来源于畜禽养殖和农田化肥;林芝市农牧业发达地区农业面源污染形势不容乐观,须大力开展防控工作,以改善该地区农业面源污染日趋严重的状况。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

我国农业面源污染的时空分异与动态演进

为了准确把握我国农业面源污染的空间分布规律,有效治理农业面源污染。选取1997—2013年中国30个省市面板数据,分析了我国农业面源污染的时间、空间分布特征,利用非参数核密度估计模型讨论了农业面源污染的动态演进情况,进一步利用探索性空间数据分析方法(ESDA)讨论了其空间相关性。结果表明:1)农业化肥投入、农业固体废弃物(秸秆)、水产养殖和畜禽养殖这四类污染源的产生量以及他们产生的氮、磷和化学需氧量三类污染物逐年增长,其中畜禽养殖的贡献最大。2)农业面源污染严重的区域集中在农业大省和经济发达地区,在空间上以中部地区、华北地区为核心区域,向外围辐射并呈现递减趋势。3)农业面源污染区域明显集聚,区域差异较大,极化现象比较严重。4)农业面源污染表现出明显的空间相关性,形成高高型集聚区域,主要位于农业大省。据此,应该加强政策激励和引导农业农户的环保意识,推进农业生产由农业粗放式增长向数量、质量型增长转变。考虑相邻区域政策等要素空间溢出的负效应,在高高型集聚区域内,应该采用区域联防政策,杜绝农业面源污染治理的此消彼长,通过齐抓共管,实现多赢。     

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。