基于博弈论的非点源污染控制模型探讨

随着对工业和城市生活污水等点源污染治理能力的不断增强,农业非点源污染对水质环境的影响日益凸现.相对于点源污染,非点源污染发生的不确定时间、不确定途径、不确定量等特点给治理政策的制定带来很大难度.本文从著名的公地悲剧现象出发,着力从市场博弈及政府监督博弈两个模型分析非点源污染制造者之间的博弈格局,并提出以“集体表现”的形式对非点源污染进行管理和控制.市场博弈模型中以一定的排污削减目标为前提,确定以成本最优的原则进行点源-非点源排污权交易是可行且有效率的；而政府监督博弈模型的结果显示:合理的环境补贴和惩罚机制、政府对自身声誉及公众形象的重视及维护对非点源污染治理起正向促进作用.     

农业面源污染的生态防治措施研究

随着农业的发展,农业面源污染日渐严重,已成为导致河流和湖泊水环境恶化的主要原因之一。本文分析了农业面源污染的成因及危害,并提出从农田源头污染和径流污染2个方面采用生态工程措施防治农田面源污染,介绍并讨论了几种具有代表性的防治农业面源污染的生态工程措施,包括生态农业、水土保持、植被缓冲带、湿地系统与生态渠系统等。生态工程措施立足于自然资源和生态系统自身的平衡,与传统技术相比,效果好、运行费用低,更有利于环境的可持续发展,是治理农业面源污染的有效方法之一,在控制农业面源污染中具有广阔的应用前景。     

基于SWAT模型的丹江口水库流域农业非点源污染的时空分布特征

利用SWAT模型,基于GIS技术和流域DEM,构建了丹江口水库流域农业非点源污染基础信息库,并根据实测资料对模型的参数进行了率定和验证,在确定模型适用性的基础上分析了流域农业非点源污染负荷的时空分布特征,模拟计算了流域内主要的土地利用类型的单位面积农业非点源污染负荷量。结果表明：研究区农业非点源污染负荷年内分布不均,污染负荷与降雨量具有较强的相关性,氮负荷同月径流的相关系数为0896,磷负荷同泥沙负荷的相关系数为0920;氮、磷等营养物质的流失量具有较大的空间差异性,且不同土地利用方式下单位面积的农业非点源污染有较大的差别,耕地和裸露地的单位面积污染负荷均较高,而林地单位面积的泥沙负荷污染负荷最低,其单位面积的泥沙负荷、吸附态氮、溶解态氮、吸附态磷和溶解态磷分别为715 t/hm2、892 kg/hm2、835 kg/hm2、807 kg/hm2、006 kg/hm2;设计不同的情景,模拟了不同施肥量和水土保持措施对农业非点源污染物产出的影响,与基准情景相比,发现减少化肥施用水平对研究区农业非点源污染总氮和总磷负荷削减比例较大,采取退耕还林和还草两种水土保持措施能有效减少流域泥沙负荷和农业非点源污染负荷     

苏州河非点源污染分析及调控对策

苏州河一期污水截流工程完成并运行以后，非点源污染对苏州河的污染贡献日益增大，研究苏州河非点源污染的类型，特点，过程并制定相应的治理措施已逐渐成为解决苏州河污染问题的一个主要方面，苏州河非点源污染类型主要包括农业非点源污染，畜禽粪尿污染，城镇及乡村地表径流，底泥二次污染，船舶航运污染以及沿岸码头作业等，在此基础上，指出苏州河市郊段非点源污染严重，支流非点源污染负荷大是目前苏州河非点源污染的两个主要特征，并针对以上问题提出了相应的调控对策。     

太湖流域非点源污染研究与控制

分析了太湖流域主要非点源污染类型与现状,指出在完成对点源污染的控制以后,非点源污染将成为该区域环境状况改善的主要限制因子。认为太源流域主要类型非点源污染来源于：农业、林业、养殖业（畜、禽、水产）的非点源负荷,城镇化建设、现代交通、农村居民用地的地表径流,城镇农村生活污水的排放等;定性地论述了非点源污染形成的主要途径。进一步讨论了太湖流域非点源污染研究动态、存在的问题及其发展趋向,就目前太湖流域非点源污染的研究与控制进行了探讨,太湖流域非点源污染的研究需要将环境水文学、生态系统生态学结合起来,同时运用先进技术进行全面动态评估;同时有针对性地讨论了不同类型非点源污染的防治措施。     

三峡库区非点源氮磷负荷研究

掌握非点源污染形成的机理和变化规律是控制和治理非点源污染的关键。三峡水库非点源污染物来源范围广,每年随上游来水输入库区的非点源污染物成为三峡入库非点源负荷的主要部分。为研究三峡入库非点源污染物负荷变化规律,以SLURP水文模型和输出系数法为基础,建立了长江重庆寸滩断面以上流域的非点源污染负荷模型,模型在模拟计算1996~2002年寸滩断面入库非点源TN年负荷和非点源TP年负荷时,除1998年非点源TP负荷计算误差高于50%外,其它各年非点源TN负荷和TP负荷计算误差基本上小于30%,具有较好的模拟计算效果。该模型的建立和应用将为流域的有关管理部门提供该流域非点源污染控制和治理的决策依据。     

非点源污染影响因素及区域差异

随着点源污染控制加强,非点源问题更加突出。污染时间、方式、总量的三不确定给农业环境管理带来困难,控制措施难以有效实施,特别是农业非点源污染日益加剧,水环境质量不断恶化。从污染产生过程,结合污染特征,分析了非点源污染汇污的各种影响因素,包括污染物现存总量及变化趋势和环境净化能力、农业生产活动及管理水平、气候和水文条件;特别提出社会经济活动对污染影响显著;指出主导影响因子的时空变化,并存在地域差异。强调了在三峡库区开展基础调查工作和建立污染数据库的必要性,以期为库区农业环境质量现状评价和总体控制措施的筛选提供科学依据。     

基于SWAT模型的昌江流域土地利用变化对水环境的影响研究

土地利用快速变化对水环境带来较大影响,定量分析土地利用与水环境污染的关系是土地利用结构调整的重要依据。利用3S技术,通过SWAT模型对1983年与2012年昌江流域的水量和水质模拟,分析了土地利用时空变化,结合氨氮、总磷模拟数据,定量分析了土地利用变化下该流域的水环境污染负荷。研究结果表明:该区域林地、草地、水域、城镇及建设用地呈增加趋势,耕地则呈减小趋势。林地占比最大,为70%左右,其次为水田。水田为水环境非点源负荷贡献的第一大来源,且其占流域略多于20%的面积,贡献了该区域总磷总量的53.48%~57.01%和氨氮总量的51.86%~56.57%;农业耕作以25%的地类面积,贡献了60%~65%的非点源污染负荷;旱地的单位面积贡献污染负荷高于林地及城镇及建设用地,表明农业非点源污染是该区域水环境非点源污染的主要来源。     

太湖地区典型小流域非点源污染物流失规律 --以宜兴梅林小流域为例

由农业产生的非点源污染是湖泊的主要污染源。为了研究太湖流域非点源污染负荷流失规律,选择了宜兴梅林小流域为研究对象,对降雨过程中径流流量及其污染物浓度随降雨—径流变化过程进行监测研究。采用统计和系统分析方法,建立径流量和非点源污染负荷输出量之间的数学统计模型,得出该流域非点源污染物流失规律,此方法可以推广到与该流域相似的其它地区的非点源污染研究中,应用于太湖流域水污染综合治理。     

岷江流域土地利用结构对地表水水质的影响

当点源污染得到有效控制时,非点源污染,尤其是农业非点源污染将成为影响地表水水质的主要因素。利用遥感和地理信息系统技术获取岷江流域土地利用类型,并在分析该流域内地表水水质监测数据的基础上,研究了不同土地利用结构与地表水水质的相关关系。结果表明,在以单一土地利用类型为主控制的区域中,林地和草地控制的小流域的地表水水质明显优于耕地;在不同土地利用类型的组合结构中,地表水水质的优劣状况介于林地、草地和耕地为主控制的小流域之间;在其他条件相似时,随着小流域内林地和草地比例的增加,非点源污染降低,而随着耕地比例的增加,非点源污染有增大的趋势。此外,土地利用结构对地表水水质的影响不仅表现在数量结构上,同时表现在空间分布上.     

农户经营行为对农村生态环境影响研究

农户生产经营行为关系到生产资源的合理利用与配置,影响到农村生态系统保护及其可持续发展。本研究以武汉城市圈及长株潭城市群内的650个农户为有效样本,分析了农户经营行为对农村生态环境及其五种表现形式的影响。结果表明:①劳动力投入行为中收入来源、家庭人均收入对农业面源污染有显著负面影响,家庭常住人口、家庭人均年收入对生活垃圾污染分别有显著正、负面影响;②农户文化程度越高,越能认识到农村生态环境污染问题;③经营规模越大,农业面源污染越严重,而对其它四类表现形式影响不显著;④农业投资力度越大,为提高产量而会造成越严重的农业面源污染及水质污染;⑤农户经营组织行为中,有机肥施用行为会造成农业面源污染,这些未施用的有机肥又会加剧生活垃圾污染,而且有机肥使用越多,农业面源污染及水质污染也就变弱。另外,参加技术培训会降低农业面源污染和水质污染。可见,农户经营行为更多地是在影响农村生态环境中的农业面源污染、水质污染及生活垃圾污染,对空气噪音污染及工业转嫁污染的影响并不明显。     

平原河网地区非点源污染风险差异化分区防控研究

土地利用优化和空间防控策略对非点源污染风险控制及水环境质量的改善具有重要意义。本文以太湖流域典型平原河网地区-上海市青浦区为研究对象,将灰色线性规划模型与最小累积阻力模型相结合,以控制非点源污染风险和增加经济效益、生态效益为目标,进行土地利用结构优化与空间分区防控研究,在空间上划设了水资源保育区、水资源重点防护区、非点源污染一般阻控区、非点源污染中等阻控区及非点源污染重点阻控区,并针对不同分区提出具有针对性的防控措施。与2012年相比,预测2020年优化防控方案下,可减少总氮、总磷的输出10.96%和41.33%。由此表明,优化土地利用结构和构建空间差异化防控机制是有效调控非点源污染风险,实现区域可持续土地利用,促进经济发展和保证生态环境安全的有效途径。     

作物多样性变化及其对农业产出的影响——基于期望出产和非期望产出的分析

运用中国30个省份1990～2016年的面板数据，从作物多样性视角，采用CDI和d等作物多样性指数，考察了农业种植结构对农业产值和农业面源污染的影响。研究结果表明：作物多样性与农业产值之间存在显著的“倒U型”曲线关系。当前中国非优势作物（比较优势较弱）多样性偏高，对农业产值产生抑制作用，非优势作物多样性每增加1个单位，农业产值将减少1.5%；对农业面源污染产生正向作用，非优势作物多样性每增加1个单位，农业面源污染将增加1.3%。而区域优势作物多样性的增加对农业面源污染有较大的抑制效应，优势作物多样性每增加1个单位，农业面源污染将减少1.5%；作物多样性对种植业产值和农业面源污染综合指数的提高有负面影响；在农业劳动力大量转移背景下，减少作物多样性种植有利于农业产值的提高；当自然灾害较严重时，作物多样性的增加有利于农业产值的增长。因此各区域要立足于本省的资源禀赋条件，减少比较优势较弱的农作物品种和种植面积，增加优势农产品，特色农产品种植，培育农业品牌，以提高农业收入和增强生态环境保护。同时，农业基础设施的完善以及农民防灾减灾意识的提高有利于增强抵御自然灾害的能力，促进绿色的现代化农业的发展。     

农业面源污染现状与防治进展

通过对国内外农业面源污染研究资料的分析,认为农业面源污染的形式主要有:化肥污染、农药污染、农膜污染、秸秆燃烧污染、养殖业污染及水土流失等。农业面源污染导致了土地退化,在全世界不同程度退化的12亿hm2耕地中,约12%由农业面源污染引起;是河流和湖泊的重要污染源,导致美国40%的河流和湖泊水质不合格;是引起地表水氮、磷富营养化的主要因素,欧洲国家由农业面源污染排放的磷为地表水污染总负荷的24%-71%;中国的农业面源污染造成的水体氮、磷富营养化也显著超过来自城市的生活点源污染和工业点源污染。提出目前比较好的防治措施有:最佳农田管理措施、植被过滤带和人工湿地。建议我国控制农业面源污染必须从政策和法律上对农业生产活动进行规范,采用先进的理论和技术实行源头控制,并辅助以过程控制和末端控制。     

经济发展与农业面源污染关系的协整检验——基于三峡库区重庆段1992-2009年数据的分析

运用协整检验和Granger因果检验方法,考察了三峡库区重庆段1992-2009年经济发展与农业面源污染之间的相互关系。研究结果表明:①经济增长是影响三峡库区重庆段农业面源污染的主要原因,且种植业、养殖业和农村生活三大类污染源排放量与农村经济发展之间都具有协整关系;②短期内农业生产总值的变化引起三类农业污染源排放量的同方向变动,长期来看,农村经济发展对农业面源污染有减缓作用,这与传统的环境—经济增长库兹涅茨倒U型曲线所揭示的一般规律相同;③农业经济的发展和种植业、养殖业的污染排放量具有双向的因果关系,但是经济发展是农村生活污染排放量增长的原因,农村生活污染排放量不是经济增长的原因,它们之间是单向因果关系。因此,我们要密切关注库区经济增长对环境质量带来的负面效应,必须依赖科学技术进步,提高种植业中化肥、农药、农膜和秸秆等的利用率,根据当地农业发展的特点以及与河流的远近,规划好农业、林业、畜牧业的结构,大力发展环保型、生态型农业,以减轻农业面源污染,实现农业经济增长与保持环境质量之间的相互协调。     

农业面源污染形成机制:理论与实证

在对我国农业面源污染核算及其时空演变特征分析的基础上,构建农业面源污染形成机制分析框架,并利用省际面板数据进行实证分析。主要研究结论如下:①1990-2006年我国农业面源污染对生态环境的压力呈现增加的趋势,主要分布在人口众多、农业集约化程度较高的地区。②农业面源污染形成的一般机制是:经济发展导致农产品需求结构、农业结构的变动等都会对农业面源污染产生的环境因子产生影响,进而导致农业面源污染产生量的差异;对农产品消费数量的增多和对耕地的消耗增大,农业生态系统面临更大的生产集约程度,在很大程度上加大了农业面源污染;经济发展同时也导致公众对高质量环境的需求增多,环保意识也大大提高,为农业面源污染管理政策提供了有效执行土壤,另外,经济增长也为加大环境投资和先进技术的应用提供基础,可能减少农业生产对环境的压力;③实证研究表明,产业结构的演化、技术进步、环境管理制度等方面是影响农业面源污染的重要因素,应是农业面源污染控制和管理政策创新的重点。     

环境分权、环境规制对农业面源污染的影响

环境规制是实现农业面源污染减排的重要手段,而科学合理地划分环境管理权力是夯实环境规制减排绩效的制度基础。厘清环境分权、环境规制与农业面源污染三者之间的关系对优化环境管理体制和促进农业绿色发展具有重要的理论与现实意义。鉴于此,文章将环境规制、环境分权和农业面源污染纳入同一分析框架,基于2005—2017年省际面板数据,构建动态面板模型和面板门槛模型,实证考察了环境分权、环境规制与农业面源污染的内在联系。研究结果显示:①环境规制是抑制农业面源污染的重要手段;环境分权、环境监察分权和环境监测分权对农业面源污染具有显著的正向作用,环境行政分权对农业面源污染则表现为负向作用。②环境事务管理权力的下放将恶化环境规制的农业面源污染减排效应,引发“绿色悖论”效应,其中环境监察分权和环境监测分权的影响尤为突出。③从区域层面来看,中西部地区环境事务管理权力下放引发的“绿色悖论”效应显著,而东部地区则不显著。④环境规制对农业面源污染的影响随环境分权程度的变化呈现出门槛特征。伴随环境分权程度的提高,环境规制对农业面源污染的影响由“援助之手”转为“攫取之手”。因此,为解决日益严重的农业面源污染,应制定差异化的环境分权策略。一方面,环境行政权力应适当下放,而环境监察和环境监测权力要逐步上移;另一方面,进一步压缩中西部地区环境政策自由裁量空间,加大农业环境考核与监督力度。同时,建立长期动态农业面源污染监测体系,形成联防联控治理格局。     

湖滨带湿地截磷研究进展及问题探讨

湖滨带湿地是面源污染汇入湖泊的过渡区域，也是湖泊天然的保护屏障。磷素是面源污染的主要组成，同时也是水体中最难被去除的污染物之一，其过量输入是造成湖泊富营养化的重要原因。湖滨带湿地的截磷作用能大大削减进入湖泊的外源磷负荷，研究湖滨带湿地的截磷机制对于水污染防治和湖泊生态系统保护具有显著意义。简述了湖滨带湿地截磷研究进展，并分析了目前研究中的关键问题。采用宏观分析与微观机理研究相结合的方法，发展宏观大尺度分析、微观协同作用与模型研究，强化湖滨带湿地的截磷效率，提升湖滨带湿地的整体生态功能，是解决湖泊富营养化问题的关键。     

太湖流域农田生态系统管理与非点源污染控制

太湖是我国的五大淡水湖之一,正面临着严重的水体富营养化问题。随着点源污染得到逐步治理,农田非点源污染已成为太湖水体富营养化的主要污染源。概述了太湖流域农田生态系统管理与非点源污染控制,指出随着流域内化肥用量以及农田氮磷盈余量的不断增加,流域内农田非点源污染负荷将进一步加大。农田中的氮磷通常通过农田排水和地表径流等途径进入地表水体。为有效控制农田非点源污染,应实施科学合理的农田生态系统管理：避免氮磷肥的过量使用,适当增施有机肥和钾肥,推广应用测土配方施肥,加强微生物肥和控效肥等新型肥料的研制和推广,实行保护性耕作,合理安排农事活动时间,以此减少非点源污染物形成;调整土地利用方式,优化土地资源配置,对潜在的非点源污染物进行有效的截留。