农业化学投入与农业经济增长脱钩关系研究——基于华东6省1市数据

论文选取华东6省1市2001—2014年的数据,分析了农业面源污染控制背景下的农业化学与农业经济增长的Tapio脱钩关系,并通过LMDI分解将农业化学投入增长的影响因素归结为规模效应、耕地效应和效率效应,最后对2014年华东6省1市农业化学效率状况进行K-means聚类。结果表明：农业面源污染控制背景下,农业化学与农业经济增长呈现出从扩张性负脱钩到相对脱钩,再到绝对脱钩的转变;农业化学投入物量的增加主要来自于耕地效应的作用,效率效应可以减缓农业化学投入物量的增长,规模效应的作用不明显;从空间格局的聚类结果上看,上海、江苏、浙江、福建、江西和山东的农业经济增长对农业化学品生产资料依赖程度较低,安徽省的依赖程度较高。总之,农业经济可以在农业化学化控制背景下得到持续增长,农业面源污染要得到进一步的控制,需要在采用多种农业增效手段、提高农业化学投入利用效率和采取差异化的区域农业化学投入减量控制政策着手。     

农业化学投入与农业经济增长脱钩关系研究——基于华东6省1市数据

论文选取华东6省1市2001—2014年的数据,分析了农业面源污染控制背景下的农业化学与农业经济增长的Tapio脱钩关系,并通过LMDI分解将农业化学投入增长的影响因素归结为规模效应、耕地效应和效率效应,最后对2014年华东6省1市农业化学效率状况进行Kmeans聚类。结果表明:农业面源污染控制背景下,农业化学与农业经济增长呈现出从扩张性负脱钩到相对脱钩,再到绝对脱钩的转变;农业化学投入物量的增加主要来自于耕地效应的作用,效率效应可以减缓农业化学投入物量的增长,规模效应的作用不明显;从空间格局的聚类结果上看,上海、江苏、浙江、福建、江西和山东的农业经济增长对农业化学品生产资料依赖程度较低,安徽省的依赖程度较高。总之,农业经济可以在农业化学化控制背景下得到持续增长,农业面源污染要得到进一步的控制,需要在采用多种农业增效手段、提高农业化学投入利用效率和采取差异化的区域农业化学投入减量控制政策着手。     

辽河流域非点源污染空间特征遥感解析

应用遥感技术研究了辽河流域非点源污染发生特征.将环境卫星遥感数据耦合非点源(non-point Source,NPS)污染负荷估算模型,探索基于遥感像元尺度的非点源污染估算方法,目的是分析2010年辽河流域非点源污染特征,从而明确非点源污染的重点防治区和防治措施,为辽河流域水环境污染防治提供技术支持.结果表明,2010年辽河流域总氮排放量为10.3万t,总磷排放量为0.68万t,化学需氧量排放量为13.1万t,氨氮排放量为1.8万t;目前,对于辽河流域主要的非点源污染类型为农业面源;2010年辽河流域面源污染对水质污染的贡献率表现为总氮67.4%,总磷76.4%,化学需氧量39.4%和氨氮21.9%;空间分布上辽河流域的南部是污染最严重的地区,其次是东北部.本研究结合遥感技术发展了以遥感像元为基本模拟单位的非点源污染负荷估算方法,明确了2010年辽河流域的非点源污染产生量和空间分布特征,为辽河流域污染治理防治工作提供了理论依据.     

中国主要环境污染物与国内生产总值的相关性分析研究

根据中国31个省市2014年环境污染物与经济的数据,探讨各省市主要环境污染物排放量与GDP之间的关系,并建立二者的环境计量模型,分析31个省市的污染程度相似性。研究发现:中国各区GDP与废水排放总量、化学需氧量排放总量、氨氮排放总量、总氮、总磷以及氮氧化物排放总量相关性较大。GDP与废水总量的拟合曲线呈单调递增关系,与氨氮排放量拟合曲线呈倒"N"型。目前氨氮排放量随省市平均生产总值的增长而下降,GDP与其他四类污染物不存在明显曲线关系。     

中国农业面源污染物排放量计算及中长期预测

利用第一次全国污染源普查数据,计算了我国内地31个省市自治区农业面源污染排放量,在此基础上,预测了2010—2030年农业面源污染情况.结果表明,2007年,我国农业面源污染的污染物总排放量为1057×104t,其中,COD排放量为825.9×104t,总氮为187.2×104t,总磷为21.6×104t,氨氮为22.4×104t.如果不加大对面源污染的治理力度,2020年前我国农业面源污染有加剧的趋势.在高排放情景下,2030年农业面源污染中COD排放量可能上升到1466.5×104t,面源污染需引起高度重视.目前,东部沿海地区是我国农业面源污染的主要排放区,但未来我国农业面源污染排放的空间分布可能趋于均衡.     

经济集聚对区域水污染物排放的影响及溢出效应

基于化学需氧量和氨氮排放数据集,构建影响因素计量模型,探讨经济集聚同水污染物排放的影响效应及其在不同规模城镇下影响程度的差异性,采取双变量空间自相关解析中国经济集聚对水污染物排放的溢出效应,以期为促进经济集聚与污染减排良性互动提供参考。结论如下：（1）从全国总体样本来看,经济集聚能有效降低区域水污染排放强度,经济集聚度每增长1个百分点,化学需氧量和氨氮排放将分别减少0.491%和0.166%;（2）经济集聚对中小城市水污染排放的减排效应更为突出,在化学需氧量估计模型中,中等城市、小城市样本的经济集聚度弹性系数分别为-0.679、-0.546,而大城市及特大城市样本仅为-0.252;（3）经济集聚同水污染物排放的空间溢出效应显著,且呈现高集聚—高排放、低集聚—低排放、低集聚—高排放等空间关联模式,其中,高集聚—高排放区从京津冀向山东半岛绵延分布,还包括哈长城市群、苏北和苏中、长株潭、珠三角等地区。政策启示包括：积极培育中小城市并发挥其经济聚集的减排效应,促进生产技术更新和扩散,提高能源利用效率和环保投入;合理控制大城市经济与人口规模,加快产业结构调整和落后产能淘汰,强化环境规制以防止“污染避难所”效应;遏制经济集聚对水污染物排放的溢出效应,重点推进高集聚—高排放区联防联控和流域共治。     

基于DPeRS模型的海河流域面源污染潜在风险评估

运用DPeRS（diffuse pollution estimation with remote sensing）模型对海河流域面源污染物的空间分布特征和污染来源进行遥感像元尺度解析,结合地表水质评价标准,构建了面源污染潜在风险分级方法,评估了海河流域面源污染潜在风险.结果表明：污染量上,海河流域总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）和化学需氧量（COD）面源污染排放负荷分别为429.2、25.7、288.3和1017.0 kg ·km^-2,入河量分别为2.5万t、1597.2 t、1.7万t和6.6万t;污染类型上,农田径流是海河流域最主要的氮磷型（TN、TP和NH₄⁺-N）面源污染源,对于COD指标,城镇生活是首要污染类型,其次为畜禽养殖;空间分布上,海河流域中部和南部地区面源污染负荷较高,此区域也是该流域面源污染高风险集中分布区,氮磷型面源污染高风险区域分布相对较为集中,化学需氧量型则较为零散;海河流域有36%以上的区域存在氮磷型面源污染风险,有2.94%的区域存在化学需氧量型面源污染风险.     

武宜运河小流域平原河网地区氮磷污染来源解析

采用源解析法对工业污染源、生活污染源、农业面源(含种植业、养殖业)进行分析,并统计分析了武宜运河全线水质现状。结果表明,农业面源是武宜运河流域总氮、总磷污染的主要来源,且以养殖业为主,生活污染源是太湖流域氨氮污染的主要来源,且以农村生活污水为主;武宜运河水质以氮磷污染为主,总氮污染最为严重。武宜运河核心区研究范围占总研究范围的比例为35%,总氮、氨氮和总磷入河量分别占研究范围内各类污染物总入河量的42.8%,45.0%,34.1%,污染分布重点区域为武进前黄镇、牛塘镇及宜兴和桥镇所辖行政村。研究范围内农业面源污染分布重点区域为武进前黄镇、牛塘镇、宜兴屺亭街道及和桥镇;生活污染源氮磷污染物排放主要来自高新区及牛塘镇的农村生活污水排放,其次是屺亭街道和前黄镇的农村生活污水。     

基于流域尺度的农业非点源污染物空间排放特征与总量控制研究

农业非点源污染是导致流域水质恶化的重要原因之一.依据农业污染源主要污染物空间排放特征和排放强度分析,划分农业非点源污染空间管理分区,并研究设计分区污染物总量控制方案,是提高农业非点源污染控制成效的重要途径之一.以湖北省四湖流域为研究案例区,系统开展了流域尺度的农业非点源污染空间排放特征识别与总量控制研究.结果表明,四湖流域水环境COD、总氮、总磷、氨氮负荷主要来自于农业非点源污染,4类非点源污染物分别占到流域污染物排放总量的67.6％、 82.2％、 84.7％和50.9％.对四湖流域非点源污染物空间排放特征分析结果表明,水产和畜禽养殖业发达的洪湖、监利、潜江、沙洋地区是流域非点源污染物的主要贡献源区.根据污染物在流域空间上的排放特征和源强评价结果,将四湖流域划分为3个农业非点源污染管理分区,即长湖上游水产和畜禽养殖污染重点控制区、四湖干渠农村非点源污染综合控制区和洪湖水产养殖污染重点控制区,针对不同管理分区分别提出了污染控制措施.基于水质改善和水体纳污能力综合考虑,设计了针对3个非点源污染管理分区的总量控制方案,分阶段实现监测断面全指标达标和满足水体纳污能力要求.主要污染物中,COD主要削减区域为四湖干渠区和洪湖区,分别占到流域COD削减量的43％和42％;氨氮主要削减区域为四湖干渠区,占到氨氮总削减量的66％;总氮主要削减区域为四湖干渠区和洪湖区,分别占到流域总氮削减量的42％和31％;总磷主要削减区域为四湖干渠区,占到流域总磷削减量的53％.     

长江经济带水污染物减排的空间效应及驱动因素

构建2011~2015年水污染物排放及社会经济数据库，选取COD、氨氮2项指标，解析“十二五”时期长江经济带水污染物的减排过程与时空特征，并采用空间计量模型定量解析减排空间效应及驱动因素.研究发现：5年间长江经济带水污染物减排过程的集聚特征显著，高排放-高减排区主要位于长江三角洲地区，而环境效益趋差的高排放-低减排区仍然存在.空间效应对长江经济带水污染物减排具有一定影响，本地排污增加不利于邻地减排.人口规模、城镇化水平和农业经济份额是驱动长江经济带水污染物排放的主导因素，到2015年，人口规模和农业经济份额因素的驱动力均有不同程度下降，但城镇化水平的驱动力仍在提升.外商直接投资和工业化水平分别对COD和氨氮排放呈正向驱动，需警惕外资流入和快速工业化进程给相应特征污染物造成的减排压力.亟需推动本地和邻地就排污标准与减排总量达成规制共识，协同建立环境准入、污染付费等深层次减排模式；工程减排的同时共抓结构减排，针对长江经济带驱动因素与污染排放的空间耦合性，从源头倒逼产业结构、消费结构、种植结构、资本结构等向清洁化转变.     

区域尺度黄河流域面源污染负荷特征与来源解析

掌握黄河流域甘肃段面源污染负荷特征及其来源,是在区域尺度上提升水环境污染治理水平的重要基础。基于DPeRS面源模型,从农田径流、城镇径流、畜禽养殖、农村生活、水土流失5大污染类型,选取TN、TP、NH₃-N和COD 4个污染指标,对甘肃黄河流域9个市(州)58个县(区)面源污染进行污染负荷估算、污染来源解析及空间分布分析。结果表明:从模型估算结果看,2018年整个流域TN、TP、NH₃-N和COD面源污染排放负荷均值分别为65.6,11.8,19.1,77.2 kg/km2。从区域尺度分析,甘肃黄河流域TN、TP面源污染负荷最高的区域均是兰州市安宁区,分别占整个流域总负荷的10.83%和5.16%;NH₃-N和COD面源污染负荷最高的区域均是临夏回族自治州临夏市,分别占整个流域总负荷的26.23%和56.56%。从污染产生来源分析,TN、TP、NH₃-N和COD的首要污染来源分别为农田径流、水土流失、农田径流和畜禽养殖。从空间分布分析,黄河流域各县(区)面源污染总负荷呈中间高两边低的分布特征,污染负荷较重的区域主要集中在黄河兰州段、大夏河临夏段、渭河天水段等局部区域。     

太湖流域漕桥河污染物来源特征

基于对太湖流域漕桥河小流域主要污染物来源构成和污染特征的分析,对污染物入河量进行了计算和修正. 结果表明:漕桥河的COD_Cr入河总量为1 639.9 t/a,主要来源于工业污染和城镇生活污染;氨氮入河总量为174.6 t/a,主要来源于农业面源和工业污染;总氮和总磷入河总量分别为491.0和34.7 t/a,主要来源于农业面源和城镇生活污染. 同时,针对河网地区水系错综复杂的特性,将客水污染纳入污染源范畴,核定客水量,为有效改善河流水环境质量提供了依据.      

我国海洋经济增长与海洋环境压力的脱钩关系研究

本文选取沿海地区工业废水直排入海量、工业废水中化学需氧量入海量、工业废水中氨氮入海量以及赤潮发生面积作为海洋环境压力指标,基于Tapio脱钩模型,引入脱钩指数构建脱钩状态评价指标,从时间和空间两个层面探讨我国海洋经济增长和海洋环境压力的脱钩状态演变趋势。结果表明:2002~2010年,各项海洋环境压力指标与我国海洋经济增长之间均呈现出扩张负脱钩、弱脱钩和强脱钩三种状态,但演变趋势各有不同;空间上,环渤海经济区海洋环境压力脱钩状态总体表现最优,各项污染指标基本稳定在弱脱钩和强脱钩状态;长三角经济区和珠三角经济区的脱钩状态总体波动较大,各项污染指标在多个不同时期出现恶化情形。基于以上研究结果,本文提出了相应的对策建议,以期实现海洋经济和海洋环境压力的完全脱钩。     

淮河流域农业非点源污染空间特征解析及分类控制

农业非点源污染是导致流域水质恶化的重要原因,识别流域内关键源区并加以重点控制是流域非点源污染治理的最有效手段.以淮河流域为研究对象,采用清单分析法核算了流域173个县(市、区)的畜禽养殖、农村生活、农田种植、水产养殖4种污染源化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)排放量和排放强度.利用SPSS和GIS软件对污染排放强度进行聚类分析、敏感性评价及空间解析,解析出流域非点源污染的敏感地区、重点污染源及其空间分布特征,并依据污染源贡献大小对流域进行分类控制.结果表明,2009年淮河流域农业非点源COD、TN、TP排放量分别为206.74×104t、66.49×104t、8.74×104t;排放强度分别为7.69、2.47、0.32 t·hm-2;COD、TN、TP排放比重分别为73%、24%、3%.识别出COD、TN、TP的主要贡献污染源为畜禽养殖和农村生活;解析出淮河上游沙河、颍河、北汝河、贾鲁河以及清潩河等子流域为整个流域非点源污染的敏感区和优先控制区,畜禽养殖为流域优先控制区中的重点污染源.畜禽污染型和综合污染型分别是流域污染贡献率最高和控制难度大的污染类型.     

湟水河流域水质时空变化特征及其污染源解析

基于2012—2014年水质数据,综合应用多元统计分析与一维水质模型(Qual2Kw),系统分析了湟水河水质时空变化及其污染物来源.结果表明:湟水河河流水质主要受化学需氧量、生化需氧量、铜、六价铬、水温、溶解氧、总氮、氨氮等8项水质指标影响,且氨氮和总氮污染严重;湟水河水质时间上可划分为3个时段:时段1(6—10月)、时段2(5月和11月)和时段3(12月—4月),时段1水质明显优于时段2和时段3,湟水河水体受工业生活排放污水的影响显著,面源污染对河流水质的影响低于点源污染;空间上可分为3大区段:湟水河上游、中游和下游,中游西宁市段污染较重;基于Qual2Kw模型的污染物贡献比例计算结果揭示了湟水河民和桥断面的氨氮负荷主要来源于扎马隆(S2)-西钢桥(S3),总氮主要来源于报社桥(S5)-小峡桥(S6),其中支流点源是氨氮的主要污染源,普通点源即城镇生活污水和工业废水排放是总氮的主要污染来源,上游干流农田地表径流、畜禽养殖废水、农村生活污水等污染源氨氮、总氮排放也不容忽视.研究结果可以为湟水河流域水环境管理提供科学依据.     

近30年中国农业源氮磷排放的格局特征与水环境影响

揭示农业源氮磷排放的空间格局、变化特征及其与水环境状况的关系,对于农业面源污染治理投入的合理配置以及区域农业生产结构优化均至关重要。基于这种认识,建立参数化估算模型测算了1990—2017年中国省域尺度的农业源氮磷排放;从总排放量、单位面积排放量和排放重心迁移三个方面研究农业源氮磷排放的变化特征,并通过相关分析与回归分析揭示农业源氮磷排放与水环境状况的关系。研究发现：1990—2017年中国农业源氮磷排放整体上呈随机分布,表明氮磷排放在省际之间并无显著的相互依赖性,主要受省内因素影响。研究期内年均氮磷总排放量最高的省份依次是河南、山东、四川、湖北、河北、安徽和江苏省,格局特征相对稳定但排放重心经历了东西向的往复式转移并具有北偏西方向的总体转移趋势,其中,氮、磷排放的重心分别向北偏西33.52°和15.45°方向转移了33.94 km及52.31 km。在格局研究基础上,结合空间维的格局特征和时间维的变化特征,将31个省份的氮磷排放划分为高排放增长型、高排放平稳型、高排放倒“U”型、中排放增长型、中排放倒“U”型、低排放增长型、低排放倒“U”型和低排放近似“U”型八类,并利用2017年的自动监测站水质数据进一步验证了氮磷排放与水环境状况的关系。研究结果可作为农业面源污染治理中重点区域瞄准的依据。     

蜚克图河流域宾县段水污染现状分析及对策研究

通过对蜚克图河流域宾县段2个断面的水污染物的监测数据统计分析,识别出化学需氧量、氨氮是蜚克图河流域宾县段的主要污染因子,根据流域沿线的生活污水、工业废水和农业污染源的化学需氧量及氨氮的排放负荷情况,对蜚克图河流域宾县段水环境污染成因进行了分析和研究,提出防治流域污染的对策,为恢复蜚克图河支流水体生态功能做出努力.     

三峡库区非点源污染氮磷负荷时空变化及其来源解析

三峡库区是我国重要水源保护区,也是长江流域经济迅速发展区域之一.非点源污染是库区水环境恶化的主要原因,因此研究库区非点源污染状况对于区域的生态安全以及可持续发展具有重要意义.研究采用改进输出系数模型,估算库区1990~2015年的非点源氮磷污染负荷总量,分析非点源氮磷污染的时空变化特征,并通过计算各污染源的贡献率确定主要污染来源.结果表明,氮磷污染负荷量在空间上均呈现库区腹地高,库尾次之,库首最低的分布特征;氮磷污染负荷总量在时间上均呈现先增加后降低的趋势,在2000年达到最高值,2015年降到最低值;各污染源对氮磷污染负荷量的贡献率按从大到小依此为：土地利用、农村生活以及畜禽养殖;其中,旱地这种土地利用类型是非点源氮磷污染的主要来源.