云南星云湖流域种植业面源污染驱动力分析

种植业面源污染是湖泊水的主要污染源之一,但是有关种植业面源污染驱动力的研究甚少。为了研究星云湖流域种植业面源污染的驱动力,通过流失系数法计算2005、2010和2015年种植业化肥流失量,由多元线性回归分析其影响因素。结果表明:(1)农业人口占总人口的比重、耕地比重、经济作物和果树的播种面积、经济作物与粮食作物的播种面积比、第一产业产值均与化肥流失量呈正相关;粮食作物的播种面积、人均非农收入、环保投资指数均与化肥流失量呈负相关。(2)经济作物和果树的播种面积、经济作物与粮食作物播种面积比与化肥流失量正相关程度最高,均大于0. 9,所以星云湖流域种植业面源污染大小的决定因素是种植结构。建议下一步对星云湖流域种植业结构和空间布局进行优化。     

基于种植业面源污染控制的星云湖流域种植业结构优化

以星云湖流域为研究对象,种植业化肥流失量最低为目标函数,种植面积、粮食需求、经济状况等为约束构建线性规划模型,得到2020年星云湖流域种植结构的优化结果:(1)2005—2015年种植面积最大的是经济作物(1 1069.93 hm~2),最小的是果树(909.40 hm~2),缓坡地的种植面积远远大于陡坡地。总体上水稻、旱粮的种植面积逐渐减少,经济作物逐渐增加,果树先增加后稳定。(2)优化后预测2020年星云湖流域水稻的种植面积为3 471.56 hm~2,旱粮为2 571.53 hm~2,经济作物为7 966.92 hm~2,果树为2 149 hm~2。相对于2015年,2020年水稻面积增长1 276.49 hm~2,旱粮增长1 051.84 hm~2,果树增加1 239.6 hm~2,经济作物减少3 103.01 hm~2。(3)预测2020年优化后的种植结构下化肥流失量总计663.79 t,2015年为890.55 t,减少25.47%。在各种污染物中总氮减少最多,其次为总磷和氨氮,硝态氮和可溶性磷的流失量有所增加。     

洱海流域农业面源污染研究进展

农业面源污染控制是洱海水质保护必须直面的不可逃避的问题。在系统调研洱海流域农业面源污染领域研究成果的基础上,归纳了洱海流域不同农业产业、行政区域、农用地、入湖河流和入湖河口湿地农业面源污染分布及特征,介绍了洱海流域农业面源污染研究采用的技术,总结了入湖河口湿地、农田灌排沟渠和湖滨缓冲带对洱海流域农业面源污染治理产生的积极作用,阐明大蒜不合理的施肥和轮作模式,奶牛、猪和肉牛等大牲畜的养殖以及土地利用的频繁改变等是导致洱海流域农业面源污染负荷产生的主要原因。通过合理的化肥减量施用、有机肥替代化肥、水稻-蚕豆轮作以及蚕豆间作大蒜模式,既能削减农业面源污染负荷,又能保证作物优质适产。针对洱海流域农业面源污染综合防治存在的问题,提出今后应加大农村生产生活、入湖河流生态系统以及养殖业等对洱海流域农业面源污染影响的研究。     

太湖流域跨界区农业面源污染特征

采用输出系数法,从农村生活污水、农田径流和畜禽养殖3个来源估算太湖流域跨界区农业面源COD、TN和TP污染负荷,并分析其时空变化特征;采用极值标准化法和均方差赋权法,进一步对区域内各地区污染负荷的入水强度进行评价。结果表明,太湖流域跨界区2010—2013年COD、TN和TP入水负荷总体呈下降趋势,4 a间高COD负荷区分布在湖州市和嘉兴市,高TN和TP负荷区分布在苏州市、湖州市和嘉兴市,畜禽养殖是3种污染负荷的主要来源,均占3种污染物总负荷量的80%以上。各地区污染负荷的入水强度评价结果显示,2010—2013年跨界区农业面源污染负荷单位GDP综合评价值分别为0.217 6、0.240 2、0.236 4和0.222 2,无明显变化规律;流域农业面源污染负荷单位面积综合评价值分别为0.407 8、0.289 9、0.289 2和0.281 6,呈下降趋势。     

生物炭对农业面源污染氮、磷流失的影响研究进展

综述了近年来国内外应用生物炭削减农田氮、磷养分流失的研究进展,从生物炭的作用机制和对土壤环境效应的影响2个方面出发,重点阐述了生物炭对土壤中氮、磷养分的吸附与转化,生物炭的作物效应以及生物炭对土壤淋溶过程的影响。生物炭不仅能够改善土壤环境,提高土壤氮、磷养分的有效性,促进作物的吸收和生长,而且由于其特殊的结构和理化性质,可以吸附土壤中未被作物利用的水分和养分,延缓养分释放,减弱其在土壤中的迁移转化能力,最终实现减少土壤氮、磷养分流失的目的。最后,着眼于当前相关研究的薄弱之处对今后研究重点和方向进行展望,供相关研究者参考。     

我国集约化种植业面源氮发生量估算

面源污染已经成为一个世界性问题,当前大尺度面源氮负荷核算方法主要通过区域收支法或考虑氮肥用量的输出系数法,存在很大的不确定性。基于全国187组文献数据,应用逐步回归分析方法,提取影响种植业面源氮发生量(氮素径流和淋洗)的关键因子,构建了关于氮肥用量、降雨量和土壤黏粒含量的多元回归模型。应用2011年统计年鉴数据,模拟得到全国种植业氮素径流总损失量为0. 96 Tg,占氮肥投入量的6. 0%,其中,旱地和水田径流损失量分别为0. 76和0. 20 Tg。而全国种植业氮素淋洗总损失量为1. 01 Tg,占氮肥投入量的6. 3%,其中,旱地和水田淋洗损失量分别为0. 87和0. 14 Tg。面源氮发生量较高的区域位于长江中下游地区、西南丘陵地区、山东半岛和华北平原。所建模型不仅能估算我国集约化种植业面源氮发生量分布情况,而且与传统的考虑单一氮肥用量的排放系数模型相比,能大大降低大区域尺度估算的不确定性。     

广东省农业面源污染时空变化及其防控对策

利用2009和2019年广东省农业统计年鉴数据,以广东珠三角、粤东、粤西和粤北为基本单元,选取农田化肥施用量、畜禽养殖粪便排放量构建农业面源污染核算清单,对广东4区域农业面源污染变化进行对比分析。结果表明:种养业结构调整是引起农业面源污染时空变化的主要原因。从2008—2018年,全省各区粮食作物播种面积下降、经济作物和其他作物种植面积增加;禽畜养殖量(以生猪养殖为例)珠三角、粤东养殖量缩减,粤西、粤北养殖量扩增。农业面源污染排放强度随之发生变化,2018年全省排放强度上升为687.45kg·hm~(-2),比2008年增加21.04kg·hm~(-2),其中珠三角、粤东有不同程度的下降,粤西、粤北有不同程度的上升;由农田施肥引起的TN排放强度除粤西上升外,其他区均下降,而TP排放强度各区均上升;由养殖业排放引起的COD、TN、TP排放强度,珠三角、粤东下降,而粤西、粤北则相应上升。因此,广东应结合各区农业实际,立足农业面源污染源头控制,排放过程拦截。应采取如下的措施:(1)加强主要农作物施肥技术研究,提高肥料利用效率;(2)以高标准农田建设为契机,提升农业机械化水平,推广应用节水灌溉和水肥一体化等农业先进技术;(3)深入开展禽畜粪污土地承载力研究,提高禽畜粪污资源化利用效率等防控对策。     

广东省各区县农业面源污染负荷估算及特征分析

全国第二次污染源普查公报显示,广东省农业面源污染对全省氮磷污染的贡献率分别为39%和63%。农业面源污染成为广东省水体污染、湖泊富营养化和农村环境恶化的主要原因之一,理清全省各区县农业面源污染负荷量和特征对面源污染防治和生态环境改善具有重要意义。基于2020年广东省农业统计年鉴数据,采用改进输出系数法,分析了2019年广东全省102个单位的农业面源污染年和月负荷量及时空分布特征,利用单位面积负荷系数评价了农业面源对环境的影响程度。结果表明：(1)2019年广东省农业面源氮、磷排放量分别为16.09×10⁴ t和1.71×10⁴ t,其中畜禽养殖业贡献较大,其对水体总氮(TN)、总磷(TP)的贡献率分别为67.2%、64.6%。(2)空间上广东省农业氮磷流失主要来源于粤西地区,时间上全省4—9月TN和TP排放量占全年60%。全省TN和TP年排放量最高的3个区县分别是信宜、新兴和高州,年排放量最低的3个区县分别是宝安、佛山市区和龙岗。(3)全省35.3%和40.2%的区县农业TN、TP流失对环境不构成威胁,33.3%和36.3%的区县农业TN和T...     

基于文献定量法的农业面源污染风险评估研究动态

为客观分析农业面源污染研究进展、研究热点和研究趋势,以CNKI数据库和Web of Science数据库为基础,采用文献定量法从发文时间、研究主题、研究区域、评估方法等方面进行统计分析,并结合GIS技术进行相关分析。结果表明:(1)2个数据库的发文量总体均呈上升趋势,截至2019年6月15日,发文总量分别为147和541篇,2000年以前、2001—2005年、2006—2010年、2011—2015年、2016—2019年5个时段CNKI和Web of Science数据库年均发文量分别为0、0.50、3.80、13.6、19.5和3.22、10.2、21.6、30.6、52.25篇;(2)2个数据库研究主题主要围绕农业面源污染、风险评估、输出系数模型、水文模型、GIS空间分析等方面,但相比中国,国际研究在毒理学领域优势明显;(3)热点分析发现,中国研究文献存在京津冀片区、东北三省片区、长三角片区、山东片区、渝贵川片区5个集聚区,全球研究文献存在中国区域、美国—加拿大区域、英法德区域、巴西区域4个集聚区,2个数据库分别以安徽省13篇文献成果和中国165篇文献成果居首位;(4)风险评估方法分析发现,不同尺度研究在方法上存在一定的差异,GIS技术在不同尺度均能发挥较好的作用。在文献分析基础上,从基础数据观测与获取、机理研究、模型自主开发、标准制定等方面对中国农业面源污染风险研究目前存在的问题进行分析并提出相应的建议,供该领域研究者参考。     

广东省农业源污染对水环境的影响及其空间分异格局

掌握农业农村面源污染现状和排放特征,对开展农业源污染防控、农业可持续发展和农村生态环境改善具有重要意义。基于2022年广东省276个农业农村面源污染控制断面的监测数据,分析广东省珠三角、粤东、粤西和粤北4个区域农村生活污染、种植业流失和养殖业污染对农村水环境的影响,在县域尺度上评价农业农村面源污染状况及空间分异格局。结果表明,1)水质COD、TN、TP、NH₄⁺和NO₃^-浓度最大值和内梅罗综合污染指数最高值均出现在农村生活污染监测断面,表明全省农村生活源污染对地表水环境污染的贡献最大。2)粤北地区监测断面水质指标浓度和污染指数显著小于其他区域(P<0.001);珠三角地区生活源和养殖源污染指数(I_i=2.59和1.97)最大,以及种植源和养殖源污染比例(37%和36%)最高;而粤东地区种植源污染指数最大(I_i=1.93),生活源污染比例最高(51%)。3)县域尺度农村生活源污染状况最严重,尤其珠三角和粤东地区重污染和严重污染区县较多,以珠海金湾区(I...     

都市型农业土地利用面源污染环保意识和支付意愿研究

研究针对北京郊区农业集约化水平较高的顺义区蔬菜化肥和农药超量使用及大型养殖场废弃物排放给生态环境带来严重的不良影响问题，在大量农业面源污染研究的基础上，采用CVM方法，评估了顺义区公众对以上农业活动造成的地下水环境污染问题的环境意识和支付意愿，研究结果表明：首都郊区农民的环保意识在增强；家庭人均纯收入、受访者的受教育程度与支付意愿呈显著正相关；受访者的年龄与支付意愿则呈显著负相关。该研究还计算了顺义区2002年全区农民的平均支付意愿是49．18元/人，该年全区人民总支付意愿为2680．861万元人民币。该研究可为有关部门对农业面源污染进行治理提供参考依据。     

华北高产农区公众对农业面源污染的环境保护意识及支付意愿调查

应用假设市场价值评估法(CVM)调查了华北高产农业区桓台县公众对防治农业面源污染地下水所需费用的支付意愿;评价了公众对技术、经济、政策等解决手段的期望和行为选择。调查表明,有60%以上的公众表现出能够为后代人着想而保护农业环境的可持续发展意识,有76%的人对污染现状的改善和治理持积极态度,人均支付意愿为22.8元·a-1,但公众对农业面源污染的环境保护意识不足。影响农民公众支付意愿的因素主要有家庭收入、受教育程度和职业。经推算,该县公众1a总支付意愿大约是1114.8～1320.2万元。可采取的环境保护技术措施以改良耕作习惯、控制化肥施用量为主,法制化的环保手段需要与公众环保意识相适应。     

安徽省化肥面源污染环境风险分析

为了深入了解化肥施用对农村生态环境的威胁,在综合考虑化肥施用强度、效率、生态安全标准、环境效应权数及作物复种指数等多种因素的基础上,构建了化肥面源污染环境风险评价指数模型,对安徽省化肥施用时空分异与面源污染环境风险进行研究。结果表明,2013年安徽省总化肥施用强度平均为853.6 kg·hm~(-2),化肥面源污染环境风险指数为0.72,总环境污染风险程度为中度;氮、磷、钾施用比例平均为1∶0.52∶0.49,氮、磷和钾3种单质肥料的环境风险指数分别为0.72、0.78和0.65,风险程度分别为中度、高度和低度,其空间分布具有明显的聚集效应。安徽省16个地级市目前普遍存在农田化肥过量施用的问题,区域差异大,分布规律比较明显。其中淮南为严重风险,蚌埠、六安、芜湖和铜陵4个地区为高度风险,其余各市为中度风险。     

农业化肥污染的政策成因及对策分析

化肥污染是农村面源污染的重要组成部分,如何解决该问题已经成为中国学者热议的话题。为了定量分析国家政策对化肥过量施用的影响,基于我国1998—2007年各省市的面板数据,借助STATA软件包和化肥施用效用模型假设,对其进行了回归分析。结果表明：一是随着经济发展水平的提升,农业化肥污染仍会不断加剧。二是多年来国家给予化肥企业＂优惠＋补贴＋限价＂的化肥行业发展政策是化肥过量施用的根本政策原因,当前国家惠农政策有助于降低化肥的需求量。三是当国家取消对化肥企业的补贴政策,继续当前的惠农政策时,则农民直补政策需以农民有利于环境的施肥方式为前提。四是若国家继续当前化肥行业发展政策和惠农政策,则视国家给予化肥企业的补贴确定一个直补额度,当对农民直补小于该额度时,则直补有利于农民减少对化肥的需求;但当直补超过这一额度时,农民则会增加对化肥的需求,因此后者需以农民施肥行为有利于环境为前提。     

限制肥料施用量减少化肥的面源污染

农业高速发展需要化肥,但过量施用会造成人为性面源污染,直接或最终危害人体健康和人类生存。目前最大量推荐施肥是不可取的。实测和理论数值表明,即使对目前的推荐施肥量减少20％,也不会使产量减少>2％。这对提高肥料利用率,减少面源污染是完全有利的。     

基于随机森林算法与农户视角的村落级农业面源污染风险分析

当前农业面源污染问题依然严峻,村落级尺度下各地块的污染风险状态精细识别有待进一步研究.本文针对三峡库区典型村落重庆市涪陵区南沱镇睦和村进行研究,结合无人机多光谱技术、农户行为调研、随机森林算法等进行地物识别及泛地块网格划分,通过测算总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP...     

城市低影响开发面源污染治理措施研究进展与展望

城市面源污染是指通过降水淋洗大气和冲刷地表而形成携带多种污染物的地表径流,以地表污染物溶解、扩散的形式污染城市受纳水体。近年来,随着中国城市化进程加快,城市面源污染逐渐成为中国城市水体水质的重要影响因素,是城市水环境治理的一大难题。优化并推广城市低影响开发(LID)面源污染治理措施是当前缓解城市面源污染问题的有效途径,因此文本综述了城市LID治理措施相关研究进展。在高流量城市区域,机动车排放等人类活动和大气沉降是氮磷污染物、有机物污染物、重金属污染物、生物性污染物等几种城市面源污染物的主要来源。城市主要通过工程措施与非工程措施相结合的方式治理城市面源污染,而工程措施分别从源头、迁移与终端3个过程控制面源污染,以生物滞留系统、绿色覆盖、透水铺装以及人工湿地系统4主要的LID工程治理措施为例。文章综述了这4种LID工程治理措施的基础结构、对几种污染物的去除效果以及采用改进方式后去污效果。治理措施的治理效果常因填料基质堵塞、温度变化、植物腐烂与设施材料耐受性下降等问题而受到影响,因此文章同时讨论了这些工程措施存在的问题。最后,文章针对治理措施存在的问题提出了几点改进展望,如选择吸收能力稳定的植物与搭配方式、采用简易的辅助性措施缓解填料基质堵塞以及探索新的促渗能力与耐受性强的材料等。