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江苏省农业面源污染时空特征及削减方案研究

姜峰  
【摘要】:随着江苏省农村经济的快速发展,环境污染和生态破坏已经逐渐呈现出“逐渐改善的城市环境与逐步恶化的农村生态”的城乡二元结构,而且这种态势将直接威胁着全省的河流湖泊,农业面源污染逐渐成为当前和未来江苏省水环境治理的主要目标。 本研究是在农业面源污染给江苏省可持续发展带来负面影响的背景下,从理论的角度探讨了农业面源污染的属性、来源和形成机理,基于单元的综合调查评价法,确定农田化肥、畜禽养殖、水产养殖、农田固体废弃物以及农村生活五类主要污染单元,考虑到化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)是水体富营养化的主要限制因子,因此采用这三个指标衡量农业面源污染。本研究估算了江苏省及其典型13个城市的农业面源污染COD、TN和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。另外运用DEA方法比较江苏省1990年以来农业生产与农业面源污染之间投入产出效率变化情况,并分别从宏观和微观层面提出农业面源污染削减方案。全文主要结论如下: (1)江苏省农业面源污染COD、 TN和TP的排放总量从1990年的64.20、54.29和4.78万吨增加到2009年的96.88、72.87和8.33万吨,年均增长率分别为2.54%、1.71%和3.72%。全省COD、TN和TP的排放浓度从1990年的20.97、17.74和1.56mg/L增加到31.65、23.81和2.72mg/L。从动态的污染变化率分解分析来看,1990-2009年间,农田化肥单元、禽畜养殖单元分别是驱动江苏省农业面源污染氮排放变化和磷排放变化的最活跃的因素。 (2)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2.46-17.26、1.62-14.40、0.177-1.757万吨之间,排放浓度分别在11.26-105.6、6.14-90.01、0.813-9.24mg/L之间。 (3)1990-2009年间,江苏省农业生产的特征主要表现为:①农业产值在国民经济中的地位不断下降;②农业劳动力迅速转移,资本替代型农业发展显著;③农业作物种植结构逐渐向高市场收益、高资本替代性转化调整;④食品消费结构明显转型,养殖业迅猛发展;⑤农村基础设施建设滞后,环保设施缺乏,农村环境保护法规缺失。这些特征是形成江苏省农业面源污染并使其加剧的重要原因。 (4)江苏省农业面源污染呈现出明显的南、中、北地域性特征,表现为污染物排放总量和浓度呈现由南向北逐渐增加的趋势,原因是:①苏南地区(苏州、无锡、常州、镇江、南京)农业生产比重较小,工业化程度较高,并且水资源含量丰富,农业面源污染程度较轻;②苏中地区(泰州、扬州、南通)农业比重较低并逐渐发展为以工业为主的产业结构,农业面源污染程度属于中等;③苏北地区(徐州、盐城、宿迁、淮安、连云港)农业所占产业比重较大,工业化发展水平相对滞后,且水资源较苏南和苏北城市都较为贫瘠,农业面源污染程度相对较重。 (5)1990-2009年期间,江苏省的农业生产技术效率只有在最近的2008和2009年达到1,其余年份则介于0.6到1之间,最低的为2003年的0.639。在13个地级市中,苏州、连云港和镇江的农业生产是技术有效的,而且各市间技术效率差异很大,盐城市仅有0.196,南通、常州、淮安、徐州和宿迁也没有达到0.5,无锡、扬州、泰州和南京四市在0.6到1之间。 (6)江苏省各市在不影响作物产量的情况下化肥施氮量能减少20%,牛、猪、羊、家禽、水产养殖的削减幅度分别为:61.60%、27.00%、24.80%、42.30%、28.20%。通过构建农田生态沟渠可实现脱氮、除磷和削减COD含量的目标以及构建人工湿地可处理农村生活污水。


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