基于等标污染负荷法的山西省农业面源污染特征研究

[目的]为全面了解山西省农业面源污染现状,探讨农业面源污染强度及分布特征。[方法]文章运用清单分析法、等标污染负荷法计算并分析了2016年山西省及其11个行政区COD、总氮、总磷的农业面源污染负荷,并根据畜禽养殖业,种植业,水产养殖业以及农村生活排水4个账户的计算结果进行了全面分析。在此基础上讨论其空间分布特征并进行聚类分析。[结果](1) 2016年山西省农业面源污染COD排放量为80.73万t,总氮排放量为9.21万t,总磷排放量为1.02万t。(2)总氮等标污染负荷最大的为460.42亿m~3,其次为总磷,COD等标污染负荷最小,3种污染物总等标污染负荷为918.51亿m~3。(3) 4个账户中,农村生活账户的等标污染负荷比最大,为52.13%;其次为畜禽养殖账户和种植业账户,水产养殖账户最小为0.12%。(4)山西省11个行政区等标污染负荷比由大到小依次为运城市吕梁市晋中市临汾市长治市大同市忻州市晋城市朔州市太原市阳泉市。(5)通过对2016年山西省农业面源污染等标污染负荷的系统聚类分析,将11个行政区划分为重度污染型(临汾市、吕梁市、晋中市、运城市),中度污染型(长治市、忻州市、大同市、晋城市、朔州市)和轻度污染型(太原市、阳泉市) 3个类型。[结论]2016年山西省农业面源污染严重,其中COD排放量最大。污染物主要来自畜牧养殖账户和农村生活账户。运城市污染状况最为严重。     

北京市地区畜禽养殖污染总量估算

[目的]随着我国经济的发展,畜禽养殖业发展迅速的同时,日益增加的畜禽粪便排放也带来了生态环境污染问题。北京市由于特殊的经济和政策环境,畜禽产品需求量较大从而畜禽粪便排放量进一步增多,因此必须要加强对于北京畜禽养殖产业污染的防治,为生态环境保护及居民身体健康提供坚实保障。[方法]文章采用随机抽调与实地调研相结合的方式,了解北京市地区主要畜禽养殖情况,进一步使用畜禽养殖主要污染物排放量计算参数估算北京地区畜禽养殖主要污染物排放量。[结果]北京地区多以养殖生猪、牛、肉鸡为主;北京市11个区县产污量较大的3个区依次是顺义区、房山区和平谷区,主要污染物为化学耗氧量和总氮;通过实地调研,发现北京地区畜禽养殖存在以下问题:(1)资金技术欠缺,无法按照要求购买必须的污染防治设备;(2)小型养殖户应对风险能力弱;(3)部分养殖户抱侥幸心理,认为投资污染防治设备没有必要。[结论]加大畜禽养殖污染防治财政补贴力度,鼓励养殖者使用新型排污设备;各个区县主管农业的部门定期组织养殖者进行免费培训;加大扶持力度,促进有机肥市场发展;发挥资金及技术优势,优势互补;引导居民调整饮食结构,倡导健康生活与饮食习惯。     

经济新常态下创新驱动型现代低碳农业发展研究*——以成都平原地区为例

[目的]在全球气候变暖,资源枯竭的背景下,发展低碳农业是农业可持续发展的迫切需求。文章通过分别计算种植业、畜牧业、农业生产用具碳排放量得出成都市近年来碳排放情况,为成都平原地区农业低碳经济发展提供研究与实践基础。[方法]选取2004—2015年科技发展财政投入数据与农业碳排放量,运用回归模型验证农业科技投入与农业碳排放量的关系,探究农业科技投入对农业减排的促进作用。[结果](1)成都市的种植业碳排放在40年整体呈下降趋势,主要原因是种植面积的减少;(2)化肥碳排放量在1999—2015年整体呈下降趋势,减排效果较为明显,农业灌溉碳排放量整体平稳下降而减少的势头还未放缓,其在未来仍具有较大的减排潜力;(3)农业机械的碳排放最小也最为稳定, 16年来一直保持在1.6万t左右,碳排放强度也在0.017 t/hm~2上下,可见成都市农业在21世纪初到目前的农业机械使用量基本稳定,对其依赖性较弱,有进一步减排的可能。(4)技术因素对减少农业碳排放具有驱动作用,并且随着技术资金投入的增加,减排工作会进入到"瓶颈",碳排放量减少的速度将逐渐放缓。[结论]通过理论分析与案例研究,发现技术、制度、文化与农业碳排放量的内在逻辑关系,为促进低碳农业发展,应从制度、技术、文化3个方面推动创新。     

新疆农业碳排放时空特征、峰值预测及影响因素研究

[目的]通过研究新疆农业碳排放峰值预测和影响因素能真正为新疆低碳农业发展和减排路径选择作出科学的评判和提供借鉴。[方法]文章基于种植业活动、牲畜养殖、农田土壤、秸秆焚烧4个方面23类碳源,测算了新疆1995~2014年农业碳排放量,并从时间、结构和空间维度分析其变化特征;在此基础上构建STIRPAT模型,并运用情景分析法对未来新疆农业碳排放峰值进行相关预测;同时,利用LMDI方法对新疆农业碳排放影响因素进行分解。[结果]新疆农业碳排量呈现"波动上升—持续上升"两阶段变化特征,碳排放量由1995年的1 942.7万t增加到2014年3 921.3万t,增幅1 978.6万t,年均增长3.77%;各地(州,市)区域差异明显,喀什地区属碳排放量、碳排放强度"双高"型地区,阿勒泰等4地区属低碳排放量、高碳排放强度地区,乌鲁木齐等5地区属碳排放量、碳排放强度"双低"型地区,昌吉回族州等4地区属高碳排放量、低碳排放强度地区;若农业碳排放影响因素保持原有增长率不变情况下,新疆农业碳排放不会在2050年内达到峰值,在基准情景和低碳情景下,新疆农业碳排放峰值出现时间分别为2040年和2029年,碳排量分别为7 457.68万t和4 755.23万t;与1995年相比,效率因素、结构因素分别累计实现0.33亿t(97.47%)、0.008 6亿t(2.53%)的农业碳减排,经济因素是农业碳排放最主要的驱动因素,累计实现了0.41亿t的碳增加,人口因素为农业碳排放另一重要因素,累计实现了0.13亿t的碳增加。[结论]秸秆焚烧是导致新疆农业碳排放量增加的最主要碳源;碳排放量、碳排放强度和碳排放结构空间差异明显;不同情景下新疆农业碳排放峰值出现时间差异较大;经济因素是导致新疆农业碳排增加的主要驱动因素。据此,根据新疆实际合理优化调整农业产业结构,加快推进绿色农业现代化;加强生态环境建设,提高农业生产资料的利用效率;转变增长方式,走两型农业之路。     

黔中喀斯特地区农业生产碳排放实证研究

[目的]以贵阳市为例,测算其2007—2016年农业碳排放量,分析时序变化特征、脱钩关系并预测未来10年农业碳排放量,为我国西南喀斯特地区农业减源增汇以及经济发展提供参考。[方法]文章运用碳排放系数法计算2007—2016年贵阳市农业碳排放量;基于Tapio脱钩模型分析区域农业碳排放量与农业GDP的脱钩关系;利用GM (1.1)模型预测贵阳市未来10年农业碳排放量。[结果] 2007—2016年贵阳市农业碳排放量呈下降趋势,年均递减0.75%;三大类碳源中水稻种植占比例最大,为67.37%,其次为畜禽养殖,为17.08%,最后为农地投入,占比为15.55%;细分碳源,除水稻外,化肥与牛碳排放量较高,但农膜、农用柴油、农地灌溉以及羊碳排放都呈增加趋势;脱钩分析表明,贵阳市农业碳排放与农业经济增长间的脱钩类型呈现强脱钩、弱脱钩、强负脱钩、扩张负脱钩4种状态,脱钩类型以强脱钩为主,说明近年来农业碳减排取得一定成效;根据GM (1.1)模型预测,贵阳市农业碳排放量逐年下降,由2017年的50.14万t下降至2026年的47.76万t。[结论]贵阳市农业碳减排效果明显,未来还需进一步采取措施以实现农业减源增汇。     

近15年三峡库区典型流域农业非点源污染时空特征分析——以澎溪河流域为例

[目的]揭示三峡库区北岸最大支流澎溪河流域非点源污染时空特征,能够明确农业非点源污染的来源、总量等动态变化及风险等级分布规律,为三峡库区的农业非点源污染分区防控决策提供切实科学建议。[方法]文章运用改进输出系数模型、污染风险指数及冷热点分析,采用高程、土地利用/覆被类型、降雨等多元数据,对2000—2015年流域内农村生活源、畜禽养殖源、土地利用源的总氮、总磷排放量进行估算。[结果]（1）澎溪河流域农业非点源污染氮磷排放量呈现先减少再缓慢增长的趋势,其总氮、总磷排放均值分别为5 919.89 t和499.06 t,年均排放强度分别为12.53 kg/hm2、1.06 kg/hm2;(2)土地利用源对氮磷污染的贡献占较大比重,年均占比分别为60.05%、74.67%;(3)不同子流域总氮、总磷污染年际变化空间表现特征均为南河（1 560.59 t、139.44 t）>澎溪河干流（1 181.51 t、95.70 t）、桃溪河（1 179.56 t、106.27 t）>普里河（1 000.32 t、76.48 t）、东河（997.91 t、79.22 t）,南河子流域是氮磷污染...     

三峡库区（湖北段）农业碳排放特征、驱动因素与趋势预测

目的 探讨三峡库区（湖北段）农业碳排放可为其制定低碳农业发展措施，农业碳减排提供理论依据。方法 文章基于2000—2019年三峡库区（湖北段）种植业和畜牧业的8类碳源数据，采用碳排放因子估算法对三峡库区（湖北段）农业碳排放总量进行估算，并根据STIRPAT模型及LMDI模型进行趋势分析与驱动因素分解，运用情景分析法对2020—2030年碳排放进行预测。结果 （1）化肥是三峡库区（湖北段）农业碳排放的第一大碳源，占总量的29.05%，其后依次是畜禽肠道发酵、畜禽粪便管理。（2）2000—2019年农业碳排放总量整体呈先上升后下降的趋势，其中在2014年达峰，总量为171.67万t，且当年的畜牧业排放量总体高于种植业。而农业碳排放强度整体却呈下降趋势，由5.37 t/万元下降至0.87 t/万元。（3）农业生产效率、农业生产结构及人口规模对农业碳排放具有抑制作用，经济发展水平则促进作用显著。（4）强化低碳模式下，2020—2030年预测得知农业碳排放强度将呈持续下降趋势，农业碳排放总量趋于降低，表明库区农业可实现绿色低碳和高质量发展。结论 虽然三峡库区（湖北段）农业碳减排仍存在压力，但农业碳排放量的负增长和碳排放强度的持续下降会促进碳达峰，服务碳中和，以实现“双碳”目标。     

生态—经济—社会系统视角下的山西省农业生态安全评价

[目的]评价山西省农业生态安全等级,并基于此进行分区评价,以期为提高山西省生态农业安全度提供理论基础。[方法]运用离差最大化法对2007—2016年山西省农业生态安全作出动态评价,并基于GIS空间分析功能划分山西省各地级市农业生态安全等级。[结果]2007—2016年山西省农业生态安全综合指数呈现波折上升的过程,期间出现短暂下降过程,其中生态、经济系统指数值呈上升态势,而社会系统指数值呈下降趋势;吕梁市、太原市和阳泉市等3市由于人口基数大等原因造成其农业生态安全等级为不安全级,大同市、忻州市及临汾市等3市等由于工业污染造成土地质量下降导致其农业生态安全等级为较不安全级,朔州市、长治市及晋城市等3市由于农业污染治理及时导致其农业生态安全等级为较安全级,晋中市和运城市等2市由于农业基础设施完善,故其农业生态安全等级为安全级。[结论]通过构建生态补偿政策及发展绿色农业体系能提高山西省农业生态安全指数。     

新疆畜牧养殖经济效益与碳排放脱钩关系的实证研究

党的十八大提出"把推动发展的立足点转到提高质量和效益上来"。新疆作为我国五大牧区之一,研究畜牧养殖业发展质量效益,对第一产业的健康可持续发展有重要的现实意义。畜牧养殖经济效益与碳排放动态关系的研究作为检验畜牧养殖业发展质量效益的前提和重点。因此,笔者根据1997年以来新疆畜牧业增加值作为衡量经济效益指标,根据9类反刍动物肠道发酵和粪便排放所产生的温室气体作为衡量碳排放指标,并利用Tapio脱钩模型,探讨新疆畜牧养殖经济效益与碳排放的脱钩情况,并对其脱钩状态进行分析。结果表明:(1)新疆畜牧养殖碳排放量由1997年的649.71万t增加到2014年的747.33万t,增幅15.03%,年均增长0.83%,呈现"持续上升-快速下降-缓慢上升"3阶段特征。碳排放量和碳排放结构空间差异明显;(2)新疆畜牧养殖经济效益与碳排放呈现"弱脱钩平稳-扩张负脱钩与强负脱钩交替-强脱钩转型"的演进关系,以弱脱钩、强脱钩为主。据此,提出相应建议。     

西藏农业面源TN、TP排放的空间差异与分布特征

[目的]农业面源污染已经成为西藏构建国家生态安全屏障的重要制约因素,揭示西藏农业面源污染的现状,探明其主要污染源和分布特征,能够为西藏农业面源污染防治政策的制定提供参考和依据。[方法]利用单元调查法,以西藏不同地区农田化肥、畜禽养殖和农村生活为污染单元,对2000—2016年西藏农业面源排放的总氮(TN)和总磷(TP)排放总量、构成及强度进行核算,并分析其空间差异与分布特征,反映西藏农业面源污染现状并把握其动态演变。[结果]西藏农业面源污染的TN、TP排放量基本呈现有增有减的平稳态势,畜禽养殖贡献率最大,占TN、TP排放总量的96. 3%和94. 5%,畜禽养殖是西藏农业面源污染防治的重点领域。西藏不同地区TN、TP排放量和强度差异明显,那曲市、昌都市、日喀则市的TN和TP排放总量位居前3位,拉萨市和昌都市的TN和TP排放强度位居前2位,阿里地区TN和TP排放总量和排放强度均最低。[结论]综合考虑到农业面源污染总量和负荷强度,拉萨市、昌都市、日喀则市、那曲市应当作为西藏农业面源污染治理的重点区域。     

基于县域尺度的湖南省农业碳排放时空特征分析

目的 全球各行业碳排放中,农业碳排放占比很大,对全球气候和生态环境的负面影响不可忽视,研究农业碳排放对实现农业节能减排有重要意义。方法 文章通过分析从农地利用过程碳排放、水稻种植过程甲烷排放、农地氧化亚氮排放和禽畜养殖过程碳排放四个方面碳源构建了农业碳排放测算清单,采用碳转化系数法测算出湖南省农业碳排放总量,并分析了2007—2017年湖南省农业碳排放的时空特征。结果 2007—2017年湖南省农业碳排放整体呈先上升后下降趋势,碳排放强度呈下降趋势,74.59%的县域单元的农业碳排放总量为负增长,94.26%的县域单元碳排放强度呈下降态势。湖南省各县（市、区）农业碳排放在空间布局上存在显著同质性,11年各县（市、区）空间均质性呈增强之势,空间异质性呈减弱之势。结论 对湖南省县域尺度农业碳排放不同维度时序特征的分析,有利于依此总结湖南省碳排放变化规律,预测未来农业碳排放走向,对县域农业碳排放空间布局研究有助于各地因地制宜,推行有差别的农业碳减排举措。     

河北省碳足迹及碳承载力的时空演变分析

[目的]碳足迹及碳承载力的时空演变分析是当前分析温室气体排放量的热点问题。[方法]文章采用2004~2014年河北省化石能源消费数据、土地利用结构数据以及经济社会数据,通过构建碳足迹模型,基于Arc GIS平台对河北省11个地级市的碳足迹、碳承载力、净碳足迹进行时空演变分析。[结果](1)2004~2014年河北省碳足迹由2.224 5亿t增长至4.792 2亿t,其中煤炭能源消费量占90%左右,唐山、邯郸和石家庄碳足迹值较高,分别占河北省碳足迹的33%、18%和16%;(2)2004~2014年河北省碳承载力由9 043万t增长至1.050 6亿t,其中林地碳承载力占河北省碳承载力的97%左右,西南地区农、林业发达,碳承载力相对较高;(3)2004~2014年河北省净碳足迹呈逐年上升趋势,由1.536 7亿t增长至4.236 5亿t,唐山、邯郸及石家庄净碳足迹较大,分别占河北省净碳足迹的40%、22%和16%;(4)除保定外,其他10个地级市的碳足迹压力指数变化强度均呈现不同程度的增强趋势。此次研究成果将为河北省未来制定温室气体排放量等相关政策的建设提供参考。[结论]整体来看,河北省碳足迹及碳承载力呈逐年增长的变化趋势,应加强温室气体的管控力度,减小碳排放给河北省带来的负面影响。     

基于投入视角的河南省农业碳排放时空演化特征与影响因素分解

[目的]对河南省农业碳排放进行测算,并分析其时空演化特征与影响因素,可为实现低碳农业发展提供依据。[方法]基于农业生产中翻耕、灌溉、化肥、农药、农膜和农用柴油等6个方面碳源,采用碳转化系数法、标准差、变异系数与探索性空间分析方法 (ESDA)对河南省1993~2015年的农业碳排放及其时空演变进行了分析。运用LMDI模型对河南省农业碳排放影响因素进行分解。[结果]河南省农业碳排放量和排放强度总体上均呈上升趋势,年均增速分别为4.32%和3.72%。河南省农业碳排放量空间分布呈较为明显的集聚特征,主要年份高碳排放区集中于豫东南地区;碳排放强度多为Ⅱ级和Ⅲ级水平,空间分布更为均衡。23年来,河南省各地农业碳排放量和排放强度的相对差异与绝对差异整体上均呈扩大趋势,农业碳排放量的集聚趋势更为明显,高碳排放区域有向豫东南和豫北地区进一步集聚的趋势,农业碳排放强度趋向于均衡化发展。生产效率、劳动力和结构因素对碳排放有抑制作用,而农业经济发展因素对碳排放具有促进作用。[结论]未来河南省还须进一步采取措施,有效实现农业碳减排。     

2015—2019年北京市农业氧化亚氮排放变化与分析

[目的]温室气体排放是农业绿色发展的重要指标,而氧化亚氮(N₂O)是农业温室气体的重要组成部分。为了了解北京市农业N₂O的排放情况,并为北京市低碳农业发展提出建议。[方法]文章运用文献调研与数据统计方法,收集了2015—2019年北京市各区种植业与畜牧业基础数据,进行全市和各区的农业N₂O排放核算工作,并对核算结果及其不确定性进行分析。[结果](1) 2015—2019年北京市农业N₂O排放呈下降趋势,2019年北京农业N₂O排放量为26.1万tCO₂e,较2015年减少了46.88万tCO₂e,减排率高达64.2%;(2)种植业N₂O为北京市农业N₂O最大排放源,占2015—2019年北京市农业N₂O排放年均贡献率的58.3%;(3) 2015—2019年北京市种植业N₂O与畜牧业N₂O排放均呈下降趋势,它们的最大排放源分别...     

山西省农业生态经济系统协调发展及障碍因子分析

目的 以山西省为例,探究其农业生态经济系统协调发展水平、演变规律以及限制因素,对加快山西省农业全要素融合、促进农业高质量可持续发展具有重要意义。方法 文章综合运用熵值法、耦合协调发展模型和限制因子识别模型,从山西省市两级分别分析2010—2020年农业资源利用—生态环境—经济发展系统（REE系统）耦合协调度和障碍因子,探究其发展水平、演变规律以及限制因素。结果 （1）研究期间全省层面农业REE系统处于较低至中等水平,变化趋势是先降低后增加。其中农业经济发展有所提升,生态环境得到一定改善,但资源利用水平呈现下降趋势。耦合协调等级：2010—2012年轻度失调,2013—2016年进入濒临失调阶段,2017—2020年提升为勉强协调。（2）区域层面,以太原市发展水平最高,并向轻度协调发展过渡;阳泉市和运城市表现为最低水平;其他地区为较低水平。变化趋势以太原市、大同市增速稳定,忻州市、临汾市和吕梁市3市发展波动性较大。耦合协调等级：太原市、大同市、长治市3市为勉强协调型;晋城市、晋中市2市为濒临失调型;其他6市均为轻度失调型。（3）障碍因子识别包含13个主要指标。结论 山西省农业REE系统整体水平为较低到中等,耦合度高,耦合协调度相对低,协调等级逐年优化,表现为有序发展趋势。近年来山西省农业资源型经济转型取得一定进展,但资源对经济发展的支撑作用正在减弱,约束作用开始突显,尤其表现在产业结构、水资源、耕地资源、环境污染和治理等方面,区域尤以晋西南地区的吕梁市、临汾市和运城市为重,产业结构优化和资源环境改善等发展模式有待加强。