PSR視角下河南省農(nóng)業(yè)面源污染空間分異研究

相廣芳（平頂山學(xué)院旅游與規(guī)劃學(xué)院 河南 平頂山 467000）

農(nóng)村面源污染是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村生活活動(dòng)中，氮、磷及其他有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物從非特定的地域，通過(guò)地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏進(jìn)入水體引起水質(zhì)污染的過(guò)程[1]。美、英、日等一些發(fā)達(dá)國(guó)家于20世紀(jì)60年代率先開展相關(guān)研究，20世紀(jì)80年代初，我國(guó)開啟了面源污染領(lǐng)域的相關(guān)研究工作[2]。作為農(nóng)業(yè)大省，河南歷年農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量位居全國(guó)前列，其農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題更具有廣泛性和復(fù)雜性。河南省農(nóng)業(yè)面源污染的研究起步較晚，且大多停留在原因分析和對(duì)策建議上。如趙麗莉等[3]分析了河南農(nóng)業(yè)面源污染的現(xiàn)狀和原因，劉增進(jìn)等[4]研究了河南省農(nóng)業(yè)面源污染的主要因素。本文基于PSR的基本原理，定量分析了河南省農(nóng)業(yè)面源污染的實(shí)際排放強(qiáng)度及對(duì)環(huán)境的影響，得出其空間分異規(guī)律，并提出相應(yīng)的響應(yīng)措施。

1 PSR基本原理

PSR(Pressure-State-Response)模型，又稱為壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型，是由聯(lián)合國(guó)經(jīng)濟(jì)合作和開發(fā)組織(OECD)與聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)共同提出的環(huán)境概念模型，在PSR模型框架內(nèi)，某一類環(huán)境問(wèn)題可以由壓力、狀態(tài)、響應(yīng)三個(gè)相互聯(lián)系的指標(biāo)類型來(lái)表達(dá)[5]。壓力(P)指標(biāo)反映人類活動(dòng)給環(huán)境造成的負(fù)荷；狀態(tài)(S)指標(biāo)說(shuō)明了在人類影響下，環(huán)境質(zhì)量、自然資源或者生態(tài)系統(tǒng)的狀況；響應(yīng)(R)指標(biāo)指面對(duì)該環(huán)境問(wèn)題人類應(yīng)該采取的措施[6]。PSR模型提出后被廣泛用于水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，近年來(lái)，該模型逐漸被應(yīng)用到面源污染的研究中。

2 計(jì)算方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

基于清單分析列出了6個(gè)河南省農(nóng)業(yè)面源污染源，即化肥流失、水產(chǎn)養(yǎng)殖、生活污水、生活垃圾、人糞尿和畜禽養(yǎng)殖。參考第一次全國(guó)污染源普查中各污染源的產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)、華北地區(qū)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)指南、河南省農(nóng)村環(huán)境綜合整治生活污水處理適用技術(shù)指南等綜合確定了各污染源的產(chǎn)排污系數(shù)(見表1)，之后計(jì)算各污染源的兩種污染物TN、TP的實(shí)際排放量和等標(biāo)排放量。

研究所需要的各項(xiàng)農(nóng)事活動(dòng)與人居活動(dòng)涉及到的原始數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)污染源普查、文獻(xiàn)資料和實(shí)地調(diào)研，具體包括全國(guó)第一次污染源普查數(shù)據(jù)、河南省2017年統(tǒng)計(jì)年鑒、河南省各地市2017年統(tǒng)計(jì)年鑒、中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒2017等，同時(shí)還有實(shí)地調(diào)研、問(wèn)卷調(diào)查和各相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)資料。

表1 河南省農(nóng)業(yè)面源污染源污染參數(shù)

3 計(jì)算結(jié)果及分析

3.1 P分析。根據(jù)前文所述PSR理論，面源污染的壓力指標(biāo)P為各種活動(dòng)的污染物的實(shí)際排放強(qiáng)度。由于TN、TP兩種污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)與危害程度不一，為在同一尺度上對(duì)兩種污染物的排放量進(jìn)行比較，引入等標(biāo)排放量的概念。按照 《河南省農(nóng)村環(huán)境綜合整治生活污水處理適用技術(shù)指南》(試行-2012)、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)，河南省農(nóng)村地表污染物排放標(biāo)準(zhǔn)如下：TN為1.0 mg/L，TP為0.2 mg/L，并依此計(jì)算各項(xiàng)活動(dòng)中TN、TP的等標(biāo)污染負(fù)荷。計(jì)算結(jié)果見表2。

經(jīng)計(jì)算可知，2016年河南省污染物TN排放量為111.42 kt，TP排放量為12.76 kt。其中兩種污染物排放量位于前五的城市為南陽(yáng)、駐馬店、周口、商丘、信陽(yáng)，5市的TN排放量均超過(guò)了8 kt，TP排放量均超過(guò)了1 kt。經(jīng)過(guò)計(jì)算，5市累計(jì)等標(biāo)污染負(fù)荷比超過(guò)了50%，是河南省進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染防治的重點(diǎn)區(qū)域；開封、平頂山、新鄉(xiāng)、許昌、洛陽(yáng)、安陽(yáng)6個(gè)地市的累計(jì)等標(biāo)污染負(fù)荷比超過(guò)30%，是污染物排放較多地區(qū)；漯河、鄭州、濮陽(yáng)、焦作、三門峽、鶴壁、濟(jì)源7個(gè)地市的累計(jì)等標(biāo)污染負(fù)荷比不足20%，污染物排放量較少；在所有地市中，污染物排放量最少的是濟(jì)源市，TN和TP排放量分別為0.83 kt和0.10 kt。

3.2 S分析。根據(jù)PSR理論，面源污染的狀態(tài)指標(biāo)為各種活動(dòng)的污染物排放對(duì)環(huán)境帶來(lái)的污染程度和狀況。用各地市的污染物實(shí)際排放量分別除以各自的水資源總量、第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量和耕地面積可以得出各地市的平均水質(zhì)濃度、人均污染物排放量和地均污染物排放量，將TN、TP兩種污染物等標(biāo)計(jì)算并平均后可得水質(zhì)指數(shù)，以此來(lái)反應(yīng)河南省農(nóng)業(yè)面源污染狀態(tài)，計(jì)算結(jié)果見表3。

表2 河南省農(nóng)業(yè)面源污染壓力表

表3 河南省農(nóng)業(yè)面源污染狀態(tài)表

經(jīng)過(guò)分析可知，2016年河南省農(nóng)業(yè)面源污染排放壓力下的TN水質(zhì)濃度是2.42 mg/L，超過(guò)地面水質(zhì)量V類標(biāo)準(zhǔn)，TP水質(zhì)濃度是0.28 mg/L，超過(guò)地面水質(zhì)量III類標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明在一定程度上河南省地表水資源已經(jīng)受到了嚴(yán)重污染。在18個(gè)地市中，水質(zhì)指數(shù)超過(guò)2的有許昌、漯河、開封、濮陽(yáng)、新鄉(xiāng)、安陽(yáng)、平頂山、周口、商丘、鄭州；水質(zhì)指數(shù)在1.5～2之間的有濟(jì)源、駐馬店、南陽(yáng)、洛陽(yáng)；水質(zhì)較好的有鶴壁、信陽(yáng)、三門峽、焦作，其水質(zhì)指數(shù)均小于1。2016年河南省人均TN、TP農(nóng)業(yè)面源污染物的排放量為每萬(wàn)人43.31 t和4.96 t，地均排放量為每千公頃13.74 t和1.57 t。在各地市中，人均、地均污染物排放量最大的是開封市，最小的是鶴壁市。

4 R對(duì)策

R對(duì)策指的是農(nóng)業(yè)面源污染壓力及狀態(tài)的響應(yīng)，通過(guò)P與S的分析可知河南省農(nóng)業(yè)面源污染的空間分異規(guī)律。采用自然分等法Natural Breaks(Jenks)將河南省農(nóng)業(yè)面源污染物排放量的空間分布劃分為4級(jí)梯度。I級(jí)地區(qū)農(nóng)業(yè)集約化程度低，養(yǎng)殖業(yè)以放養(yǎng)為主，農(nóng)業(yè)面源污染排放強(qiáng)度較小。Ⅱ級(jí)地區(qū)農(nóng)民收入水平較高，有機(jī)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游業(yè)比較發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展較好，面源污染相對(duì)較輕。Ⅲ、Ⅳ級(jí)地區(qū)人口密度較大，種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)，農(nóng)民收入水平和農(nóng)業(yè)集約化程度較高，地均污染產(chǎn)生量很大。各地應(yīng)針對(duì)自身具體情況采取預(yù)防水土流失，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，加快生態(tài)農(nóng)業(yè)、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)的發(fā)展等不同的措施。