未来发展情景选择对农业面源污染风险的影响分析

来源：《农业环境科学学报》2021 年 09 期

作者：朱康文¹，陈玉成^1,2*，熊海灵³，张晟⁴，杨志敏^1,2，黄磊^1,2，雷波⁴

单位：1. 西南大学资源环境学院；2. 农村清洁工程重庆市工程研究中心；3. 西南大学计算机与信息科学学院；4. 重庆市生态环境科学研究院

摘   要

为指导区域未来发展模式选择和农业面源污染（Agricultural non-point source pollution，ANSP）典型区域（涪陵区）风险调控，综合CLUE-S、Markov、GIS、改进的输出风险模型等模型和技术的优势，在ANSP 典型区域（涪陵区）以2010、2015 年土地利用数据为基础，进行未来2020—2030 年的自然发展（ND）和耕地保护（CP）两种情景下的ANSP 输出风险演变及对输出系数调整的响应分析。

研究发现：涪陵区土地利用数据模拟精度较好，Kappa 系数为0.75 且FoM 大于0.21。涪陵区2010—2030 年期间ANSP 风险等级明显降低，尤其是靠近大木山、武陵山区域的镇街和子流域。风险等级降低速率减缓明显，ND 情景下，清溪镇在2010、2015、2020、2025、2030 年各年份Ⅶ 以上等级风险比例分别为46.20%、29.69%、25.72%、22.20%、20.00%。子流域输出风险等级对于耕地输出系数（即化肥施用水平）变化具有很好的响应关系。

未来的情景模拟有利于探寻区域不同发展情景下输出风险与土地利用变化之间的响应关系，有利于聚焦分析各镇街或某子流域风险变化情况。本研究路径与方法有利于区县对各镇街、子流域未来的ANSP 风险进行有效防控。

结  论：

（1）通过结合CLUE-S 与Markov 模型的优势在涪陵区开展自然发展和耕地保护两种情景下2020、2025、2030 年土地利用空间模拟研究，取得了较好的效果。

（2）涪陵区2010—2015 年间农业面源污染风险等级明显降低，但对于南沱镇、江东街道、白涛街道等风险较高的镇街在管理中应重点关注区域肥药施用强度是否合理，在加强宣传和培训提升肥药利用率的同时降低流失率。

（3）未来的情景模拟有利于探寻区域不同发展情景下输出风险概率与土地利用变化之间的响应关系，以及各区域风险概率演变情况。针对识别出的未来高风险分布较多的区域应加大肥药施用强度管控和景观格局优化力度，有条件的地区可构建林草缓冲带或开展示范区建设以提升农业面源污染消减能力。

（4）子流域输出风险等级对于耕地输出系数变化（即化肥施用水平调整）具有很好的响应关系。自然发展情景下部分子流域对输出系数调减作出了波动响应，这些子流域是风险防控的关键区域，在未来管理中应深入调研分析，提出合理的肥药施用水平以达到降低农业面源污染风险的目的。

责任编辑：郑庆祥

校对 | 审核：潘淑君  王农