基于GIS與氮產(chǎn)出量的江西省農(nóng)業(yè)污染評(píng)價(jià)研究

陸建忠， 陳曉玲， 張 峰

(1.武漢大學(xué) 測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430079；2.江西師范大學(xué) 鄱陽(yáng)湖濕地與流域研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南昌 330022)

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基于GIS與氮產(chǎn)出量的江西省農(nóng)業(yè)污染評(píng)價(jià)研究

陸建忠1*， 陳曉玲1，2， 張 峰1

(1.武漢大學(xué) 測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430079；2.江西師范大學(xué) 鄱陽(yáng)湖濕地與流域研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南昌 330022)

江西省是我國(guó)農(nóng)業(yè)大省，隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中農(nóng)藥化肥大量施用，禽畜糞便任意排放，地膜和秸稈大量殘留等因素使得江西省農(nóng)業(yè)污染日趨嚴(yán)重.根據(jù)全國(guó)第一次農(nóng)業(yè)污染源普查數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)江西省各行政單元農(nóng)業(yè)產(chǎn)值和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中氮污染物產(chǎn)出量，并引入萬(wàn)元GDP(本文中的GDP專指第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值)氮產(chǎn)出量指標(biāo)，評(píng)價(jià)了江西省各縣市的農(nóng)業(yè)污染狀況，并對(duì)78個(gè)縣(或縣級(jí)市)級(jí)行政單元進(jìn)行污染程度分級(jí).分析了江西省各行政單元農(nóng)、林、牧、漁各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)產(chǎn)值比例與萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量之間的相關(guān)關(guān)系，從而分析江西省各行政單元農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)農(nóng)業(yè)污染影響程度的大小.結(jié)果顯示，江西省農(nóng)業(yè)污染較嚴(yán)重，且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)保性較差，大部分縣級(jí)行政單元的種植業(yè)等都向著不可持續(xù)方向發(fā)展.

農(nóng)業(yè)污染; 氮產(chǎn)出量; 面源污染; 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu); 江西省

農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)從粗放型向集約型農(nóng)業(yè)快速轉(zhuǎn)變，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)重要發(fā)展方向.農(nóng)業(yè)投入與產(chǎn)出比，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境影響程度對(duì)衡量農(nóng)業(yè)發(fā)展水平越來(lái)越重要.農(nóng)業(yè)面源污染具有排放分散、隱蔽、排污隨機(jī)、不確定、不易監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)，造成土壤、水質(zhì)及空氣的污染，面源污染已嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[1].因此，研究農(nóng)業(yè)產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)面源污染之間的關(guān)系，對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義.

針對(duì)江西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與污染間的關(guān)系的問(wèn)題，目前的研究大多集中在綜合多種因素選擇評(píng)價(jià)模型，評(píng)價(jià)江西省農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境狀況，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)江西省進(jìn)行分區(qū).如張麗等運(yùn)用層次分析法建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)江西省的生態(tài)脆弱性進(jìn)行了評(píng)價(jià)[2]；呂愛(ài)清等基于主成分和聚類分析對(duì)江西省的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)[3]；祝志輝等采用定性和定量結(jié)合的方法對(duì)江西省進(jìn)行了三級(jí)生態(tài)功能分區(qū)[4]；林子瑜等以縣為基本單元，利用因子分析法確定各主要生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，進(jìn)而對(duì)全省進(jìn)行生態(tài)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)并分區(qū)[5].國(guó)外學(xué)者Luca等曾使用多元區(qū)劃模型進(jìn)行了土地退化研究[6]；學(xué)者Christian等曾對(duì)研究農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的可持續(xù)性的不同方法進(jìn)行過(guò)比較分析等[7].然而，這些研究無(wú)法直觀體現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出與環(huán)境污染間的關(guān)系，本研究擬提出萬(wàn)元GDP(本研究中萬(wàn)元GDP特指第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值)氮產(chǎn)出量指標(biāo)，將江西省各縣第一產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氮污染物量結(jié)合起來(lái)分析.利用該指標(biāo)分析江西省各縣市的農(nóng)業(yè)污染的情況，再結(jié)合GIS空間分析方法，根據(jù)江西省農(nóng)業(yè)污染狀況對(duì)各行政區(qū)劃進(jìn)行聚類分區(qū)，研究江西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與污染排放相關(guān)關(guān)系，分析江西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率空間分布格局，最后對(duì)江西省的農(nóng)業(yè)污染情況進(jìn)行合適的評(píng)價(jià).

1研究區(qū)域

江西省地處中國(guó)東南偏中部，長(zhǎng)江中下游南岸，中國(guó)第一大淡水湖鄱陽(yáng)湖位于其境內(nèi)，江西省縣級(jí)(或縣級(jí)市)行政區(qū)劃如圖1所示.江西省是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，截止至2008年末，全省耕地面積282.72萬(wàn)hm2，林業(yè)用地面積1 062.92萬(wàn)hm2，活木蓄積量3.54億m3，森林覆蓋率60.05%[8].與此同時(shí)，江西省的農(nóng)業(yè)污染問(wèn)題也日益突出，農(nóng)業(yè)污染物的大量排放和積累以及不合理的使用和處理，會(huì)導(dǎo)致各種有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物在降雨或灌溉的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)地表徑流、地下滲漏等途徑大量的進(jìn)入水體，或因水產(chǎn)養(yǎng)殖和禽畜牧業(yè)的任意排污而造成水體受到污染.另外，當(dāng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)超出土壤本身的自凈能力時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)，進(jìn)而影響后續(xù)種植的農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，并會(huì)危害人體健康.

農(nóng)業(yè)污染的主要來(lái)源包括農(nóng)藥化肥的大量施用、禽畜養(yǎng)殖業(yè)廢棄物的大量排放，秸稈、地膜殘留以及生活污水大量排放等因素.其中主要的影響因素是農(nóng)藥化肥的大量施用和禽畜污染物的大量排放.據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的化肥施用量每公頃平均超過(guò)400 kg，江西省則達(dá)528 kg，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家的225 kg；而且化肥的利用率僅為30%～40%，剩余的70%～60%進(jìn)入環(huán)境，污染水體和土壤.農(nóng)藥的使用量高達(dá)1 200萬(wàn) t以上，可見(jiàn)化肥農(nóng)藥對(duì)環(huán)境污染的明顯性[1].另?yè)?jù)江西省統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2004年全省年禽畜廢棄物產(chǎn)生量為10 191.4 t，是當(dāng)年工業(yè)固體廢棄物的總量的1.56倍，至2008年，廢棄物的產(chǎn)生量則更多[7].

圖1 江西省縣級(jí)(或縣級(jí)市)行政區(qū)劃Fig.1 County divisions in Jiangxi Province

2數(shù)據(jù)與方法

2.1數(shù)據(jù)處理

本研究所用的農(nóng)業(yè)污染源數(shù)據(jù)主要來(lái)自全國(guó)第一次農(nóng)業(yè)污染源普查，全國(guó)第一次農(nóng)業(yè)污染源普查的主要內(nèi)容是全面摸清種植業(yè)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村生活產(chǎn)生的主要污染物種類、產(chǎn)生量、排放量及去向，建立農(nóng)業(yè)污染源檔案，完善農(nóng)業(yè)污染源信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為做好農(nóng)業(yè)污染源監(jiān)管提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐并摸清農(nóng)業(yè)污染源排放規(guī)律和主要影響因子，掌握農(nóng)業(yè)污染的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，為合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，倡導(dǎo)環(huán)境友好型生產(chǎn)生活方式，從源頭控制農(nóng)業(yè)污染提供科學(xué)依據(jù).該次普查主要針對(duì)糧食作物(包括谷類、豆類和薯類)、經(jīng)濟(jì)作物(包括棉花、麻類、桑類、油料、糖料、煙草、茶、花卉、藥材、果樹(shù)等)和蔬菜作物(包括根莖葉類、瓜果類、水生類)的典型地塊開(kāi)展肥料、農(nóng)藥、農(nóng)膜和秸桿污染的調(diào)查.本研究所用的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展數(shù)據(jù)來(lái)源于和2009年《江西統(tǒng)計(jì)年鑒》，收錄了江西省2008年經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等各方面的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括行政區(qū)劃和自然資源、綜合、國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算、城市概況、固定資產(chǎn)投資、能源、人民生活等各個(gè)方面，本研究中使用到的數(shù)據(jù)主要是行政區(qū)劃、綜合和國(guó)民經(jīng)濟(jì)核算中的農(nóng)業(yè)部分.

根據(jù)全國(guó)第一次農(nóng)業(yè)污染源普查所得的污染數(shù)據(jù)，分別根據(jù)農(nóng)、林、牧、漁各產(chǎn)業(yè)的不同排放系數(shù)和轉(zhuǎn)化方法將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的污染物轉(zhuǎn)化為用氮素產(chǎn)量表示，并將統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL軟件和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、提取和歸一化等處理，然后，將統(tǒng)計(jì)所得的農(nóng)業(yè)污染數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)導(dǎo)入到江西省矢量數(shù)據(jù)屬性表中，結(jié)合ArcGIS9.3進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)和空間分析.

2.2研究方法

結(jié)合江西省各縣市的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出數(shù)據(jù)和氮污染物產(chǎn)出數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析并據(jù)此對(duì)江西省進(jìn)行分區(qū).首先對(duì)江西省的農(nóng)業(yè)污染源普查數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，將農(nóng)林牧漁產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的污染物按照相應(yīng)的排放系數(shù)或者其他轉(zhuǎn)換方式進(jìn)行計(jì)算，得到各縣市第一產(chǎn)業(yè)污染物中的總氮含量.根據(jù)總氮的產(chǎn)出量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)年鑒中的第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)，選取合適的模型對(duì)二者進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià).在此，選擇的評(píng)價(jià)模型如下式所示：

Nindex=TN/Foutput，其中，Nindex代表最終計(jì)算得到的評(píng)價(jià)指標(biāo)，TN代表該縣市第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的總氮的量，單位為噸，F(xiàn)output代表該縣市的第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值，單位為萬(wàn)元.評(píng)價(jià)指標(biāo)Nindex所代表的含義就是每萬(wàn)元第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值產(chǎn)出的氮污染物的產(chǎn)量，表明了第一產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和污染物產(chǎn)出之間較為明確的關(guān)系，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率.本研究將該指標(biāo)命名為萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量.以此指標(biāo)為基礎(chǔ)，對(duì)江西省進(jìn)行分區(qū)并研究其與農(nóng)、林、牧、漁各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比例之間的相關(guān)性，最終對(duì)江西省的農(nóng)業(yè)污染狀況作出合理的評(píng)價(jià).

3結(jié)果與分析

根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和分類，并按照農(nóng)業(yè)污染的嚴(yán)重情況將江西省分為五級(jí)，分析導(dǎo)致污染程度差異的原因以及與其它因素的響應(yīng)關(guān)系.

3.1江西省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率分級(jí)

根據(jù)上文所述的計(jì)算方法，計(jì)算江西省所有縣市的萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量的值，并根據(jù)計(jì)算得到的結(jié)果對(duì)江西省各縣級(jí)行政單元進(jìn)行分級(jí).本研究采用等距分級(jí)法對(duì)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量將行政單元進(jìn)行聚類分級(jí)，等級(jí)劃分與萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量的關(guān)系為：第一級(jí)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量為0～59.43 t/萬(wàn)元；第二級(jí)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量為59.43～77.30 t/萬(wàn)元；第三級(jí)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量為77.30～98.66 t/萬(wàn)元；第四級(jí)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量為98.66～137.12 t/萬(wàn)元；第五級(jí)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量為137.12～189.78 t/萬(wàn)元.基于此分級(jí)規(guī)則，江西省縣級(jí)(或縣級(jí)市)行政單元萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量分級(jí)結(jié)果如圖2所示.

圖2 江西省萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量等距離分級(jí)Fig.2 Equidistant classification of nitrogen output per ten thousand yuan GDP in Jiangxi Province

根據(jù)上述分類結(jié)果可知，江西省農(nóng)業(yè)污染狀況在全省分布較為均勻，在空間上不存在非常明顯的變化趨勢(shì).萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量為第一級(jí)的縣有11個(gè)，分別是銅鼓縣、分宜縣、武寧縣、上猶縣、廣豐縣、進(jìn)賢縣、鉛山縣、興國(guó)縣、新建縣、石城縣、浮梁縣和宜豐縣，其中有9個(gè)縣位于江西省北部，3個(gè)位于江西省南部.萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量為第五級(jí)的縣有8個(gè)，分別是都昌縣、彭澤縣、余干縣、樂(lè)安縣、尋烏縣、弋陽(yáng)縣、金溪縣、廣昌縣.綜合第四級(jí)和第五級(jí)的萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量分布可以看出，這兩級(jí)的行政單元主要集中在鄱陽(yáng)湖周圍，對(duì)鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展構(gòu)成較大的威脅.從江西省縣級(jí)行政單元萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量空間分布格局可以發(fā)現(xiàn)，萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量較高的行政單元主要分布在贛江上游(江西省南部)，撫河流域以及鄱陽(yáng)湖周邊區(qū)域，該區(qū)域農(nóng)業(yè)粗放型的發(fā)展模式亟待向集約型調(diào)整，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率有待提高，以適應(yīng)環(huán)鄱陽(yáng)湖區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展.

3.2江西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與污染排放的相關(guān)性分析

根據(jù)上述分類結(jié)果和江西省經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出數(shù)據(jù)，由于農(nóng)業(yè)不是市轄區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，而且農(nóng)業(yè)污染源普查數(shù)據(jù)中未包含市轄區(qū)的數(shù)據(jù)，因此本研究不考慮這些區(qū)域，也不參與計(jì)算分析.分別對(duì)江西省78個(gè)縣級(jí)(或縣級(jí)市)行政單元的萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量數(shù)據(jù)與該地區(qū)農(nóng)、林、牧、漁各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比例數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，從中得出各產(chǎn)業(yè)對(duì)氮素污染的影響和貢獻(xiàn)程度.本研究使用皮氏積矩相關(guān)系數(shù)對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，皮氏積矩相關(guān)系數(shù)計(jì)算公式如下：

(1)

首先根據(jù)江西省2008年統(tǒng)計(jì)年鑒中的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)各行政區(qū)劃內(nèi)農(nóng)業(yè)各產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)值，然后計(jì)算第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占該地區(qū)總GDP的比例和農(nóng)、林、牧、漁各產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值占第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的比例，并計(jì)算各產(chǎn)業(yè)所占比例與該地區(qū)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量之間的相關(guān)系數(shù).該相關(guān)系數(shù)的計(jì)算是以萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量的分級(jí)結(jié)果為依據(jù)，即計(jì)算相關(guān)系數(shù)時(shí)是對(duì)五類結(jié)果分別進(jìn)行計(jì)算，得到的相關(guān)系數(shù)結(jié)果如表1所示：

表1 江西省農(nóng)業(yè)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量 與農(nóng)林牧漁產(chǎn)業(yè)所占比重之間的相關(guān)系數(shù)Tab.1 Correlations between nitrogen output per ten thousand yuan GDP and the proportions of farming， forestry， animal husbandry， fishery industries in Jiangxi Province

從分析結(jié)果中可以看出，相關(guān)系數(shù)可以分為正、負(fù)兩類.根據(jù)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量的計(jì)算公式，相關(guān)系數(shù)為負(fù)值代表萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量與該產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值所占比重系數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量的變化趨勢(shì)和該產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值所占比重的變化趨勢(shì)相反.以林業(yè)相關(guān)系數(shù)為例，當(dāng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)比重增加時(shí)，負(fù)相關(guān)性表明萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量會(huì)減小，也就說(shuō)明TN/Foutput這個(gè)比值在減小，該值減小存在3種可能的情況，分別為：

1)TN值減小，F(xiàn)output值增大，使得萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量減小，TN值減小說(shuō)明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氮污染物排出量下降，而Foutput值增大表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)值上升，這種變化趨勢(shì)表明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著更加環(huán)保、更加可持續(xù)的方向發(fā)展.

2)TN值減小，F(xiàn)output值也減小，使得萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量減小，TN值減小說(shuō)明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氮污染物排出量下降，而Foutput值減小表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)值也下降，但是由于二者的比值呈減小趨勢(shì)，說(shuō)明TN減小的速度要快于Foutput減小的速度，即雖然農(nóng)業(yè)產(chǎn)值和氮污染物產(chǎn)量都在下降，但是氮污染物排出量下降的更快，這種變化趨勢(shì)表明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著更加環(huán)保、更加可持續(xù)的方向發(fā)展.

3)TN值增大，F(xiàn)output值也增大，使得萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量減小，TN值增大說(shuō)明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氮污染物排出量上升，而Foutput值增大表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)值也上升，但是由于二者的比值呈減小趨勢(shì)，說(shuō)明TN上升的速度要慢于Foutput上升的速度，即雖然農(nóng)業(yè)產(chǎn)值和氮污染物產(chǎn)量都在上升，但是氮污染物產(chǎn)量上升的更慢，這種變化趨勢(shì)表明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著更加環(huán)保、更加可持續(xù)的方向發(fā)展.

從萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量的計(jì)算公式與各產(chǎn)業(yè)相對(duì)于萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量的相關(guān)系數(shù)的分析可以得出，相關(guān)系數(shù)為負(fù)值表明該產(chǎn)業(yè)對(duì)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量貢獻(xiàn)不大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著更加環(huán)保、更加可持續(xù)的方向發(fā)展，同理，相關(guān)系數(shù)為正值表明該產(chǎn)業(yè)對(duì)萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量具有貢獻(xiàn)，且相關(guān)性越大，其貢獻(xiàn)也越大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著更加不環(huán)保、更加不可持續(xù)的方向發(fā)展.而從相關(guān)系數(shù)表中可以看出，所有類別的萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量和種植業(yè)產(chǎn)值所占比例均呈正相關(guān)，表明江西省各縣級(jí)行政區(qū)的種植業(yè)生產(chǎn)都處于一種粗放式、不可持續(xù)的層面上.與此同時(shí)，第一級(jí)和第二級(jí)行政區(qū)劃萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量與林業(yè)比例呈負(fù)相關(guān)，而在其它三級(jí)行政區(qū)劃呈正相關(guān)，表明林業(yè)生產(chǎn)在不同地區(qū)的生產(chǎn)方式不盡相同.另外，牧業(yè)和漁業(yè)所占比例與五級(jí)行政區(qū)的萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量大部分呈負(fù)相關(guān)，表明江西省境內(nèi)的大部分牧業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)氮排放相對(duì)較小.因此，在萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量較高的第四級(jí)和第五級(jí)行政區(qū)域可以通過(guò)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將種植業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)槟翗I(yè)來(lái)減少萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量，從而提高該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率.

相關(guān)系數(shù)的大小則說(shuō)明了某種產(chǎn)業(yè)對(duì)其所在類別萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量的影響程度.以第一級(jí)為例，該級(jí)別萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量與農(nóng)業(yè)比例、林業(yè)比例、牧業(yè)比例、漁業(yè)比例的相關(guān)系數(shù)分別為0.208、-0.629、0.347和0.257，其中林業(yè)所占比例與萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大，說(shuō)明第一級(jí)行政區(qū)劃中林業(yè)生產(chǎn)與萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量相關(guān)性比較大，而負(fù)相關(guān)關(guān)系說(shuō)明林業(yè)產(chǎn)值比重將有助于減少氮排放，因此，江西省第一級(jí)行政區(qū)劃林業(yè)對(duì)減少氮排放，使得萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出較小，具有相對(duì)其它級(jí)別的行政區(qū)劃較高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率.

4結(jié)論

本研究通過(guò)基于全國(guó)農(nóng)業(yè)污染源普查數(shù)據(jù)和江西省統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，構(gòu)建萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量指標(biāo)評(píng)價(jià)江西省縣級(jí)(或縣級(jí)市)行政單元農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，所得的結(jié)果基本上可以反映出江西省實(shí)際的農(nóng)業(yè)污染情況，該指標(biāo)不僅反映出了江西省農(nóng)業(yè)污染的程度，還將污染狀況和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出二者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)種植業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)占第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比例分析了各縣市各類產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況以及對(duì)污染的貢獻(xiàn)程度.研究結(jié)果顯示，萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量較高的第五級(jí)與種植業(yè)相關(guān)系數(shù)非常高，表明種植業(yè)會(huì)增加污染物中的氮排放，從而引起較高的萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量；而萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量較低的第一級(jí)與林業(yè)的負(fù)相關(guān)系數(shù)較高，表明林業(yè)的污染物氮產(chǎn)出量相對(duì)較少.牧業(yè)和漁業(yè)與萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值都較小，表明了牧業(yè)和漁業(yè)對(duì)環(huán)境污染物產(chǎn)出量相對(duì)較少.因此在目前江西省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式下，種植業(yè)對(duì)污染物排放的貢獻(xiàn)最大，對(duì)環(huán)境保護(hù)最不利；而林業(yè)、牧業(yè)和漁業(yè)污染排放都相對(duì)較小.因此在經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)明確的前提下，可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，將種植業(yè)轉(zhuǎn)換為氮排放較少的林業(yè)，或者轉(zhuǎn)變?yōu)槟翗I(yè)和漁業(yè)，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率.由于本研究目前收集到2008年的農(nóng)業(yè)污染源數(shù)據(jù)，對(duì)江西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)污染現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)也僅限定于2008年，在后續(xù)研究過(guò)程中將收集更多年份的農(nóng)業(yè)污染數(shù)據(jù)，結(jié)合多年的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出數(shù)據(jù)對(duì)江西省農(nóng)業(yè)污染情況以萬(wàn)元GDP氮產(chǎn)出量為指標(biāo)進(jìn)行更為深入的時(shí)序分析.

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Assessment on the agricultural source pollution based on GIS and nitrogen output in Jiangxi Province

LU Jianzhong1， CHEN Xiaoling1，2， ZHANG Feng1

(1.State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying， Mapping and Remote Sensing，Wuhan University， Wuhan 430079; 2.Key Laboratory of Poyang Lake Wetland and Watershed Research，Ministry of Education， Jiangxi Normal University， Nanchang 330022)

The agricultural source pollution in Jiangxi Province， one of the biggest agricultural provinces in China， is becoming increasingly serious with the development of agricultural economy， due to the application of large amount of pesticide and fertilizer， the emissions of livestock excrement， and the left mulch and straw residues. Using the first national agricultural pollution census of Jiangxi Province， we calculated the output value of agriculture and the discharge load of nitrogen pollutants in each administrative unit and constructed an index to indicate the nitrogen output per ten thousand Yuan GDP. With this index， we evaluated the agricultural pollution status for Jiangxi Province， and classified the 78 counties (or county-level city) into different pollution levels. Then， we analyzed the relationship between the proportions of the product values of farming， forestry， livestock， and fishery in the value of agricultural production and the nitrogen output per ten thousand Yuan GDP. Finally， we delineated the development trend of the agricultural industry in each administrative unit and its effects on agricultural source pollution in Jiangxi Province. The results show that the agricultural source pollution is rather serious， and the farming industry in most of the administrative units are developing towards the unsustainable direction．

agricultural source pollution; nitrogen output; non-point source pollution (NPS); structure of primary industry; Jiangxi Province

2014-03-10.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41101415，41331174)；國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目(2012AA12A304，2012AA12A306)；國(guó)家科技重大專項(xiàng)“水體污染控制與治理”項(xiàng)目(2013ZX07105-005).

1000-1190(2014)04-0587-05

X24

A

*E-mail: lujzhong@163.com.