洱海流域水環(huán)境污染與水環(huán)境變化的關(guān)聯(lián)分析

王明杰，余 斌，卓蓉蓉 ，王 毅

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，山東 泰安 271018；2.華中師范大學(xué)地理過(guò)程分析與模擬湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430079)

伴隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化和工業(yè)化高速發(fā)展，水環(huán)境污染及其造成的危害日益威脅著國(guó)民的身體健康和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[1-3]，水環(huán)境污染治理成為推進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急.洱海作為典型的高原湖泊，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，近年來(lái)，隨著該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水環(huán)境保護(hù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn).2015年，習(xí)近平總書記視察洱海時(shí)提出，要讓“蒼山不墨千秋畫，洱海無(wú)弦萬(wàn)古琴”的自然美景永駐人間，洱海流域水環(huán)境整治時(shí)不我待.科學(xué)認(rèn)知洱海流域水環(huán)境污染基本特征、精準(zhǔn)解讀洱海流域污染排放與洱海水質(zhì)變化的內(nèi)在規(guī)律是洱海水環(huán)境治理的基礎(chǔ)性工作，也是踐行生態(tài)文明、探索發(fā)展轉(zhuǎn)型的擔(dān)當(dāng)之舉.

目前，國(guó)內(nèi)外水環(huán)境污染研究焦點(diǎn)集中在水環(huán)境污染評(píng)價(jià)及其社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響機(jī)理方面.水環(huán)境污染評(píng)價(jià)是水環(huán)境治理和科學(xué)決策的依據(jù)，常用的評(píng)價(jià)方法主要有等標(biāo)污染負(fù)荷法[4]、排污系數(shù)法[5]、聚類分析法[6]、輸出系數(shù)法[7]等，其中，等標(biāo)污染負(fù)荷法將系統(tǒng)內(nèi)不同行政區(qū)下多種污染物納入統(tǒng)一框架進(jìn)行比較，能夠準(zhǔn)確區(qū)分主要污染物、污染源和污染地，是水環(huán)境污染評(píng)價(jià)行之有效的手段.基于水環(huán)境污染評(píng)價(jià)的水環(huán)境污染模型構(gòu)建是系統(tǒng)解決水環(huán)境污染的有益探索，Haith和Shoemaker共同研發(fā)的SWAT模型、美國(guó)農(nóng)業(yè)部研發(fā)的HSPF模型是其典型代表[8-9].近年來(lái)，城鎮(zhèn)化與工業(yè)化成為水環(huán)境污染的主要誘因[10]，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)[11]、工業(yè)結(jié)構(gòu)演變[12]、城市擴(kuò)展[13]等與水環(huán)境關(guān)聯(lián)研究被認(rèn)為是揭示水污染機(jī)理的重要探索.灰色關(guān)聯(lián)分析(GRA)[14]、環(huán)境庫(kù)茲涅茲曲線(EKC)[15]、空間自相關(guān)[16]、主成分分析[17]等是關(guān)聯(lián)性分析的主要方法，其中，GRA通過(guò)參考數(shù)據(jù)列的幾何形狀相似程度來(lái)判斷曲線聯(lián)系緊密程度，能有效測(cè)度雙方的關(guān)聯(lián)程度.隨著大數(shù)據(jù)、地理信息技術(shù)(GIS)不斷融入環(huán)境污染治理領(lǐng)域，水環(huán)境污染評(píng)價(jià)及其機(jī)理探索方興未艾.

綜上所述，水環(huán)境污染評(píng)價(jià)以水環(huán)境承載力為指引，以創(chuàng)建統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為方向，評(píng)價(jià)方法日趨科學(xué).伴隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，現(xiàn)階段單一的水環(huán)境污染評(píng)價(jià)已不能滿足區(qū)域水環(huán)境治理的需求.據(jù)此，文本以2007年—2017年為時(shí)間維度，以洱海流域?yàn)榭臻g尺度，以精準(zhǔn)識(shí)別洱海流域主要污染物產(chǎn)生的部門和地區(qū)為基礎(chǔ)，通過(guò)解讀2007年—2017年水環(huán)境污染部門對(duì)洱海水質(zhì)變化的影響程度以及污染地的時(shí)空變化，探尋洱海流域水環(huán)境污染與水環(huán)境變化的內(nèi)在機(jī)理，期望為水環(huán)境污染綜合治理提供理論啟示，為洱海流域相關(guān)實(shí)踐提供技術(shù)支持.

1 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)與研究方法

1.1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來(lái)源

洱海流域位于云南省西北部，地勢(shì)四周高中間低，流域面積2 927.85 km2，其中，洱海湖面面積252 km2，是云南省第二大高原淡水湖泊和大理市主要飲用水源地，也是蒼山洱海國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)的核心組成部分.洱海流域下轄大理市和洱源縣16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和1個(gè)開(kāi)發(fā)區(qū)，2017年，流域總?cè)丝?8.39萬(wàn)人，GDP 458.32億元.在生態(tài)文明建設(shè)列為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略背景下，解析洱海流域水環(huán)境污染特征及其與水環(huán)境變化關(guān)系，能夠?yàn)槎Ａ饔蛩h(huán)境治理提供技術(shù)支持，為洱海流域可持續(xù)發(fā)展提供對(duì)策建議.

圖1 洱海流域行政區(qū)劃Fig.1 Administrative division of Erhai Lake basin

以2007年—2017年為研究期、鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域?yàn)檠芯繂卧?研究所需數(shù)據(jù)主要來(lái)源2008-2018年《云南省環(huán)境狀況公報(bào)》、《大理市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《大理市環(huán)境質(zhì)量年報(bào)》，洱海水質(zhì)數(shù)據(jù)由云南省生態(tài)環(huán)境廳提供，農(nóng)業(yè)污染資料由市發(fā)改局和農(nóng)業(yè)局提供，對(duì)于個(gè)別年份數(shù)據(jù)缺失狀況，采用插值法進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充.流域鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政邊界等基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)從自然資源部測(cè)繪地理信息網(wǎng)獲取(http://zwfw.ch.mnr.gov.cn/)，獲取時(shí)間為2018年6月.

1.2 研究方法

1) 等標(biāo)污染負(fù)荷[4].設(shè)水環(huán)境系統(tǒng)由i種污染物，第i種污染物的等標(biāo)排放量為：

(1)

式中，Pi為第i種污染物的等標(biāo)排放量，單位為m3·a-1；Ci為第i種污染物的實(shí)物排放量，單位為t·a-1；C0為洱海水質(zhì)污染物限值標(biāo)準(zhǔn)，單位為mg·L-1.

設(shè)某區(qū)域有m個(gè)污染源，第j個(gè)污染源有n個(gè)污染物，則該區(qū)域等標(biāo)排放量為：

(2)

該地區(qū)第j個(gè)污染源的等標(biāo)污染負(fù)荷率為：

(3)

2) 灰色關(guān)聯(lián)分析(GAR)[14].參考數(shù)列X0，表示不同時(shí)間段洱海水質(zhì).比較數(shù)列Xi，表示洱海流域主要污染部門和流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn).

X0={X0(1)，X0(2)，X0(3)，…，X0(k)}，

(4)

Xi={Xi(1)，Xi(2)，Xi(3)，…，Xi(k)}.

(5)

無(wú)量綱化處理：參考數(shù)列和比較數(shù)列的數(shù)據(jù)的量綱不同，選擇均值法進(jìn)行無(wú)量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理.

(6)

灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)：

(7)

關(guān)聯(lián)度：

(8)

其中，k=1，2，…，n.

2 洱海流域水環(huán)境污染特征

湖泊水環(huán)境狀況受自然環(huán)境和人類活動(dòng)的雙重影響，除去地表徑流、水土流失和干濕沉降等自然過(guò)程的作用外，人類活動(dòng)所造成的污染超標(biāo)排放是湖泊外源性污染物的主要來(lái)源，其中，污染物排放總量、污染源排放結(jié)構(gòu)、污染排放時(shí)空變化是流域水環(huán)境污染的基本特征，統(tǒng)籌考慮洱海水環(huán)境污染特征是科學(xué)識(shí)別洱海水質(zhì)變化的基礎(chǔ)要求.

2.1 污染總量變化特征

根據(jù)洱海湖泊水質(zhì)不低于II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，匯入干流不低于III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(《洱海流域水環(huán)境保護(hù)治理“十三五”規(guī)劃(2016-2020)》對(duì)此作出明確要求)，依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)和國(guó)家環(huán)保總局《水和廢水檢測(cè)分析方法(第四版)》要求，參照《云南省環(huán)境狀況公報(bào)》關(guān)于洱海水質(zhì)主要污染物報(bào)告，選取化學(xué)需氧量(COD)、總磷(TP)、總氮(TN)作為污染物評(píng)價(jià)因子.依據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，確定主要污染物限值標(biāo)準(zhǔn)為COD：20 mg·L-1；TN：1.0 mg·L-1；TP：0.2 mg·L-1.

依據(jù)公式(1)～(3)，獲取洱海流域2007年—2017年主要污染物等標(biāo)排放量及占比變化(表1、圖2).從表1、圖2可見(jiàn)，2007年—2017年洱海流域主要污染物等標(biāo)排放量呈“先增后降”發(fā)展趨勢(shì)，TN是流域的主要污染物.2007年，洱海流域各類污染等標(biāo)排放總量為9 716×106m3·a-1，其中，主要污染物為TN，等標(biāo)排放量占比為58.18%，COD、TP占比分別為16.29%、25.53%.2015年，洱海流域各類污染等標(biāo)排放總量上升到11 184×106m3·a-1，達(dá)到階段最高值，其中，TN等標(biāo)排放量占比達(dá)56.28%，COD、TP占比分別為15.93%、27.58%.2017年，洱海流域各類污染等標(biāo)排放總量下降到8 133×106m3·a-1，主要污染物仍為TN，等標(biāo)排放量占比為55.98%，COD、TP占比分別為15.60%、28.42%.2007年—2017年，洱海流域COD、TP的排放量保持相對(duì)穩(wěn)定，其中，COD等標(biāo)排放量占比略有下降，從2007年的16.29%下降到2017年的15.60%，TP等標(biāo)排放量占比略有上升，從2007年的25.53%上升到2017年的28.42%.總體而言，洱海流域主要污染物等標(biāo)排放總量趨于下降，說(shuō)明大理市“工程控污”項(xiàng)目效果開(kāi)始顯現(xiàn)，但主要污染物結(jié)構(gòu)變化不大，如何調(diào)整排污結(jié)構(gòu)，削減TN排放量是洱海水環(huán)境改善的首要任務(wù).

表1 2007年—2017年洱海流域污染等標(biāo)排放量及占比變化Tab.1 Changes of equivalent emission and proportion of pollution in Erhai Lake basin during 2007-2017

2.2 污染結(jié)構(gòu)變化特征

人類活動(dòng)對(duì)洱海流域水環(huán)境變化的影響具有差異性，不同人類活動(dòng)類型對(duì)流域水環(huán)境變化具有程度不同的影響.以洱海流域主要污染部門表征人類活動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)分析部門排污狀況揭示洱海水質(zhì)變化趨勢(shì).根據(jù)洱海流域生產(chǎn)生活方式，將污染源部門分為點(diǎn)源污染源和面源污染源，點(diǎn)源污染分為城鎮(zhèn)生活和環(huán)湖旅游(環(huán)湖旅游：2016年中央環(huán)境保護(hù)督察反饋指出，洱海周邊旅游無(wú)序開(kāi)發(fā)管控不到位，洱海環(huán)湖生態(tài)遭到破壞，洱海環(huán)湖旅游造成的污染是洱海水環(huán)境污染的重要來(lái)源)，面源污染分為農(nóng)村生活、農(nóng)田面源和畜禽養(yǎng)殖.從表2、圖3可見(jiàn)，2007年—2017年，洱海流域水環(huán)境污染主要威脅來(lái)自畜禽養(yǎng)殖部門，2007年—2017年，洱海流域各污染部門排放量“階段性波動(dòng)”特征顯著.從污染結(jié)構(gòu)看，2007年—2017年，洱海流域面源污染排放量占流域總排放量平均值達(dá)94.10%，是流域水環(huán)境污染的主要污染源，其中，畜禽養(yǎng)殖污染排放量平均占比達(dá)53.17%，是流域主要污染部門，農(nóng)田面源污染、農(nóng)村生活污染平均占比為22.23%、18.70%，分居第二、三位.2007年—2016年，各污染部門排污量總體保持穩(wěn)定，2017年，受大理市社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整及控污減排項(xiàng)目的實(shí)施，流域各部門污染排放結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，畜禽養(yǎng)殖污染排放占比顯著下降，農(nóng)村生活污染、城鎮(zhèn)生活污染、環(huán)湖旅游污染排放占比顯著上升.從變化趨勢(shì)看，2007年—2017年，畜禽養(yǎng)殖污染排放量波動(dòng)幅度較大，2007年—2016年，畜禽養(yǎng)殖污染排放量呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，增長(zhǎng)幅度達(dá)29.51%，2017年出現(xiàn)“斷崖式”下滑，這主要源于大理市畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)區(qū)劃定后，畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)被有效控制.農(nóng)田面源污染排放量波動(dòng)呈階段性，2007年—2013年，排放量呈“穩(wěn)步增加”趨勢(shì)，2014年—2017年，排放量呈“先增后降”趨勢(shì).農(nóng)村生活污染排放量波動(dòng)頻繁，總體波動(dòng)幅度較小.城鎮(zhèn)生活污染、環(huán)湖流域污染排放量較小，波動(dòng)幅度較低.總體而言，畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)田面源污染和農(nóng)村生活污染是現(xiàn)階段洱海流域主要污染部門，科學(xué)規(guī)范畜禽養(yǎng)殖，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)是洱海流域水環(huán)境治理的關(guān)鍵所在.

圖2 2007年—2017年洱海流域污染物等標(biāo)排放量及占比Fig.2 Changes of equivalent emission and proportion of pollution in Erhai Lake basin during 2007-2017

表2 2007年—2017年洱海流域污染源排放量及占比變化Tab.2 Changes of pollutant discharge and proportion in Erhai Lake basin during 2007-2017

圖3 2007年—2017年洱海流域污染源排放量及占比變化Fig.3 Changes of pollutant discharge and proportion in Erhai Lake basin during 2007-2017

2.3 污染時(shí)空變化特征

人類活動(dòng)及其水環(huán)境效應(yīng)的空間非均衡性是動(dòng)態(tài)變化的，時(shí)間-空間耦合分析能夠探尋人類活動(dòng)及其環(huán)境效應(yīng)的時(shí)空變化規(guī)律，進(jìn)而解讀關(guān)鍵污染地區(qū)的演化軌跡及作用機(jī)制.依據(jù)公式(1)～(3)，計(jì)算洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)等標(biāo)污染排放量及其占比(見(jiàn)表3)，依據(jù)污染排放量占比將流域劃分為低排污區(qū)(0～1.83%)、較低排污區(qū)(1.84～3.97%)、中等排污區(qū)(3.98～6.10%)、較高排污區(qū)(6.11～8.24%)、高排污區(qū)(8.25～12.51%)五種等級(jí)(見(jiàn)圖4).從表3、圖4可見(jiàn)，2007年—2017年，洱海流域等標(biāo)污染排放量時(shí)空分布不均，高排污區(qū)集中布局在海北地區(qū).從空間角度看，洱海流域污染排放量高值區(qū)集中在海北地區(qū)，低值區(qū)集中在海東、海西和海南地區(qū).分鄉(xiāng)鎮(zhèn)看，三營(yíng)鎮(zhèn)平均污染排放量最高，2007年—2017年，污染排放量平均占比達(dá)11.96%，位居第一，茈碧湖鎮(zhèn)、右所鎮(zhèn)緊隨其后，污染排放量平均占比分別為10.52%、10.40%.大理市開(kāi)發(fā)區(qū)平均污染排放量最低，污染排放量平均占比僅2.08%，其次為雙廊鎮(zhèn)、挖色鎮(zhèn)，污染排放量平均占比分別為2.67%、2.85%.從時(shí)間角度看，2007年—2013年洱海流域污染排放呈“高排污區(qū)擴(kuò)大、低排污區(qū)縮小”態(tài)勢(shì).2007年—2009年高排污區(qū)為2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2010年—2013年擴(kuò)大到3各鄉(xiāng)鎮(zhèn)；低排污區(qū)由2007年的11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)縮減到2017年的6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn).2014-2017年，洱海流域污染排放量空間差異縮小.相比2013年，2017年洱海流域高排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)由3個(gè)縮減到1個(gè)，較高排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)由0個(gè)增加到3個(gè)，較低排放鄉(xiāng)鎮(zhèn)由3個(gè)縮減到2個(gè)，低排放區(qū)由6個(gè)增加到7個(gè)，空間均衡性逐漸顯現(xiàn).總體而言，洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染排放下降趨勢(shì)明顯，但受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)影響，三營(yíng)鎮(zhèn)、右所鎮(zhèn)、茈碧湖鎮(zhèn)等海北地區(qū)排污依然嚴(yán)重，洱海流域控污減排任重道遠(yuǎn).

3 洱海流域水環(huán)境污染與水環(huán)境變化關(guān)聯(lián)分析

為精準(zhǔn)識(shí)別洱海流域水環(huán)境污染與主要污染產(chǎn)生部門及產(chǎn)生地區(qū)的關(guān)聯(lián)性，依據(jù)公式(4)～(8)將流域主要污染部門、流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(含1個(gè)開(kāi)發(fā)區(qū))污染等標(biāo)排放量數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，與水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析.洱海主要水質(zhì)狀況依據(jù)2008年—2018年《云南省環(huán)境狀況公報(bào)》，對(duì)CODMn、TN 、TP主要污染物進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得出洱海主要水質(zhì)情況(見(jiàn)表4).

3.1 污染部門與水環(huán)境的關(guān)聯(lián)分析

從表5可見(jiàn)，2007年—2017年，洱海流域各污染部門與洱海水質(zhì)變化具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度(平均關(guān)聯(lián)度均>0.50).總體上看，洱海流域各污染部門與洱海水質(zhì)變化關(guān)聯(lián)強(qiáng)度依次是畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)村生活污染、城鎮(zhèn)生活污染、農(nóng)田面源污染和環(huán)湖旅游污染，其中，畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)村生活污染、城鎮(zhèn)生活污染與洱海水質(zhì)變化的關(guān)聯(lián)度分別為0.79、0.76和0.73，是影響洱海水質(zhì)變化的重點(diǎn)污染部門.分部門看，2007年—2017年，洱海流域各污染部門與洱海水質(zhì)變化的關(guān)聯(lián)度呈“階段性波動(dòng)”特征.2007年—2017年，畜禽養(yǎng)殖污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度呈倒“U”型(見(jiàn)圖5)，2010年—2014年，關(guān)聯(lián)性位于高值區(qū)間，關(guān)聯(lián)度均大于0.9，2015年開(kāi)始下降，到2017年關(guān)系度僅為0.45.2007年—2017年，農(nóng)田面源污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度總體呈上升趨勢(shì)，2007年關(guān)聯(lián)度僅為0.38，2016年關(guān)聯(lián)度達(dá)到1，2017年關(guān)聯(lián)度下降到0.5.2007年—2017年，農(nóng)村生活污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，2008年關(guān)聯(lián)度為0.99，2009年開(kāi)始波動(dòng)下降，2017年關(guān)聯(lián)度為0.75.2007年—2017年，城鎮(zhèn)生活污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，2007年—2009年，關(guān)聯(lián)度從0.79降到0.48，2010年開(kāi)始波動(dòng)上升，2018年關(guān)聯(lián)度達(dá)0.98.2007年—2017年，環(huán)湖旅游污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度呈顯著上升趨勢(shì)，2007年關(guān)聯(lián)度僅為0.34，到2017年達(dá)0.75.總體而言，洱海流域各部門污染總量及其與水質(zhì)的關(guān)聯(lián)分析具有一致性，畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)村生活污染是主要污染來(lái)源，隨著洱海流域“工程控污”項(xiàng)目的實(shí)施，流域排污總量顯著下降，但基于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)造成的生產(chǎn)污染依然面臨嚴(yán)峻形勢(shì)，“結(jié)構(gòu)減排”任重道遠(yuǎn).

圖4 2007年—2017年洱海流域污染排放時(shí)空變化Fig.4 Spatial and temporal changes of pollution emissions in Erhai River basin during 2007-2017

表3 2007年—2017年洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染等標(biāo)排放量、占比Tab.3 Equivalent emission and and proportion of pollution in villages and towns of Erhai River basin during 2007-2017

續(xù)表3

表4 2007年—2017年洱海主要水質(zhì)Tab.4 The index of water quality in Erhai Lake during 2007-2017

表5 2007年—2017年洱海流域各污染部門與水環(huán)境關(guān)聯(lián)度Tab.5 Correlation degree between pollution departments and water environment in Erhai River basin during 2007-2017

圖5 2007年—2017年洱海流域各污染部門與水環(huán)境關(guān)聯(lián)度變化Fig.5 Correlation degree between pollution departments and water environment in Erhai River basin during 2007-2017

3.2 流域鄉(xiāng)鎮(zhèn)與水環(huán)境的關(guān)聯(lián)分析

從表6可見(jiàn)，2007年—2017年洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染排放與洱海水質(zhì)變化具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度(平均關(guān)聯(lián)度均>0.50)，其中，上關(guān)鎮(zhèn)(0.81)、灣橋鎮(zhèn)(0.81)、海東鎮(zhèn)(0.80)、挖色鎮(zhèn)(0.79)、鳳儀鎮(zhèn)(0.78)、三營(yíng)鎮(zhèn)(0.76)和下關(guān)鎮(zhèn)(0.75)等7鎮(zhèn)污染排放與洱海水質(zhì)變化具有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)，二者的關(guān)聯(lián)度均大于0.75，表明以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)的污染排放對(duì)洱海水質(zhì)變化的影響較大，控制以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)的排污量對(duì)改善洱海水環(huán)境至關(guān)重要.分階段看，2010年、2014年、2016年洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染排放與洱海水質(zhì)變化關(guān)聯(lián)程度最為密切，關(guān)聯(lián)度分別為13.66、13.60、16.64；2007年、2017年洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染排放與洱海水質(zhì)變化關(guān)聯(lián)程度較低，關(guān)聯(lián)度分別為9.70和8.41.流域鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染排放與洱海水質(zhì)變化關(guān)聯(lián)度強(qiáng)弱取決于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)排污總量及其各污染物占比狀況，不同年份污染關(guān)聯(lián)度的高低差異說(shuō)明流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染排放波動(dòng)性較強(qiáng)，空間穩(wěn)定性較差，污染排放空間優(yōu)化亟待加強(qiáng).分地域看，與洱海水質(zhì)變化關(guān)聯(lián)度較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要分布在洱海周邊，其中，上關(guān)鎮(zhèn)、灣橋鎮(zhèn)、海東鎮(zhèn)與洱海水質(zhì)變化關(guān)聯(lián)度位居前三位，三鎮(zhèn)均緊鄰洱海，說(shuō)明污染地距離對(duì)洱海水質(zhì)具有較大影響.

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

1) 從污染總量看，2007年—2017年，洱海流域污染等標(biāo)排放量呈現(xiàn)“先增后降”趨勢(shì)，COD、TN、TP排放量平均占比分別為16.25%、56.91%、26.84%，TN是洱海流域主要污染物，2015年TN排放量達(dá)7506×106m3·a-1，調(diào)整排污結(jié)構(gòu)，削減TN排放量是洱海水環(huán)境改善的首要任務(wù).

2) 從污染結(jié)構(gòu)看，2007年—2017年，洱海流域水環(huán)境污染主要來(lái)自面源污染，其中畜禽養(yǎng)殖污染排放量平均占比達(dá)53.17%，是流域主要污染部門.洱海流域各污染部門排放量“階段性波動(dòng)”特征顯著，其中，畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)田面源污染波動(dòng)性較大，“峰值”分別出現(xiàn)在2016年、2015年，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，科學(xué)規(guī)范畜禽養(yǎng)殖是洱海水環(huán)境治理的關(guān)鍵所在.

3) 從時(shí)空變化看，2007年—2017年，洱海流域等標(biāo)污染排放量時(shí)空分布不均、空間差異縮小.高排污區(qū)集中分布在海北地區(qū)，低排污區(qū)集中在海東、海西和海南，三營(yíng)鎮(zhèn)、茈碧湖鎮(zhèn)、右所鎮(zhèn)位居平均污染排放量前三位.相比2007年，2017年高排污鄉(xiāng)鎮(zhèn)由3個(gè)減少到1個(gè)，低排污鄉(xiāng)鎮(zhèn)由11個(gè)減少到8個(gè)，空間差異逐漸縮小.

4) 從關(guān)聯(lián)強(qiáng)度看，2007年—2017年，洱海流域各污染部門與洱海水質(zhì)變化具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度(平均關(guān)聯(lián)度均>0.50)，關(guān)聯(lián)度總體呈“階段性波動(dòng)”特征.各污染部門與洱海水質(zhì)變化關(guān)聯(lián)強(qiáng)度依次是畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)村生活污染、城鎮(zhèn)生活污染、農(nóng)田面源污染和環(huán)湖旅游污染.畜禽養(yǎng)殖污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度呈倒“U”型；農(nóng)田面源污染、環(huán)湖旅游污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度總體呈上升趨勢(shì)；農(nóng)村生活污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度呈波動(dòng)下降趨勢(shì)；城鎮(zhèn)生活污染與洱海水質(zhì)關(guān)聯(lián)度呈波動(dòng)上升趨勢(shì).

5) 從地區(qū)關(guān)聯(lián)看，2007年—2017年，洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染排放與洱海水質(zhì)變化具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度(平均關(guān)聯(lián)度均>0.50)，其中，上關(guān)鎮(zhèn)、灣橋鎮(zhèn)、海東鎮(zhèn)關(guān)聯(lián)強(qiáng)度位居前三，關(guān)聯(lián)度較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)均分布在洱海周邊，說(shuō)明污染地距離對(duì)洱海水質(zhì)具有較大影響.

表6 2007年—2017年洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染排放與洱海水質(zhì)變化關(guān)聯(lián)度Tab.6 Correlation between pollution discharge of villages and towns and water quality change of Erhai Lake basin during 2007-2017

總體而言，受洱海流域水體污染控制與治理的實(shí)施，流域主要污染物排放總量大幅減少、污染結(jié)構(gòu)趨于向好、污染空間差異趨于平衡，但污染總量仍然較大、結(jié)構(gòu)性污染仍然突出，洱海流域控污減排任務(wù)任重道遠(yuǎn).

3.2 建議

1) 優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展.根據(jù)洱海流域主要污染物構(gòu)成和時(shí)空變化特征，以削減TN排放量、降低畜禽養(yǎng)殖污染為重點(diǎn)，以發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)為核心，促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型.首先，以水環(huán)境承載力為基礎(chǔ)，通過(guò)降低農(nóng)藥、化肥的使用量，推動(dòng)畜禽規(guī)模化養(yǎng)殖示范、畜禽糞便收集清運(yùn)處等措施削減流域污染總量.其次，充分借助流域地形優(yōu)勢(shì)，利用林地資源，開(kāi)展林、農(nóng)、牧等復(fù)合式經(jīng)營(yíng)，進(jìn)行農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)示范基地，推動(dòng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí).

2) 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)空間結(jié)構(gòu)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展.根據(jù)洱海流域污染強(qiáng)度空間分布不均的特征，以資源環(huán)境承載力為基礎(chǔ)，實(shí)施流域綠色發(fā)展分區(qū)，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)區(qū)域集聚.環(huán)洱海核心區(qū)：以自然山水旅游產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，通過(guò)環(huán)境設(shè)施建設(shè)和湖濱生態(tài)修復(fù)，構(gòu)建洱海水生態(tài)安全屏障.海北地區(qū)：以農(nóng)業(yè)面源污染控制為重點(diǎn)，以發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為目標(biāo)，構(gòu)建流域生態(tài)文明先行區(qū).海東、海西地區(qū)：以生態(tài)保護(hù)為基礎(chǔ)，以白族文化資源開(kāi)發(fā)為重點(diǎn)，構(gòu)建流域生態(tài)文化示范區(qū).海南地區(qū)：以控制城鎮(zhèn)污染為重點(diǎn)，以發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、打造低碳城鎮(zhèn)為目標(biāo)，構(gòu)建流域生產(chǎn)生活中心.

3) 著力轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推動(dòng)生態(tài)鄉(xiāng)村發(fā)展.根據(jù)洱海流域主要污染為農(nóng)村面源污染的特征，通過(guò)發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，優(yōu)化人居環(huán)境，全面推動(dòng)流域生態(tài)鄉(xiāng)村發(fā)展.首先，牢固樹(shù)立“兩山論”理念，通過(guò)實(shí)施化肥、農(nóng)業(yè)使用量零增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)廢棄物資源化、無(wú)害化處理等工程推動(dòng)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展；其次，以引導(dǎo)鄉(xiāng)村居民集中化居住和鄉(xiāng)村空間有機(jī)化發(fā)展為目標(biāo)，通過(guò)發(fā)展中心集鎮(zhèn)、合并鄉(xiāng)村社區(qū)推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展；第三，全面實(shí)施“清潔家園、清潔田園、清潔水源”系統(tǒng)工程，優(yōu)化鄉(xiāng)村人居環(huán)境.