我國(guó)農(nóng)田面源污染時(shí)空演變特征分析

徐新良 陳建洪,2 張雄一,2

(1. 中國(guó)科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所/資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101； 2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100049)

隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展和國(guó)家實(shí)施一系列促農(nóng)、惠農(nóng)的發(fā)展戰(zhàn)略，我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平取得了飛速提升，同時(shí)也帶來(lái)了許多環(huán)境問(wèn)題，其中農(nóng)業(yè)面源污染逐漸成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和危害農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的突出問(wèn)題[1]。據(jù)生態(tài)環(huán)境部2015年全國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染已成為當(dāng)前環(huán)境污染的重要影響因素[2]。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染主要是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中化肥、農(nóng)藥的過(guò)量使用和農(nóng)田殘膜、禽畜糞便不合理處置等造成[3]。農(nóng)業(yè)面源污染影響了耕地資源的質(zhì)量[4]，加劇了水體污染的風(fēng)險(xiǎn)[5]，并直接影響農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，威脅著農(nóng)產(chǎn)品安全。雖然近幾年我國(guó)農(nóng)業(yè)科技水平提升，化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量有所降低，但農(nóng)田面源污染的問(wèn)題仍然突出。因此，科學(xué)有效評(píng)估我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀，識(shí)別區(qū)域污染時(shí)空演變特征，有助于因地制宜進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染的防控和治理，保障農(nóng)村的生產(chǎn)、生活、生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

農(nóng)田面源污染是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，氮、磷、鉀肥等化肥、農(nóng)藥和有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物通過(guò)農(nóng)田地表徑流和農(nóng)田滲漏等作用產(chǎn)生的污染問(wèn)題[6]。近年來(lái)科學(xué)評(píng)估和探究農(nóng)業(yè)面源污染越來(lái)越受到重視。農(nóng)田作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最根本、最重要的載體，是面源污染發(fā)生的主要場(chǎng)所，因此，分析農(nóng)田面源污染的區(qū)域差異和演變特征，是合理防治農(nóng)田面源污染，促進(jìn)區(qū)域農(nóng)田生態(tài)環(huán)境改善，提高農(nóng)產(chǎn)品安全和品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。國(guó)內(nèi)已有研究在區(qū)域尺度對(duì)農(nóng)田面源污染的現(xiàn)狀、風(fēng)險(xiǎn)和成因開展了分析評(píng)價(jià)，如郭攀[7]以漓江典型小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，提出了面源污染綜合治理體系；崔艷智等[8]從面源污染形成、土地利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源稟賦等方面，提出了區(qū)域間差異化農(nóng)田面源污染的生態(tài)補(bǔ)償建議；劉欽普[9]分析了我國(guó)農(nóng)田面源污染研究的不足，并提出應(yīng)重視面源污染發(fā)生的機(jī)制及影響因子、污染防治的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及面源污染與農(nóng)戶行為等；田若蘅等[10]采用化肥施用綜合評(píng)價(jià)模型，分析了四川省2000—2015年化肥施用狀況并評(píng)估了其污染風(fēng)險(xiǎn)；宋蕾等[11]利用氮磷排泄量的模型，揭示了關(guān)中灌區(qū)農(nóng)田面源污染的嚴(yán)重性；侯彥林等[12-15]通過(guò)構(gòu)建農(nóng)田氮面源污染評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和模型，分析了各農(nóng)業(yè)區(qū)、省區(qū)污染現(xiàn)狀，并對(duì)未來(lái)的污染趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)；溫兆飛等[16]利用GIS空間分析功能，評(píng)價(jià)了三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)田面源污染的現(xiàn)狀。

為準(zhǔn)確評(píng)估20世紀(jì)90年代以來(lái)我國(guó)農(nóng)田面源污染的整體狀況及區(qū)域差異，厘定農(nóng)田面源污染等級(jí)，科學(xué)制定化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜的減量增效政策，降低區(qū)域的農(nóng)田面源污染風(fēng)險(xiǎn)。本研究基于化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量和耕地面積統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以九大農(nóng)業(yè)區(qū)和省(市、區(qū))域?yàn)檠芯繂卧?，分析了我?guó)農(nóng)田面源污染的現(xiàn)狀以及1991年以來(lái)的時(shí)空演變特征，以期為全面把握我國(guó)農(nóng)田面源污染的時(shí)空格局和進(jìn)一步提升農(nóng)田面源污染的治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所采用的數(shù)據(jù)主要包括化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料薄膜、地膜使用量和耕地面積的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，主要源于1991—2019年的《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》。對(duì)于數(shù)據(jù)缺失的區(qū)域，通過(guò)省(市、區(qū))統(tǒng)計(jì)年鑒或統(tǒng)計(jì)公報(bào)進(jìn)行了補(bǔ)充(研究區(qū)域不包括港澳臺(tái)地區(qū))。我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)和省(市、區(qū))域行政區(qū)劃空間分布數(shù)據(jù)均來(lái)自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn)。

1.2 研究方法

本研究首先以各省域化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合耕地面積數(shù)據(jù)，計(jì)算各省域化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜地均使用量，分析過(guò)程中以1991年的地均使用量為基期，運(yùn)用ArcGIS空間分析和統(tǒng)計(jì)功能，分別對(duì)九大農(nóng)業(yè)區(qū)和省域的地均使用量進(jìn)行空間差異對(duì)比分析，并對(duì)1991年以來(lái)的變化進(jìn)行時(shí)間演變分析。分析中結(jié)合自然斷點(diǎn)法基于地均化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量，將面源污染程度劃分為5個(gè)等級(jí)(表1)。

表1 化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜面源污染程度等級(jí)劃分Table 1 Classification of non-point source pollution of chemical fertilizers, pesticides and agricultural plastic films t/hm2

2 結(jié)果與分析

2.1 我國(guó)農(nóng)田面源污染現(xiàn)狀

我國(guó)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)和《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》資料顯示，2018年我國(guó)糧食總產(chǎn)量約6.579億t，較2017年下降0.6%；耕地面積為13 486.67萬(wàn)hm2，農(nóng)業(yè)化肥施用量為5 653.4萬(wàn)t，其中氮肥2 065.4萬(wàn)t、磷肥728.9萬(wàn)t、鉀肥590.3萬(wàn)t、復(fù)合肥2 268.8萬(wàn)t；農(nóng)膜使用量386.9萬(wàn)t，其中農(nóng)用塑料薄膜使用246.48萬(wàn)t、地膜使用為140.40萬(wàn)t；農(nóng)藥使用量為150.36萬(wàn)t。我國(guó)農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用塑料膜使用量普遍較高，但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥的利用率只有30%～40%，其余白白流失，農(nóng)藥總體平均約有80%直接進(jìn)入環(huán)境，殘留的農(nóng)膜若不及時(shí)清理，會(huì)造成農(nóng)業(yè)土壤污染、肥力下降和環(huán)境污染等問(wèn)題。

2018年我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)地均化肥面源污染空間差異明顯，空間分布呈現(xiàn)東南高、西北低的梯度格局，華南區(qū)和黃淮海平原區(qū)污染等級(jí)最高，地均化肥使用量分別為0.839 0 t/hm2和0.633 0 t/hm2，長(zhǎng)江中下游區(qū)次之，四川盆地及周邊地區(qū)、云貴高原區(qū)和黃土高原區(qū)處于一般等級(jí)，北方干旱半干旱區(qū)和東北平原區(qū)處于較低等級(jí)，青藏高原區(qū)污染程度最低，僅為0.132 4 t/hm2。各農(nóng)業(yè)區(qū)地均化肥污染兩極分化問(wèn)題突出，最大使用量與最小使用量相差533%，最大差值為0.71 t/hm2。從各省域地均化肥面源污染狀況看，廣東、河南、福建污染程度最高，地均化肥使用量均在0.82 t/hm2以上，而西部的西藏和青海污染程度最低，地均化肥使用量均在0.15 t/hm2以下，省域尺度地均化肥使用最多的廣東較最少的西藏相差為637%，地均差值為0.77 t/hm2(表2)。

2018年我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)地均農(nóng)藥面源污染同樣呈現(xiàn)東南高西北低的分布格局，華南區(qū)和長(zhǎng)江中下游地區(qū)污染程度最高，黃淮海平原區(qū)次之，而青藏高原區(qū)、黃土高原區(qū)和北方干旱半干旱區(qū)最低。地均農(nóng)藥使用量最高的華南區(qū)為0.036 0 t/hm2，而使用量最少的青藏高原區(qū)僅為0.002 7 t/hm2，兩者相差1 215.7%。從各省域地均農(nóng)藥面源污染狀況看，污染等級(jí)高的區(qū)域主要集中在海南、廣東、福建、江西等省份，而污染等級(jí)低的區(qū)域主要集中在寧夏、西藏、貴州、青海等省份，其中地均農(nóng)藥污染最高的福建省比污染最低的寧夏回族自治區(qū)高出2 015.0%，兩極分化問(wèn)題尤其突出。

表2 2018年我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)地均化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量Table 2 Usage amount of chemical fertilizers, pesticides, and agricultural plastic film per hectare in the nine major agricultural areas in China in 2018 t/hm2

2018年我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)地均農(nóng)用塑料膜面源污染呈北部及南部高、中部低的斜梯狀分布格局，其中華南區(qū)和北方干旱半干旱區(qū)最高，黃淮海平原區(qū)次之，而東北平原區(qū)、青藏高原區(qū)和黃土高原區(qū)最低。北方干旱半干旱區(qū)地均農(nóng)用塑料膜污染較東北平原區(qū)高出268.2%。各省份地均農(nóng)用塑料膜污染等級(jí)的空間分布較為分散，上海、新疆、福建和海南污染等級(jí)最高，而黑龍江和西藏的污染等級(jí)最低。

2.2 我國(guó)農(nóng)田面源污染時(shí)空演變特征

1991年以來(lái)我國(guó)化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，農(nóng)田面源污染風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加劇。1991—2018年我國(guó)化肥使用量從2 805.1萬(wàn)t增長(zhǎng)到5 653.4萬(wàn)t，增長(zhǎng)了101.5%，其中氮肥增加339.3萬(wàn)t，磷肥增加229.3萬(wàn)t，鉀肥增加416.4萬(wàn)t，復(fù)合肥增加1 863.3萬(wàn)t，分別增長(zhǎng)了19.7%、45.9%、239.5%和459.5%。我國(guó)地均化肥使用量從1991年的0.20 t/hm2上升到2018年的0.42 t/hm2，增長(zhǎng)了114.0%，全國(guó)平均化肥面源污染程度由較低等級(jí)升高為一般等級(jí)，并有向較高等級(jí)發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)農(nóng)藥使用量從1991年的76.1 t上升到2018年的150.4 t，增長(zhǎng)了97.6%，地均農(nóng)藥使用量從0.005 t/hm2上升到0.011 t/hm2，增長(zhǎng)了109.9%，全國(guó)平均農(nóng)藥面源污染程度由較低等級(jí)升為一般等級(jí)。我國(guó)農(nóng)用塑料膜使用量從1991年的111.4萬(wàn)t上升到2018年的386.9萬(wàn)t，增加了272.5萬(wàn)t，增長(zhǎng)了238.2%，地均農(nóng)用塑料膜使用量從0.009 t/hm2上升到0.029 t/hm2，其污染程度由低等級(jí)向一般等級(jí)演變。

1991—2018年我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用塑料膜使用量均呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。化肥使用量增長(zhǎng)最多的是北方干旱半干旱區(qū)，增長(zhǎng)最少的是華南區(qū)，前者增加了461.5萬(wàn)t，增長(zhǎng)了334.9%；農(nóng)藥使用量增加最多的是長(zhǎng)江中下游地區(qū)，最少的是青藏高原區(qū)，前者增加了17.2萬(wàn)t，增長(zhǎng)了51.63%，而后者僅增加了0.04萬(wàn)t，增長(zhǎng)了15.39%；農(nóng)用塑料膜使用量增加最多的是北方干旱半干旱區(qū)，增加最少的是青藏高原區(qū)，前者增加87.43萬(wàn)t，增長(zhǎng)834.65%，后者僅增加1.60萬(wàn)t，但卻增長(zhǎng)了3 343.13%，其增長(zhǎng)比例在各農(nóng)業(yè)區(qū)中最高(圖3)。

1991—2018年我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)地均化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用塑料膜使用量均呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，整體呈現(xiàn)由早期的較低污染等級(jí)升高為目前的較高污染等級(jí)。地均化肥使用量由1991年全國(guó)平均0.20 t/hm2增加到2018年的0.42 t/hm2，增長(zhǎng)了110.0%。由圖1 可見(jiàn)：九大農(nóng)業(yè)區(qū)中只有青藏高原區(qū)仍保持1990年代的低污染等級(jí)，但其地均化肥使用量增長(zhǎng)了104.16%，其他農(nóng)業(yè)區(qū)化肥污染等級(jí)均呈現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng)，其中北方干旱半干旱區(qū)和黃土高原增長(zhǎng)最突出，增長(zhǎng)比例分別為281.79%和279.62%，其污染程度分別由低等級(jí)升高為較低等級(jí)和較高等級(jí)，而四川盆地及周邊地區(qū)和長(zhǎng)江中下游地區(qū)增長(zhǎng)幅度最小，分別為65.34%和81.86%，其污染程度也分別由較低等級(jí)升高為一般等級(jí)和較高等級(jí)。

圖1 1991和2018年各農(nóng)業(yè)區(qū)化肥地均使用量及增長(zhǎng)比例Fig.1 Usage amount of chemical fertilizers and growth rate in agricultural areas in 1991 and 2018

全國(guó)地均農(nóng)藥使用量由1991年的0.005 t/hm2增加到2018年的0.011 t/hm2，增長(zhǎng)120.0%。由圖2可見(jiàn)：九大農(nóng)業(yè)區(qū)中青藏高原區(qū)、黃土高原和北方干旱半干旱區(qū)2018年仍然保持了1990年代的農(nóng)藥低污染程度，而其他各區(qū)農(nóng)藥污染程度均有不同程度上升，其中北方干旱半干旱區(qū)農(nóng)藥地均使用量增長(zhǎng)比例最高，凈增長(zhǎng)545.48%，其次為東北平原區(qū)，凈增長(zhǎng)350.55%，污染程度也由低等級(jí)升高為較低等級(jí)，而青藏高原區(qū)增長(zhǎng)比例最低，僅為36.11%。

全國(guó)地均農(nóng)用塑料膜使用量較化肥和農(nóng)藥的增長(zhǎng)更加突出，其使用量由1991年的0.008 t/hm2增加到2018年的0.035 t/hm2，增長(zhǎng)357.10%。由圖3 可見(jiàn)：九大農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)用塑料膜污染等級(jí)的增長(zhǎng)最為突出，各區(qū)污染等級(jí)均表現(xiàn)為不同程度的增長(zhǎng)，1990年代九大農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)用塑料膜普遍處于低或較低污染等級(jí)的狀態(tài)到了2018年已不復(fù)存在，2018年華南區(qū)和北方干旱半干旱區(qū)污染等級(jí)已上升為高污染等級(jí)。其中青藏高原區(qū)地均農(nóng)用塑料膜使用量增長(zhǎng)比例最高，凈增長(zhǎng)2 833.60%，污染程度也由低等級(jí)升高為較低等級(jí)，其次為北方干旱半干旱區(qū)，凈增長(zhǎng)720.50%，而東北平原區(qū)增長(zhǎng)比例最低，但仍為106.98%，其污染程度也由低等級(jí)升高為較低等級(jí)。

圖2 1991和2018年各農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)藥地均使用量及增長(zhǎng)比例Fig.2 Usage amount of pesticides and growth rate in agricultural areas in 1991 and 2018

圖3 1991和2018年各農(nóng)業(yè)區(qū)農(nóng)用塑料膜地均使用量及增長(zhǎng)比例Fig.3 Usage amount of agricultural plastic film and growth rate in agricultural areas in 1991 and 2018

從省域尺度看，各省份化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜污染程度的演變整體呈現(xiàn)加重趨勢(shì)。1991—2018年地均化肥面源污染低等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由32.26%降低為6.45%，較低污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由48.39%降低為22.58%，一般污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由12.90%上升到29.03%，較高污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例則由3.23%上升到25.81%，而新增高污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例為16.13%。1991—2018年我國(guó)各省域化肥面源污染等級(jí)不變的有：西藏、青海一直為低污染等級(jí)、遼寧和貴州一直為較低污染等級(jí)、浙江一直為一般污染等級(jí)。1991年化肥面源污染只有廣東處于高污染等級(jí)，而到了2018年江蘇、福建、海南以及河南均升高為高污染等級(jí)。

1991—2018年農(nóng)藥污染處于低等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由54.84%降低為19.35%，較低等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由12.90%上升到32.26%，一般污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由16.13%降低為9.68%，較高污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由3.23% 上升到16.13%，高污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例則由9.68%上升到22.58%。1991—2018年各省域中只有上海市污染等級(jí)呈降低趨勢(shì)。污染等級(jí)沒(méi)有發(fā)生變化的有寧夏、貴州、青海、陜西、內(nèi)蒙古、西藏、北京、浙江和廣東9個(gè)省份，而污染等級(jí)變化最大是湖北省，由較低污染等級(jí)升高為高污染等級(jí)。另外，1991年只有浙江、上海、廣東3個(gè)省份農(nóng)藥污染處于高污染等級(jí)，而到了2018年湖北、湖南、江西、福建和海南都升高為高污染等級(jí)。

1991—2018年各省域地均農(nóng)用塑料膜污染程度整體由低污染等級(jí)升高為較高污染等級(jí)，處于低污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由70.97%降為6.54%，較低等級(jí)的省域數(shù)量所占比例由22.58%降為19.35%，一般污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例則由3.23%增加為29.03%，而新增較高污染等級(jí)和高污染等級(jí)的省域數(shù)量所占比例分別為19.35%和25.81%。1991—2018年各省域中農(nóng)用塑料膜面源污染等級(jí)不變的有黑龍江、貴州、湖北和廣東，而地均農(nóng)用塑料膜面源污染等級(jí)變化最大的有浙江、甘肅、山東、海南和福建，其污染程度由低污染等級(jí)升高為高污染等級(jí)。

3 討論與結(jié)論

作為糧食消費(fèi)大國(guó)，我國(guó)用僅占全球9%的耕地，養(yǎng)活了占全球?qū)⒔?0%的人口。為防治病蟲災(zāi)害，提升土壤肥力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量、確保糧食豐收，我國(guó)農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜的使用量近幾十年呈不斷增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)[17]。農(nóng)業(yè)糧食增產(chǎn)豐收在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)是以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的。雖然2015年我國(guó)開始實(shí)施化肥與農(nóng)藥減量增效的直接措施，化肥、農(nóng)藥的使用量有所下降，但農(nóng)田面源污染的形勢(shì)依舊非常嚴(yán)峻[18]。不同區(qū)域因其獨(dú)特的地理區(qū)位，自然資源稟賦和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平差異，農(nóng)田面源污染空間異質(zhì)性也十分明顯[19]。在自然資源稟賦方面，不同農(nóng)業(yè)區(qū)的降水、光照、土壤肥力有很大的差異，部分區(qū)域降水充足，但水土流失嚴(yán)重，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，導(dǎo)致土壤的肥力下降，因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中會(huì)使用更多的肥料來(lái)彌補(bǔ)土壤肥力的下降[20]。在農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)水平方面，部分農(nóng)業(yè)大省如河南、山東、四川等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以農(nóng)戶小規(guī)模分散經(jīng)營(yíng)為主[21]，農(nóng)民的環(huán)保意識(shí)不足，簡(jiǎn)單追求高產(chǎn)量，導(dǎo)致化肥、農(nóng)藥面源污染情況加劇[22]；在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平高或生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的區(qū)域，注重化肥、農(nóng)藥的科學(xué)使用[23]，農(nóng)田面源污染狀況有所緩解；另外，農(nóng)田面源污染與農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)也有很大的關(guān)系，有些農(nóng)作物需要保溫、高肥力等條件以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量[24-25]，因此需要采取大量施肥、使用農(nóng)用塑料膜等措施。本研究選取地均化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量作為分析農(nóng)田面源污染特征的主要依據(jù)，具有科學(xué)合理性，得出的農(nóng)田面源污染問(wèn)題突出，全國(guó)各農(nóng)業(yè)區(qū)和各省份化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量呈現(xiàn)不同程度加重趨勢(shì)的結(jié)論與已有的研究結(jié)論基本一致[17-18,26]。但農(nóng)作物廢棄秸稈、禽畜糞便、水產(chǎn)養(yǎng)殖及農(nóng)村居民生活污水等廢棄物的處置不當(dāng)也可能使農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境尤其是水環(huán)境受到污染，在危害動(dòng)植物和人類健康的同時(shí)，也制約了我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)田面源污染還受到農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展、自然資源稟賦差異、政府制定的政策、農(nóng)戶生計(jì)選擇等多方面綜合作用的影響，因此科學(xué)合理的使用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、優(yōu)化農(nóng)田耕種模式，選擇有效的污染防治手段將成為未來(lái)我國(guó)農(nóng)田可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

近年來(lái)，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜的過(guò)量使用，是引發(fā)農(nóng)業(yè)面源污染的重要原因。本研究基于1991—2018年我國(guó)化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用塑料膜使用量相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過(guò)ArcGIS空間分析功能，系統(tǒng)分析了我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)和各省域農(nóng)田化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用塑料膜面源污染的長(zhǎng)時(shí)間演變特征，主要結(jié)論如下：

1)1991—2018年我國(guó)化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜使用量整體呈上升趨勢(shì)，其面源污染程度逐漸加重，農(nóng)田面源污染的問(wèn)題仍然突出?；适褂每偭吭鲩L(zhǎng)101.5%，地均化肥使用量增長(zhǎng)114.0%，其面源污染整體從較低污染等級(jí)升高為較高污染等級(jí)。農(nóng)藥使用總量增長(zhǎng)97.6%，地均農(nóng)藥使用量增長(zhǎng)109.9%，其污染整體從較低等級(jí)升高為較高等級(jí)；農(nóng)用塑料膜使用總量增長(zhǎng)238.2%，地均農(nóng)用塑料膜使用量增長(zhǎng)222.2%，其污染等級(jí)從低污染等級(jí)向較高污染等級(jí)轉(zhuǎn)變。

2)1991—2018年我國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)地均化肥、農(nóng)藥和農(nóng)用塑料膜使用量均呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，其污染程度由早期的較低污染等級(jí)升高為較高污染等級(jí)。華南區(qū)、黃淮海平原區(qū)和黃土高原區(qū)化肥面源污染加劇程度最為突出，而青藏高原區(qū)變化較為緩和；黃淮海平原區(qū)、長(zhǎng)江中下游地區(qū)和華南區(qū)的農(nóng)藥面源污染加劇程度最突出，而青藏高原區(qū)變化程度最?。槐狈礁珊蛋敫珊祬^(qū)、華南區(qū)和黃淮海平原區(qū)的農(nóng)用塑料膜面源污染程度加劇程度最突出，而東北平原區(qū)變化程度最低。

3)1991—2018年各省域化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料膜污染整體呈現(xiàn)不同程度的加重趨勢(shì)，其中河南、海南、湖北、廣西、陜西和新疆的化肥面源污染加劇嚴(yán)重，而浙江、青海和西藏相對(duì)比較穩(wěn)定；湖南、江西、福建、廣東和海南的農(nóng)藥面源污染加劇明顯，而浙江、寧夏、青海和北京相對(duì)穩(wěn)定，上海的農(nóng)藥面源污染有所降低；上海、新疆、福建、海南、甘肅、山東和浙江的農(nóng)用塑料膜面源污染加劇比較明顯，而貴州、黑龍江、湖北和廣東基本保持穩(wěn)定。