江苏省农业面源污染“过剩氮”的模型模拟及应用研究

摘要

江苏省位于长江三角洲经济圈，经济发达，20世纪80年代以来，农村居民生产、生活方式的转变，给区域生态环境带来一定的影响。改革开放以来，江苏农业生产的集约化及畜牧业的规模化不断深入，这一方面满足了人们日益增长的对农畜产品的需求;另一方面也由于一定程度的种养分离与失衡造成了日益严重的农业面源污染问题，尤其是过剩氮污染，给江苏省社会经济的可持续发展带来一定的负面影响。因此，研究农业面源污染过剩氮产生的原因及影响因素，探究农业过剩氮的变化过程与趋势，对客观认识农业面源污染影响因素以及合理制定农业面源污染控制策略具有重要的理论和实际意义。
　　 本研究从拟合分析与应用研究两个方面，运用养分平衡法理论以及文献检索与实证研究相结合的方法，建立了过剩氮污染的定量分析模型，选取农村居民消费和人均国民收入两个影响因素，模拟了研究区内过剩氮的环境库兹涅茨曲线，探讨了区域农业面源污染过剩氮控制策略及其环境效益。
　　 论文的主要研究结论如下:
　　 1.江苏省农业面源污染过剩氮产生量变化呈“N”型波动式上升趋势。1990年以前，江苏省的肥料投入是以畜禽及人类粪便等有机肥为主，农业生产氮素供应不足，没有“过剩氮”产生。从1990年开始，江苏省集约化农业生产的大量化肥施用和伴随畜牧业快速发展的有机肥增加，才使农业生产中开始出现过剩氮，而且呈“N”型波动式逐年增加的趋势。与1989年比较，2007年江苏省化肥投入量（折纯）增长了1.7倍，而农业过剩氮的产生量已达8.38倍，特别是在1995-1996年为剧增期，给生态环境带来了严重的压力。1997年以后，农业过剩氮产生量波动趋缓，稳中有升，对生态环境的影响仍处高压状态。
　　 2.江苏省农业面源污染过剩氮产生量与全省人均国民收入水平、农村居民生活消费量的变化趋势具有显著相关性。农业面源污染过剩氮的环境EKC曲线呈“N”型，已进入“N”型右侧。采用ADF单位根检验方法，拟合优度更高，江苏省农业面源污染过剩氮产生量与全省人均国民收入水平、农村居民生活消费量的相关性判定系数R2统计量的值分别为0.917和0.892。江苏省人均过剩氮量与人均消费的环境EKC关系曲线为y=-16.335+0.024x-5.33×10-6x2+3.64×10-10x3，具有两个转折点，理论转折点出现在人均消费值为3522.4元和6239.5元时;人均过剩氮量与人均国民收入关系曲线为y=2.82×10-12x3-1.89×10-7x2+0.004x-7.874，理论转折点出现在人均国民收入为16666.7元和28571.4元时。江苏省农业过剩氮模型的回归结果表明:EKC是一种可能而不是一种必然，在不同的国家和地区有不同的表现形式、不同的转折点以及到达转折点的时间跨度。
　　 3.例证分析表明农业面源污染过剩氮的环境EKC模型（人均过剩氮与人均国民收入环境经济计量模型）具有一定的适用性与实用价值。以江苏省某市某镇某村为例，根据该区域的土壤、水文等资料，通过对该区域的过剩氮污染量计算，采用得出的模型计算得到区域内的人均国民收入预测值，计算结果与实测值对比，预测结果的相对误差率在5％以内，属于正常的范围，说明所建模型具有较好的模拟效果。

目录

声明

摘要

第一章 导论

1．1 研究背景

1．2 研究的目的与意义

1．2．1 研究目的

1．2．2 研究意义

1．3 研究方法与内容

1．3．1 研究方法

1．3．2 研究内容

1．3．3 技术路线

1．4 农业面源污染国内外研究进展

1．4．1 农业面源污染控制方法研究进展

1．4．2 农业面源污染估算模型研究进展

第二章 农业过剩氮产生及影响因素分析研究

2．1 农业面源污染涵义及其特点

2．2 农业面源污染类型与特征

2．3 农业面源污染发生机制和机理研究

2．3．1 农业面源氮素的迁移转化机制

2．3．2 农业面源污染的机理研究

2．4 影响农业面源污染发生机制的因素

2．5 农业富营养化的评价指标

第三章 农业过剩氮污染的定量分析模型研究

3．1 养分平衡法理论

3．2 模型分析方法

3．3 测算方法与数据收集

3．4 定量模型及数据特征分析

第四章 基于环境库兹涅茨曲线的农业过剩氮的拟合分析研究

4．1 农业面源污染和库兹涅茨曲线理论

4．2 模拟方法与统计分析

4．3 模型拟合和适切性

4．4 模型拟合结果分析

第五章 应用分析研究——以江苏省某市某镇某村为例

5．1 研究区域概况

5．1．1 自然地理状况

5．1．2 区域现状

5．1．3 经济效益

5．2 模型验证与应用分析

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 创新之处

6．3 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢