《河南农业大学学报》2023年第57卷第4期刊载了河南农业大学农学院/作物生长发育调控教育部重点实验室团队邱青彬、杨玉秀、牛梦姣、张皖玉、张志勇、王小纯、马新明和熊淑萍的研究论文——“基于GIS的河南省沿黄区域农业面源污染分析”。该研究由国家重点研发计划项目(2021YFD1700900)和河南省高等学校重点科研项目(21A210015)资助。责任编辑李莹。
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农业面源污染是影响范围最广的污染类型。黄河流域在中国社会经济发展和生态安全方面具有十分重要的地位，因此，黄河流域生态保护和高质量发展已成为黄河流域转型发展过程中的主要任务。河南境内的黄河河道总长711 km，流域面积362万hm2，占黄河流域总面积的5.1%，占河南省总面积的21.7%，其保护和受益地区占河南全省面积的57%。因此，对河南省沿黄区域农业面源污染现状及其特征进行分析，明确该区域污染底数，对黄河流域农业污染的治理与高质量发展具有重要意义。
目前，针对中国不同区域的农业面源污染的起源、迁移方向、转化特征和现状开展了不少研究，主要集中在黄河流域整体及部分子流域。但对黄河流域县域尺度的农业面源污染研究较少，特别是对黄河流域河南段这一黄河流域重要农业生产区的农业面源污染情况和污染特征的研究较为稀缺。
为了补充和完善黄河流域农业面源污染县域尺度方向的研究，促进黄河流域生态保护和绿色高质量发展，本研究以河南省沿黄区域25个县(市、区)为研究对象，综合采用排污系数法和等标污染负荷法对区域内种植业、畜禽养殖业、水产养殖业3类农业面源污染源中的化学需氧量(COD)、氨氮（NH3-N）、总氮(TN)和总磷(TP)4种污染物的等标污染负荷进行核算和分析。
本研究依据结果划分重点污染源和重点污染物，并与河南省农业面源污染的排放特征进行对比，确立优先级污染源和污染物；最后运用层次聚类分析进行污染类型分区，确定河南省沿黄县（市、区）农业面源污染空间分布特征及重点污染项目，研究结果可为黄河流域农业面源污染治理和农业绿色高质量发展提供依据。
研究范围为河南省沿黄区域规划面积，约2.31万km2，涉及三门峡市、洛阳市、济源市、焦作市、郑州市、开封市、新乡市和濮阳市的25个县（市、区）。河南省DEM(90 m)数据来源于地理空间数据云；核算河南省沿黄区域农业面源污染所需数据包括25个县（市、区）化肥农药施用量、畜禽养殖量、水产养殖量，来自河南省沿黄区域各县（市、区）统计年鉴和农村统计年鉴。
种植模式、养殖场的清粪工艺、固体粪便处理利用方式和污水处理利用方式均来自实地调研；核算污染物排放所需系数源自《第二次全国污染源普查系数手册》。农业面源污染核算包括种植业源污染物排放估算、畜禽养殖业源污染物排放估算、水产养殖业源污染物排放估算。污染负荷评价包括农业面源污染排放强度核算、等标污染负荷核算。
进行GIS空间分析。在通过ArcGIS划分出以河南省沿黄区域25个区县为研究区域后，运用ArcGIS 10.8对空间数据进行管理与分析。采用自然断裂法对河南省沿黄区域农业面源污染排放量、排放强度和等标污染负荷进行分析，根据层次聚类分析的结果划分出污染类型分区。
进行聚类分析。采用 Ward联接的聚类分析法对河南省沿黄区域进行农业面源污染区域聚类，以河南省沿黄区域25个县域单元的等标污染负荷强度贡献率为样本，对河南省沿黄区域内农业面源污染区域进行分类，并按照污染类别的不同特征进行污染源类型分区。
结果表明，河南省沿黄区域25个县（市、区）COD、NH3-N、TN和TP 4种污染物的总排放量分别为16.22、0.23、1.64和0.25万t，其中，TN的等标污染负荷贡献率最高，为41.67%；污染物主要源自畜禽养殖业，等标污染负荷贡献率为70.52%；同时，河南省沿黄区域畜禽养殖业和水产养殖业对于总负荷的贡献率高于河南省。COD、NH3-N和TP对于总负荷的贡献率高于河南省。
空间上，污染负荷较大的区域主要分布在黄河北岸，黄河南岸的污染负荷分布呈“西低东高”的趋势。沿黄区域农业面源污染排放特征可划分为畜禽养殖业主导污染Ⅰ型、畜禽养殖业主导污染Ⅱ型、水产养殖业较高占比Ⅰ型和水产养殖业较高占比Ⅱ型4种污染类型区。河南省沿黄区域重点污染源为种植业源和畜禽养殖业，重点污染物为TN和TP；畜禽养殖业源污染是需要优先控制的污染源，COD是需要优先控制的污染物。
通信作者：
熊淑萍，河南农业大学农学院教授，博士生导师，中国作物学会智慧农业专业委员会副会长，河南省教学名师。长期以来，围绕气候变化与智慧生产、生态安全和作物精准栽培，主持承担国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、河南省重点研发项目等国家级、省部级项目10余项，在国内外学术期刊发表论文110余篇，出版著作及教材10部，获得河南省科技进步一等奖1项，中华农业科技奖一等奖1项，河南省科技进步二等奖2项。
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