53卷
收稿日期：2021-04-06基金项目：广西哲学社会科学规划研究课题（21BGL005）；“广西高等学校千名中青年骨干教师培育计划”科研项目（2020
QGRW012）
通讯作者：崔海涛（1987-），orcid/0000-0002-0744-5438，研究员，主要从事区域农村经济发展与污染治理研究工作，
E-mail ：****************
第一作者：熊娜（1983-），orcid/0000-0002-5220-2937，博士，教授，主要从事农业科技创新与污染治理研究工作，
E-mail ：****************
广西农业面源污染时空演变及其防控对策
熊
娜1，崔译丹2，崔海涛1*，王雅丽1，望飞勇3
（1广西民族大学管理学院，广西南宁
530006；2广西民族大学经济学院，广西南宁
530006；
3
广西农业科学院园艺研究所，广西南宁
530007）
摘要：【目的】分析广西农业面源污染的时空演变规律，提出治理农业面源污染的防控对策，为广西农业面源污染防控、实施乡村振兴提供理论依据。【方法】以西江经济带、桂西资源富集区和北部湾经济区为研究单元，构建农田化肥和畜禽养殖粪便污染清单，采用单元调查法测算2008—2019年广西农业面源污染物排放量和排放强度。【结果】农业面源污染地区及其污染物的区域分布尚未发生变化，西江经济带是污染物排放总量和强度增长的主要区域。各区域污染物排放结构及其强度结构的变化差异较大。从污染物排放强度结构来看，西江经济带由化学需氧量（COD ）向总氮（TN ）扩大，
北部湾经济区由TN 向COD 扩大，桂西资源富集区尚未发生明显变化，依然为TN 。从污染物排放强度结构来看，西江经济带从COD 向COD 和TN 转变，桂西资源富集区从TN 向COD 和TN 转变，北部湾经济区从TN 向COD 转变。经济作物种植规模的扩大与生猪养殖量的增长是各区域污染物排放结构及其强度结构性变化的主要原因。【建议】提高农业科技水平、发展规模化养殖、加强农业教育培训和增加农村污染治理投入。
关键词：农业面源污染；时空变化；防控对策；广西中图分类号：S181.3
文献标志码：A
文章编号：2095-1191（2022）05-1368-11
Spatial-temporal evolution of agricultural non-point source
pollution in Guangxi and its prevention and control
countermeasures
XIONG Na 1，CUI Yi-dan 2，CUI Hai-tao 1*，WANG Ya-li 1，WANG Fei-yong 3
（1School of Management ，Guangxi Minzu University ，Nanning ，Guangxi 530006，China ；2
School of Economics ，
Guangxi Minzu University ，Nanning ，Guangxi 530006，China ；3
Horticultural Rearch Institute ，Guangxi
Academy of Agricultural Sciences ，Nanning ，Guangxi 530007，China ）
Abstract ：【Objective 】To analyze the spatial-temporal evolution law of agricultural non-point source pollution in
Guangxi ，and to put forward the prevention and control countermeasures to control agricultural non-point source pollu-tion ，so as to provide theoretical basis for the prevention and control of agricultural non-point source pollution in Guangxi and the implementation of rural revitalization policy.【Method 】The Xijiang Economic Belt ，resource-rich area in western Guangxi and Beibu Gulf Economic Zone were taken as rearch units.A list of farmland chemical fertilizers and livestock and poultry manure pollution was made ，and the unit survey method was ud to calculate the amount and intensity of agricultural non-point source pollutant emission in Guangxi from 2008to 2019.【Result 】The agricultural non-point source polluted areas and the pollutant regional distributi
on had not changed ，and the Xijiang Economic Belt was the main area where the total amount and intensity of pollutant emission incread.The changes in pollutant emission structure and inten-sity structure of different regions were quite different.Seem from the structure of pollutant emission ，the Xijiang Econom-ic Belt had expanded from chemical oxygen demand （COD ）to total nitrogen （TN ），and the Beibu Gulf Economic Zone had expanded from TN to COD.The resource-rich area in western Guangxi had not changed significantly and was still TN.Seem from the structure of pollutant emission intensity ，in the Xijiang Economic Belt ，COD changed to COD and TN ，and the resource-rich area in western Guangxi changed from TN to COD and TN ，and the Beibu Gulf Economic
5期·1369·
0引言
【研究意义】农业是国民经济发展的重要基石，而良好的自然生态环境是保证农业健康、绿色、高质量发展的基本条件。全国污染源第二次普查数据显示，2017年来自农业面源污染的化学需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）排放量分别为1067.13万、141.49万和21.20万t，占全国COD、TN和TP排放总量的49.77%、46.52%和67.22%，农业面源污染已成为我国的第一大污染源。广西是
我国农业大省之一，特色农产品和自然资源丰富，具有农业发展的资源禀赋优势。但由于广西地理位置特殊，地形地貌复杂，许多地区受恶劣自然条件的发展约束，农户不得不采用一些农业手段来获得更高的经济效益，而在实施这些农业手段时采取的不合理方式（如过量施用化肥、不经处理随意排放畜禽粪便）导致农业面源污染问题日益严峻，严重影响了广西农业的可持续发展。因此，探讨广西农业面源污染的时空演变及防控对策，可为该区域农业面源污染的防控与治理提供理论参考。【前人研究进展】农业面源污染主要指农业生产活动中，污染物质通过化肥流失、农药滥用、畜禽粪便排放等方式随着农田排水、地表径流和渗透进入水环境，引起水体污染（Ichiki and Yamada，1999；Zhang et al.，2018）。畜禽养殖粪便、农田化肥流失产生的氮（N）、磷（P）和COD呈逐年增长趋势，其中畜禽养殖是农业面源污染的主要源头（胡静锋，2017）。从微观角度来说，非农兼业会减少存于农业生产的劳动力，兼业农户选择增加农药、化肥资本投入以弥补劳动力的不足，从而造成农业面源污染加重（吴伟伟和刘耀彬，2017；夏秋等，2018）；其次，由于非农兼业的“收入效应”大于“替代效应”，兼业收入提高了农村家庭收入水平，降低了资金约束，通过施肥提高作物产量，导致化肥施用量增加（石华平和易敏利，2020）。宏观层面上，国家农业补贴政策的实施引导农户适当增加农业化学物质投入来增产增收，但不当的施用行为会加重农业面源污染（孙博文，2020）；除此之外，人口快速增长、经济利益驱动、
政策不健全也是造成农业面源污染的主要原因（魏瑞，2016）。已有学者针对广西的农业面源污染进
行研究。廖青等（2013）、熊娜等（2019）对广西畜禽粪便资源量和污染风险进行测算，得出广西畜禽养殖粪便对土壤环境影响较小，但对水体环境已构成严重威胁。蒋冬荣等（2015）从农业生产所需原材料及农业生产废弃物方面深入调查研究，将漓江流域的农业面源污染原因归结为农业生产技术落后、农业生产生活废弃物处理方式不当、环保意识薄弱等。黄晶晶等（2017）通过对南宁市武鸣区农业局的访问及对村民的调查，了解到武鸣区农业污染主要是由农药化肥残留、畜牧养殖动物粪便、农作物秸秆焚烧等引起。杨文慧等（2018）对南宁主要香蕉种植基地的土壤肥力进行调查研究，结果发现土壤肥力利用效果不佳，有机质含量偏低，大多数南宁香蕉基地铵态氮含量高于硝态氮含量，铵硝比不佳。刘岩峰等（2021）利用主成分分析法对广西武鸣河流域不同种植作物的土壤氮磷形态进行研究，得出土地作物类型是影响流域非点源污染的重要因素。【本研究切入点】前人已从农业面源污染的定义、来源和原因展开了较充分的研究，但并未区分各污染源（如畜禽养殖和农田化肥）的污染贡献，缺少结构性因素的分析及时空演变规律的探讨。【拟解决的关键问题】以西江经济带、桂西资源富集区和北部湾经济区为研究单元，将各类污染源分开测算，选取农田化肥施用、畜禽养殖粪便构建排放清单，采用单元调查法对各区域污染物排放量和排放强度进行测算，进而对污染源区域空间分布及演变进行综合分析和评价，以期为广西农业面源污染防控、实施乡村振兴提供理论依据。
1材料与方法
1.1研究区域概况
广西位于我国华南地区（东经104°28′~112°04′、北纬20°54′~26°24′），东界广东，南临北部湾，西与云南毗邻，东北接湖南，西北靠贵州，全区总面积23.76万平方千米，下辖14个地级市，地形以山地、丘
Zone changed from TN to COD.The expansion of the scale of commercial crops and the growth of pig breeding were the main reasons for the structural changes in the structure and intensity of pollutant emissions in various regions.【Sugges-tion】The level of agricultural science and technology level should be improved.Large-scale breeding should be developed. Agricultural education and training should be strengthened，and investment in rural pollution control should be incread.
Key words：agricultural non-point source pollution；spatial-temporal changes；prevention and control countermea-sure；Guangxi
Foundation items：Guangxi Philosophy and Social Sciences Plan Rearch Project（21BGL005）；“Thousand Young-and Middle-aged Backbone Teacher of Guangxi Higher Education Institutions Training Program”Scientific Rearch Project（2020QGRW012）
熊娜等：广西农业面源污染时空演变及其防控对策
53卷
南方农业学报·1370·
陵、石山为主，是典型的喀斯特地貌。从北向南分别属亚热带季风气候和热带季风气候，气候温暖、热量丰富，降水丰沛、干湿分明，日照适中、冬少夏多，各地年平均气温在16.5~23.1℃，各地年降水量为1080~2760mm 。为促进该区域经济发展，《国务院关于进一步促进广西经济社会发展的若干意见》中将广西划分为西江经济带、桂西资源富集区、北部湾经济区，简称“两区一带”。本研究借用3个经济板块的划分方式将广西农业面源污染区域进行范围界定（图1），进一步研究广西各区域农业面源污染的具体差异。1.2
研究方法
1.2.1
农业面源污染物排放量摄影艺术
农业面源污染主
要包括TN 、TP 和COD 3种污染物，污染源主要是农田化肥和畜禽粪便。畜禽粪便产生的污染物主要
是COD ，TN 和TP 较少，农田化肥施用产生的污染物主要是TN 和TP ，不包括COD 。本研究选择农田化肥和畜禽养殖粪便构建污染清单，对TN 、TP 和COD 3类污染物的排放量和排放强度进行核算。将各类污染源分解为产污单元和排放清单（表1），对2008—2019年广西农业面源污染物的排放情况进行统计和对比
分析。各项污染源估算方法见表2，日排泄系数采用
中国生态环境部公布的数据，计算周期及污染物平均含量（表3）。
1.2.2农业面源污染物排放强度核算农业面源污染排放强度是指单位土地面积上农业面源污染物排放量的富集程度和污染物对环境的影响，计算公式如下（赖斯芸等，2004）：
EI=
E AL 式中，EI 为农业面源污染物排放强度，E 为农业面源污染物的实物排放量，AL 为研究区域的农地面积。
1.3数据来源
计算农业面源污染产污单元数据，包括化肥折纯量、生猪出栏量、土地面积和农作物播种面积，数据
主要来源于2010—2020年《广西统计年鉴》、各地级市统计年鉴、环境质量公报及《国民经济和社会发展统计公报》，同时收集污染物排放量及强度核算所必需的参数。1.4统计分析
运用Excel 2019对广西农业面源污染进行测算，并用ArcGIS 绘制空间分布图。
奋斗2
类型Type
农田化肥Farmland fertilizer 畜禽养殖Livestock breeding
产污单元Pollution-producing unit
氮肥、磷肥、复合肥
生猪
调查指标Survey indicator 施用量（折纯）（万t ）出栏数（万头）
排放清单Emission list
TN 、TP COD 、TN 、TP
图1广西农业面源污染区域分布图
Fig.1
Guangxi agricultural non-point pollution region distribution map
表1农业面源污染产污单元清单列表
Table 1List of pollution-producing units of agricultural non-point source pollution
北部湾经济区
Beibu Gulf Economic
Zone 西江经济带
Xijiang Economic Belt 桂西资源富集区
Resource-rich areas in western Guangxi
5期
·1371·
表2农业面源污染物排放量估算方法
Table 2Estimation method of agricultural non-point source pollutant emission
污染源Pollution source 农田化肥Farmland fertilizer 畜禽养殖Livestock breeding
指标Indicator 氮肥、磷肥、复合肥出栏数
计算方法Calculation method
TN 排放量=（氮肥折纯量+复合肥折纯量×15%）×流失率TP 排放量=（磷肥折纯量+复合肥折纯量×15%）×43.66%×流失率
污染物i 排放量=畜禽j 年末出栏数×污染物i 排污系数×污染物i 平均含量系数
受施肥方式、结构及氮磷钾养分比例等因素影响，肥料有效利用率氮肥为30%~35%，磷肥为10%~20%（赵同科和张强，2004），流失率氮肥按70%、磷肥按90%计算；i 表示指标COD 、TN 、
TP ，j 表示畜禽种类，即生猪
Affected by factors such as fertilization method ，structure ，and NPK nutrient ratio ，the effective utilization rate of nitrogen fertilizers was 30%-35%and the effective utilization rate of phosphorus fertilizers was 10%-20%（Zhao and Zhang ，2004）.Nitrogen fertilizer loss rate was t as 70%and phosphorus fertilizer loss rate was t as 90%；i reprented the indicators COD ，TN ，TP ，and j reprented the type of livestock ，namely hog
2结果与分析
2.1
农田化肥引致的农业面源污染
由表4可知，2008—2019年广西各区域的粮食作物播种面积减少，经济作物播种面积增加。其中西江经济带的经济作物增速较快，桂西资源富集区和北部湾经济区增速较慢。西江经济带经济作物播种面积从2008年的1201.19×103
ha 增长到2019年的
1495.11×103
ha ，增幅为24.5%；桂西资源富集区经济
作物播种面积从2008年的708.62×103
ha 增长到2019
年的827.17×103
ha ，增幅为16.7%；北部湾经济区经
济作物播种面积从2008年的800.51×103
ha 增长到
2019年的919.93×103
ha ，增幅为15.0%。表明西江经
济带是经济作物种植的主要区域。
从表5可知，TN 是农田化肥污染的主要污染物，其排放量约是TP 的2~3倍。西江经济带农田化肥污染
物排放量较大，增速较快，从2008年的33.04万t 增长到2019年的68.50万t ，增幅为107.3%；桂西资源富集区农田化肥污染物排放量较小，但增速较快，从2008年的14.05万t 增长到2019年的17.47万t ，增幅为24.3%；北部湾经济区农田化肥污染物排放量较小，增速较慢，从2008年的23.95万t 增长到2019年的25.56万t ，增幅为6.7%。结合表4可知，经济作物播种面积与农田化肥污染变化趋势相同，西江经济带是农田化肥污染的主要区域。2.2
畜禽养殖引致的农业面源污染
从表6可看出，西江经济带是广西生猪饲养的主要区域，北部湾经济区和桂西资源富集区生猪饲
年份Year
2008
20092010201120122013201420152016201720182019
北部湾经济区
Beibu Gulf Economic Zone 粮食作物Food crop 755.37779.12782.27785.29787.76794.39792.25793.10785.02771.96723.82711.46经济作物及其他E
conomic crop and others 800.51789.10799.88814.59837.41849.29874.49879.06898.48911.01908.28919.93
西江经济带
Xijiang Economic Belt
粮食作物Food crop 1520.711592.461596.141609.911620.561646.281610.411603.361601.291572.561453.901425.89经济作物及其他Economic crop and others 1201.191244.701285.131323.341369.671385.431410.681415.371435.901453.131454.071495.11
桂西资源富集区
Resource-rich area in western Guangxi 粮食作物Food crop 650.21667.02664.56827.52675.88677.37676.48668.82663.16653.27617.59609.66经济作物及其他Economic crop and others 708.62732.89750.95897.95813.07819.89854.32795.51791.98802.79810.21827.17
指标Indicator
猪粪Pig manure 猪尿Pig urine
排泄系数［kg/（头·d ）］
Excretion coefficient ［kg/（animal ·d ）］
2.03.0
计算周期（d ）Calculation period
180180
污染物平均含量（kg/t ）Average pollutant content COD 52.09.00TN 5.883.30TP 3.410.52
表3畜禽粪便日排泄系数、计算周期及污染物平均含量Table 3Excretion coefficient of livestock manure per day ，calculation period and average pollutant content
表42008—2019年广西各区域农作物播种面积（×103ha ）
Table 4Sown area of crops in various regions of Guangxi from 2008to 2019（×103ha ）
畜禽粪便日排泄系数采用中国生态环境部公布的数据，猪的平均饲养周期为180d ，少于1年，养殖总量用当年出栏量计
Excretion coefficient per day of livestock manure took the data published by the Ministry of Ecology and Environmental of China as reference.The ave-rage breeding period of pigs was 180days and it was less than 1year ，and the total amount of cultivation was t as the column quantity in the current year
熊娜等：广西农业面源污染时空演变及其防控对策
53卷
南方农业学报
方方圆圆·1372·
养量较少。西江经济带生猪饲养量较大，增速较快，从2008年的1736.43万头增加到2019年的2557.27万头，增幅为47.3%。北部湾经济区和桂西资源富集区的增幅较小，北部湾经济区从2008年的710.1万头增加到2019年的860.1万头，增幅为21.1%；桂西资源富集区从2008年的481.53万头增加到2019年的588.43万头，增幅为22.2%。
从表7可看出，广西畜禽粪便面源污染排放量呈现较快增长趋势，COD是畜禽养殖粪便污染的主要污染物。西江经济带畜禽养殖粪便污染排放量较大，增速较快，从2008年的41.79万t增长到2019年的50.48万t，增幅为20.8%。北部湾经济区污染物COD 排放量较小，增速较慢，从2008年的17.09万t增长到2019年的20.21万t，增幅为17.1%。桂西资源富集区污染物COD排放量与北部湾经济区变化趋势相似，从2008年的11.59万t增长到2019年的13.44万t，增幅为16.0%。结合表6和表7可知，2011和2015年出现的“瘦肉精”等畜产品安全事件，导致消费者对猪肉需求减少，广西3个区域的生猪饲养量均出现下降，同时，畜禽粪便面源污染物也出现下降。因此，从生猪饲养量和畜禽粪便污染物排放量的总体增长趋势和空间结构变化来看，生猪饲养量与畜禽粪便面源污染排放量的增长特征具有一致性。
2.3广西各区域农业面源污染物排放量变化
结合图2、图3和图4，从农业面源污染物排放量来看，西江经济带一直处于最高水平（84.00×104t以上），北部湾经济区处于较高水平（45.00×104t以上），桂西资源富集区处于较低水平（28.00×104t以上）。从增长速度来看，西江经济带增长速度最快，污染排放物贡献最大的是TN，其次是TP；TN排放量从2008年的32.99万t增长到2019年的62.34万t，增长量为29.35万t，增幅为89.0%；TP排放量从2008年的9.80万t 增长到2019年的18.48万t，增长量为8.68万t，增幅为88.6%；COD排放量从2008年的41.79万t增长到2019
表52008—2019广西农田化肥面源污染物排放量（万t）
Table5Non-point source pollutant emission from agricultural fertilizer ud in farmland in Guangxi from2008to2019（×104t）
年份Year 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
北部湾经济区
Beibu Gulf Economic Zone
TN
18.78
18.81
19.31
19.54
19.74
19.72
20.83
20.69
20.66
21.62
19.59
19.76
TP
5.17
5.27
5.45
5.58
5.67
5.64
5.99
5.96
5.93
6.12
5.52
5.80
合计Total形容有学问的成语
23.95
24.08
24.76
25.12
25.41
25.36
26.82双十一口号
26.65
26.59
27.74
25.11
25.56
西江经济带
Xijiang Economic Belt
TN
25.91
26.44
26.92
27.15
31.16
31.13
38.88
28.09
28.51
28.45
39.53
53.44
TP
7.13
7.40
7.60
7.75
8.95
8.90
11.18
8.09
8.18
8.05
微胖男生发型11.15
15.06
合计Total
33.04
33.84
34.52
34.90
40.11
40.03
50.06
36.18
36.69
36.50
50.68
68.50
桂西资源富集区
Resource-rich areas in western Guangxi
TN
11.02
11.07
11.68
12.07
12.71
12.70
13.29
13.3
13.46
13.63
13.53
13.59
TP
3.03
3.10
3.30
3.45
3.65
3.63
3.82
3.83
3.86
3.86
3.82
3.88
合计Total
14.05
14.17
14.98
15.52
16.36
16.33
小我与大我
17.11
17.13
17.32
17.49
17.35
17.47
表62008—2019年广西农田施肥量及生猪饲养量
Table6Fertilizer application amount and hog production in farmland of Guangxi from2008to2019
年份Year 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
北部湾经济区
Beibu Gulf Economic Zone
施氮量
（万t）
Nitrogen
rate（×104t）
18.78
18.81
19.31
19.54
19.74
19.72
20.83
20.69
20.66
21.62
19.59
19.66
施磷量（万t）
Phosphorus
rate
（×104t）
5.17
5.27
5.45
5.58
5.67
5.64
5.99
5.96
5.93
6.12
5.52
5.70
生猪饲养量
（万头）
Hog production
（×104pigs）
710.10
741.42
768.99
766.82
798.59
819.92
831.87
800.75
768.99
780.93
802.72
860.10
实验室的英语
西江经济带
Xijiang Economic Belt
施氮量（万t）
Nitrogen
rate
（×104t）
25.91
26.44
26.92
27.15
31.16
31.13
38.88
28.09
28.51
28.45
39.53
53.44
施磷量（万t）
Phosphorus
rate
（×104t）
7.13
7.40
7.60
7.75
8.95
8.90
11.18
8.09
8.18
8.05
11.15
15.06
生猪饲养量
（万头）
Hog production
（×104pigs）
1736.43
1856.33
1928.79
1922.16
2014.28
2069.19
2126.67
2068.72
1990.52
2026.79
2094.32
2557.27
桂西资源富集区
Resource-rich areas in western Guangxi
施氮量（万t）
Nitrogen
rate
（×104t）
11.02
11.07
11.68
12.07
12.71
12.70
13.29
13.30
13.46
13.63
13.53
13.52
施磷量（万t）
Phosphorus
rate
（×104t）
3.03
3.10
3.30
3.45
3.65
3.63
3.82
3.83
3.86
3.86
3.82
3.81
生猪饲养量
（万头）
Hog production
（×104pigs）
481.53
522.15
532.22
506.12
529.23
567.59
559.46
547.33
537.42
547.34
550.11
588.43
