我国化肥施用量及其可能污染的时空分布特征.docVIP

我国化肥施用量及其可能污染的时空分布特征 李 军，黄敬峰，程家安 浙江大学环境与资源学院，浙江 杭州310029 摘要：近年来，随着化肥施用量的增加，由化肥污染所引起的环境问题逐渐被人们所认识。文章利用我国各省历年主要农作物播种面积和化肥用量资料，提出了化肥施用量评价指数。我国总的化肥施用量没有超过适宜施用量；氮肥实际施用量基本接近于适宜施用量，而磷肥、钾肥的实际施用量严重不足。但对全国各省情况的研究表明，东部地区的氮肥施用量普遍超过或接近于适宜施用量，而中西部地区的氮肥施用量普遍小于适宜施用量；各省磷肥和钾肥的施用量普遍严重不足。因此，应降低东部的氮肥用量以减少污染，同时增加中西部的氮肥施用量。全国各省均应增加磷、钾肥施用量，调整氮、磷、钾肥的比例，有计划地安排我国氮、磷、钾肥的施用量及合理比例，从化肥污染的源头减少化肥污染。 关键词：化肥；污染；分布 中图分类号：X592；S147.22 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2003）02-0145-05 自改革开放以来，我国化肥的施用量明显增加，从1980年至1999年的近20年期间，我国化肥施用量由1269.4万t增至4124.3万t，年平均增加量为150.3万t；其中，氮肥、磷肥、钾肥都有不同程度的增长，氮肥由934.2万t增至2180.9万t，年平均增加量为65.6万t；磷肥由273.3万t增至697.8万t，年平均增加量为22.3万t；钾肥由34.6万t增至365.6万t，年平均增加量为17.4万t[1]。 化肥施用量的合理增加，对于提高农作物产量和土壤肥力有非常重要的作用[2]。但是，由于我国化肥利用率低，特别是氮肥，每年农田氮肥的损失率是33.3%~73.6%，平均总损失率在60%左右。损失的化肥会对环境产生一定的污染。目前，针对化肥非点源污染已经开展了相应的研究[4]。但这些研究主要集中在化肥对局部环境的影响分析和评价等方面，而从宏观上分析全国化肥污染情况的应用研究很少。本文从宏观的角度，对全国各省的化肥施用量评价指数情况进行定量分析，得出全国化肥施用量评价指数的时空分布特征图。 1 资料与方法 1.1 资料的收集 （1）农作物资料：1985~1999年全国各省的主要农作物（其中，粮食作物包括水稻、小麦、玉米、大豆，经济作物包括棉花、花生、油菜、麻类、甘蔗、甜菜、烟叶，其它作物包括蔬菜，此外，还有果树、茶叶）的播种面积，取自1985~1999年《中国统计年鉴》[1]。 （2）化肥资料：1985~1999年全国各省的化肥（N、P、K）实际施用量（折吨量），取自1985~1999年《中国统计年鉴》[1]。 （3）主要农作物单位播种面积的化肥（N、P、K）适宜施用量指标：主要农作物（其中，粮食作物包括水稻、小麦、玉米、大豆，经济作物包括棉花、花生、油菜、麻类、甘蔗、甜菜、烟叶，其它作物包括蔬菜，此外，还有果树、茶叶）单位播种面积的化肥（N、P、K）适宜施用量，取自李家康等的《对我国化肥使用前景的剖析》[2]。其中关于果树单位播种面积的化肥（N、P、K）适宜施用量取苹果、柑桔、梨、桃、李、香蕉单位播种面积的化肥（N、P、K）适宜施用量的平均值，薯类的单位播种面积的化肥（N、P、K）适宜施用量取自《中国肥料》[5]。 （4）图形资料：全国分省的行政区划图（1∶400万），由国家基础地理信息中心发布①。 1.2 研究方法 1.2.1 化肥适宜用量的确定 化肥适宜施用量是指要达到作物高产，并保持和提高土壤肥力，较合理的施肥量。研究表明，各种农作物有其各自适宜的化肥施用量。李家康等[2]根据我国土壤肥力和现阶段的生产水平，总结得出了我国主要农作物单位播种面积的适宜施肥量指标。根据这些指标和我国各省主要农作物的播种面积，可以算出我国各省主要农作物的适宜施肥量指标，用公式表示为： ………………………（1） ……………………… （2） ………………………（3） 式中，SYNL___全国各省主要农作物的氮肥适宜施用量；SYPL___全国各省主要农作物的磷肥适宜施用量；SYKL___全国各省主要农作物的钾肥适宜施用量；ai___全国各省主要农作物的播种面积；SNi___全国各省第i种作物单位播种面积的氮肥适宜施用量；SPi___全国各省第i种作物单位播种面积的磷肥适宜施用量；SKi___全国各省第i种作物单位播种面积的钾肥适宜施用量。主要农作物种类为：粮食作物包括水稻、小麦、玉米、大豆、薯类，经济作物包括棉花、花生、油菜、麻类、甘蔗、甜菜、烟叶，其它作物包括蔬菜，此外，还包括果树、茶叶，共计14种，即n =14。 1.2.2 化肥施用量评价指数的确定 化肥施用后，一般有3个去向：一是被作物、微生物直接吸收利用；二是被土壤吸附，其中氮多随