全 文 ：中国生态农业学报 2012年 3月 第 20卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Mar. 2012, 20(3): 348−355


* 国家水体污染控制与治理科技重大专项课题(2008ZX07526-007)资助
** 通讯作者, E-mail: minqw@igsnrr.ac.cn
李静(1986—), 女, 硕士研究生, 研究方向为环境变化与区域可持续发展。E-mail: xiaofengxue86@163.com
收稿日期: 2011-07-17 接受日期: 2011-10-28
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.00348
太湖流域农业污染压力分析*
李 静1,2 闵庆文2** 李子君1 焦雯珺2,3 袁 正2,3 伦 飞2,3
(1. 山东师范大学 济南 250014; 2. 中国科学院地理科学与资源研究所 北京 100101;
3. 中国科学院研究生院 北京 100049)
摘 要 太湖及其流域的水环境质量呈现严重恶化趋势, 农业污染物的排放是太湖流域水体环境恶化的主要
原因之一。太湖流域农业污染物主要来源于种植业、畜禽养殖业和水产养殖业的生产过程。本文从综合考虑
种植业、畜禽养殖业和水产养殖业生产过程中产生的污染物对水环境影响的角度, 构建农业污染压力模型, 计
算农业污染压力指数, 定量分析了处于太湖流域的江苏省常州和宜兴两市农业污染物排放对水环境影响的严
重性。研究结果表明: 两市农业生产过程中产生的氮和磷污染物是造成水体污染的主要贡献者, 其污染压力指
数普遍大于 1; 农业污染压力指数在空间分布上存在明显差异; 虽两市近年来单位面积化肥农药的使用量有
所减少, 但仍远远高于安全使用量的上限，以常州市为例，2008年单位耕地面积化肥施用量为 452.71 kg·hm−2,
为 2000—2008年期间最少的一年, 但仍然高于发达国家为防止化肥对水体污染所规定的平均化肥施用量的安
全上限 225 kg·hm−2。本文从整体上分析了农业污染物排放对水环境产生的影响, 对实现水资源的可持续利用
和水环境管理具有一定的参考价值。
关键词 污染压力指数 农业污染 水环境管理 太湖流域 总氮 总磷 化学需氧量
中图分类号: X824 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)03-0348-08
Agricultural pollution pressure in the Taihu Lake Basin
LI Jing1,2, MIN Qing-Wen2, LI Zi-Jun1, JIAO Wen-Jun2,3, YUAN Zheng2,3, LUN Fei2,3
(1. Shandong Normal University, Jinan 250014, China; 2. Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese
Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 3. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract The serious water environment quality deterioration in the Taihu Lake Basin (TLB) has been largely blamed on
agricultural pollution. The pollutants were mainly from the processing of plant, livestock and poultry and aquacultural products. This
paper developed an agricultural pollution model that calculates the pressure index of agricultural pollution based on the cultivation of
plants and the breeding of livestock, poultry and aquaculture. The results showed that nitrogen and phosphorus pollutants largely
contributed to water pollution with pollution pressure index value greater than one. Spatial distributions of agricultural pollution
pressure index differed not only with different cultivation and breeding practices, but also with region. Although fertilizer and
pesticide dose per unit area decreased, it was still far above the upper limit of safety usage. For example, the lowest fertilizer dose in
Changzhou City during 2000—2008 was 452.71 kg·hm−2 (in 2008), which was still above the 225 kg·hm−2 upper safe limit. The
findings in this paper served as important reference for sustainable usage of water resources and water environment management in
terms of the influence of agriculture pollution on the water environment.
Key words Pollution pressure index, Agricultural pollution, Water environment management, Taihu Lake Basin, Total
nitrogen, Total phosphorus, Chemical oxygen demand
(Received Jul. 17, 2011; accepted Oct. 28, 2011)
太湖流域人口密集, 经济发达, 土地利用集约,
是我国最早的农业生产地区之一。随着城市化进程
的加快和农业生产方式的转变, 农业污染物的排放
严重影响了流域的水质, 并使许多湖泊、河流出现
第 3期 李 静等: 太湖流域农业污染压力分析 349


了严重的富营养化[1−3]。太湖流域水环境的不断恶化
已经严重威胁到太湖流域工农业发展所依赖的生态
基础, 影响到城市的供水安全, 并对宝贵的自然资
源和生态资源造成了破坏 [4]。近年来, 农业污染研
究成为水环境管理领域研究的一个热点, 控制农业
非点源污染已成为农业可持续发展和社会主义新农
村建设的重大课题之一 [5]。因此, 农业污染研究对
改善流域水质和实现社会经济的可持续发展具有重
要意义。
自 20 世纪 60 年代以来, 太湖水质的污染明显
加剧, 表现为每 10年左右水质下降 1个级别。据太
湖流域水资源公报统计, 2003—2009年期间, 太湖流
域 50%以上河流水质劣于Ⅴ类, 流域水资源污染严
重, 农业污染物排放是其主要原因之一, 近年来流域
农业污染问题及其治理受到越来越多的关注[6]。现阶
段太湖流域农业污染研究主要局限于某一区域的营
养元素的试验调查与监测, 根据不同污染物的排污
系数, 得出农业对水环境的影响[7−13], 然而, 这些研
究缺乏从整体上将种植业、畜禽养殖业和水产养殖
业综合考虑 , 更缺少对水环境污染影响的定量分
析。考虑到河网分布和环境容量计算的合理性, 本
文将江苏省常州市和宜兴市作为研究区 , 将种植
业、畜禽养殖业和水产养殖业综合考虑并定量分析
农业生产过程对水环境的影响, 为控制农业污染物
的产生和水环境管理提供参考。
1 研究区概况
常州市和宜兴市地处江苏省南部、太湖流域上
游(图 1), 常州市辖金坛、溧阳两市和天宁、钟楼、
戚墅堰、新北、武进 5区, 土地面积 4 385 km2; 宜
兴市辖 4个街道、14个镇, 土地面积 2 039 km2。研
究区地处苏锡常平原区, 地势平坦, 耕地面积广阔。
属亚热带湿润季风气候, 四季分明、雨热同期, 年平
均气温 16.3 , ℃ 年平均降水量 1 068.9 mm。境内河
道纵横交织, 湖塘星罗棋布, 滆南溪水系、洮 水系是
境内主要河流水系, 滆长荡湖、 湖是境内主要湖泊。
2007年常州市和宜兴市经济总产值为 2 386.34
亿元, 第一产业产值 81.69 亿元, 占经济总产值的
3.42%; 第二产业产值 1 422.56亿元, 占经济总产值
的 59.61%, 其中工业产值为 1 320.42 亿元; 第三产
业产值 882.09亿元, 占经济总产值的 36.96%。研究
区第二产业占主导地位。常州市和宜兴市的社会经
济发展水平明显高于全国平均水平。2007 年, 人均
GDP为 51 493元, 是全国人均 GDP的 2.25倍。然
而, 在社会经济迅速发展的同时, 常州市和宜兴市
也付出了沉重的生态环境代价。2007年研究区地表
水水污染严重 , 境内评价河长水质劣于Ⅴ类的占
55.80%、Ⅴ类占 13.90%、Ⅳ类占 14.40%, 仅有
15.90%的评价河长水质为Ⅱ类和Ⅲ类。



图 1 研究区位置
Fig. 1 Location of the study area

350 中国生态农业学报 2012 第 20卷


2 研究方法及数据来源
2.1 研究方法
本文涉及的农业主要包括种植业、畜禽养殖业
和水产养殖业 3 种类型。考虑到研究区的实际情况
和数据可得性, 通过构建农业污染压力模型, 计算
农业污染压力指数, 定量分析农业污染物排放对水
环境的影响。首先, 根据研究区 2007年污染源普查
资料计算农业污染物(有机物、氮和磷)的入河量。其
次, 计算研究区农业污染物的水环境容量。最后, 结
合农业污染物的入河量和其水环境容量, 计算得到
农业污染压力指数, 进而定量分析农业污染物排放
对水环境的影响程度。
2.1.1 种植业污染物产生量、排放量和入河量
种植业的化学需氧量(COD_Cf)、总氮(TN_Cf)
和总磷(TP_Cf)的产生量可根据式(1)计算得到:
W_Cf=∑Afi×Cfi (1)
式中, W_Cf为种植业污染物的产生量(kg·a−1); i为土
地利用方式(南方湿润平原区和南方山地丘陵区均分
别分为旱地、水田、园地和保护地 4种土地利用方式);
Afi 为某土地利用方式的土地面积(hm2), 取自研究区
污染源普查数据; Cfi为某土地利用方式肥料流失系数
(kg·hm−2)[TN 和 TP 的取值通过对《第一次全国污染
源普查——农业污染源之肥料流失系数手册》整理得
到, COD取值来自张桂英等[14]的研究成果]。
种植业的化学需氧量(COD_Pf)、总氮(TN_Pf)和
总磷(TP_Pf)的排放量可根据式(2)计算得到:
W_Pf=W_Cf×Pf (2)
式中, W_Pf 为种植业污染物的排放量(kg·a−1), W_Cf
与式(1)相同, Pf为种植业污染物的排放系数(结合实
地调研, 本文取值 1, 即排放量等于产生量)。
种植业的化学需氧量(COD_Rf)、总氮(TN_Rf)和
总磷(TP_Rf)的入河量可根据式(3)计算得到:
W_Rf=W_Pf×Rf (3)
式中, W_Rf 为种植业污染物的入河量(kg·a−1), W_Pf
与式(2)相同, Rf为种植业污染物的入河系数[结合实
地调研成果和太湖流域各类污染源污染物的入河系
数表(表 1), 本文取值 0.3]。

表 1 太湖流域各类污染源污染物的入河系数表
Table 1 Coefficients of losing into rivers of pollutants from
different sub-industries of agriculture in the Taihu Lake Basin
污染物
Pollutant
种植业
Farming
畜禽养殖业
Livestock and poultry raising
水产养殖业
Aquaculture
COD 0.1~0.3 0.5~0.8 0.8~1.0
NH3-N 0.1~0.3 0.5~0.8 0.8~1.0
TN 0.1~0.3 0.5~0.8 0.8~1.0
TP 0.1~0.3 0.5~0.8 0.8~1.0
来自《太湖流域主要入湖河流水环境综合整治规划编制规范》
Come from The Workout Criterion to Comprehensive Control of the
Main Inflow Rivers in Taihu Lake Basin.
2.1.2 畜禽养殖业污染物产生量、排放量和入河量
畜禽养殖业的化学需氧量(COD_Cs)、总氮(TN_Cs)
和总磷(TP_Cs)的产生量可根据式(4)计算得到:
W_Cs=∑∑Nsij×Lsij×Csij×10−3
(i=1, 2, 3; j=1, 2, ⋯, 5) (4)
式中, W_Cs为畜禽养殖业污染物的产生量(kg·a−1); i
为饲养阶段(其中生猪包括保育、育肥和妊娠 3个饲
养阶段 , 奶牛包括育成牛和产奶牛两个饲养阶段 ,
肉牛包括育肥牛 1 个饲养阶段, 蛋鸡包括育雏育成
和产蛋鸡两个饲养阶段, 肉鸡包括商品肉鸡 1 个饲
养阶段); j 为动物种类(生猪、奶牛、肉牛、蛋鸡和
肉鸡); Nsij 为某种饲养阶段的某种动物存栏量(头),
取自研究区污染源普查数据; Lsij为某种饲养阶段某
种动物的生长周期(d), 取自研究区污染源普查数据;
Csij 为某种饲养阶段某种动物产污系数 (g·头−1·d−1,
来自《第一次全国污染源普查畜禽养殖业污染源产
排污系数手册》)。
畜禽养殖业的化学需氧量(COD_Ps)、总氮(TN_Ps)
和总磷(TP_Ps)的排放量可根据式(5)计算得到:
W_Ps=∑∑Nsij×Lsij×Psij×10−3
(i=1, 2, 3; j=1, 2, ⋯, 5) (5)
式中, W_Ps为畜禽养殖业污染物的排放量(kg·a−1), i、
j、Nsij、Lsij与式(4)相同, Psij为某种饲养阶段的某种
动物排污系数(g·头−1·d−1, 来自《第一次全国污染源
普查畜禽养殖业污染源产排污系数手册》)。
畜禽养殖业的化学需氧量(COD_Rs)、总氮(TN_Rs)
和总磷(TP_Rs)的入河量可根据式(6)计算得到:
W_Rs=W_Ps×Rs (6)
式中, W_Rs 为畜禽养殖业污染物的入河量(kg·a−1),
W_Ps与式(5)相同, Rs为畜禽养殖业污染物的入河系
数[由于清粪工艺的差异, 结合实地调研成果和太湖
流域各类污染源污染物的入河系数表(表 1), 本文对
干清粪的取值为 0.1, 水冲清粪的取值为 0.8]。
2.1.3 水产养殖业污染物产生量、排放量和入河量
太湖流域的水产养殖业主要分为池塘养殖和网
箱养殖, 因而计算水产养殖业时对其进行区分。水
产养殖业的化学需氧量(COD_Cm)、总氮(TN_Cm)和
总磷(TP_Cm)的产生量可根据式(7)计算得到:
W_Cm=∑∑(Omij−Imij)×Cmij×10−3
(i=1, 2, ⋯, n; j=1, 2) (7)
式中, W_Cm为水产养殖业污染物的产生量(kg·a−1); i
为养殖品种(成鱼主要包括草鱼、鲫鱼、鳊鱼、鲢鱼、
青鱼、河蟹、青虾 鲀、鳙鱼、鲑鱼、鲤鱼、鳖、河 、
黄颡鱼、克氏原螯虾、乌鳢、鳜鱼、龟、鲶鱼、长
吻 、 鱼、南美白对虾(淡)、罗非鱼、鲟鱼、池沼
公鱼、螺、河蚌、罗氏沼虾、泥鳅、黄鳝、鳗鲡、
鳟鱼、蛙、加州鲈、其他, 鱼苗主要包括淡水鱼苗、
第 3期 李 静等: 太湖流域农业污染压力分析 351


淡水虾苗、淡水蟹、淡水贝、淡水其他); j为养殖模
式(分池塘养殖和网箱养殖); Omij为某种养殖模式某
种养殖品种的产量(kg·a−1), 取自研究区污染源普查
数据 ; Imij 为某种养殖模式某种养殖品种的投放量
(kg·a−1), 取自研究区污染源普查数据; Cmij为某种养
殖模式的某种养殖品种的污染物产生系数 (g·kg−1,
来自《第一次全国污染源普查水产养殖业污染源产
排污系数手册》)。
水产养殖业的化学需氧量(COD_Pm)、总氮(TN_Pm)
和总磷(TP_Pm)的排放量可根据式(8)计算得到:
W_Pm=∑∑(Omij−Imij)×Pmij×10−3
(i=1, 2, ⋯, n; j=1, 2) (8)
式中 , W_Pm为水产养殖业污染物的排放量(kg·a−1),
i、j、Omij、Imij与式(7)相同, Pmij为某种养殖模式某种
养殖品种的污染物排放系数(g·kg−1, 来自《第一次全
国污染源普查水产养殖业污染源产排污系数手
册》)。
水产养殖业的化学需氧量(COD_Rm)、总氮(TN_Rm)
和总磷(TP_Rm)的入河量可根据式(9)计算得到:
W_Rm=∑W_Pmj×Rmj (j=1, 2) (9)
式中, W_Rm为水产养殖业污染物的入河量(kg·a−1), j
与式(7)相同, W_Pmj为某种养殖模式的污染物排放
量(kg·a−1), Rmj为某种养殖模式的污染物入河系数[结
合实地调研成果和太湖流域各类污染源污染物的入
河系数表(表1), 本文池塘养殖取值0.8, 网箱养殖取
值1.0]。
2.1.4 农业污染物的入河量
农业源污染物入河量即为种植业、畜禽养殖业
和水产养殖业三者入河量之和W_Rij。
W_Rij=W_Rfij+W_Rsij+W_Rmij
(i=1, 2, ⋯, n; j=1, 2, 3) (10)
式中, W_Rij为第i个乡镇农业第j种污染物(分COD、
TN和TP)的入河量; W_Rfij为种植业第i个乡镇农业第
j种污染物的入河量(kg·a−1); W_Rsij为畜禽养殖业第i
个乡镇农业第j种污染物的入河量(kg·a−1); W_Rmij为
水产养殖业第 i个乡镇农业第 j种污染物的入河量
(kg·a−1)。
2.1.5 农业污染压力指数
通过各乡镇的污染物入河量和各乡镇农业水环
境容量来计算各乡镇农业污染压力指数S(ij):
S(ij)=W_Rij/W(ij) (i=1, 2, ⋯; j=1, 2, 3) (11)
式中, j为污染物类型, 分COD、TN和TP; W_Rij与式
(10)相同; W(ij)第i个乡镇农业第j种污染物环境容量;
S(ij)为第i个乡镇农业第j种污染物的污染压力指数。
2.2 数据来源
文中种植业、畜禽养殖业和水产养殖业排放的
有机物、氮和磷的产生量、排放量和入河量计算所
需数据来自常州和宜兴市 2007年污染源普查资料。
不同土地利用方式肥料流失系数、畜禽养殖业的产
排污系数和水产养殖业的产排污系数主要来自于
《第一次全国污染源普查—— 农业污染源之肥料流
失系数手册》、《第一次全国污染源普查畜禽养殖业
污染源产排污系数手册》和相关文献[14]。入河系数
的确定参照《太湖流域主要入湖河流水环境综合整
治规划编制规范》并结合实地考察的结果。水环境
容量来源于河海大学。研究区的耕地面积等数据来
自于历年常州市统计年鉴。
3 研究区农业污染压力指数分析
由公式(1)~(11)计算可得各乡镇农业污染压力
指数(表 2), 通过 ArcGis 分析软件可得各乡镇农业
COD、TN 和 TP 的污染压力指数分布图(图 2)。其
中污染压力指数小于 1, 表示污染物的入河量小于
水环境容量, 表明污染物的入河量还在水环境的允
许范围之内, 对水体的影响不大; 污染压力指数大
于 1, 则表示污染物的入河量已超过水环境容量, 表
明污染物的排放已影响到水环境健康。
图 2为研究区农业 COD、TN和 TP污染压力指
数空间分布图。从图 2a可以看出研究区大部分地区
农业 COD排放量还在水环境的承受范围之内, 污染
压力指数均小于 1; 污染最严重的乡镇为戚墅堰区、
牛塘镇和前黄镇, 其 COD 污染压力指数均大于 2。
由此可见, 农业向水体排放的有机物较少, 大部分
地区 COD入河量还在 COD的环境容量范围之内。
从图 2b 可知, 研究区大部分地区 TN 污染压力
指数介于 1~3, 表明 TN污染物入河量超过水环境容
量。其中竹林镇、嘉泽镇、牛塘镇和前黄镇农业 TN
污染物最为严重, 其污染压力指数大于 3。只有南部
几个乡镇的污染压力指数小于 1。由此可见, 农业生
产过程中产生的氮对水体的影响较大。从图 2c可知,
研究区有 10个乡镇的 TP污染压力指数大于 3, 大部
分地区 TP的污染压力指数介于 1~3, 超过水环境对
其的容量; 只有南部几个乡镇的污染压力指数小于
1。由此可见, 农业磷污染物排放较氮污染物排放更
为严重。
由以上分析可知, 农业生产过程中产生的污染
物入河量, 除大部分地区 COD入河量在环境容量范
围之内外, TN 和 TP 的入河量大部分地区均超过水
体所能承受的范围, 污染压力指数均大于 1, 有的地
区甚至大于 3, 对水环境造成的压力较大。
352 中国生态农业学报 2012 第 20卷


表 2 研究区各乡镇农业污染压力指数
Table 2 Pressure indices of agricultural pollution in different towns of the studied area
乡镇名称
Town name
COD污染
压力指数
Pressure index
of COD pollution
TN污染
压力指数
Pressure index
of TN pollution
TP污染
压力指数
Pressure index
of TP pollution
乡镇名称
Town name
COD污染
压力指数
Pressure index
of COD pollution
TN污染
压力指数
Pressure index
of TN pollution
TP污染
压力指数
Pressure index
of TP pollution
太华镇 Taihua Town 0.07 0.40 0.39 湟里镇 Huangli Town 2.21 4.84 8.42
湖滏镇 Hufu Town 0.18 0.48 0.59 儒林镇 Rulin Town 1.24 1.05 1.25
张渚镇 Zhangzhu Town 0.20 0.80 0.72 竹箦镇 Zhukui Town 1.14 2.54 2.93
丁蜀镇 Dingshu Town 0.23 0.78 0.64 指前镇 Zhiqian Town 1.27 2.07 3.04
西渚镇 Xizhu Town 0.27 1.16 0.81 洛阳镇 Luoyang Town 0.77 1.61 1.52
戴埠镇 Daibu town 0.18 0.83 0.55 南夏墅街道
Nanxiashu Street
0.20 1.14 0.59
社渚镇 Shezhu Town 0.69 1.58 1.27 礼嘉镇 Lijia Town 1.10 1.71 1.69
宜城街道 Yicheng Street 0.10 0.39 0.28 经发区 Jingfa District 1.73 1.95 3.06
新街街道 Xinjie Street 0.24 0.79 0.66 尧塘镇 Yaotang Town 1.39 1.73 1.85
天目湖镇 Tianmuhu Town 0.17 0.69 0.52 湖塘镇 Hutang Town 0.49 0.73 0.57
新庄街道 Xinzhuang Street 0.85 1.78 1.68 遥观镇 Yaoguan Town 1.69 1.64 2.13
徐舍镇 Xushe Town 0.47 1.49 1.07 横林镇 Henglin Town 1.06 1.29 1.21
芳桥镇 Fangqiao Town 0.63 1.78 1.34 牛塘镇 Niutang Town 4.29 13.56 22.50
屺亭街道 Qiting Street 0.50 1.43 0.89 嘉泽镇 Jiaze Town 0.80 5.39 8.93
埭头镇 Daitou Town 0.70 1.20 1.17 竹林镇 Zhulin town 1.46 3.64 5.78
万石镇 Wanshi Town 0.42 1.72 1.02 戚墅堰区
Qinshuyan District
3.77 2.58 4.40
和桥镇 Heqiao Town 2.33 2.86 3.50 横山桥镇
Hengshanqiao Town
1.16 1.39 1.80
杨巷镇 Yangxiang Town 0.65 1.41 1.30 邹区镇 Zouqu Town 1.49 1.89 2.13
官林镇 Guanlin Town 0.90 1.48 1.45 天宁区 Tianning District 0.06 0.22 0.14
上黄镇 Shanghuang Town 0.94 1.04 1.16 薛埠镇 Xuebu Town 0.64 1.71 1.62
雪堰镇 Xueyan Town 2.04 2.25 2.37 钟楼区 Zhonglou District 0.65 0.53 0.71
新建镇 Xinjian Town 0.68 1.14 0.87 金城镇 Jincheng Town 1.01 1.64 1.60
别桥镇 Bieqiao Town 1.15 1.85 2.78 直溪镇 Zhixi Town 1.85 2.37 3.15
上兴镇 Shangxing Town 0.42 1.81 1.24 郑陆镇 Zhenglu Town 0.73 1.55 1.22
前黄镇 Qianhuang Town 3.87 7.68 12.94 新北区 Xinbei District 1.81 2.00 2.16
奔牛镇 Benniu Town 0.84 1.78 1.39


4 农业源污染物来源分析
农业在极大地满足城乡生活的同时, 过量的化肥
农药投入、畜禽粪便排放和水产养殖污染物排放给水
环境带来极大影响。对太湖流域农业污染物排放对水
环境所造成的影响进行分析, 可从农业污染物的来源,
即种植业、畜禽养殖业和水产养殖业进行分析。
4.1 种植业
太湖流域自20世纪80年代以来化肥施用量一直呈
上升趋势, 是我国化肥施用量最高的地区之一[15−17]。
随着城市化进程的加速, 太湖地区的传统农业生产
方式正逐渐向大规模、集约化农业生产方式转变。农
民大量施用化肥和农药, 其数量高达577.5 kg·hm−2和
34.5 kg·hm−2, 远高于全国平均的411.0 kg·hm−2和
11.25 kg·hm−2, 造成大量氮素和磷素进入水体 , 加
速了流域水体的污染和富营养化[18]。自20世纪80年
代初以来太湖地区农田生态系统中的氮、磷一直处
于盈余状态, 养分高度集中, 大田作物施肥量甚至
达到600 kg·hm−2, 远远高于作物实际需要量[19]。21
世纪以来, 单位耕地面积的施肥量虽然有所下降(图
3), 但下降幅度并不高 , 这是太湖上游地区在工业
点源得到控制, 而湖泊水质仍然没有得到根本好转
的一个主要原因[20]。
近年来, 常州市耕地面积持续减少, 2008 年比
2000年减少 43 160 hm2, 在此期间化肥施用总量和
农药使用量分别减少 27 601 t和 347 t。虽然化肥农
药的总量有所减少, 但随着耕地面积的减少, 其单
位耕地面积的使用量变化并不很明显(图 3)。由图 3
可知 , 2008 年单位耕地面积化肥施用量为 452.71
kg·hm−2, 为 2000—2008年期间最少的一年, 但仍然
高于发达国家为防止化肥对水体污染所规定的平均
化肥施用量的安全上限 225 kg·hm−2[21]。已有研究结
果表明, 在太湖地区稻田中化肥氮使用量大量增加
的同时, 氮肥的增产效果明显降低, 其主要原因是
高产地区氮肥施用量偏高, 导致氮肥利用率低、损
失大 [22−23]; 营养元素通过径流和渗漏所损失的量 ,
与肥料施用量呈线性正相关[24], 因而合理施用氮肥
可显著减少农田氮素引起的非点源污染。
4.2 畜禽养殖业
随着人民生活水平的提高和膳食结构的变化 ,
城乡居民对畜禽肉蛋奶的需求量一直在不断提高 ,
太湖流域人口密度高, 城市化水平居全国之首, 畜
第 3期 李 静等: 太湖流域农业污染压力分析 353




图 2 研究区各乡镇 COD(a)、TN(b)和 TP(c)农业污染压
力指数
Fig. 2 Pressure indices of agriculture COD (a), TN (b) and TP
(c) pollution in different towns of the studied area
禽肉蛋的需求量大, 一大批规模畜禽场在远近郊区
应运而生。20世纪60年代以来我国畜禽养殖业快速
发展的同时, 在地表径流、运输和利用等各个环节
都对环境产生了污染。具体为: 饲养过程中畜禽粪便
排放形成的废弃物、食物残渣以及清洁饲养圈所产生
的污泥水, 经受雨水冲刷形成地表径流后造成环境
污染; 粪便在堆放和储运过程中, 因为降雨和其他原
因进入水体形成污染; 粪肥归田后因为得不到有效
利用, 营养物质随径流进入水体而形成污染。
近年来, 伴随着畜禽养殖业的快速发展, 产生了
大量的畜禽粪便, 引发了严重的环境问题。从表 3可
以看出, 近年来虽然猪和羊的存栏量不断减少, 2008
年猪和羊的年末存栏量比 2000 年分别减少 36.32 万
头和40.84万头, 其出栏量分别减少9.63万头和44.87
万头, 但在此期间, 家禽的年末存栏量和出栏量增长
迅速, 分别增加 409.19万只和 1 637.67万只。综上所
述, 畜禽养殖业的发展对水环境造成严重影响, 成为
除种植业之外的又一重要污染物来源。
4.3 水产养殖业
太湖流域水产养殖业发展较快, 尤其是围网养
鱼, 加速了水体的污染和富营养化。养殖的超常规
发展导致区域水环境恶化和水生生物群落结构的剧
烈演变。饵料大量投喂导致的饵料剩余和养殖对象
排泄的粪便引起了养殖区水质和底质污染[25]。近年
来, 太湖流域的淡水养殖面积和水产品总产量不断
增加。以常州市为例(图 4), 2000—2008 年期间, 淡
水养殖面积和水产品总产量呈总体不断增加趋势 ,
2008 年淡水养殖面积和水产品总产量比 2000 年分
别增加 7.03×103 hm2和 3.10×104 t。如果按每生产 1 t
鱼向湖内释放氮 141.25 kg, 磷 14.14 kg, 每生产 1 t
蟹向湖内释放氮 571.81 kg, 磷 71.57 kg[26], 随着水
产品总产量的不断增加其向水体排放的污染物将不
断增加。由此可见, 随着养殖规模不断扩大, 大量投
饵的投放及不合理的水生植被利用方式将给水环境
带来严重影响, 使水体处于富营养状态。
5 结论
通过计算研究区农业源污染压力指数并对其进
行分析, 得到如下结论:
(1)农业生产过程中产生的氮和磷是造成水体污
染的主要贡献者, 其对水环境的影响已经严重超过
水环境所能承受的范围, TN和TP的污染压力指数普
遍大于1, 部分地区甚至大于3。相对而言, 有机物污
染物对水环境的影响较小, 大部分地区的COD入河
量还在环境容量范围之内。
(2)农业污染物对水环境产生的影响在空间上存
354 中国生态农业学报 2012 第 20卷




图3 2000—2008年常州市单位耕地面积化肥农药施用量
Fig. 3 Chemical fertilizer and pesticide application rates in Changzhou City during 2000—2008

表3 2000—2008年常州市各类畜禽数量
Table 3 Quantities of livestocks in Changzhou City during 2000—2008 104
年份
Year
猪年末存栏数
Number of pig
on-hand at year-end
猪出栏数
Number of pig
out of hand
羊年末存栏数
Number of sheep
on-hand in year-end
羊出栏数
Number of sheep
out of hand
家禽年末存栏数
Number of poultry
on-hand at year-end
家禽出栏数
Number of poultry out
of hand
2000 86.20 93.92 46.57 56.43 629.20 1 687.19
2001 87.90 98.21 48.75 55.53 682.30 1 799.80
2002 83.29 97.60 47.20 62.61 677.66 1 902.26
2003 65.53 91.40 22.19 43.28 685.92 1 998.62
2004 69.10 98.30 21.81 28.34 785.22 2 288.39
2005 68.51 107.73 9.82 16.69 826.76 2 559.22
2006 49.99 97.29 8.05 12.35 904.55 2 722.99
2007 45.30 80.50 6.45 9.98 977.90 3 082.40
2008 49.88 84.29 5.73 11.56 1 038.39 3 324.86
数据来源于 2000—2008年《常州市统计年鉴》Data come from Statistical Yearbook of Changzhou (2000—2008).



图4 2000—2008年常州市水产品总产量和淡水养殖面积
Fig. 4 Aquatic products output and fresh water breeding area in Changzhou City during 2000—2008

在差异。戚墅堰区、牛塘镇、前黄镇、竹林镇、嘉
泽镇的农业污染较严重, 对水环境造成的影响普遍
高于其他地区。天目湖镇、戴埠镇、西渚镇、太华
镇、张渚镇、湖父镇、丁蜀镇等对水环境的影响较
小。因而, 今后研究的重点应该侧重于研究污染压
力指数较大地区的农业结构, 寻求原因, 为今后改
善农业结构提供依据。
(3)近年来, 尽管化肥农药的使用量有所减少。
但随着城市化进程的加快, 耕地面积不断减少, 化
肥单位面积使用量变化不大, 仍远远高于发达国家
为防止水体污染所规定的平均化肥施用量的安全上
限225 kg·hm−2。畜禽养殖业高速发展, 尤其是家禽
养殖发展迅速 , 规模大; 水产养殖业发展较快 , 淡
水养殖面积和水产品总产量不断增加, 导致向水环
境排放的污染物不断增多。综上所述, 应利用物质
能量循环理论, 将种植业、畜禽养殖业和水产养殖
业相结合 , 尽可能减少污染物排放量 , 否则 , 随着
农业的发展, 势必造成物质和能量的浪费, 加重对
第 3期 李 静等: 太湖流域农业污染压力分析 355


水环境的影响。
农业污染压力分析是对农业污染物排放状况的
定量化描述, 为描述农业污染现状提供了依据。但
污染压力指数计算过程中, 相关系数的取值因地而
异, 本文根据实地考察的结果和相关文献确定相关
系数, 对计算农业污染压力指数具有一定的参考价
值, 但还有待进一步完善。
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