全国面源污染数据介绍

 

娄和震 杨胜天

 

面源污染是污染物以广泛的、分散的、微量的方式进入地表以及地下水体，其过程可主要概括为降雨产生径流、径流冲刷造成土壤侵蚀、土壤中污染物进入水体。面源污染在绝大多数水体污染严重的流域带来的危害超过了点源污染，其产生以及发展过程中存在极大的不确定性，不易被监测以及控制，因此污染范围广、治理难度较大。中国的面源污染问题十分突出，地表地下水体污染、湖泊氮、磷富营养化等一系列环境问题都与其的产生相关。近年来，国家越来越重视对于面源污染治理，2016年国务院常务会议通过《“十三五”生态环境保护规划》，其中提出要坚决向污染宣战，全力投入到污染防治中；2018年底国家发改委等颁布了《关于加快推进长江经济带农业面源污染治理的指导意见》，明确指出到2020年面源污染要有明显的改善。相关政策与文件的颁布，表明我国面源污染问题形式严峻，需要坚持深入研究。

数据是研究和防治面源污染的基础，如何获取高精度长序列的面源污染数据是相关研究的难题。为了解决这个问题，北京师范大学杨胜天教授团队应用自主研发的EcoHAT模型生产了全国多个地区的面源污染数据（主要为氮素和磷素数据），数据的空间分布率可以达到1 km。这些数据的发布和共享将弥补我国高精度长序列面源污染数据的空白，有利的推动中国面源污染的研究和治理。

• 数据计算模型

数据的生产应用研究组自主研发的EcoHAT模型计算得到，具体的模块如下图所示（Lou et al., 2017, Catena）：

 

• 数据时空分辨率

网站所发布的数据空间分辨率为1 km，首期发布数据位于黑龙江省的三江平原区，土壤磷素数据序列长度为2000-2014，土壤氮素时间序列长度为2000-2010年，数据的处理和时空分辨率如下图所示（Lou et al., 2017, Catena）：

 

• 相关研究论文

1）Lou, H., Yang, S., Zhao, C., Shi, L., Wu, L., Wang, Y., & Wang, Z. (2016). Detecting and analyzing soil phosphorus loss associated with critical source areas using a remote sensing approach. Science of the Total Environment, 573, 397-408.

2）Lou, H., Yang, S., Zhao, C., Zhou, Q., Bai, J., Hao, F., & Wu, L. (2015). Phosphorus risk in an intensive agricultural area in a mid-high latitude region of China. Catena, 127, 46-55.

3）Lou, H., Yang, S., Zhao, C., Wang, Z., Shi, L., Wu, L, & Hao, F. (2017). Using a nitrogen-phosphorus ratio to identify phosphorus risk factors and their spatial heterogeneity in an intensive agricultural area. Catena, 149, 426-436. 4）Lou, H., 4) Yang, S., Zhao, C., Wang, Z., Liu, X., Shi, L., & Wu, L. (2017). Combining multi-source data to explore a mechanism for the effects of micrometeorological elements on nutrient variations in paddy land water. Paddy and water environment, 15(3), 513-524, DOI: 10.1007/s10333-016-0568-5.

5) Lou, H., Yang, S., Hao, F., Jiang, L., Zhao, C., Ren, X., ... & Wang, Z. SMAP, RS-DTVGM, and in-situ monitoring: which performs best in presenting the soil moisture in the middle-high latitude frozen area in the Sanjiang Plain, China?. Journal of Hydrology. 2019, 571, 300-310.

6) Lou, H., Zhao, C., Yang, S., Shi, L., Wang, Y., Ren, X., & Bai, J.. Quantitative evaluation of legacy phosphorus and its spatial distribution. Journal of environmental management, 2018, 211, 296-305.

7) Yang, S., Bai, J., Zhao, C., Lou, H#, Wang, Z., Guan, Y., ... & Yu, X. Decline of N and P Uptake in the Inner Protection Zone of a Terminal Reservoir during Inter-Basin Water Transfers. 2018,.Water, 10(2), 178.

8) Hezhen Lou, Shengtian Yang, Fanghua Hao, Xiaoyu Ren, Changsen Zhao,

Yue Wang, Tianjie Lei, Feng Sun. Evolution and driving forces of non-point source pollution (NPSP) in the developing megacity Beijing in the long term as the case study. Polish Journal of Environmental Studies, 2019, 29(1),1-15.

9) 娄和震,吴习锦,郝芳华,杨胜天,张璇.近三十年中国非点源污染研究现状与未来发展方向探讨[J].环境科学学报,2020,40(05):1535-1549.