摘要：為揭示長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染時(shí)空規(guī)律，利用長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)58個(gè)市（州、區(qū)）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用空間分析模型、重心模型、冷熱點(diǎn)分析等方法分析了2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染時(shí)空分異特征。結(jié)果表明：長(zhǎng)江中下游流域整體以及贛湘鄂皖4省2009-2019年耕地面源污染總量和強(qiáng)度總體均呈現(xiàn)出“先升后降”的變化趨勢(shì)，其中湖北省的耕地面源污染強(qiáng)度與總量均位于前列。2009-2019年耕地面源污染強(qiáng)度總體表現(xiàn)為“西高東低”的空間分布特征，其中江西省整體上一直保持為低污染強(qiáng)度，湖北省則為高污染強(qiáng)度聚集區(qū)。長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度重心變化呈現(xiàn)出“區(qū)間震蕩”的規(guī)律，且長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度重心遷移呈現(xiàn)明顯的階段特征。2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度呈現(xiàn)出明顯的空間聚集態(tài)勢(shì)，總體表現(xiàn)為“東冷西熱”的空間分布格局。因此，長(zhǎng)江流域中游段特別是湖北省和湖南省是未來(lái)進(jìn)一步推進(jìn)耕地面源污染防治的重點(diǎn)區(qū)域，要統(tǒng)籌好國(guó)家糧食安全和耕地生態(tài)安全雙重目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：耕地面源污染；空間分異；遷移軌跡；冷熱點(diǎn)分析；糧食主產(chǎn)區(qū)；長(zhǎng)江中下游

中圖分類號(hào)：X71；X52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-2043（2024）01-0133-10 doi：10.11654/jaes.2023-0168

耕地面源污染是指在耕地利用過(guò)程中，由于農(nóng)戶不合理地使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜以及其他田間有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物質(zhì)，通過(guò)地表徑流、地下滲漏、揮發(fā)或殘留等過(guò)程，造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化、土壤板結(jié)、大氣酸化等生態(tài)環(huán)境污染問(wèn)題和食品安全危機(jī)，現(xiàn)已成為全球水污染與土地退化的主要根源。黨中央和國(guó)家高度重視耕地面源污染治理，出臺(tái)了系列政策文件，如2015年原農(nóng)業(yè)部出臺(tái)了《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》《到2020年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，以及后來(lái)連續(xù)7年中央一號(hào)文件均強(qiáng)調(diào)要加大農(nóng)業(yè)面源污染治理力度，開展農(nóng)業(yè)節(jié)肥節(jié)藥行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)化肥農(nóng)藥使用量負(fù)增長(zhǎng)。然而，當(dāng)前中國(guó)耕地面源污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻，《第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》顯示，2017年種植業(yè)污染物排放（流失）量中，氨氮達(dá)8.30萬(wàn)t，總氮達(dá)71.95萬(wàn)t，總磷達(dá)7.62萬(wàn)t，而地膜使用量達(dá)141.93萬(wàn)t，多年累積殘留量118.48萬(wàn)t。

點(diǎn)源污染治理可以直接在排污口末端安裝污染處理設(shè)備對(duì)污水進(jìn)行處理，便可使排放水質(zhì)達(dá)標(biāo)，但面源污染來(lái)源復(fù)雜，遷移途徑多樣化，具有不確定性、分散性、隱蔽性、滯后性和潛伏性的特性，不易監(jiān)測(cè)和防治。鑒于此，學(xué)術(shù)界非常重視面源污染形成機(jī)理以及時(shí)空演變規(guī)律等方面的研究。梁流濤等從理論和實(shí)證上分析了農(nóng)業(yè)面源污染的形成機(jī)制；馮琳等分析了三峽庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染時(shí)空變化特征；馬軍旗等分析了中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染的空間差異與影響因素；杜鵑等對(duì)安徽懷遠(yuǎn)縣農(nóng)業(yè)面源污染的時(shí)空分布進(jìn)行了解析。在此基礎(chǔ)上，也有部分學(xué)者開始關(guān)注面源污染強(qiáng)度的重心軌跡以及集聚特征，如：丁學(xué)謙等分析了洞庭湖平原耕地面源污染遷移軌跡及冷熱點(diǎn)空間格局；肖宇婷等分析了沱江流域總氮面源污染負(fù)荷時(shí)空演變及其轉(zhuǎn)移趨勢(shì)；張廣納等探究了三峽庫(kù)區(qū)重慶段農(nóng)村面源污染冷熱點(diǎn)空間分布特征。上述學(xué)者從不同視角采用不同指標(biāo)揭示了不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染的時(shí)空特征，對(duì)本文有很好的參考價(jià)值，但鮮有文獻(xiàn)基于地市尺度來(lái)探討長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染的空間分異特征，揭示其遷移軌跡及冷熱點(diǎn)空間格局。

長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)是中國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，保護(hù)其耕地生態(tài)健康對(duì)保障國(guó)家糧食安全、生態(tài)安全和社會(huì)安全具有重大意義。然而當(dāng)前長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)因農(nóng)戶長(zhǎng)期不合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行為造成了嚴(yán)重的耕地面源污染，使其成為中國(guó)重要的面源污染治理區(qū)域之一。鑒于此，本文以長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)為研究區(qū)域，基于市域尺度，采用清單分析法分析2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)各省市（州、區(qū)）耕地面源污染強(qiáng)度，并結(jié)合空間分析模型、重心模型和冷熱點(diǎn)分析方法揭示2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染時(shí)空分異特征，以期為其面源污染系統(tǒng)防治提供科學(xué)參考。

1研究區(qū)域與研究方法

1.1研究區(qū)域概況

長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)主要包括湖北、湖南、安徽、江西、江蘇5省。長(zhǎng)江中下游地區(qū)土壤肥沃、水網(wǎng)密布，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源要素豐富，是中國(guó)重要的糧食主產(chǎn)基地和生態(tài)功能區(qū)，也是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)功能維護(hù)的核心區(qū)域。但鑒于江蘇省各地市缺少氮肥、磷肥、復(fù)合肥等關(guān)鍵指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，故僅以湖南、湖北、安徽、江西4省的58個(gè)市（州、區(qū)）作為研究區(qū)域（圖1）。研究區(qū)域國(guó)土面積為7.047x10 km2，僅占全國(guó)的7.34％，但2019年研究區(qū)內(nèi)糧食總產(chǎn)量為1.19x10t，占全國(guó)糧食總產(chǎn)量的17.94％，該區(qū)域在保護(hù)國(guó)家糧食安全方面承擔(dān)著重要作用。然而高糧食產(chǎn)量也伴隨著大量農(nóng)藥化學(xué)投入品的施用，導(dǎo)致面源污染問(wèn)題不斷顯現(xiàn)，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞日益嚴(yán)重。中國(guó)生態(tài)縣以及生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)要求化肥施用強(qiáng)度不得超過(guò)250 kg·hm-2，但研究區(qū)域內(nèi)2019年化肥施用強(qiáng)度高達(dá)494.00 kg·hm-2。因此，長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染治理顯得尤為迫切。2019年的《中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示，長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)內(nèi)的太湖、巢湖、鄱陽(yáng)湖和洞庭湖的水質(zhì)均為Ⅳ類，水質(zhì)污染較為嚴(yán)重。因此，揭示2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染時(shí)空分異特征具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1.2數(shù)據(jù)來(lái)源

2009-2019年湖南、湖北、安徽、江西4省58市（州、區(qū)）的耕地、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《湖南省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010-2020）、《湖北省農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010-2020）、《江西省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010-2020）、《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒》（2010-2020）以及湖南省、湖北省、江西省、安徽省的各市統(tǒng)計(jì)年鑒（2010-2020）。

1.3研究方法

1.3.1清單分析法

清單分析法是根據(jù)不同污染單元分別進(jìn)行核算后求和的方法，其主要步驟為：確定污染源類型、識(shí)別污染單元、搜集污染單元的產(chǎn)排污系數(shù)以及污染物的核算?，F(xiàn)今，清單分析法已被廣泛地運(yùn)用于面源污染測(cè)算領(lǐng)域。耕地面源污染主要包括農(nóng)田化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用薄膜3類污染來(lái)源。鑒于此，通過(guò)測(cè)算以上3種污染物的流失或殘留量來(lái)核算2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)各市（州、區(qū)）的耕地面源污染總量和污染強(qiáng)度。具體的計(jì)算公式參考賴斯蕓等和陳敏鵬等采用的方法：

1.3.2重心模型

重心是區(qū)域內(nèi)某種屬性值在研究空間范圍內(nèi)某一時(shí)刻的力矩平衡點(diǎn)，表征該點(diǎn)前后左右各個(gè)方向的力量對(duì)比能夠維持均衡的情況。借用重心點(diǎn)及其移動(dòng)方向、移動(dòng)距離等指標(biāo)不僅可以刻畫出區(qū)域地理現(xiàn)象的空間差異，還可以進(jìn)一步探尋其動(dòng)態(tài)過(guò)程及演化規(guī)律。重心模型的應(yīng)用也較為廣泛，包括經(jīng)濟(jì)重心、土地利用重心以及環(huán)境污染重心等涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等多方面。本文利用重心模型，采用加權(quán)平均重心來(lái)分析2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度的空間重心坐標(biāo)及其遷移變化情況，揭示耕地面源污染動(dòng)態(tài)時(shí)空演變特征，其具體計(jì)算公式為：

同時(shí)，為反映重心偏移程度，引入重心移動(dòng)距離和重心移動(dòng)方向公式，其公式為：

1.3.3冷熱點(diǎn)分析

冷熱點(diǎn)分析是一種空間聚類方法，可展現(xiàn)指標(biāo)的高值和低值的空間聚集分布規(guī)律，并彌補(bǔ)相等斷點(diǎn)分級(jí)等對(duì)空間特征分析的不足，已應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值空間異質(zhì)性及面源污染空間分布格局研究中。為進(jìn)一步揭示某市（州、區(qū)）的耕地面源污染強(qiáng)度與鄰接市（州、區(qū)）的耕地面源污染強(qiáng)度之間的關(guān)系，引入冷熱點(diǎn)分析，以此識(shí)別長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度的冷點(diǎn)區(qū)域與熱點(diǎn)區(qū)域，并為各地區(qū)針對(duì)性治理耕地面源污染提供參考依據(jù)。冷熱點(diǎn)分析的公式為：

若標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果Z（G）顯著為正值，說(shuō)明該地區(qū)周圍的值較高，呈現(xiàn)為高值集聚即熱點(diǎn)區(qū)；若Z（G）顯著為負(fù)值，說(shuō)明該地區(qū)周圍的值較低，呈現(xiàn)為低值集聚即冷點(diǎn)區(qū)。運(yùn)用Arcgis10.2軟件工具箱進(jìn)行冷熱點(diǎn)分析，若GiZScore值越高，顏色越趨于紅色，說(shuō)明該市（州、區(qū)）的耕地面源污染強(qiáng)度在空間上為熱點(diǎn)區(qū)域；GiZScore值越低，顏色越趨于藍(lán)色，說(shuō)明該市（州、區(qū)）的耕地面源污染強(qiáng)度在空間上為冷點(diǎn)區(qū)域。

2結(jié)果與分析

2.1長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染時(shí)間變化特征

運(yùn)用式（1）和式（2）計(jì)算得到2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)各省和58個(gè)市（州、區(qū)）的耕地面源污染總量和耕地面源污染強(qiáng)度。

圖2展示了2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)各省耕地面源污染總量時(shí)間變化特征。從整體來(lái)看，2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)各省耕地面源污染總量呈現(xiàn)出先增后降的變化趨勢(shì)，耕地面源污染總量從2009年的1.18x10 t增至2012年的1.23x10 t，然后穩(wěn)定降至2019年的9.97x10 t，11年間共降低了15.32％。具體來(lái)看，贛湘鄂皖四省中耕地面源污染總量位于前列的為湖北省、湖南省，其次是安徽省，江西省最低；湖北省近11年來(lái)耕地面源污染總量波動(dòng)下降，從2009年的4.89x10t波動(dòng)降至2015年的4.73x10t，下降幅度不大，年平均下降0.52％，然后穩(wěn)定降至2019年的3.66×10 t，11年間共降低了25.05％；湖南省和整個(gè)研究區(qū)域的變化規(guī)律類似，從2009年的3.35x10t增至2012年的3.55x10t，然后穩(wěn)定降至2019年的3.05x10t，11年間共降低了9.02％；江西省和安徽省的耕地面源污染總量變化規(guī)律類似，分別從2009年的1.11×10、2.42x10 t增至2013年的1.28×10、2.60×10 t，然后分別穩(wěn)定降至2019年的1.06×10、2.19×10 t，11年間分別共降低了3.81％、9.69％。

圖3展示了2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)各省耕地面源污染強(qiáng)度時(shí)間變化特征。從整體來(lái)看，2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度的時(shí)間變化趨勢(shì)與耕地面源污染總量一樣，也呈現(xiàn)出先增后降的趨勢(shì)，耕地面源污染強(qiáng)度由2009年的0.082 t·hm-2增至2011年的0.084 t·hm-2，然后穩(wěn)定降至2019年的0.065 t·hm-2，11年間共降低了20.94％。其原因可能是2010年原農(nóng)業(yè)部進(jìn)一步加強(qiáng)了重點(diǎn)流域農(nóng)業(yè)面源污染防治工作，采取的各項(xiàng)措施使得糧食主產(chǎn)區(qū)內(nèi)到2015年主要農(nóng)作物測(cè)土配方施肥技術(shù)普及率達(dá)到80％以上，化肥、農(nóng)藥利用率提高3個(gè)百分點(diǎn)；2012年黨的十八大提出了生態(tài)文明建設(shè)，國(guó)務(wù)院也研究部署了土壤環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源綜合治理工作，長(zhǎng)江中下游各省作為糧食主產(chǎn)區(qū)，積極對(duì)面源污染進(jìn)行治理。2009年，湖北省便提出了湖北四湖流域爭(zhēng)創(chuàng)農(nóng)業(yè)面源污染控制國(guó)家級(jí)試驗(yàn)區(qū)，開啟籌劃工作；2016年，湖南省桃源縣、華容縣、赫山區(qū)3個(gè)縣（區(qū)）列入全國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染治理試點(diǎn)；2016年，國(guó)家發(fā)改委、原農(nóng)業(yè)部將安徽省列入國(guó)家典型流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理試點(diǎn)??；2014年，江西省便提出了治理農(nóng)藥面源污染的系列措施。因此，隨著國(guó)家政策的落實(shí)和政府相關(guān)政策的出臺(tái)，耕地面源污染強(qiáng)度穩(wěn)步下降。具體來(lái)看，2009-2019年間，贛湘鄂皖四省耕地面源污染強(qiáng)度差異明顯，湖北省的耕地面源污染強(qiáng)度均最高，其次是湖南省，再次是安徽省，江西省耕地面源污染強(qiáng)度最低；湖北省近11年來(lái)耕地面源污染強(qiáng)度波動(dòng)下降，從2009年的0.148 t·hm-2波動(dòng)降至2017年的0.136 t·hm-2，然后穩(wěn)定降至2019年的0.113 t·hm-2，11年間共降低了23.36％；湖南省、安徽省、江西省近11年來(lái)耕地面源污染強(qiáng)度均呈現(xiàn)出先增后降的趨勢(shì)，但各省到達(dá)強(qiáng)度頂峰的年份不同，湖南省從2009年的0.089t.·hm-2增至2010年的0.090 t·hm-2，然后穩(wěn)定降至2019年的0.073 t·hm-2，11年間共降低了17.04％，安徽省和江西省分別從2009年的0.058、0.036 t·hm-2，增至2013年的0.062、0.041 t·hm-2，然后分別穩(wěn)定降至2019年的0.045、0.034 t·hm-2，11年間共分別降低了23.00％、3.96％。

2.2長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染空間分異特征

2.2.1耕地面源污染空間分布特征

按研究時(shí)段的前、中、后選取2009、2014、2019年3個(gè)年份來(lái)研究長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染空間分布特征（圖4）。利用ArcGIS軟件，采用相等間隔法將長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度分為5個(gè)等級(jí)：高污染地區(qū)（Eigt;0.20t·hm-2）、較高污染地區(qū)（0.15

2.2.2耕地面源污染重心變化分析

運(yùn)用式（3）計(jì)算出2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度重心坐標(biāo)，并運(yùn)用式（4）和式（5）計(jì)算得到2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度重心移動(dòng)距離和方向，根據(jù)坐標(biāo)繪制2009-2019年主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度重心遷移軌跡（圖5）。

由圖5可以看出，2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度重心變化呈現(xiàn)出“區(qū)間震蕩”的規(guī)律，在東南和西北兩個(gè)方向上來(lái)回變動(dòng)，最終在東北方向上變動(dòng)。從經(jīng)緯度上來(lái)說(shuō)在29°39′59″N-30°12′10″N與113°31′01″E-113°54′18″E之間變動(dòng)，從（30°03′36″N，113°51′56″E）遷移至（30°12′10″N，113°40′00″E），累計(jì)向西遷移了0.20°，向南遷移了0.14°，說(shuō)明近11年來(lái)，長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)西南方向的耕地面源污染強(qiáng)度下降速度相對(duì)其他地區(qū)較為緩慢。從重心移動(dòng)距離來(lái)看，耕地面源污染強(qiáng)度重心年均移動(dòng)距離為21 413.55 m，年移動(dòng)距離最小為2012-2013年的918.52 m，最大為2013-2014年的38 636.20 m，說(shuō)明耕地面源污染強(qiáng)度在2013-2014年向東南方向有高程度的聚集。從耕地面源污染強(qiáng)度重心分布的位置來(lái)看，近11年來(lái)，重心均分布在湖北省的仙桃市、荊州市、咸寧市境內(nèi)，說(shuō)明湖北省耕地面源污染強(qiáng)度較大，與前文分析一致。

具體來(lái)看，從2009-2013年，耕地面源污染強(qiáng)度重心整體向西北方向移動(dòng)，期間處于西北方向的襄陽(yáng)市和荊門市等市在耕地復(fù)種指數(shù)下降情況下，為了保證糧食產(chǎn)量，不斷提高化肥施用強(qiáng)度；從2014-2017年，耕地面源污染強(qiáng)度重心整體向東南方向移動(dòng)，向長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)的中心移動(dòng)，伴隨著2015年中國(guó)政府提出《到2020年化肥施用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，湖北省西北部的耕地面源污染開始系統(tǒng)化、規(guī)?；卫?，污染強(qiáng)度穩(wěn)步下降，但是南部的咸寧市和湖南的岳陽(yáng)市等耕地復(fù)種指數(shù)、灌溉指數(shù)分別從原來(lái)的2.54、0.56下降至2.14、0.46，岳陽(yáng)市從原來(lái)的2.63、0.93下降至2.15、0.90，說(shuō)明其對(duì)面源污染的治理還不夠重視，同時(shí)為保證糧食產(chǎn)量提高化肥施用強(qiáng)度以及農(nóng)膜使用強(qiáng)度，使得耕地面源污染強(qiáng)度重心向西南方向移動(dòng)；從2018-2019年，耕地面源污染強(qiáng)度重心向東北方向移動(dòng)，鄂州市、黃岡市等市的耕地面源污染強(qiáng)度相對(duì)于整體而言一直處于較高水平，與此同時(shí)，孝感市的安陸市、宜昌市的興山縣、岳陽(yáng)市的屈原管理區(qū)等地區(qū)陸續(xù)入選農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目，使得長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染治理成果更為顯著。

2.2.3耕地面源污染冷熱點(diǎn)分析

圖6展示了2009、2014、2019年3個(gè)年份長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度冷熱點(diǎn)空間格局演化狀況。利用ArcGIS軟件，采用自然間斷分類法將熱點(diǎn)分析輸出的Z得分劃分為5個(gè)等級(jí)：冷點(diǎn)區(qū)、次冷點(diǎn)區(qū)、不顯著區(qū)、次熱點(diǎn)區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)。由圖6可知，長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染呈現(xiàn)出明顯的聚集特征，總體表現(xiàn)為“東冷西熱”的空間格局。熱點(diǎn)區(qū)由湖北省向湖南省蔓延，冷點(diǎn)區(qū)由江西省向安徽省蔓延。具體來(lái)看，安徽省的淮南市、蚌埠市以及江西省的景德鎮(zhèn)市、南昌市、上饒市等一直處于冷點(diǎn)區(qū)域，并帶動(dòng)周圍地區(qū)向冷點(diǎn)區(qū)與次冷點(diǎn)區(qū)方向發(fā)展，個(gè)數(shù)不斷增加。湖北省的荊門市、孝感市、武漢市、仙桃市一直處于熱點(diǎn)區(qū)。就數(shù)量而言，隨著時(shí)間的推移，耕地面源污染強(qiáng)度熱點(diǎn)區(qū)占主產(chǎn)區(qū)的比例逐漸降低，由15個(gè)熱點(diǎn)區(qū)降低至10個(gè)，但次熱點(diǎn)區(qū)個(gè)數(shù)在不斷遞增，主要表現(xiàn)為部分原熱點(diǎn)區(qū)Z值下降，耕地面源污染得到有效控制，從熱點(diǎn)區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榇螣狳c(diǎn)區(qū)，以及不顯著區(qū)朝次熱點(diǎn)區(qū)的演化；耕地面源污染強(qiáng)度冷點(diǎn)區(qū)占研究區(qū)域的比例逐漸升高，且冷點(diǎn)區(qū)與次冷點(diǎn)區(qū)和的占比一直高于兩熱點(diǎn)區(qū)的占比，由10個(gè)冷點(diǎn)區(qū)升高至15個(gè)，但次冷點(diǎn)區(qū)個(gè)數(shù)在不斷遞減，主要表現(xiàn)為次冷點(diǎn)區(qū)向冷點(diǎn)區(qū)的轉(zhuǎn)化。

2009年，熱點(diǎn)區(qū)均處于湖北省且與次熱點(diǎn)區(qū)呈現(xiàn)空間聚集態(tài)勢(shì)，呈團(tuán)塊狀分布，其耕地面源污染強(qiáng)度在四省中一直位居高位，原因可能是湖北省是農(nóng)業(yè)大省，氣候條件溫和，雨水充沛，省內(nèi)有江漢平原和鄂東沿江平原等平原，土壤肥沃，適宜農(nóng)作物的種植及生長(zhǎng)，為追求更高的糧食產(chǎn)量，故化肥施用量較高，使得TN、TP流失量較多，從而增加了其耕地面源污染強(qiáng)度。2014年，熱點(diǎn)區(qū)仍全部位于湖北省，且形成了以湖北省北部市級(jí)為核心由北向南遞減的半環(huán)狀，省內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)個(gè)數(shù)降低，其原因可能為湖北省政府2011-2013年連續(xù)3年發(fā)布了關(guān)于加快全省化肥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)的意見(jiàn)，控制了化肥施用量的增長(zhǎng)，從而在一定程度上降低了部分市級(jí)的耕地面源污染強(qiáng)度。但湖南省的次熱點(diǎn)區(qū)增加了湘潭市和衡陽(yáng)市，從數(shù)據(jù)上看，兩市的耕地面源污染強(qiáng)度均有所下降，但是下降幅度相對(duì)于周圍地區(qū)較小，從而呈現(xiàn)出從不顯著區(qū)到次熱點(diǎn)區(qū)轉(zhuǎn)化的局面。2019年，湖北省的熱點(diǎn)區(qū)數(shù)量進(jìn)一步減少，形成兩個(gè)熱點(diǎn)核心區(qū)，熱點(diǎn)核心區(qū)由湖北省向湖南省發(fā)展，湖南省開始出現(xiàn)熱點(diǎn)區(qū)，呈現(xiàn)“帶狀”分布且數(shù)量突增為6個(gè)，其原因可能為湖南省的耕地面源污染強(qiáng)度雖然在一定程度上有所降低，但其降低比例遠(yuǎn)小于湖北省，如2019年兩省行政中心均處于熱點(diǎn)區(qū)，但武漢市近10年耕地面源污染強(qiáng)度下降比例為54.3％，而長(zhǎng)沙市僅為10.8％，且省內(nèi)農(nóng)藥、農(nóng)膜等的使用量仍較高，未得到有效遏制，從而使得湖南省成為新的熱點(diǎn)核心區(qū)。

3討論

3.1長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染指標(biāo)分析

耕地面源污染主要受到化肥流失、農(nóng)藥農(nóng)膜殘留等化學(xué)投入品的影響，但也會(huì)受到人畜排泄和農(nóng)田固廢等的影響。人畜排泄和農(nóng)田固廢等污染源，不僅會(huì)產(chǎn)生N、P污染，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生COD污染。但鑒于當(dāng)前種植業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，特別是水稻等大田作物生產(chǎn)過(guò)程中，使用人畜糞便的情況已較為少見(jiàn)，人畜糞便主要通過(guò)化糞池等污水處理設(shè)施處理后排入河流中，并未直接排入耕地中，故未考慮人畜糞便產(chǎn)生的影響。對(duì)于作物秸稈固體廢棄物，主要采用還田、作為能源回收等途徑進(jìn)行處理，同時(shí)仍有焚燒行為，無(wú)法準(zhǔn)確掌握固體廢棄物對(duì)耕地產(chǎn)生的污染，故而不考慮固體廢棄物產(chǎn)生的影響，未對(duì)COD進(jìn)行分析。

3.2長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分析

當(dāng)前對(duì)于面源污染等級(jí)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。原環(huán)境保護(hù)部在2014年印發(fā)的《國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)示范村鎮(zhèn)指標(biāo)（試行）》中規(guī)定，農(nóng)用化肥施用強(qiáng)度（折純）小于220 kg·hm-2，農(nóng)藥施用強(qiáng)度（折純）小于2.5kg·hm-2。有學(xué)者參考國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)示范村鎮(zhèn)指標(biāo)探討了化肥施用強(qiáng)度安全閾值，但同樣是采用等距間隔方法來(lái)刻畫區(qū)域化肥施用強(qiáng)度等級(jí)，這也是學(xué)界常用的方法，因此本文也采用等間隔法將長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)，以揭示地區(qū)間耕地面源污染強(qiáng)度的差異性。

3.3耕地面源污染防治建議

（1）穩(wěn)步推進(jìn)耕地面源污染防治。整個(gè)長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)特別是湖北省和湖南省，應(yīng)該基于省情合理制定本省面源污染防治方案及目標(biāo)，穩(wěn)步推進(jìn)耕地面源污染治理，使化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等化學(xué)投入品使用量得到有效遏制，夯實(shí)化肥農(nóng)藥零增長(zhǎng)行動(dòng)，進(jìn)一步推廣節(jié)肥節(jié)藥技術(shù)和測(cè)土配方施肥技術(shù)，提升地膜回收率。加強(qiáng)耕地面源污染監(jiān)測(cè)能力，“以點(diǎn)帶面”，以湖北省安陸市、鄖陽(yáng)區(qū)等以及湖南省桃源縣、華容縣、赫山區(qū)等面源污染綜合試點(diǎn)區(qū)帶動(dòng)流域地區(qū)面源污染治理工作。

（2）統(tǒng)籌好國(guó)家糧食安全和耕地生態(tài)安全雙重目標(biāo)。長(zhǎng)江中下游具有優(yōu)越的糧食生產(chǎn)氣候條件和良好的耕地資源，切實(shí)保護(hù)好長(zhǎng)江中下游耕地生態(tài)安全，是穩(wěn)住國(guó)家糧食安全的壓艙石。強(qiáng)化糧食增產(chǎn)和綠色雙重導(dǎo)向，在減量施肥、提高化肥農(nóng)藥利用率的基礎(chǔ)上，采取培育良種藥加強(qiáng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、推進(jìn)耕地集中連片建設(shè)、鞏固完善農(nóng)田水利設(shè)施、推行保護(hù)性耕作模式等措施，防止耕地“非糧化”“非農(nóng)化”，提高綠色增產(chǎn)增效技術(shù)供給能力。

4結(jié)論

本文基于市級(jí)尺度，首先利用清單分析法測(cè)算2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)贛湘鄂皖4省各市（州、區(qū)）耕地面源污染總量與強(qiáng)度，進(jìn)而利用空間分析法、重心模型、冷熱點(diǎn)分析等方法揭示2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度時(shí)空分異特征，得到以下研究結(jié)論：

（1）長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染狀況有所減輕。2009-2019年長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染總量和強(qiáng)度總體均呈現(xiàn)出“先升后降”的變化趨勢(shì)，湖北省的耕地面源污染強(qiáng)度與總量均為最高，江西省最低。

（2）長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度表現(xiàn)出明顯的空間差異性和聚集性。2009-2019年耕地面源污染強(qiáng)度總體表現(xiàn)為“西高東低”的空間分布特征，其中，江西省整體上一直保持為低污染強(qiáng)度，湖北省則為高污染強(qiáng)度聚集區(qū)。

（3）長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度重心變化呈現(xiàn)出“區(qū)間震蕩”的規(guī)律，總體累計(jì)向西遷移了0.20度，向南遷移了0.14度。受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和國(guó)家政策等的影響，長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度重心遷移呈現(xiàn)明顯的階段特征：2009-2013年，耕地面源污染強(qiáng)度重心整體向西北方向移動(dòng)；2014-2017年，耕地面源污染強(qiáng)度重心整體向東南方向移動(dòng)；2018-2019年，耕地面源污染強(qiáng)度重心向東北方向移動(dòng)。

（4）長(zhǎng)江中下游糧食主產(chǎn)區(qū)耕地面源污染強(qiáng)度呈現(xiàn)出明顯的空間聚集態(tài)勢(shì)，總體表現(xiàn)為“東冷西熱”的空間分布格局，熱點(diǎn)區(qū)核心由湖北省向湖南省蔓延，冷點(diǎn)區(qū)由江西省向安徽省蔓延，最終均呈現(xiàn)帶狀分布。