第29卷第1期2010年01月
地理科学进展
PROGRESSINGEOGRAPHY
Vol.29,No.1Jan.,2010
海岸带陆源非点源污染研究进展
侯西勇1，张安定2，王传远1，王秋贤2，应兰兰1
(1.中国科学院烟台海岸带研究所，烟台264003；2.鲁东大学地理与规划学院，烟台264025)
摘要：海岸带是人类活动的集中区和环境变化的敏感区，受气候变化与人类活动因素的影响，其环境和生态极易
遭受扰动而恶化。改革开放以来，随着我国东部沿海地区工业化、城市化的迅速发展，海岸带陆源污染问题日益突出，已对该区域的环境质量和生态安全构成了严重威胁。非点源污染是海岸带河口及近海水体陆源污染的重要方面，在很多区域，非点源污染甚至已超过点源污染而成为河口和近岸海域水体污染的主要原因，在这种背景下，加强海岸带陆源非点源污染研究，意义非常重大。本文在概述非点源污染基本特征及其国内外研究现状的基础上，重点阐述了海岸带陆源非点源污染的研究进展，并指出了研究的不足之处，进而，提出了当前及未来时期需重点研究的内容以及需要注意的问题。
关键词：海岸带；非点源污染(NPS)；研究进展
海岸带是人类活动的集中区、环境变化的敏感区和生态交错的脆弱带[1]，改革开放以来，随着我国东部沿海地区工业化、城市化进程的迅速发展，海岸带陆源污染问题日益突出，已经对区域环境质量、生态安全和生态服务功能构成了严重的威胁。我国四大海域岸线漫长，入海河流1500多条，入海径流量超过1.88万亿m3，占全国外流河总径流量的76%以上[2]，随着经济社会的发展，大量陆源污染物被河流系统输送至近岸海域，对海岸带的环境和生态造成了极大的冲击[3]。非点源污染是海岸带陆源污染的重要组成部分，尤其是近年来，在许多海岸带区域已超过点源污染，成为众多河口与近海水体污染的主要原因，为此，加强海岸带区域的陆源非点源污染研究，意义重大。
1非点源污染研究
1.1非点源污染的概念与特征
非点源污染(Non-PointSourcePollution，NPS)
是指各类污染物在大面积降水和径流冲刷作用下汇入受纳水体而引起的水体污染[4]，又称为面源污染。污染物类型包括泥沙、营养物(以氮和磷为主)、可降解有机物(BOD、COD)、有毒有害物质(重金属、合成有机化合物)、溶解性固体及固体废弃物等[5]。美国环境保护局(EPA)指出，非点源污染包括农业
区的农药、化肥与除草剂，城市径流及能源生产中的油类和有毒化学物，不合理土地利用及侵蚀造成的沉积物，灌溉导致的盐分，矿山酸性排水，畜牧养殖及有机质腐烂造成的营养物质和细菌，大气沉降及水渠改造导致的污染物等。鉴于农业区与城市区在非点源污染方面存在的显著差异，EPA将非点源污染分为农业非点源污染和城市非点源污染两大类[6-7]。
与点源污染相比，非点源污染具有空间上的广泛性和时间上的不确定性等特征，因而增加了对其监测、研究和防治的难度[8-9]。而且，随着点源污染逐渐得到有效控制，非点源污染问题愈显突出和严重，其危害性也愈来愈显著，甚至超过点源污染而成为水环境污染的最重要来源，尤其是在通过增加营养物质含量而导致湖泊、近海等水体富营养化方面，占据了越来越重要的地位。早在20世纪末，非点源污染就已占美国水污染排放量的一半以上，其中，农业面源污染是非点源污染的主要来源[5,9]；近年来，在我国东部经济比较发达的地区，非点源污染也逐渐成为水环境污染的主导性因素[5,10-11]，尤其是大城市周边地区，非点源污染已超过点源污染，成为河流、地下水污染的主要原因。
1.2非点源污染研究现状
20世纪70年代初，美国对五大湖治理的重视及“清洁水法”(CleanWaterAct)的颁布引起了人们
收稿日期：2009-04；修订日期：2009-07.
基金项目：中国科学院资源与环境信息系统国家重点实验室开放研究基金资助项目(A0713)，国家自然科学基金项目
（40801016），中国科学院知识创新工程重要方向项目(kzcx2-yw-224）。
作者简介：侯西勇（1975-），男，博士，研究员，硕士生导师，主要从事土地利用/覆盖变化、海岸带信息集成、海岸带综合管理方
面研究。E-mail：[email protected]
073-078页
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对非点源污染问题的关注和重视[9,11]。在北美和西欧，非点源污染的研究与防治受到了高度重视；在我国，自20世纪80年代末，非点源污染研究也得到了越来越多的关注[11-12]。目前，我们对人类活动影响下非点源污染的机理与特征已有了总体的认识。大量研究认为，土地利用变化是造成和加剧非点源污染的重要原因[9,13-15]。
图1清晰地揭示了土地利用变化与非点源污染之间的因果关系[16]：①城市化、农业生产、畜牧养殖、土地开发等过程不仅产生了大量污染物质，加
图1土地利用变化对水环境的影响剧土壤侵蚀，而且通过改
Fig.1Effectsoflandusechangeonwaterenvironment变下垫面形态导致降雨—
蒸发/入渗—径流等水文
然科学基金、973、863等项目带动下，以中国科学过程发生显著的变化，进而通过河流系统的输送作
院、中国农科院、中国环境科学研究院等为主，在农用使污染物质在湖泊、水库、近海水域富集，从而造
业及城市非点源污染和水体富营养化等方面开展成水体污染问题；②土地利用及其变化是水文与水
了大量研究。从受纳水体角度来看，陆域的河流、湖环境过程的主要影响因素，其对水环境的作用形式
泊、水库等是主要的研究对象，例如，黑河[17]、黄河以非点源污染为主；③非点源污染具有复杂的形成
及其支流[18]、长江上游[19]、太湖流域[20]、密云水库[21]、机理，与大气沉降、土壤侵蚀、降雨—径流、土地利
官厅水库等[22]等。此外，有学者以流域为单元对全用与管理等多种自然和人为因素均密切相关。
国非点源污染负荷进行了概算[11]，这些研究大大提由于非点源污染问题的复杂性及监测的难度，
高了我们对不同区域非点源污染物产生—迁移—模型方法逐渐发展成为相关研究的主要工具。非点
富集过程的认识。对城市非点源污染的研究[23-24]，初源污染模型的发展经历了若干阶段性的飞跃[5,11]，很
步揭示了城市土地利用类型、结构、格局及其变化大程度上反映了非点源污染领域研究的发展历程：
对非点源污染源、汇以及整个迁移—富集过程的影由最初的BOD-DO耦合模型(1925)到流域尺度
响机制，相关成果大大促进了城市规划与管理的科SWM水文模拟模型(1960s)，再到SWMM、AN-学性与实效性。SWERS、STORM、USLE等水文水质模型(1970s)，再
国内外在非点源污染研究领域存在众多的共到CREAMS、SWRRB、AGNPS、AGNPS、SWAT等非
性。例如，多以流域为研究对象，由较小的空间尺度点源污染模拟模型(1980s)，再到BASINS等集成
扩展到较大尺度以及多尺度综合研究[9,14,25-26]；由以GIS与非点源污染模型并支持流域管理与决策的综
营养元素为主的研究逐渐发展到对更多非点源污合模型(1990s)。目前，大部分非点源污染模型集成
染物的研究，由以地表径流过程为主的研究发展为了产汇流(水文过程)、土壤侵蚀、气候变化、土地管
区域水循环过程的系统综合研究[27-29]；由对区域/流理、水生态系统及情景分析等功能，其中，水文过程
域长期平均负荷的估算发展为较高时间分辨率的和土壤侵蚀模拟是非点源污染模型的基础。另外，
过程模拟[6,30-31]；由简单的计算模型发展为集成GIS也有不少模型将点源污染与非点源污染的模拟进
的可视化空间模型；由单一的水质模型发展为水量行了有效集成。
与水质结合、并与非点源污染管理决策相结合[32-35]我国对非点源污染的研究略为迟缓，但进展迅
的分布式模型，等。在土地利用及其变化对非点源速，在国家科技攻关、中科院知识创新工程、国家自
1期侯西勇等：海岸带陆源非点源污染研究进展
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污染的影响方面，国内外的结论也基本一致，如，城市化及不透水面面积增加改变径流过程，是非点源污染的“源”(以沉积物、有毒物质为主)；农业活动加剧土壤侵蚀，也是非点源污染的重要“源”(以有机质、沉积物、营养元素和农药为主)；森林和湿地是非点源污染的重要缓冲区，能够吸附固定大量污染物；土地开发会产生大量的悬浮颗粒物和污染物；交通用地是大量有毒污染物的“源”；矿山开采及其弃土、尾矿是酸性物质和金属等污染物的“源”。此外，众多研究表明，地理位置、地貌、土壤、气候、河流特征(水系分级、流速、比降、水深、岸崩等)及滨岸水生植物等也是非点源污染物“产生/释放—迁移/降解—沉积/富集”过程的重要影响因素，在很大程度上“重塑”了土地利用及其变化对受纳水体非点源污染负荷的影响。
2海岸带陆源非点源污染研究
从受纳水体的角度来看，河流、湖泊、水库、河口、湿地、海湾、近海等类型水体都是非点源污染研究所密切关注的对象。海岸带陆源非点源污染重点针对河口(湿地)、海湾及近海等类型的水体，与内陆区域相比，海岸带区域非点源污染的机制与机理更趋复杂，来源更为广泛，危害也更为严重。
在欧美，除了陆域的河流、湖泊、水库之外，海岸带区域的河口、海湾与近海也早已成为非点源污染研究的重点对象，例如，五大湖[14,36]、ChesapeakeBay[37]、墨西哥湾[38-39]、密西西比河[38,40]、美国重要的河口[41]等，欧洲的波罗的海、黑海、地中海、葡萄牙重要河口等[41-42]。而且，国外对海岸带非点源污染的研究，还表现出涉及问题的广泛性和深刻性等特征，通过如下研究内容可以体现：长时间尺度气候(降水)变化对入海河流非点源污染的影响[13,14]，农业与城市化对海岸带非点源污染负荷的影响[25,28,34]，海岸带水体营养负荷的变化特征[32,36]，河道形态对入海河流营养元素输送的影响[39]，非点源污染对陆域水体及近海生态系统的影响[35,37-39]，海岸带陆源非点源污染的控制[43]，河口湿地对非点源污染降解作用[40]，河口富营养化特征及区域性对比研究[41]，海岸带流域及区域最佳管理措施(BMPs)的制定与实施[16]，海岸带湿地水质标准与环境阈值判定[33]、最大日负荷总量(TMDL)估算等。欧美对海岸带陆源非点源污染的研究已经日臻成熟，例如，在美国，非点源污染研究与控制已经是其海岸带综合管理(ICZM)的6大具体措施之一。
总的来说，在我国，对非点源污染的研究尚处于初始阶段，目前主要集中于对陆地区域农业和城
市化非点源污染以及典型湖泊、水库富营养化等方面的研究。关于海岸带污染物入海通量、河口营养盐输送、河口污染特征、近海水体与底泥中的污染负荷、近海水域环境容量等，国内学者也开展了相关的研究。例如，刘国华等在1993-1997年海河水质监测资料的基础上计算了各种污染因子的污染指数和入海通量[44]；刘征涛、王婉华等对长江河口区域的水样进行了检测分析，重点鉴定了长江河口的有机污染物类型及其浓度，并对比了枯水期和丰水期长江河口区5个断面不同深度水样污染物的类型差异和浓度差异[45-46]；王修林等对胶州湾主要化学污染物海洋环境容量进行了深入的研究[47]；陈克亮等研究了厦门市近岸海域近10年的废水和主要污染物质排放量，计算了农业非点源污染负荷和城市非点源污染负荷，并估算海岸带污染负荷[48]；袁宇等利用2003年实测数据，以大凌河、大辽河为例，分别研究了污染物入海通量非点源贡献率的分析方法以及中小河流入海通量的估算方法[49-50]；欧维新等估算了盐城海岸带陆源氮磷污染负荷的分配情况，表明养殖水域氮磷排放是海岸带陆源污染的主要方面[51]；刘星才等对东南沿海中小流域非点源污染进行了研究与分析[52]等。另外，环境保护部主持的“珠江口及毗邻海域碧海行动计划”项目对珠江口陆源非点源污染(农业非点源)进行了大规模的调查，同时，还实施了“渤海碧海行动计划”、“保护海洋环境免受陆基活动影响中国行动计划”等，极大的促进了海岸带区域陆源非点源污染研究的进展。
综上所述，美国、欧洲等西方发达国家在海岸带陆源非点源污染研究方面已经进入了相对成熟的阶段，并大大推动了各种非点源污染物治理技术与管理措施的进步与完善。但我国对海岸带陆源非点源污染问题的研究尚处于起步阶段，总的来说，由于监测手段落后、数据资料有限、资源投入不足等多方面原因，相关的研究还比较零散，缺乏系统性，在很大程度上，还属于对陆地区域水体非点源污染研究的“末端延伸”；污染物负荷及通量估算是当前研究的重点，但多数研究仅局限在少量的典型河口与海湾区域，而对海岸带大范围区域的深入研究相对较少；对陆源非点源污染在海岸带区域环境污染中的地位，海岸带陆源非点源污染的物质组成、数量特征、空间格局、时间变化、主要来源及其对海岸带区域经济社会发展和人类健康所造成的危害等基本问题的认识都还很不清楚，这种现状还难以满足我国海岸带陆源非点源污染控制决策与管理的需求。
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3未来研究展望
可喜的是，近年来，针对海岸带陆源非点源污染的研究已经得到越来越多的关注，相关的科研课题及学术成果在逐渐增加。海岸带陆源非点源污染研究正在成为环境科学、海洋科学、生命科学等多学科交叉研究的热点和焦点问题。为尽快缩小国内外海岸带陆源非点源污染研究现状的差异，促进我国海岸带环境与生态的保护，当前和未来时期，需要不断加强这一领域的相关研究，其中，重点的内容包括：
(1)海岸带陆源非点源污染物的类型特征、数量特征及其区域差异和城乡差异，重点是通过广泛的监测和大样本取样分析，揭示我国当前海岸带陆源非点源污染的基本状况，并结合环境部门相关数据，分析点源污染和非点源污染的消长关系，“绘制”非点源污染发生程度空间分布图；
(2)海岸带陆源非点源污染物产生、迁移、转化和富集的过程、特征与机理，重点是研究和揭示主要非点源污染物的来源和时空运移特征，确定陆源非点源污染的主要“源头”及其迁移、降解与累积过程，揭示非点源污染物运移的关键界面和关键过程；
(3)适用于海岸带区域特殊环境中非点源污染研究的计算机模型方法，不管是简单的统计模型，还是复杂的分布式机理模型，都需要对其在海岸带复杂易变环境下的适用性和精度水平进行评估和改进；
(4)陆源非点源污染对近海环境生态及海岸带人类健康的影响效应，既包括对各单一类型污染物毒理、毒害及其致灾特征的深入研究，又包括对区域多类型污染物质复合污染的毒害特征、环境和健康效应的综合分析；
(5)海岸带环境容量动态评估，应该基于对海岸带复杂环境系统及其各种影响因素的综合分析，准实时、动态化地估算其环境容量；
(6)海岸带土地利用变化的环境效应评价，海岸带区域土地利用程度和集约化水平都远远高出内陆，尤其是城市化水平更为突出，因此，应格外关注海岸带土地利用变化对非点源污染的影响程度和影响特征；
(7)海岸带陆源非点源污染物通量预测、控制与管理，重点借鉴美国在TMDL计算与控制方面的经验和体制，并注重制定和实施适合于我国国情的流域及海岸带最佳管理措施，以及发展基于观测、监测、模拟和预测技术的海岸带水环境决策支持系统、风险评价系统和突发性环境事件预警系统。
需要强调的是，海岸带环境与生态对气候变化和人类活动均高度敏感，因此，对海岸带陆源非点源污染的研究需要将“流域—河口—海湾—海域”作为一个系统的连续体，在不同的时空尺度分析和揭示气候变化与人类活动对陆源非点源污染过程的影响机理，通过广泛的监测和多学科的集成与综合研究，促进对海岸带陆源非点源污染过程、机理和规律的认识以及相关监测与防治技术的发展。我国海岸带入海河流大部分流程较短，属中小尺度的河流系统，与长江、黄河等大尺度系统相比，具有不尽相同(甚至迥然相异)的特征与规律，例如，多为感潮河川或季节性河流，很多区段海岸带沟谷系统不发育，径流过程以坡面漫流为主；对气候变化与人类活动具有较高的敏感性和快速响应性；状态易变、不稳定；在经济社会发展方面具有突出的区位重要性，等。因此，将“流域—河口—海湾—海域”作为连续体，加强陆源非点源污染的研究力度，不仅是海岸带环境保护和治理的前提与基础，而且对维持海岸带系统的生态健康、促进海岸带区域的经济社会可持续发展也具有十分重要的理论意义和指导作用。
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HOUXiyong1,ZHANGAnding2,WANGChuanyuan1,WANGQiuxian2,YINGLanlan1
(1.YantaiInstituteofCoastalZoneResearch,CAS,Yantai264003,China;2.SchoolofGeographyandPlanning,LudongUniversity,Yantai264025,China)
Abstract：Coastalzoneisaveryspecialareaintheworld,whichhasveryhighdensityofpopu-lationandhumanactivities,anditishighlysensitivetoenvironmentalvariationsincludingclimatechangeandhumanimpacts.InChina,mainlyduringthepastdecades,thepollutionofland-basedsourcesbecamemoreandmoreseriousinthecoastalwatersmainlyduetotherapidprogressofindustrializationandurbanizationinChina'sEastCoastalRegions,whichhasgreatlyendangeredthelocalenvironmentandecosystemsecurityandhasgreatlyblockedthesocial-economicsus-tainabledevelopment.Non-pointsource(NPS)pollutionplaysaveryimportantroleinthepollu-tionofland-basedsourcesincoastalzone,andmoreover,inmanycoastalestuariesandgulfs,ithasbecomeadominantfactorthatresultinginwaterpollution.Therefore,itissignificanttostrengthenthestudieswithemphasisonpollutionofland-basedsourcesincoastalzone.Inthispaper,statusandbreakthroughsofNPSpollutionstudiesathomeandabroadhavebeenreviewedatthefirst,andtheacademicgapsbetweenChinaandtheworldinthisstudyareahasbeenana-lyzed.Andthen,statusoftheland-basedNPSstudiesincoastalzonehasbeenreviewedindetail,andtheinsufficienciesofthisstudyareahavebeensummarized.Finally,majorquestionsandkeysubjectsthatneedfurthermorestudiesinthefuturehavebeenputforwardwhichareasfollows,1)studiesoncomponentandamountofland-basedNPSpollutantsbasedonmonitoring,2)keyin-terfaceandmainprocessofNPSpollutantsmigrationincoastalzone,3)modelssuitableforland-basedNPSsimulationincoastalzone,4)impactsofland-basedNPSoncoastalecosystemsandhumanhealth,5)dynamicevaluationoftheenvironmentalcapacityincoastalzone,6)environ-mentalimpactsoflanduseandlandcoverchangeoncoastalwaters,7)methodsofTMDLcalcu-lationandBMPsthatsuitableforcoastalzoneinChina.
Keywords：coastalzone;non-pointsourcepollution(NPS);progress
本文引用格式：
侯西勇，张安定，王传远，等.海岸带陆源非点源污染研究进展.地理科学进展，2010，29(1)：73-78.
第29卷第1期2010年01月
地理科学进展
PROGRESSINGEOGRAPHY
Vol.29,No.1Jan.,2010
海岸带陆源非点源污染研究进展
侯西勇1，张安定2，王传远1，王秋贤2，应兰兰1
(1.中国科学院烟台海岸带研究所，烟台264003；2.鲁东大学地理与规划学院，烟台264025)
摘要：海岸带是人类活动的集中区和环境变化的敏感区，受气候变化与人类活动因素的影响，其环境和生态极易
遭受扰动而恶化。改革开放以来，随着我国东部沿海地区工业化、城市化的迅速发展，海岸带陆源污染问题日益突出，已对该区域的环境质量和生态安全构成了严重威胁。非点源污染是海岸带河口及近海水体陆源污染的重要方面，在很多区域，非点源污染甚至已超过点源污染而成为河口和近岸海域水体污染的主要原因，在这种背景下，加强海岸带陆源非点源污染研究，意义非常重大。本文在概述非点源污染基本特征及其国内外研究现状的基础上，重点阐述了海岸带陆源非点源污染的研究进展，并指出了研究的不足之处，进而，提出了当前及未来时期需重点研究的内容以及需要注意的问题。
关键词：海岸带；非点源污染(NPS)；研究进展
海岸带是人类活动的集中区、环境变化的敏感区和生态交错的脆弱带[1]，改革开放以来，随着我国东部沿海地区工业化、城市化进程的迅速发展，海岸带陆源污染问题日益突出，已经对区域环境质量、生态安全和生态服务功能构成了严重的威胁。我国四大海域岸线漫长，入海河流1500多条，入海径流量超过1.88万亿m3，占全国外流河总径流量的76%以上[2]，随着经济社会的发展，大量陆源污染物被河流系统输送至近岸海域，对海岸带的环境和生态造成了极大的冲击[3]。非点源污染是海岸带陆源污染的重要组成部分，尤其是近年来，在许多海岸带区域已超过点源污染，成为众多河口与近海水体污染的主要原因，为此，加强海岸带区域的陆源非点源污染研究，意义重大。
1非点源污染研究
1.1非点源污染的概念与特征
非点源污染(Non-PointSourcePollution，NPS)
是指各类污染物在大面积降水和径流冲刷作用下汇入受纳水体而引起的水体污染[4]，又称为面源污染。污染物类型包括泥沙、营养物(以氮和磷为主)、可降解有机物(BOD、COD)、有毒有害物质(重金属、合成有机化合物)、溶解性固体及固体废弃物等[5]。美国环境保护局(EPA)指出，非点源污染包括农业
区的农药、化肥与除草剂，城市径流及能源生产中的油类和有毒化学物，不合理土地利用及侵蚀造成的沉积物，灌溉导致的盐分，矿山酸性排水，畜牧养殖及有机质腐烂造成的营养物质和细菌，大气沉降及水渠改造导致的污染物等。鉴于农业区与城市区在非点源污染方面存在的显著差异，EPA将非点源污染分为农业非点源污染和城市非点源污染两大类[6-7]。
与点源污染相比，非点源污染具有空间上的广泛性和时间上的不确定性等特征，因而增加了对其监测、研究和防治的难度[8-9]。而且，随着点源污染逐渐得到有效控制，非点源污染问题愈显突出和严重，其危害性也愈来愈显著，甚至超过点源污染而成为水环境污染的最重要来源，尤其是在通过增加营养物质含量而导致湖泊、近海等水体富营养化方面，占据了越来越重要的地位。早在20世纪末，非点源污染就已占美国水污染排放量的一半以上，其中，农业面源污染是非点源污染的主要来源[5,9]；近年来，在我国东部经济比较发达的地区，非点源污染也逐渐成为水环境污染的主导性因素[5,10-11]，尤其是大城市周边地区，非点源污染已超过点源污染，成为河流、地下水污染的主要原因。
1.2非点源污染研究现状
20世纪70年代初，美国对五大湖治理的重视及“清洁水法”(CleanWaterAct)的颁布引起了人们
收稿日期：2009-04；修订日期：2009-07.
基金项目：中国科学院资源与环境信息系统国家重点实验室开放研究基金资助项目(A0713)，国家自然科学基金项目
（40801016），中国科学院知识创新工程重要方向项目(kzcx2-yw-224）。
作者简介：侯西勇（1975-），男，博士，研究员，硕士生导师，主要从事土地利用/覆盖变化、海岸带信息集成、海岸带综合管理方
面研究。E-mail：[email protected]
073-078页
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地理科学进展29卷
对非点源污染问题的关注和重视[9,11]。在北美和西欧，非点源污染的研究与防治受到了高度重视；在我国，自20世纪80年代末，非点源污染研究也得到了越来越多的关注[11-12]。目前，我们对人类活动影响下非点源污染的机理与特征已有了总体的认识。大量研究认为，土地利用变化是造成和加剧非点源污染的重要原因[9,13-15]。
图1清晰地揭示了土地利用变化与非点源污染之间的因果关系[16]：①城市化、农业生产、畜牧养殖、土地开发等过程不仅产生了大量污染物质，加
图1土地利用变化对水环境的影响剧土壤侵蚀，而且通过改
Fig.1Effectsoflandusechangeonwaterenvironment变下垫面形态导致降雨—
蒸发/入渗—径流等水文
然科学基金、973、863等项目带动下，以中国科学过程发生显著的变化，进而通过河流系统的输送作
院、中国农科院、中国环境科学研究院等为主，在农用使污染物质在湖泊、水库、近海水域富集，从而造
业及城市非点源污染和水体富营养化等方面开展成水体污染问题；②土地利用及其变化是水文与水
了大量研究。从受纳水体角度来看，陆域的河流、湖环境过程的主要影响因素，其对水环境的作用形式
泊、水库等是主要的研究对象，例如，黑河[17]、黄河以非点源污染为主；③非点源污染具有复杂的形成
及其支流[18]、长江上游[19]、太湖流域[20]、密云水库[21]、机理，与大气沉降、土壤侵蚀、降雨—径流、土地利
官厅水库等[22]等。此外，有学者以流域为单元对全用与管理等多种自然和人为因素均密切相关。
国非点源污染负荷进行了概算[11]，这些研究大大提由于非点源污染问题的复杂性及监测的难度，
高了我们对不同区域非点源污染物产生—迁移—模型方法逐渐发展成为相关研究的主要工具。非点
富集过程的认识。对城市非点源污染的研究[23-24]，初源污染模型的发展经历了若干阶段性的飞跃[5,11]，很
步揭示了城市土地利用类型、结构、格局及其变化大程度上反映了非点源污染领域研究的发展历程：
对非点源污染源、汇以及整个迁移—富集过程的影由最初的BOD-DO耦合模型(1925)到流域尺度
响机制，相关成果大大促进了城市规划与管理的科SWM水文模拟模型(1960s)，再到SWMM、AN-学性与实效性。SWERS、STORM、USLE等水文水质模型(1970s)，再
国内外在非点源污染研究领域存在众多的共到CREAMS、SWRRB、AGNPS、AGNPS、SWAT等非
性。例如，多以流域为研究对象，由较小的空间尺度点源污染模拟模型(1980s)，再到BASINS等集成
扩展到较大尺度以及多尺度综合研究[9,14,25-26]；由以GIS与非点源污染模型并支持流域管理与决策的综
营养元素为主的研究逐渐发展到对更多非点源污合模型(1990s)。目前，大部分非点源污染模型集成
染物的研究，由以地表径流过程为主的研究发展为了产汇流(水文过程)、土壤侵蚀、气候变化、土地管
区域水循环过程的系统综合研究[27-29]；由对区域/流理、水生态系统及情景分析等功能，其中，水文过程
域长期平均负荷的估算发展为较高时间分辨率的和土壤侵蚀模拟是非点源污染模型的基础。另外，
过程模拟[6,30-31]；由简单的计算模型发展为集成GIS也有不少模型将点源污染与非点源污染的模拟进
的可视化空间模型；由单一的水质模型发展为水量行了有效集成。
与水质结合、并与非点源污染管理决策相结合[32-35]我国对非点源污染的研究略为迟缓，但进展迅
的分布式模型，等。在土地利用及其变化对非点源速，在国家科技攻关、中科院知识创新工程、国家自
1期侯西勇等：海岸带陆源非点源污染研究进展
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污染的影响方面，国内外的结论也基本一致，如，城市化及不透水面面积增加改变径流过程，是非点源污染的“源”(以沉积物、有毒物质为主)；农业活动加剧土壤侵蚀，也是非点源污染的重要“源”(以有机质、沉积物、营养元素和农药为主)；森林和湿地是非点源污染的重要缓冲区，能够吸附固定大量污染物；土地开发会产生大量的悬浮颗粒物和污染物；交通用地是大量有毒污染物的“源”；矿山开采及其弃土、尾矿是酸性物质和金属等污染物的“源”。此外，众多研究表明，地理位置、地貌、土壤、气候、河流特征(水系分级、流速、比降、水深、岸崩等)及滨岸水生植物等也是非点源污染物“产生/释放—迁移/降解—沉积/富集”过程的重要影响因素，在很大程度上“重塑”了土地利用及其变化对受纳水体非点源污染负荷的影响。
2海岸带陆源非点源污染研究
从受纳水体的角度来看，河流、湖泊、水库、河口、湿地、海湾、近海等类型水体都是非点源污染研究所密切关注的对象。海岸带陆源非点源污染重点针对河口(湿地)、海湾及近海等类型的水体，与内陆区域相比，海岸带区域非点源污染的机制与机理更趋复杂，来源更为广泛，危害也更为严重。
在欧美，除了陆域的河流、湖泊、水库之外，海岸带区域的河口、海湾与近海也早已成为非点源污染研究的重点对象，例如，五大湖[14,36]、ChesapeakeBay[37]、墨西哥湾[38-39]、密西西比河[38,40]、美国重要的河口[41]等，欧洲的波罗的海、黑海、地中海、葡萄牙重要河口等[41-42]。而且，国外对海岸带非点源污染的研究，还表现出涉及问题的广泛性和深刻性等特征，通过如下研究内容可以体现：长时间尺度气候(降水)变化对入海河流非点源污染的影响[13,14]，农业与城市化对海岸带非点源污染负荷的影响[25,28,34]，海岸带水体营养负荷的变化特征[32,36]，河道形态对入海河流营养元素输送的影响[39]，非点源污染对陆域水体及近海生态系统的影响[35,37-39]，海岸带陆源非点源污染的控制[43]，河口湿地对非点源污染降解作用[40]，河口富营养化特征及区域性对比研究[41]，海岸带流域及区域最佳管理措施(BMPs)的制定与实施[16]，海岸带湿地水质标准与环境阈值判定[33]、最大日负荷总量(TMDL)估算等。欧美对海岸带陆源非点源污染的研究已经日臻成熟，例如，在美国，非点源污染研究与控制已经是其海岸带综合管理(ICZM)的6大具体措施之一。
总的来说，在我国，对非点源污染的研究尚处于初始阶段，目前主要集中于对陆地区域农业和城
市化非点源污染以及典型湖泊、水库富营养化等方面的研究。关于海岸带污染物入海通量、河口营养盐输送、河口污染特征、近海水体与底泥中的污染负荷、近海水域环境容量等，国内学者也开展了相关的研究。例如，刘国华等在1993-1997年海河水质监测资料的基础上计算了各种污染因子的污染指数和入海通量[44]；刘征涛、王婉华等对长江河口区域的水样进行了检测分析，重点鉴定了长江河口的有机污染物类型及其浓度，并对比了枯水期和丰水期长江河口区5个断面不同深度水样污染物的类型差异和浓度差异[45-46]；王修林等对胶州湾主要化学污染物海洋环境容量进行了深入的研究[47]；陈克亮等研究了厦门市近岸海域近10年的废水和主要污染物质排放量，计算了农业非点源污染负荷和城市非点源污染负荷，并估算海岸带污染负荷[48]；袁宇等利用2003年实测数据，以大凌河、大辽河为例，分别研究了污染物入海通量非点源贡献率的分析方法以及中小河流入海通量的估算方法[49-50]；欧维新等估算了盐城海岸带陆源氮磷污染负荷的分配情况，表明养殖水域氮磷排放是海岸带陆源污染的主要方面[51]；刘星才等对东南沿海中小流域非点源污染进行了研究与分析[52]等。另外，环境保护部主持的“珠江口及毗邻海域碧海行动计划”项目对珠江口陆源非点源污染(农业非点源)进行了大规模的调查，同时，还实施了“渤海碧海行动计划”、“保护海洋环境免受陆基活动影响中国行动计划”等，极大的促进了海岸带区域陆源非点源污染研究的进展。
综上所述，美国、欧洲等西方发达国家在海岸带陆源非点源污染研究方面已经进入了相对成熟的阶段，并大大推动了各种非点源污染物治理技术与管理措施的进步与完善。但我国对海岸带陆源非点源污染问题的研究尚处于起步阶段，总的来说，由于监测手段落后、数据资料有限、资源投入不足等多方面原因，相关的研究还比较零散，缺乏系统性，在很大程度上，还属于对陆地区域水体非点源污染研究的“末端延伸”；污染物负荷及通量估算是当前研究的重点，但多数研究仅局限在少量的典型河口与海湾区域，而对海岸带大范围区域的深入研究相对较少；对陆源非点源污染在海岸带区域环境污染中的地位，海岸带陆源非点源污染的物质组成、数量特征、空间格局、时间变化、主要来源及其对海岸带区域经济社会发展和人类健康所造成的危害等基本问题的认识都还很不清楚，这种现状还难以满足我国海岸带陆源非点源污染控制决策与管理的需求。
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地理科学进展29卷
3未来研究展望
可喜的是，近年来，针对海岸带陆源非点源污染的研究已经得到越来越多的关注，相关的科研课题及学术成果在逐渐增加。海岸带陆源非点源污染研究正在成为环境科学、海洋科学、生命科学等多学科交叉研究的热点和焦点问题。为尽快缩小国内外海岸带陆源非点源污染研究现状的差异，促进我国海岸带环境与生态的保护，当前和未来时期，需要不断加强这一领域的相关研究，其中，重点的内容包括：
(1)海岸带陆源非点源污染物的类型特征、数量特征及其区域差异和城乡差异，重点是通过广泛的监测和大样本取样分析，揭示我国当前海岸带陆源非点源污染的基本状况，并结合环境部门相关数据，分析点源污染和非点源污染的消长关系，“绘制”非点源污染发生程度空间分布图；
(2)海岸带陆源非点源污染物产生、迁移、转化和富集的过程、特征与机理，重点是研究和揭示主要非点源污染物的来源和时空运移特征，确定陆源非点源污染的主要“源头”及其迁移、降解与累积过程，揭示非点源污染物运移的关键界面和关键过程；
(3)适用于海岸带区域特殊环境中非点源污染研究的计算机模型方法，不管是简单的统计模型，还是复杂的分布式机理模型，都需要对其在海岸带复杂易变环境下的适用性和精度水平进行评估和改进；
(4)陆源非点源污染对近海环境生态及海岸带人类健康的影响效应，既包括对各单一类型污染物毒理、毒害及其致灾特征的深入研究，又包括对区域多类型污染物质复合污染的毒害特征、环境和健康效应的综合分析；
(5)海岸带环境容量动态评估，应该基于对海岸带复杂环境系统及其各种影响因素的综合分析，准实时、动态化地估算其环境容量；
(6)海岸带土地利用变化的环境效应评价，海岸带区域土地利用程度和集约化水平都远远高出内陆，尤其是城市化水平更为突出，因此，应格外关注海岸带土地利用变化对非点源污染的影响程度和影响特征；
(7)海岸带陆源非点源污染物通量预测、控制与管理，重点借鉴美国在TMDL计算与控制方面的经验和体制，并注重制定和实施适合于我国国情的流域及海岸带最佳管理措施，以及发展基于观测、监测、模拟和预测技术的海岸带水环境决策支持系统、风险评价系统和突发性环境事件预警系统。
需要强调的是，海岸带环境与生态对气候变化和人类活动均高度敏感，因此，对海岸带陆源非点源污染的研究需要将“流域—河口—海湾—海域”作为一个系统的连续体，在不同的时空尺度分析和揭示气候变化与人类活动对陆源非点源污染过程的影响机理，通过广泛的监测和多学科的集成与综合研究，促进对海岸带陆源非点源污染过程、机理和规律的认识以及相关监测与防治技术的发展。我国海岸带入海河流大部分流程较短，属中小尺度的河流系统，与长江、黄河等大尺度系统相比，具有不尽相同(甚至迥然相异)的特征与规律，例如，多为感潮河川或季节性河流，很多区段海岸带沟谷系统不发育，径流过程以坡面漫流为主；对气候变化与人类活动具有较高的敏感性和快速响应性；状态易变、不稳定；在经济社会发展方面具有突出的区位重要性，等。因此，将“流域—河口—海湾—海域”作为连续体，加强陆源非点源污染的研究力度，不仅是海岸带环境保护和治理的前提与基础，而且对维持海岸带系统的生态健康、促进海岸带区域的经济社会可持续发展也具有十分重要的理论意义和指导作用。
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ProgressofStudiesonCoastalLand-basedNon-pointSourcePollution
HOUXiyong1,ZHANGAnding2,WANGChuanyuan1,WANGQiuxian2,YINGLanlan1
(1.YantaiInstituteofCoastalZoneResearch,CAS,Yantai264003,China;2.SchoolofGeographyandPlanning,LudongUniversity,Yantai264025,China)
Abstract：Coastalzoneisaveryspecialareaintheworld,whichhasveryhighdensityofpopu-lationandhumanactivities,anditishighlysensitivetoenvironmentalvariationsincludingclimatechangeandhumanimpacts.InChina,mainlyduringthepastdecades,thepollutionofland-basedsourcesbecamemoreandmoreseriousinthecoastalwatersmainlyduetotherapidprogressofindustrializationandurbanizationinChina'sEastCoastalRegions,whichhasgreatlyendangeredthelocalenvironmentandecosystemsecurityandhasgreatlyblockedthesocial-economicsus-tainabledevelopment.Non-pointsource(NPS)pollutionplaysaveryimportantroleinthepollu-tionofland-basedsourcesincoastalzone,andmoreover,inmanycoastalestuariesandgulfs,ithasbecomeadominantfactorthatresultinginwaterpollution.Therefore,itissignificanttostrengthenthestudieswithemphasisonpollutionofland-basedsourcesincoastalzone.Inthispaper,statusandbreakthroughsofNPSpollutionstudiesathomeandabroadhavebeenreviewedatthefirst,andtheacademicgapsbetweenChinaandtheworldinthisstudyareahasbeenana-lyzed.Andthen,statusoftheland-basedNPSstudiesincoastalzonehasbeenreviewedindetail,andtheinsufficienciesofthisstudyareahavebeensummarized.Finally,majorquestionsandkeysubjectsthatneedfurthermorestudiesinthefuturehavebeenputforwardwhichareasfollows,1)studiesoncomponentandamountofland-basedNPSpollutantsbasedonmonitoring,2)keyin-terfaceandmainprocessofNPSpollutantsmigrationincoastalzone,3)modelssuitableforland-basedNPSsimulationincoastalzone,4)impactsofland-basedNPSoncoastalecosystemsandhumanhealth,5)dynamicevaluationoftheenvironmentalcapacityincoastalzone,6)environ-mentalimpactsoflanduseandlandcoverchangeoncoastalwaters,7)methodsofTMDLcalcu-lationandBMPsthatsuitableforcoastalzoneinChina.
Keywords：coastalzone;non-pointsourcepollution(NPS);progress
本文引用格式：
侯西勇，张安定，王传远，等.海岸带陆源非点源污染研究进展.地理科学进展，2010，29(1)：73-78.