农业化肥的施用有效促进了农作物增产^[1]，但其不合理施用必然引起农业面源污染^[2]。农业化肥引起的面源污染已使美国近40%的湖泊和河流水质不达标^[3]。在瑞典，流域总氮输入量的60%~87%来源于农业化肥^[4]，过度施用化肥致使德国部分河流中磷的浓度大于0.2 mg·L^{-1 [5]}。我国农业面源污染问题更为突出、形势更加严峻，过量施用化肥以及化肥养分比例不合理施用是其主要原因^[6-8]。自1978年至今，我国农业化肥施用量年均增速为3%~5%，现年均化肥使用量为480 kg·hm^-2，超过全球平均水平的3倍多^[9-10]。到2015年，我国化肥总施用量达到5 704.2万t，是世界化肥总用量的1/3，单位面积化肥施用量远超世界平均水平^[11]，且我国的化肥利用效率不到50%^[12]。研究表明，未被作物吸收利用的大部分化肥养分通过挥发、地表径流及淋溶等方式进入大气和水体，必然对当地环境尤其是水环境造成严重的负面影响和污染^{[2, 12]}，如农业生产过程中过量施用氮磷元素必然会引起区域水体污染和富营养化^[13-14]。张维理等^[15]研究也表明，大量施用氮肥的地区会出现严重的土壤酸化、水质污染和地下水硝酸盐污染问题。综上所述，我国农业化肥使用所导致的环境问题是客观存在且风险巨大的^[9]。因此，明确化肥使用现状，评价化肥施用的环境风险，制定有效的风险防控策略已成为当务之急。

我国农业面源污染研究起步较晚，起初主要集中于农药、化肥、地膜等生产资料投入而导致农业面源污染现状的探讨^[16]，后逐渐开始关注其成因、特点及防治技术等方面研究^[17]。此外，还开展了有机污染物、集约化养殖和重金属污染等所造成的环境风险评估研究^[18-19]，也有学者运用评价模型对部分地区化肥施用的环境风险进行了评价，结果表明，山东、江苏和淮河流域均存在较为严重的环境污染风险，其中山东省的氮、磷肥施用存在重度环境污染风险^[12]，江苏^[20]和淮河流域^[21]化肥施用的环境污染风险程度地域分异明显。但对重要水源地化肥施用的环境风险评价研究相关报道仍然较少且仍需深入。

南水北调中线工程是解决京、津、冀地区资源性缺水的重大战略工程。水源地横跨湖北、河南和陕西3省，其生态环境状况直接影响着华北地区的用水安全和汉江中下游地区生态环境健康^[22]。研究表明，水源地产业结构仍以农业为主，农业人口达80%，部分地域化肥施用量远超国际环境安全阈值，肥料结构不合理，氮、磷、钾肥的利用率分别仅为30%~55%、10%~25%和35%~50%^[23]。水源地所涉及的河南省及湖北省都处于化肥面源污染重度风险状态^[24]，潜在地威胁着水源地水质安全。前人对南水北调中线工程水源地的研究主要集中在农田土壤重金属危害评价^[25]、农业面源污染来源与控制^[23]以及生态环境变化^[26]等方面，而农业化肥施用作为农业面源污染的主要来源，其引起的环境风险评价研究在水源地的报道仅限于南阳市^[27]。因此，本文以南水北调中线水源地县级2002-2014年化肥施用量及耕地面积年鉴数据为依据，结合实地调查，运用化肥污染环境风险评价模型，分析了化肥施用负荷及时空分布特征，计算了水源地化肥施用的风险指数，评价了其所处的风险程度，以期明确该区域化肥污染的环境风险现状及成因，为该区域化肥资源利用及农业可持续发展提供理论参考。

南水北调中线水源区范围包括河南、湖北、陕西3省的43个县（区、市），规划面积11.13万km²，其中核心区2.26万km²。区域内总人口1 709.1万人，农村人口1 031.78万人，耕地面积99.23万hm^{2 [28]}。

水源地范围界于31°20′~34°10′N，106°~112°E之间，位置如图 1所示。研究区土地面积约为8.81万km²，土壤以黄棕壤为主，地貌形态多变，以中、低山和丘陵为主，坡度陡、切割深，海拔500~2000 m之间。水源地气候为北亚热带季风气候，年平均降雨量800~1200 mm。年平均气温为15~16 ℃，年平均日照时数为2121 h，年无霜期225~240 d，多年平均径流量368.7亿m³。该区域具有明显的亚热带与暖温带过渡性特征，植被垂直分异性显著。

图 1 南水北调中线水源地区域界定[26] Figure 1 Regional identification of the water source of the middle route of the South-to-North Water Transfer Project [26]

图选项

环境风险是指对各种社会经济活动所引发的或面临的危害（包括自然灾害）对人体健康、社会经济、生态系统等造成的可能损失进行评价，提出降低环境风险的方案及对策，并据此进行管理和决策的过程^{[21, 29]}。目前Hakanson环境风险指数评价方法在河流和湖泊环境风险评价方面得到广泛应用，但其综合指数大于1，风险越高指数越大，无上限值，不易进行差别比较。本研究通过运用刘钦普^[24]基于瑞典科学家Hakanson^[18]提出的重金属污染环境风险评价方法而设计出的化肥施用环境风险评价模型，对水源地化肥施用进行环境风险评价。

该模型得出的指数值介于0~1之间，有上限和下限，便于对风险程度进行比较，其计算公式如下：

(1)

(2)

(3)

式中：M_i表示当年化肥施用量；A表示耕地面积；F_i表示化肥施用负荷；T_i为单项化肥环境安全阈值；R_i是化肥施用指数；W_i为化肥施用风险权重，其值介于0~1；R_T为施肥环境风险总指数；n为单项化肥种类数。

公式（2）、（3）中的R_i与R_T介于0~1之间。

当R_i=0.5时，F_i =T_i，即施肥环境安全的临界点；

当R_i、R_T趋近1时，F_i＞T_i，即环境化肥污染存在极严重风险；

当R_i、R_T趋近0时，F_i趋于0，F_i＜T_i，即不施用化肥的有机农业状态。

根据环境风险指数偏离0.5的程度，把化肥施用环境风险从高度安全到严重危险分为6个不同的等级^[24]，如表 1所示。

表 1 化肥污染环境风险指数分级 Table 1 Classification of fertilization environmental risk indexes

表选项

研究中涉及的耕地面积和化肥施用量主要来源于《安康市统计年鉴》《汉中市统计年鉴》《南阳市统计年鉴》《商洛市统计年鉴》《十堰市统计年鉴》《湖北省统计年鉴》《陕西省统计年鉴》（2002-2015）及实地调研。课题组于2016年12月-2017年4月对水源地农户进行抽样调查，以大于2014年水源地化肥施用负荷各等级区域个数（低级3个、中级12个、较高级13个和高级8个，表 4）的55%确定调查地区个数，共调查19个地区（低级2个、中级6个、较高级6个和高级5个），各等级下各地区自西向东随机分布，此次农户调查共收回609份问卷，剔除无效信息，共获得602份有效问卷，各地区调查的问卷数以其2014年耕地面积占调查区域总耕地面积的比例确定，详见表 2。各地区均采用随机抽样方式确定调查对象，调查方法为半结构化访谈，调查主要内容包括：家庭基本情况、耕地面积变化、施肥量情况、化肥施用的驱动因素、化肥购买能力及影响因素、施肥技术及限制因素、影响施肥的相关政策等方面。

表 4 2014年水源地部分地区总化肥、氮肥和磷肥的施用负荷量及分级 Table 4 Fertilization intensity and classifications of total fertilizer, nitrogen fertilizer and phosphate fertilizer in some water source areas in 2014

表选项

表 2 调查地区概况及问卷分布情况 Table 2 Profile distribution and number of questionnaires in survey area

表选项

运用Excel 2010对化肥施用量、化肥施用负荷和环境风险总指数进行统计计算，采用SPSS 19.0对统计数据和调查数据进行Pearson相关性分析和线性拟合分析，运用Origin 9.0和ArcGIS V10.2软件作图。

2002-2014年南水北调中线水源地化肥施用量如图 2所示。水源地化肥施用量总体呈现逐年增加的态势，年化肥施用总量从2002年的51.12万t上升至2014年的76.40万t，增幅达49.45%，年平均增长率为3.4%。2004-2006年和2010-2012年化肥施用量增长较快，分别占2002-2014年总增长量的32.63%和30.70%，这是由于国家颁布了土地流转承包等一系列惠民补贴政策，农民有更多的资金投入到化肥购买中，同时耕地面积分别增加77.36 hm²和68.49 hm²，导致化肥施用量增加。从图 2可看出，2002-2014年年平均化肥施用量排名前五的地区有十堰市、邓州市、淅川县、城固县和汉滨区，它们占水源地平均施肥量的比例分别为18.41%、18.40%、6.63%、4.90%和4.89%，因为这些地区耕地面积较大，水热条件适宜，适合农作物生长，大量施肥可提高作物产量。年平均化肥施用量较少的地区主要有宁陕县、佛坪县、留坝县、镇坪县和神农架林区等地，这些地区经济落后，用于购买化肥的资金较少，加之交通不便导致化肥成本较高，从而导致这些地区化肥施用量较小。此外，调查发现，自2002年退耕还林实施以来，这些地区耕地面积减少30%~40%，35%~55%的劳动力向城市转移，从而导致耕地用肥量相对较少。自2002-2014年，施肥量增量较大的地区主要为邓州市、十堰市、汉滨区、淅川县和城固县，其增量分别为9.78万t、3.48万t、2.77万t、1.50万t和1.44万t，增幅较大的地区分别为汉滨区、邓州市、柞水县、勉县、汉阴县、镇安县和城固县，其增幅分别为133.80%、128.08%、95.07%、82.25%、68.00%、65.32%和64.20%，这是由于这些地区经济发展以农业为主，农民通过增加施肥量来提高作物产量，以增加经济收入，同时，这些地区在退耕还林实施过后存在复耕现象。

图 2 2002-2014年水源地化肥施用量变化情况（万t） Figure 2 Dynamics of fertilizer use in the water source areas from 2002 to 2014(×104 t)

图选项

对水源地19个地区抽样调查显示，不同地区不同作物的化肥施用比例存在差异（表 3）。水源地各地区耕地用肥占主导，其用肥比例为92.15%~98.92%，而耕地用肥中粮食作物的用肥量较大，占比53.71%~88.56%，除耕地外其他土地利用方式的用肥量相对较小，用肥比例不足8%。调查发现，用肥量及用肥增量较大的十堰市、汉滨区、淅川县、勉县和城固县，它们的耕地用肥量均大于98%，耕地用肥中蔬菜用肥占比较大，为18.29%~40.56%，此外，城固县耕地用肥中其他作物用肥占比20.45%，主要为油料作物用肥。略阳县、佛坪县和西乡县的茶果用肥量大于4.5%，主要是因为这些地区有一定规模的茶叶种植基地。

表 3 水源地部分地区化肥施用分类统计 Table 3 Classification of chemical fertilizer application in some water source areas

表选项

2002-2014年研究区耕地面积变化情况如图 3所示。研究区耕地面积整体呈递增趋势，仅在2002-2004年间减少16 349 hm²，降幅为1.59%。自2004年起研究区耕地面积逐年增加，2004-2014年间其耕地面积年平均增加量为6245 hm²，年平均增长率为0.60%。

图 3 2002-2014年水源地耕地面积和化肥施用负荷变化 Figure 3 Changes of cultivated land area and fertilizer application level in the water source areas from 2002 to 2014

图选项

由图 3可知，2002-2014年水源地化肥施用负荷值集中在400~700 kg·hm^-2之间，水源地年平均化肥施用负荷为617.38 kg·hm^-2，是发达国家化肥施用安全标准上限225 kg·hm^-2的2.74倍，是2010年全国化肥施用强度平均水平411.30 kg·hm^-2的1.50倍，是我国环保总局规定的生态县建设化肥施用负荷标准250 kg·hm^-2的2.47倍。2002-2014年化肥施用负荷总体呈增长趋势，净增长214.44 kg·hm^-2，年平均增长率为3.03%。其中2002-2006年呈现明显增长趋势，增长了119.32 kg·hm^-2，占2002-2014年化肥施用负荷总增量的55.64%，这是在此期间耕地面积下降而化肥施用量增加所导致的（图 3）。此外，研究区化肥施用负荷在2006-2008年期间呈现小幅度下降，减少量为14.09 kg·hm^-2。

以我国环保总局2007年规定的我国生态县建设化肥施用负荷标准（250 kg·hm^-2）、2010年全国化肥施用负荷平均值（411.30 kg·hm^-2）和我国生态县建设化肥施用负荷标准的3倍值（750 kg·hm^-2）作为分级标准，将研究区化肥施用负荷（F）由低到高分为四个等级，分别为低级（F≤250）、中级（250 < F≤411）、较高级（411 < F≤750）和高级（F>750），氮磷单质化肥的负荷分级按照我国大田作物适宜的氮磷钾比例（1:0.5:0.5）进行折算^[21]。

2002、2008、2014年水源地化肥施用负荷的区域空间特征如图 4所示。2002年水源地化肥施用负荷量处在中级（250~411 kg·hm^-2）与较高级（411~750 kg·hm^-2）水平的地区，分别占总区域数的27.78%和47.22%，合计75%，主要集中于水源地西部的汉中市及东南部的十堰市，由于这些地区人口较多且靠近地级市城市，粮食、蔬果需求较大，从而导致化肥施用负荷较大。低负荷量（≤250 kg·hm^-2）地区共7个，主要分布在水源地南部的安康市。高负荷量（>750 kg·hm^-2）地区共2个，分布在汉中市的城固县和南阳市的西峡县。2008年水源地化肥施用负荷量集中在中级和较高级，分别占总区域数的33.33%和41.67%，主要分布在水源地西部的汉中市、东南部的十堰市及北部的商洛市，这些地区主要为周边地级市城市居民提供农产品，以水果、蔬菜等化肥用量较大的经济作物为主，从而导致较大的施用负荷。相较于2002年，2008年低负荷量地区数减少了11.11%，高负荷量地区数增加11.11%，高负荷地区主要分布于研究区东部的南阳市和洛阳市以及西部的汉中市，这些地区经济发达，农民有较多的资金投入到化肥购买中，从而使化肥施用负荷较大。2014年水源地高负荷量地区数较2008年增长2个，但区域面积大幅提升，这是因为湖北省十堰市从较高负荷量697.09 kg·hm^-2转变为高负荷量766.78 kg·hm^-2，高负荷量主要分布在东南部的十堰市、西部汉中市的城固县、洋县和勉县以及东部南阳市的淅川县、西峡县和邓州市，这些地区的耕地多位于坡度较大的山地，且施肥方式为传统的地表施肥，地表径流会导致化肥流失，当地农民以较大的施肥量来弥补化肥的损失，从而导致施用负荷较高。较高级负荷量地区有所减少，区域个数降低了5.56%。中级负荷量地区与2008年数量及分布变化不大，主要分布在北部商洛市、西部的汉中市和南部的安康市。低负荷量地区数量未变化，但分布从镇坪县变为神农架林区。2002-2014年平均化肥施用负荷值较大的地区为西峡县、城固县、十堰市、淅川县和汉滨区，其值均大于700 kg·hm^-2，施用负荷较小的区县为宁陕县、紫阳县、镇坪县和平利县，其值小于我国生态县建设化肥施用负荷标准（250 kg·hm^-2）。此外，化肥施用负荷最高的西峡县是施用负荷最小的宁陕县的12.95倍。这表明，水源地各地区化肥施用负荷整体较大且区域间存在差异。

图 4 2002、2008、2014年水源地各地区化肥施用负荷量 Figure 4 Per unit area fertilizer application at country level in the water source areas in 2002, 2008 and 2014

图选项

对水源地19个地区总化肥、氮肥和磷肥的施用负荷如表 4所示。调查数据与统计数据的相对偏差为0.55%~2.04%，两者线性回归方程为：y=0.979 7x-1.907（R²=0.99，P < 0.01），表明调查数据与统计数据的吻合度较高，数据可信。总化肥施用负荷处于高级的5个地区，其氮肥施用负荷均处于高级，2个地区磷肥施用负荷为高级，3个地区磷肥施用负荷为较高级。总化肥施用负荷处于较高级的6个地区中，氮肥施用负荷分级为5个较高级、1个高级，磷肥施用负荷分级为1个较高级、5个中级。总化肥施用负荷处于中级的6个地区，氮肥施用负荷分级为4个中级、2个较高级，磷肥施用负荷分级为2个中级、4个低级。总化肥施用负荷处于低级的2个地区中，氮肥施用负荷为1个中级、1个低级，磷肥均处于低级负荷状态。这表明水源地氮肥施用负荷在化肥施用过程中占主导作用。同时，氮肥施用负荷占比为56%~69%，磷肥施用负荷占比为14%~26%，氮磷肥比例为1:0.24~1:0.44，低于发达国家1:0.5的比例，表明水源地氮肥施用负荷相对较大。此外，相关性分析表明总化肥施用负荷与氮肥和磷肥的施用负荷呈极显著正相关（P < 0.01），相关性系数分别为0.991和0.968，氮肥施用负荷与磷肥施用负荷呈极显著正相关（P < 0.01），相关性系数为0.969。

参考我国环保总局2007年关于生态县建设中化肥施用强度小于250 kg·hm^-2的评价标准，定义250 kg·hm^-2为总化肥施用环境安全阈值。氮磷单质肥料的安全阈值按照我国大田作物适宜的氮磷钾比例（1:0.5:0.5）进行折算，确定氮肥的环境安全阈值为150 kg·hm^-2，磷肥的阈值为62.5 kg·hm^{-2 [21]}。根据环境风险评价模型（2）和（3）及相关参数，计算得出2002-2014年水源地各地区化肥施用风险评价指数及所处的风险程度（表 5）。

表 5 2002-2014年水源地各地区化肥施用风险指数及风险等级 Table 5 Environmental risk index and degree of fertilization application in the water source areas from 2002 to 2014

表选项

由表 5可知，2002-2014年水源地整体化肥施用风险程度处于中等风险水平，风险指数呈逐年增加趋势，从2002年的0.67增至2014年的0.74，增幅为10.45%。水源地各地区风险指数随年份的增加整体表现为波动性增加趋势，2002-2014年间，略阳县、佛坪县和南郑县等15个地区风险程度保持不变，且除紫阳县（尚安全）和西峡县（严重风险）外，其他13个地区均处于低风险或中等风险状态。2002-2014年间，宁强县、镇巴县和城固县等16个地区风险程度上升，其中城固县、汉滨区、邓州市和商州区出现严重风险水平，而其他12个地区均处于低风险或中等风险状态。此外，留坝县和汉台区等5个地区风险程度出现降低态势，除宁陕县和神农架林区表现出安全状态外，其他3个地区仍处于风险状态。

以2002年、2008年和2014年为例，分析水源地化肥施用环境风险等级的空间特征（图 5）。2002年水源地各地区化肥施用环境风险等级整体处于中等风险和低风险状态，共计28个地区；严重风险程度的地区1个，为西峡县；尚安全地区7个，主要分布在研究区北部的汉中市的宁陕县、南部的安康市镇坪、紫阳等县及神农架林区。2008年水源地各地区化肥施用环境风险等级较2002年有所变化，研究区北部的宁陕县由尚安全状态转变为中等安全；南部的紫阳县和镇平县仍保持为尚安全状态；低风险状态的地区仍为14个，但区域发生了变化，主要分布在研究区北部的商洛市和汉中市以及南部的安康市；中等风险的地区数为17个，与2002年比，部分低风险地区转变为中等风险状态，如宁强县、柞水县和内乡县等，中等风险的地区主要分布于研究区东部的南阳市、南部的十堰市及西部的汉中市；严重风险等级的地区增加1个，为汉中市的城固县。2014年水源地各地区化肥施用环境风险等级较2002年和2008年更为严峻，中等安全状态的地区数为2个，分别为宁陕县和神农架林区；尚安全的地区仅紫阳县1个；低风险的地区为15个，主要分布在研究区北部的商洛市和汉中市以及南部的安康市；中等风险程度的地区较2008年有所下降，为14个，主要是由于部分中等风险的地区转变为严重风险如汉滨区和邓州市，中等风险的地区主要分布在研究区东部的南阳市、南部的十堰市及西部的汉中市；严重风险的地区为4个，分别为西峡县、城固县、汉滨区和邓州市。

图 5 2002、2008、2014年水源地各地区化肥施用风险评价 Figure 5 Environmental risk assessment of fertilizer application at country level in the water source areas in 2002, 2008 and 2014

图选项

在调查的19个地区中，氮肥施用风险处于中等风险状态的地区共10个，占比52.63%，严重风险状态的地区为汉滨区和城固县，低风险状态的地区有6个，中等安全的地区为神农架林区1个（表 6）。磷肥施用风险整体处于低风险和尚安全状态，分别占比42.11%和26.32%，严重风险的地区为汉滨区和城固县，中等风险的地区3个，高度安全的地区为神农架林区（表 6）。由表 6可知，总化肥施用处于严重风险的地区中，其氮磷肥施用风险仍处于严重风险状态；总化肥施用处于中等风险的8个地区，其氮肥施用仍处于中等风险状态，但其磷肥施用仅3个地区处于中等风险状态，其他5个地区处于低风险状态；总化肥施用处于低风险的7个地区中，氮肥施用处于低风险状态为5个、中等风险状态的为2个；总化肥施用处于尚安全的紫阳县，其氮肥施用处于低风险状态，磷肥施用处于尚安全状态；总化肥施用处于高度安全的神农架林区，其氮肥施用处于中等安全险状态，磷肥施用处于高度安全状态。这表明水源地氮肥施用的风险程度高于总化肥施用风险，而磷肥施用的环境风险与总化肥施用保持一致或相对较低。

表 6 2014年水源地部分地区氮磷肥施用环境风险评价 Table 6 Environmental risk assessment of nitrogen and phosphorus fertilizer application in the water source areas in 2014

表选项

2002-2014年水源地年化肥施用总量增加49.45%，年平均增长率为3.4%，水源地单位耕地面积化肥施用负荷呈增长趋势，年平均增长率为3.03%，这与同期我国化肥投入量的变化趋势一致^[24]。从图 2和图 3可知，施肥量、耕地面积和施用负荷均逐年增加，表明施肥量的增加幅度较大。首先是由水源地独特的地理环境决定的，水源地以山地农业为主^[25]，78%的耕地多位于坡面，径流较大，保肥性差，化肥流失严重，导致化肥施用量增加^[30]；其次，受国家及地方政策影响，自2002年开始水源地实行大规模退耕还林，但自2004年开始由于补助的粮食和津贴难以满足当地农民需求，部分农民逐步开始复耕，导致化肥施用量逐渐增加，同时，2006年开始全国实行免征农业税，导致农民投入到购买化肥的资金增加20%^[26]，进而造成水源地化肥施用量增加；其次，近年来我国化肥生产技术飞速发展，化肥生产成本下降，加之政府出台的化肥间接补贴及对化肥生产企业的优惠政策^[20]，导致化肥产量增加、价格偏低，引起水源地农民过量使用化肥；再次，水源地98%的农业经营模式为个体农户经营，85%的农户采用地表撒施方式施肥，缺乏新型专业施肥技术，导致肥料利用率低、损耗大、用肥量增加。另外，水源地仅8%的农户施用有机肥，进而导致化肥施用量的增加，也导致水源地化肥施用负荷高于山东省^[12]和江苏省^[20]等规模化、专业化种植大省。此外，水源地以粮食、蔬菜、油料等需肥量较大的作物为主，药材、食用菌等需肥量少而经济价值较高的作物种植面积不到2%，种植结构的不合理也导致水源地化肥施用量较大。

研究结果还表明，水源地各地区化肥施用负荷区域间存在差异，地区间化肥使用存在不平衡现象。这主要是由于水源地各地区间地形地貌、水热条件、经济现状、作物类型、施肥方式等差异造成的^{[25, 30-31]}，如勉县、城固县和洋县等地耕地多位于坡度较大的山地，地表径流较大，易导致肥料损失，从而导致较大的施用负荷，而商南县和卢氏县等地，耕地多处于地势平坦的地区，肥料利用率相对较高，从而使化肥施用负荷相对较小。城固县为全国粮油基地，以粮食作物和油料作物为主，必然导致较大的化肥施用负荷，而神农架林区为国家级自然保护区，以旅游业和林业为主，其化肥施用负荷较小。十堰市和安康市的汉滨区等地^{[3, 30]}降水充分、气候适宜且城市人口较多，农产品主要供给附近的地级城市，产业结构以粮食、蔬菜和水果等化肥用量较大的经济作物为主，农民采用大量施肥的方式提高作物产量，从而导致化肥施用负荷较高。宁陕县、紫阳县和镇坪县等地处秦巴山区腹地^[32]，交通不便，经济落后，用于购买化肥的资金有限，从而导致这些地区化肥施用负荷较小。此外，调查发现城固县、洋县、勉县、淅川县和西峡县等地农业经营模式以传统粗犷方式为主，化肥施用方式为地表施固体颗粒肥，有机肥施用普及率较低，缺乏新型专业技术，当地农民以增加施肥量来弥补肥料利用率低、损耗大的缺陷。

研究结果显示，水源地各地区化肥施用环境风险等级整体处于中等风险和低风险状态，氮肥施用整体处于中等风险状态，磷肥施用风险整体处于低风险和尚安全状态，这与庞振凌等^[33]关于水源地水质处于污染状态和中营养状态的研究结果相符，与刘钦普^[27]关于河南省南阳市化肥施用风险处于中等风险水平的研究结果一致，表明该评价模型能真实地反映水源地化肥施用的环境风险。与山东省^[12]、江苏省^[20]和河南省^[27]比，水源地化肥施用低风险地区相对较多，这主要是由于山东、江苏和河南为粮食和蔬果生产大省，其依靠大量的化肥投入换取较高的作物产量，而水源地处于山区，经济相对落后，化肥投入相对较少，但形式仍然不容乐观。此外，研究结果显示，水源地氮肥施用处于风险状态，氮肥施用量大的地区土壤酸化严重，其营养元素的流失易导致水体污染^[15]，因此，相关部门应采取有效措施加以控制。

通过模型评价可知，风险指数呈逐年增加趋势，2002-2014年间增幅为10.45%，且环境风险地域差异明显，部分地区形势极为严峻，这与学者关于山东省^[12]、江苏省^[20]和河南省^[27]的研究结果一致。这与水源地人民环保意识水平、经济现状、施肥技术、自然条件、农业政策和经营体制等多方面原因密切相关^{[11, 24]}。为管控和降低化肥施用的环境风险，笔者建议当地政府从体制、政策、技术和观念等多角度入手，开展有效措施发展环保农业，减少农业面源污染。例如：建立水源地土壤化肥含量检测、管理信息系统，对水源地化肥施用现状进行实时监控；鼓励土地流转，实行农业集约化经营，有效提高耕地和化肥的利用效率，同时鼓励农民种植需肥少、经济价值高的作物，在保证经济收入的前提下减少化肥施用量；调整种植结构，采取田间轮作套种以增加地表覆盖、提高化肥利用率，合理安排粮食作物与经济作物的种植比例，在农田外围种植林地过滤带；调整土地利用方式，在坡度较大的地区修建梯田，平缓耕地坡度，减少水土流失较严重的耕地面积；普及推广配方施肥、测土施肥和水肥耦合技术，制定合理的氮、磷、钾施用比例；鼓励研发、生产和使用有机肥料；推广生态农业，建设“田-畜-沼-特”等生态循环农业模式；以讲座或传单等形式加强环保意识和农技知识教育，提升农民的科学施肥技术；制定相关环保类法律法规。从而达到“控量增效”的目的，确保化肥施用的环境安全。

（1）化肥施用环境风险模型能客观地反映水源地化肥施用的环境风险。

（2）2002-2014年水源地化肥施用总量和单位耕地面积化肥施用负荷呈逐年增加趋势，且各地区间存在差异，其平均化肥施用强度远超发达国家化肥施用安全标准上限、全国化肥施用强度平均水平和我国生态县建设化肥施用负荷标准。

（3）2002-2014年水源地整体化肥施用风险程度处于中等风险水平，风险指数呈逐年增加趋势，形势严峻，且各地区间风险程度存在差异，出现严重风险的地区有西峡县、城固县、汉滨区和邓州市，出现中等安全状态的地区仅有宁陕县和神农架林区。

（4）水源地化肥施用负荷较大是由自然、经济、政策、技术和传统观念等多方面原因造成的，有关部门应采取有效措施加以管控。