龐愛萍

[摘 要]本研究在梳理我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理現(xiàn)狀及污染新特征的基礎(chǔ)上，提出新形勢下治理農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境污染的建議。總體來講，以面源污染為主的農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境污染是一個全球性問題，我國通過面源污染途徑排放到環(huán)境中的氮資源總量約為每年無機氮肥施用量的1.27倍;施肥類型、方式及時間等會對面源污染的排放產(chǎn)生很大的影響，受地理、氣象因素的影響，面源污染排放具有較強的空間異質(zhì)性，我國南方的農(nóng)業(yè)種植大區(qū)，尤其是長江流域，降雨充沛、水系發(fā)達，面源污染流失量大;由于氮、磷等累積的特性，導(dǎo)致面源污染在影響上具有長遠性。黨的十九屆四中全會提出“堅持和完善生態(tài)文明制度體系，促進人與自然和諧共生”，明確提出“加強農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境污染防治” 。新形勢下我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染防治中應(yīng)實行基礎(chǔ)摸底工作與科技創(chuàng)新并重，在治理過程中應(yīng)抓主要矛盾，分類分區(qū)、因地制宜，更應(yīng)著手當前、放眼長遠，做好打持久戰(zhàn)的準備。

[關(guān)鍵詞]美麗中國;農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染防治;面源污染新特征

一、引言

黨的十九屆四中全會提出“堅持和完善生態(tài)文明制度體系，促進人與自然和諧共生”，進一步明確了建設(shè)美麗中國的一系列制度安排和堅持鞏固生態(tài)文明制度體系的基本內(nèi)容。實行最嚴格的生態(tài)環(huán)境保護制度強調(diào)了加強農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境污染防治。不同于工業(yè)污染，農(nóng)業(yè)農(nóng)村的環(huán)境污染主要以面源污染為主，是指沒有固定排放點位的污染源，治理難度較大。新中國成立以來，我國依靠自己的力量成功解決了糧食短缺問題，但同時也付出了極大的生態(tài)代價，農(nóng)業(yè)農(nóng)村的面源污染等問題日漸突出[1]，制約著“建設(shè)美麗中國”和“鄉(xiāng)村振興”宏偉目標的實現(xiàn)。如何控制和管理農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)成為制定水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境政策的重頭戲[2]。第一次全國污染源普查報告表明農(nóng)業(yè)面源成為水體的首要污染源，其主要污染因子氮、磷排放占總排放量的57.2%和67.4%。農(nóng)業(yè)面源污染是巢湖、滇池和太湖等國家級重點湖泊富營養(yǎng)化頻繁發(fā)生的主要原因[3]。

黨的十九大報告提出“加強農(nóng)業(yè)面源污染防治”，農(nóng)業(yè)發(fā)展不僅要杜絕生態(tài)環(huán)境欠新賬，而且要逐步還舊賬，要打好農(nóng)業(yè)面源污染治理攻堅戰(zhàn)，推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。“建設(shè)美麗中國”是一個系統(tǒng)性工程，就農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染防治而言，其過程不是一蹴而就的，近幾年我國陸續(xù)出臺了針對農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染防治的方針政策，也開展了一系列面源污染治理措施，面源污染的情勢有所控制，但是面源污染引發(fā)的諸如水體富營養(yǎng)化、地下水污染等問題依然沒有得到根本的解決[4]。面源污染治理任重而道遠，其特點決定了治理難度遠遠高于工業(yè)造成的點源污染，本研究在梳理面源污染治理現(xiàn)狀、總結(jié)面源污染新特征及我國面源污染新形勢的基礎(chǔ)上，給出治理農(nóng)業(yè)農(nóng)村環(huán)境污染的建議。

二、面源污染的新特征及我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染新形勢

面源污染也稱非點源污染，是指溶解的或固體污染物，在降雨和徑流的沖刷下，從非特定地域匯入受納水體而引發(fā)的污染[5]。隨著農(nóng)業(yè)農(nóng)村消費方式、種植方式、糞便及污染處理方式等的演化，農(nóng)業(yè)農(nóng)村的面源污染也呈現(xiàn)新的特征。

（一）廣泛性與排放量大并存

面源污染是一個全球性的概念，20世紀50年代至80年代面源污染問題在全球范圍日益升級，北美、西歐和日本等國家來自面源的氮、磷等排放已經(jīng)達到了污染總負荷的50%以上[6-8]，在我國，第一次全國污染源普查報告表明面源也一度成為我國水體的首要污染源。從物質(zhì)循環(huán)的視角來看，面源污染的廣泛性不僅是地域上的概念，而且是整個循環(huán)鏈的范疇，體現(xiàn)形式是排放路徑多。根據(jù)我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村中營養(yǎng)元素的循環(huán)過程及特點，梳理出9大項面源污染路徑（圖1）。引發(fā)污染的主要原因是農(nóng)業(yè)農(nóng)村延續(xù)了工業(yè)領(lǐng)域“資源—產(chǎn)品—污染”排放的單向物質(zhì)流動的線性經(jīng)濟模式，沒有形成一個循環(huán)體系，最終導(dǎo)致營養(yǎng)元素由資源變?yōu)槲廴驹?，由圖1可以看出，農(nóng)業(yè)農(nóng)村系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)不暢的環(huán)節(jié)涉及無機肥施用、秸稈還田、糞便及垃圾還田、加工廢水處理、廚余垃圾利用、居民生活污水處理等過程。

圖1 農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染排放路徑解析（1—9代表面源污染排放路徑，×代表循環(huán)不暢）

我國面源污染排放量巨大，我們做一個簡單的計算，在化肥施用方面，據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2016年我國化肥投入約5984萬噸，每公頃化肥投入量高達328.5公斤，遠高于世界平均水平的120公斤/公頃，在有機肥方面，我國包括人畜糞便和秸稈等在內(nèi)的有機肥產(chǎn)生的有效養(yǎng)分（氮、磷等主要成分）總量約為7300萬噸，然而還田率卻僅為40%[9]。在垃圾處理方面，我國農(nóng)村垃圾產(chǎn)生量為年均3億噸左右，其中只有50%的垃圾得到處理，而未經(jīng)處理的垃圾則隨意堆放，同時農(nóng)村地區(qū)還存在生活污水直排的現(xiàn)象，約有510.3億噸生活污水排放[10]。為了便于對比，本研究根據(jù)Pang等[11]研究方法將以上數(shù)據(jù)折合成面源污染主要因子——氮的排放量，得出我國通過無機化肥施用、糞便及秸稈處理、垃圾堆放、污水直排等過程產(chǎn)生的氮排放量分別為3151、2610、136及26萬噸，總和超出我國每年投入的無機氮肥總量的1.27倍。值得注意的是，本研究收集數(shù)據(jù)資料有限，無法覆蓋圖1中的全部的面源污染源路徑，因此會低估農(nóng)村農(nóng)業(yè)系統(tǒng)向環(huán)境中的污染物排放量。

（二）污染排放的時空異質(zhì)性

面源污染的排放受人為因素的影響表現(xiàn)出明顯的差異，諸如種植方式、施肥方式和施肥時間的不同，面源污染對環(huán)境的影響也不同。在種植方式上，司友斌等研究表明稻田中氮、磷的排放量（流失量）約為旱田的4倍[12]，張維理等在太湖流域的研究表明蔬菜種植僅占總的種植面積的15%—30%，但其對河流富營養(yǎng)化的貢獻率達到了50%[13]。施肥方式上，30%堆肥模式可以減少玉米種植期間土壤總氮隨地表徑流38.3%的流失量[14]，減氮10%—30%的控釋尿素施用后向地表水排氮量減少13.1%—30.6%[15]。施肥時間上，王靜等研究表明氮肥后移可使氮和磷的流失量減少21%，因此在保障小麥產(chǎn)量的前提下，氮肥后移可以作為源頭控制農(nóng)田養(yǎng)分流失的主要措施[16]，林超文等對比分析了一次性和分次施肥對面源污染的影響，結(jié)果表明一次性施肥顯著增加了玉米生育前期土壤中氮濃度，顯著增加氮的流失，而采用分次施肥可以控制磷、鉀和部分氮流失[17]。

面源污染的空間異質(zhì)性和自然地理環(huán)境息息相關(guān)，Velthof等研究表明在有污染物累積的區(qū)域只有當?shù)乩淼匦?、氣候特征、水文環(huán)境等條件都合適的情況下，才可能發(fā)生污染因子向生態(tài)環(huán)境的排放，因此有些區(qū)域污染物流失量遠遠高于其他區(qū)域[18]。Gburek等的研究表明流域內(nèi)20%的區(qū)域貢獻了80%的流失量[19];Pang等在我國巢湖流域的研究中也得出了類似的結(jié)論，發(fā)生氮流失的區(qū)域僅占整個流域的20%，這些高風險區(qū)主要集中在巢湖流域的東部和中南部地區(qū)[11];Liu等在對磷流過程及環(huán)境等因素綜合分析的基礎(chǔ)上，繪制出我國富營養(yǎng)化潛勢圖譜（圖2），該圖譜表明我國北方和南方的農(nóng)業(yè)種植大區(qū)相比，后者降雨充沛、水系發(fā)達、面源污染流失量大，因此富營養(yǎng)化潛勢較高[20]。這些流失強度高的區(qū)域被稱為關(guān)鍵源區(qū)或者優(yōu)先源區(qū)，針對關(guān)鍵源區(qū)開展流失防治被認為是高效、低成本的策略[21]。

圖2 我國富營養(yǎng)化潛勢圖譜（資料來源：Liu et al. （2016） ）

（三）污染影響的長遠性

從面源污染的機理來看，化肥生產(chǎn)和施用、糞便及秸稈還田、糞便及垃圾堆放、秸稈燃燒、屠宰廢水、污水直排等過程產(chǎn)生的污染物質(zhì)有可能長時間累積在土壤中，經(jīng)過一系列的化學(xué)變化，在降雨的沖刷下導(dǎo)致污染的出現(xiàn)，因此面源污染在時間上具有滯后性和影響的長遠性。Van Meter等在科學(xué)雜志上發(fā)表氮累積現(xiàn)象對密西西比河流域面源污染治理的影響，研究結(jié)果表明即使在氮肥達到100%的利用率的苛刻條件下，也需要耗費幾十年的時間和努力才能徹底消除面源污染對墨西哥灣的影響[22]。根據(jù)Jiang等在我國巢湖流域的研究，整個流域以籽粒和秸稈等“有效”形式輸出的磷資源僅占年輸入量的25%，其余大部分磷素都以各種形式保留在土壤和水體中，長期對生態(tài)環(huán)境起到危害，加之每年都有過量的磷資源的輸入，導(dǎo)致流域內(nèi)磷的累積量越來越多，因此現(xiàn)有的綜合性的面源污染治理措施在短時間內(nèi)可能達不到預(yù)期的效果[23]。趙同科等人的研究表明，全國范圍內(nèi)化肥利用率為30%—35%，低于發(fā)達國家15—20個百分點[24]，意味著每年都有大量的氮、磷等營養(yǎng)元素滯留在土壤中，其影響具有長遠性，加之我國人口增加的趨勢仍在持續(xù)，對農(nóng)產(chǎn)品需求有增無減，未來一段時間內(nèi)對化肥的依賴依然存在，而化肥利用率的上升是一個緩慢的過程，在近期內(nèi)無法達到100%的利用率，從這方面看實施化肥零增長只是一個階段性目標，大幅度削減無機化肥投入量、提升化肥利用率才是長期發(fā)展目標。

從面源污染治理結(jié)果來看，20世紀70年代歐美日等發(fā)達國家開始制定防治農(nóng)業(yè)面源污染的相關(guān)制度，經(jīng)過幾十年的努力，一些國家已經(jīng)取得了明顯的成效，湖泊和近海水體富營養(yǎng)化得到一定程度的改善[25]，但是至今依然沒有從根本上解決農(nóng)業(yè)污染問題[26]。例如，從20世紀50年代開始，北美的伊利湖營養(yǎng)鹽負荷增加，富營養(yǎng)化程度逐年加劇，1972年加拿大和美國開始攜手對包括伊利湖在內(nèi)的五大湖進行清潔與治理，到目前為止，伊利湖的富營養(yǎng)化形式依然嚴峻，2014年7—8月的水華大爆發(fā)造成了40多萬人的飲用水危機[27]。為控制墨西哥灣的面源污染，自2001年開始有關(guān)部門開展了濕地恢復(fù)、河岸緩沖帶建設(shè)和提高養(yǎng)分管理等措施[28]，目標是密西西比流域的氮輸入量至少減少60%，到2015年將墨西哥灣低氧區(qū)的面積控制在5000km2以內(nèi)[29][30]，但是到2015年底墨西哥灣富營養(yǎng)化的面積反而增加了3倍。美國的切薩皮克灣面臨同樣的困局，自20世紀90年代相關(guān)部門就開始實施面源污染管理措施，到2017年也沒有達到既定的水質(zhì)目標[31]。相比國外，我國面源污染的形式更加嚴峻，近幾年我國投入了大量的財力和物力進行面源污染的治理，取得一定的階段性成果，但是，到2018年為止我國水環(huán)境質(zhì)量依然存在一些問題，主要表現(xiàn)在部分流域劣Ⅴ類斷面的不降反升，珠江流域、松花江流域、遼河流域劣Ⅴ類斷面比例分別上升1.8%、6.5%、3.2%[4]。

（四）污染的外部性

從經(jīng)濟學(xué)角度來看面源污染外部性的特征，即農(nóng)業(yè)農(nóng)村的生產(chǎn)或者消費使另一些人受損而前者無法補償后者的現(xiàn)象，但是面源污染的特點決定了其無法通過常規(guī)的排污收費和排污權(quán)交易等方式來糾正面源污染帶來的外部性，通過補貼的方式對產(chǎn)生正外部性的行為（例如主動減少污染物排放、采用清潔生產(chǎn)技術(shù)等）的生產(chǎn)者給予一定的補貼，以降低其生產(chǎn)成本，適合控制面源污染問題[32]。從物質(zhì)循環(huán)的角度來看面源污染外部性產(chǎn)生的根源是污染的另一種形式的轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)大區(qū)通過糧食種植及畜禽養(yǎng)殖等產(chǎn)生的農(nóng)產(chǎn)品相當大一部分輸送到外部，而與農(nóng)產(chǎn)品種植及養(yǎng)殖相伴而來的污染留在了當?shù)兀瑥脑撘暯莵砜?，這種地方性的面源污染問題具有一定的外部性。從富營養(yǎng)化形式嚴峻的巢湖流域來看，其種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)都比較發(fā)達，建國初期的巢湖流域生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品可以維持當?shù)?00萬人口的生活所需，而近幾年，巢湖流域投入了大量的化肥農(nóng)藥，生產(chǎn)的糧食和畜產(chǎn)品可以養(yǎng)育0.31億人口，但是流域內(nèi)的居民僅占了該數(shù)字的1/4[11]，其他大部分農(nóng)產(chǎn)品都運送到了流域之外，雖然面源污染與當?shù)剞r(nóng)民的生產(chǎn)消費方式和理念息息相關(guān)，但是從污染轉(zhuǎn)移的角度來看，面源污染的消除需要全社會的共同努力。

三、治理面源污染的對策建議

在確保糧食和主要農(nóng)產(chǎn)品安全供給的情況下保護好賴以生存的環(huán)境，是一個非常現(xiàn)實也涉及子孫后代生存的問題，農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染形式依然嚴峻，目前采取的措施解決了一些突出的問題，但是從面源污染的新特征和我國面源污染形勢來看，治理農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染要有打持久戰(zhàn)的準備。

（一）基礎(chǔ)工作與科技創(chuàng)新并重

針對面源污染廣泛性和排放量大的特點，面向面源污染來源、排放路徑、排放高風險區(qū)以及面源污染因子的累積等方面的問題，做好摸底的基礎(chǔ)工作。依托相關(guān)機構(gòu)，通過數(shù)據(jù)融合與同化技術(shù)，將不同部門、不同來源數(shù)據(jù)進行整合，形成完整的數(shù)據(jù)庫，并建立數(shù)據(jù)共享平臺，暢通數(shù)據(jù)來源可靠性的責任追蹤渠道。相關(guān)單位及科研人員都可以按規(guī)定申請使用所需資料，進行面源污染治理方面的科學(xué)研究，加快建立面源污染程度科學(xué)評估體系。

隨著自動傳感技術(shù)、遙感技術(shù)和高精度數(shù)字土壤技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源污染的監(jiān)測技術(shù)有了很大的提高，國內(nèi)外已有比較成熟的面源污染監(jiān)測方法。20世紀90年代，歐美及許多國際組織已經(jīng)開展了大區(qū)域和大規(guī)模的監(jiān)測工作，量化面源污染對環(huán)境的影響，形成了一套相對完備的面源污染監(jiān)測技術(shù)體系，并根據(jù)相應(yīng)的研究結(jié)果評估各種政策、措施對該地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的影響[27][33]。建議借鑒國外先進的監(jiān)測手段，依靠國內(nèi)各種平臺進行科技創(chuàng)新，開發(fā)出一套適合我國國情的面源污染監(jiān)測體系。利用地理信息系統(tǒng)、遙感和全球定位系統(tǒng)（3S）的相關(guān)技術(shù)，劃分面源污染監(jiān)測區(qū)域，全面科學(xué)地監(jiān)控面源污染主導(dǎo)排放因子，根據(jù)面源污染的程度，安排監(jiān)測單元的密度，并定期發(fā)布監(jiān)測結(jié)果，將結(jié)果整合到我國面源污染數(shù)據(jù)庫。

（二）分類分區(qū)，因地制宜

從我國面源污染的隨機性和空間異質(zhì)性特點來看，面源污染治理應(yīng)抓主要矛盾，分類分區(qū)、因地制宜地制訂面源污染削減方案。首先不斷完善面源污染排放核算體系，建立一套覆蓋生產(chǎn)制造、種植養(yǎng)殖、加工處理、使用消費等全鏈條的臺賬制度，精準掌握各環(huán)節(jié)向環(huán)境中的污染物排放量，通過梳理整個面源污染排放脈絡(luò)，在不同區(qū)域制訂相應(yīng)的面源污染減排方案。針對化肥施用為主要面源污染源的區(qū)域，推廣精量施肥與測土配方施肥技術(shù)，精細化農(nóng)田施肥的方式、用量、施肥時間等參數(shù)，針對性制訂合適的生產(chǎn)技術(shù)示范，進一步指導(dǎo)農(nóng)民根據(jù)作物需求以及土壤情況制定合理的施肥計劃，提升化肥的利用率，減少其向環(huán)境中的排放量;針對畜禽糞便為主要面源污染源的區(qū)域，推廣糞便資源化技術(shù)，增加糞便還田率;針對農(nóng)村生活消費方面為面源污染主要矛盾的區(qū)域，繼續(xù)推進農(nóng)村環(huán)境整治，推進污水處理設(shè)施和垃圾轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的建設(shè);而對于各類矛盾并重的區(qū)域，要實施綜合性的面源污染治理措施。其次結(jié)合當?shù)氐乩淼匦?、氣象水文等特點，集3S技術(shù)，劃定面源污染排放高風險區(qū)，采取休耕或者構(gòu)建污染緩沖區(qū)等方式對面源污染高風險區(qū)進行管理。

（三）著手當前，放眼長遠

伊利湖、墨西哥灣和切薩皮克灣等歐美國家在面源污染控制方面的探索，可為中國在面源污染控制方面提供豐富的經(jīng)驗和教訓(xùn)，但是我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村的性質(zhì)決定了我國面源污染的程度以及面源輸入量和累積量已經(jīng)遠超其他國家，因此治理難度也更大。我國“十三五”實現(xiàn)了“一控兩減三基本”目標，在面源污染源頭減量上實現(xiàn)階段性的勝利，水環(huán)境質(zhì)量有所改善，但是需要提升的空間還很大。從全球及我國面源污染的治理現(xiàn)狀及情勢來看，面源污染攻堅戰(zhàn)僅僅是階段性的勝利，我們需要做好打一場持久戰(zhàn)的準備，為此在面源污染基礎(chǔ)核算工作的完善、分類分區(qū)治理方案制訂及科技創(chuàng)新預(yù)判的基礎(chǔ)上，將污染的消除作為終極目標，制定切實可行的近期、中期、遠期面源污染治理目標。

（四）資金投入與使用

目前通過政策引導(dǎo)、以獎代補、政府和社會資本合作等方式，積極吸引各類資金參與，充分發(fā)揮市場機制，已經(jīng)形成多元化的投入格局。在資金使用上，針對面源污染的外部性特點，在分析研究美國生態(tài)補償機制與政策措施經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，制定適合我國國情的面源污染補償政策。美國在面源污染治理中采取“最佳管理措施”（BMP），分別從財政、政策、技術(shù)和項目四個方面進行面源污染的補償。具體做法有美國聯(lián)邦政府、各州及地方政府從不同渠道為面源污染控制提供資金保障，鼓勵和引導(dǎo)農(nóng)民采取利于環(huán)境的生產(chǎn)方式或開發(fā)經(jīng)營綠色產(chǎn)業(yè)，從耕作方式、養(yǎng)分管理、農(nóng)藥管理、灌溉水管理以及畜禽養(yǎng)殖管理等方面進行技術(shù)補償，采取工程治理措施及自然保護計劃等去除水體污染物以達到減少面源污染目的[34]。目前我國已經(jīng)采取了很多類似的生態(tài)補償措施，比如“化肥農(nóng)藥零增長行動”、“畜禽糞便及秸稈資源化方針”、“農(nóng)村生活環(huán)境綜合整治”及重點流域及湖（庫）的專向整治等。此外，應(yīng)進一步優(yōu)化農(nóng)民行為，在前期摸底、監(jiān)測技術(shù)、精準施肥、測土配方等工作成熟的基礎(chǔ)上，進一步規(guī)范農(nóng)民的生態(tài)環(huán)境意識，對采取清潔生產(chǎn)技術(shù)與具有良好糞便及垃圾處理記錄的農(nóng)民給予鼓勵與技術(shù)支持，對面源污染產(chǎn)生的各種行為進行教育處罰。

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（責任編輯：悠 然）