山东省农村生态环境问题现状及分析

2013-11-24 02:38王慧卿
山东农业工程学院学报 2013年6期
关键词:施用量排放量化肥

王慧卿

(烟台市环境监测中心站,山东 烟台264000)

1.引言

山东省是我国最重要的农业省份之一。农业经济一直是全省经济发展的重要组成部分,在全国农业经济发展中处于前列。全省有行政村8万多个,农业人口5646万人,占全省总人口的 58.9%(2011)。2011年全省粮食生产达到4426.3万吨,单产及总产量均列全国前茅。山东省畜禽养殖业在我国也具有重要地位,畜产品出口份额占全国总量的30%以上。山东省农业在做出巨大贡献、创造显著经济效益的同时,也面临着日趋突出的生态环境问题,制约山东省农业出口创汇与农村经济的可持续发展,对农产品质量安全、人民群众身体健康构成较大的现实和潜在威胁。

本文将生态环境的影响源分成农业生产和农村生活两大类,其中农业生产对生态环境的影响又分为化肥施用、畜禽粪便、农药使用和地膜污染等子影响源。根据各类统计资料中获取的相关数据,分析了各影响源(子影响源)对农业生态环境产生的影响,为山东省农业生态环境问题的源头预防提供一定的依据。

2.材料与方法

1.相关数据来自于各年份《中国农村统计年鉴》、国土资源部《中国国土资源公报》及《山东统计年鉴》等统计材料。

2.化肥中,复合肥养分折纯量按含N,P2O5,K2O各1/3计算;流失系数参照相关研究结果,化肥中氮、磷流失率分别设定为当年施肥量的11%与3%。

3.畜禽粪便排放量及其中元素含量参照国家环境保护总局发布的排泄系数,根据猪、牛、羊、家禽的每年出栏数进行计算。畜禽粪便中养分流失率为30%。

3.结果与分析

3.1.农业生产对生态环境的影响分析

3.1.1.化肥施用残留造成的影响

表1.2001-2011年山东省化肥施用量(折纯量)及其构成(万吨)

2001年至2011年11年间,山东农村化肥总施用量总体呈波动上升的趋势,在2007年时达到最大值500.34万吨,较2001年增加16.7%;氮肥施用量总体保持相对稳定略有下降的趋势;磷肥的折纯施用量呈增加的趋势;钾肥的折纯施用量逐渐增加,2011年达到118.88万吨。各类化肥的施用比例统计显示,磷元素、钾元素的施用比例随年份逐步增加,N:P:K的施用比例从 2001年的 1:0.413:0.348变化到2011年的1:0.530:0.513,施肥结构趋于合理,但有磷元素比例过剩的趋势。参照相关研究结果,化肥中氮、磷流失率分别设定为当年施肥量的11%与3%,2011年全省当年化肥投入中,有近25.50万吨氮肥和3.68万吨磷肥残留于土壤中或进入大气、水体,对产地环境构成生态环境影响源。

3.1.2.畜禽粪便污染

表2.山东省2001-2011年畜禽粪便总氮、总磷排放量(万吨)

表2为山东省2001-2011年畜禽粪便总氮、总磷排放量统计表。统计数据表明,各年份畜禽粪便中总氮排放量均明显高于总磷;各年份畜禽总氮、总磷排放量构成中均以家禽粪便贡献率为最大。这一方面是由于山东是我国家禽养殖业最发达的地区,家禽饲养量和出栏量均居全国之首的原因,另一方面也说明,家禽养殖产生的粪便若不妥善处理,对生态环境的影响将高于其它畜类养殖。

2001-2011年间,畜禽养殖粪便产生的总氮、总磷排放均以2006年为最,分别达113.86万吨和36.09万吨。根据统计年鉴等相关资料,这一时期对应的畜禽粪便排放量达1.95亿吨,是同年全省工业固废产生量的1.77倍。

参照国家环境保护总局发布的排泄系数,按畜禽粪便中养分流失率30%计算,畜禽饲养造成的氮磷流失,除在2001年氮元素低于化肥施用造成的环境残留以外(25.4万吨/26.8万吨),其余各年的环境残留量均高于化肥施用造成的残留。相关研究表明,畜禽粪便对土地总体负荷警戒安全值为0.4,而山东省负荷警戒值已超过4.9。如果不妥善、及时的解决这个问题,畜禽粪便对山东农村的生态环境构成的威胁将更加严重。

3.1.3.农药使用造成的生态风险

表3.2001-2011年山东省农药总用量及单位面积施用量与全国水平统计比对

2001-2011年,山东省农药总施用量整体处于波动且略有增加的趋势。2001-2008年,农药施用量呈波动上升的态势,并在2008年达到最大值17.3万吨;其后2009-2011年,全省农村农药施用量呈逐步下降,至2011年为16.5万吨。

统计显示,同全国每公顷农药施用水平逐年增加的态势所不同,山东省每公顷农药施用水平表现出两个特征。第一,山东省2001-2011年各年份每公顷农药施用量均高于全国同期水平;第二,2001-2011年11年间,全省每公顷农药施用量呈波动态势,并在2008年以后有逐渐下降的趋势。这样的特征,一方面表明山东省农产品产地由于农药的大量施用较全国其它地区有更大的生态环境风险,另一方面也反映出近年来山东省农村推行的生物防治替代技术对农药施用量的减少起到了一定的作用。

有关研究表明,各类农药制剂由于物理、化学性能的局限,其施用量仅有10%-30%直接作用于作物上,约20%-30%进入水体和大气,其余约50%-60%残留于土壤中。按照农药30%的最高利用率来估算,山东省2011年就有11.55万吨的农药残留进入环境,在总体及单位面积施用量均呈逐步下降的趋势下,仍对农产品产地的生态环境安全构成极大威胁。

3.1.4.农膜、地膜的影响

农村地区地膜的广泛使用极大地提高了经济效益,同时也造成了极为严重的土壤 “白色污染”。有关方面统计,我国使用的地膜仅有不到30%的回收率。大量地膜残留土壤中,对土壤整体性和通透性造成了破坏,特别是对土壤容重、含水量及土壤的孔隙度等物理性状影响极大,进而影响到作物产量的增加,并导致作物品质的下降。

图5.2001-2011年山东省单位面积地膜使用量与全国水平比对(千克/公顷)

2001-2011年11年间,山东省的农膜、地膜使用量均呈现“先增后减”的特点。地膜使用量占农膜比例由2001年的40.47%波动变化至2011年的43.58%,并在2008年达到最大比重46.13%。同时,地膜覆盖面积整体上处于增加的趋势,在2008年达到峰值260.76万公顷后逐步减少至2011年的250.51万公顷。

另一方面,山东省单位面积地膜使用量同全国单位面积地膜使用量长期处于稳定波动的状况不同,表现出了逐步下降的趋势,并从2005年后低于全国单位面积地膜使用量。这表明,地膜残留对山东省农村生态环境的影响虽未得到完全遏制,但这种影响的风险正在逐渐降低,并低于全国水平。

3.2.农村生活造成的排污污染

作为农业大省,山东省的农村人口基数较大、占比较高,接近全省总人口数的60%。由于农村经济欠发达、市政基础设施严重滞后,加上农村居民居住相对分散以及欠缺环保意识等,使得农村环境污染的治理难度相对较大,生活排污是造成农村环境污染的一个不容忽视的重要因素。

2001-2011年的11年间,根据相关统计,全省农村生活总氮排放量显著高于总磷,对总氮、总磷排放量的贡献人粪尿远大于生活污水。2011年山东省农村生活排污共产生总氮20.57万吨,总磷3.78万吨,分别为当年氮、磷肥折纯施用量的8.87%和3.07%,为当年畜禽粪尿排放量产生总氮、总磷的20.59%和11.52%。

由统计显示随着农村人口数量的逐年减少,山东省农村生活排污总量也随之逐年减少,生活污水中总氮、总磷的排放量,人粪尿中总氮、总磷的排放量也均表现出一致的下降趋势。随着农业经济和城镇化的不断发展,农村劳动力向城镇的迁移,农村人口逐年减少,农村生活排污对农村生态环境的影响正逐渐减弱。

4.结论和建议

山东省的农业及农村经济在全国占有重要地位,但由于农业生产过程中农用化学品化肥及农药等的不合理投入、农业废弃物地膜、畜禽养殖粪便等的不合理处置等问题,使得全省农村生态环境形势严峻,许多地区土壤、地表水与地下水受到不同程度污染。这种状况若处理不好、农村生态环境问题恶化,势必影响农业和农村经济的可持续发展。

农村生态环境问题的产生和变化是一个复杂漫长的过程,对农村生态环境问题的防治应综合施策,在实践中应坚持源头预防、过程阻断、末端治理并重。农村生态环境被破坏特别是对土壤、地下水等造成的污染,治理起来难度很大,因此源头预防应作为农村生态环境问题综合防治的重点。围绕解决农村生态环境问题,山东省应重点在以下方面加强源头预防:一是加快农业产业化进程,大力发展生态农业,建立无公害农产品、绿色食品、有机食品生产基地,推广标准化生产,指导农民科学使用肥料和植物生长剂,鼓励和引导农业生产者使用低毒、高效、低残留农药,大力推广农业病虫害生物防治技术,减少农用化学品的使用量,提高其利用效率,削减进入农村生态环境中的化学制剂污染源总量。二是研究和推广畜禽粪便等废弃物资源化综合利用技术,对畜禽粪便等废弃物进行无害化、减量化和资源化处理,变废为宝,减少畜禽养殖对地表水、地下水及生态环境造成的污染。三是各级政府和有关部门应加大农业环境保护宣传普及教育力度,提高农民生态环境保护意识和能力,改变乱扔垃圾、乱堆禽畜粪便等污染环境和破坏生态的不良生产生活习惯,引导群众自觉参与保护和改善农业生态环境,建设美好家园。四是结合生态省建设和推进新型城镇化。

1.山东统计局 山东统计年鉴(2000-2013)中国统计出版社

2.中华人民共和国国土资源部 中国国土资源公报(2000-2013)

3.国家统计局农村社会经济调查司 中国农村统计年鉴(2000-2013)中国统计出版社

4.中国农业年鉴编辑委员会中国农业年鉴(2000-2013)中国农业出版社

5.国家环境保护总局自然生态保护司 全国规模化畜禽养殖业污染情况调查及防治对策 中国环境科学出版社

6.叶飞、卞新民江苏省水环境农业非点源污染等标污染指数的评价分析 农业环境科学学报,2005,24:137-140.

7.高新昊、张绍迎 山东省农业污染综合分析与评价 水土保持通报2010,30:182-186

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