经合组织国家农业生产对水质的影响

2014-04-08 12:48吴齐
水利水电快报 2014年5期
关键词:经合组织农药水资源

农业水质一直是经合组织(OECD)国家政府十分关注的一个议题。在农业生产中,从农作物种植到畜牧业生产都会导致水污染,如硝酸盐、磷、农药、土壤流失、盐碱化及细菌超标,但在有的农业生产中,也有一些农业活动会起到净化水的作用。农业水污染造成的代价主要体现在投资修复受污染的饮用水源,对渔业、旅游和生态系统造成的破坏,以及有关河流、湖泊、地下水和海水的娱乐及文化价值受到损害等方面。

农业水污染在经合组织国家受到决策者的重视,究其原因可归纳为以下几点(原因的重要性因国而异)。

(1)农业污染问题相对突出,尤其是硝酸盐、磷及农药等污染源。

(2)由于畜牧业发展的规模化,农业点源污染增加了,特别是生猪、家禽和奶牛养殖等行业。

(3)以前,人们对农业生产所导致的水污染知之甚少,而现在人们普遍已经意识到该问题的严重性。

(4)人们对磷和农药等的流失对地下水和海水的污染已有越来越深刻的认识。

(5)在有些监管薄弱的地方,农田水污染情况很严重,其严重性和范围仍有很多的不确定性,比如细菌超标、盐碱化和重金属污染等。

1 农业水污染的趋势

1.1 概 述

经合组织国家为监测水体的污染状况已普遍建立了监测网络,其中有的国家使用基于污染水平的模型和风险指标来对水环境进行预测。但是,其中仅有1/3的国家有能力对农业水污染作出监测,而有能力进一步追踪监测农药的国家就更少了。到现在为止,该组织国家仍没有对细菌、盐碱化及其他农业污染物占总的水体污染的比例有更充分的认知;此外,由于不同国家或地区的土壤、作物结构、农业生态情况、天气及农场管理手段,甚至是政策方面的差异,其污染水平也存在很大差异。

研究农业水污染的难点在于从总的污染中分析出农业水污染的比例,并识别出对农业水污染脆弱的地区。因而,数据采集方式以及不同国家饮用水标准的差异,使评价等手段失去可比性,同时,对于很多国家来说,包括澳大利亚、意大利、日本、新西兰等国,其农业水污染监测网仍不完善(比如对农药检测来说)。对于地下水来说,污染物渗透至承压水层的速度缓慢,又加上取样方面的困难,地下水的农业污染检测数据相比于地表水更难获得。

以肥料和农药的使用为主要驱动因素,考察农业水污染情况。上述两种生产资料的投入不仅取决于农业生产活动和农场系统,从土壤流失(影响污染物浸出速度)、水质影响水生态系统方面来看,它们的施用又影响着环境。对经合组织国家应对水污染所采取的政策进行了讨论,这些政策反过来对于农业生产活动、农场经营也是一种驱动力。

1.2 农用肥料与农药造成的水污染

在世界经合组织国家,自20世纪90年代以来,随着入河营养物和农药使用量的相对减少,江河、湖库整体上的水质污染压力有所减轻。尽管有上述改善,但农业营养盐污染仍处于很高水平。在90年代,随着点源污染(工业和城市污水排放)得到迅速下降与控制,致使在地表水和海水的总体营养盐污染中,农业面源的污染所占比例持续上升。

研究表明,经合组织国家位于农业产区的监测点所检测的地表水和地下水中的营养物和农药浓度,均超过了当地饮用水的国家限值,但是上述国家江河湖库中水质超过环保标准规定和娱乐用水标准的更多,且多数是由农业污染引起。农业污染已渐渐成为地下水主要污染源。

近年来,在某些地区的河口和近海岸的农业营养盐污染导致藻类水华发生(赤潮),类似事件在澳大利亚、日本、韩国和美国包括欧洲都有发生,对水生生物造成极大破坏,其主要发生区域为波罗的海、北海以及地中海等。经合组织国家对于此类富营养化问题和由农药引起的水生生物损害有过广泛报道。

受农业活动污染影响的两个典型例子就是北美的五大湖区和澳大利亚的大堡礁。五大湖区的污染威胁主要来源由加拿大和美国排放的农业营养物质、病原体、农药以及泥沙,这些污染物不仅威胁到水景观而且增加了自来水厂的水处理成本,并需要额外增加港口疏浚投入。由于努力控制了来自于农业、城市及工业污染方面的污染物排放,五大湖区磷排放已经减少,并已经有4个湖区的水质达到了水环境指导值(除艾尔湖外)。已有成果表明,加拿大通过改善农业生产方式,已经使排放至湖区的农业营养物质有所减少(特别是磷污染)。由于过量的营养物质排放,一些重点水域也出现了富营养化的迹象,如加拿大的温尼伯湖,这些区域的农业生产并不是营养物质排放的主要来源。

1.3 农场管理的实践和农业水污染

为了回应消费者的担忧,在包括一些食品制造商和零售商在内的民间组织倡导下,同时在政府的政策激励和法规约束下,越来越多的世界经合组织国家的农民开始接受环境农业管理方法。但是只有约1/3~1/2的世界经合组织国家对所采取的环境农业管理实践作出经常性的监管,当然对于有机食品这是个例外,因为所有国家都对有机农业采取了回溯监管措施。

随着1990~2004年间世界经合组织国家普遍推行养分管理措施,已有近一半的该组织国家对养分管理活动进行了监测。对于推行了养分管理措施的国家,营养物质过剩问题普遍有所减轻(如比利时、捷克、丹麦、芬兰、德国、荷兰、挪威、瑞典和瑞士),但对于那些养分管理普及速度较慢的国家(如加拿大、爱尔兰、日本、韩国和新西兰),营养物质过剩问题日益严重,或者高于经合组织国家的平均水平。近几年来,加拿大和韩国政府已采取措施,进一步推广养分管理。

近些年,一项名为环境综合病虫害管理的措施得以推广,但在经合组织国家中,该项举措得以执行的比例仍只处于中等水平,其中只有1/3的国家在持续跟踪这项病虫害管理项目。在推行这项措施较为积极的国家,以及尝试有机农业的一些国家其农药使用量都在下降,如奥地利、捷克、丹麦等。

过去几十年来,实行土壤管理的土地面积一直保持稳定,但是却只有1/3的经合组织国家对土壤管理政策的执行情况进行了监测,这些国家中如加拿大、美国等国的土地管理举措得以推广施行,这不仅降低了土壤侵蚀的风险,也为野生动物提供了栖息地;但有的国家,如匈牙利、意大利、韩国、斯洛伐克和土耳其等国,土壤管理措施难以推行,土壤退化现象仍然没有得到控制。

1990~2004年,经合组织国家中采用有机农业耕作方式的土地面积有较大增长,尽管如此,2002~2004年,其占农业总耕地的面积的比例仍低于2%。在世界经合组织国家中,欧洲国家的该比例较高(高于6%),如奥地利、丹麦、芬兰、意大利、瑞典、瑞士等,在非欧国家的比例较低(加拿大、日本、韩国、墨西哥、新西兰、美国等国的比例均不到1%)。

2 农业水污染的经济损失

在很多情况下,农业水污染所带来的经济损失都是巨大的。对许多经合组织国家来说,仅将受污染水中的农药和养分物质进行处理就得花费巨量资金,海水的富营养化也对渔业生产造成经济损失。尽管经合组织于2011年启动了一项对由农业水污染所造成的经济损失的测算,但至今为止,仍无法对不同国家的该项损失作出一个估计。但是,某些学者就农业水污染对社会、环境所造成的损失做了一些研究,并已取得初步的成果。

丹麦为了应对农业营养盐污染,采取了一揽子治理措施,投入了大量资金,结果致使居民用水的价格猛涨。虽然采取的措施有多少效益还不得而知,但营养负荷水平却实实在在得到降低。现在人们对由农业水污染造成总体损失还无法统计,但是据估计在上世纪90年代末期,由富营养化造成的经济损失就高达6亿欧元(5.4亿美元),花在处理受氮素污染的饮用水上的投入平均高达2 300万欧元(2 100万美元)。

英国政府为了解农业生产对经济、环境所造成的有利与不利影响,做了大量研究工作。英国的农业产业是水污染的主要来源之一,由此带来的损失也是不小的。英国目前城市和工业污染排放已得到有效控制,相对而言农业的面源污染就凸现出来了,这主要是农业生产中硝酸盐、磷、农药和病菌等随径流而产生的污染,而且以英格兰地区最为严重。据估计,在2003/04年,农业水污染的损失为5亿英镑(7.25亿欧元),占总的水污染的比例为40%。2002~2003年,有近一半关于农业污染的举报与水污染事件有关,这其中又主要是来自奶牛养殖行业。由于水污染的影响,2005年英格兰5%的具特别科学价值的地点处于恶化的状况(如沼泽、旱地丘陵等)。

2001~2003年,相比于1990~1992年英国农药使用量下降了6%,但趋势时有起伏,这主要与种植结构调整和气候情况有关。农业生产90%使用了农药,这是导致所有与农药相关水污染事故的主要原因。为了消除饮用水中的农药残留,政府每年花费1.1亿英镑(1.6亿欧元)。农药的使用对陆地野生动物造成的影响令人担忧,虽然谷物种植面积的下降有助于减少水污染事件的发生,但此类事故的涉及范围从1997年5 000 hm2增加到2004年的40 000 hm2;但另一方面,作物保护管理计划的土地面积也在增多。

3 为应对农业水污染所推行的政策

在很多经合组织国家中,水资源改革项目正在从国家到流域的层面得到执行,在这个项目中除了所涉及的其他部门外最主要就是农业部门。人们现在逐步意识到,对于水资源管理政策,应做到在不同的决策部门中保持一致(如农场、小流域、国家层面、国际层面),同时也应该在不同用水部门(如城市用水部门、工业企业)以及不同水的用途(水生态、水娱乐)之间实现政策一致。为避免释放错误信号并鼓励农民达到可持续水管理的目标,政策的连续性也对农业、生态和水资源政策同样重要。

在制定农业水污染治理的政策时,应将其纳入一揽子政策体系中来考虑,包括政策工具的应用、体制机制方面的改革以及更广泛的基层参与。水资源政策和相关制度应通过让利益相关方积极参与,向公众公布相关信息、知识等举措,来使政策、制度聚焦于好的方面(如保持水生态系统),并让造成水污染、水浪费的一方作出经济补偿。并且,考虑到农业生产及水资源供给对气候变化的高度脆弱性,政策的本身应具有一定灵活性、针对性。

在经合组织国家,需重点治理的污染物不同,为达到控制水污染的目的,各国政策也多种多样,如补偿措施、日常性的政策等。越来越多的国家也开始重视建立决策支持系统和风险管理策略体系,希望以此提高农民的水资源管理水平。但政策通常只更关注看得见的地表水,因此地下水方面的污染防护也应引起重视。

为了拿出有针对性的政策措施,政策制定者必须明白农业生产、用水与水质之间的关系。通常,农业活动所产生的水质问题都是由不合理的土地管理引起的(如施肥时机不对、林木砍伐导致的旱地盐碱化、不当耕作方法导致的土壤颗粒流失)。而用水量方面的压力则来自过渡开采,同时水工程蓄水所导致的径流情势改变、灌溉设施的不当管理、先进节水技术未得到大力推广等均导致了用水浪费和低效率。

在农业水污染较为严重的国家,他们比一般国家更早地采取行动来应对污染。有的国家在原有体制的基础上对其进行改革,以求更加适应水资源管理方案的实施,而其他国家则正在建立适应水资源管理要求的新的体制机制。

有些国家对于水污染的治理正另辟蹊径,引进市场机制或方式,但对这些方法的经济效率、环境与社会的效率到底如何却难以作出评价。再则,如果想发展依靠市场手段的方法,那么在这之前首先要明确界定财产权并予以加强。对于经合组织国家来说,明晰且受到保护的财产权无疑是他们民主体系和经济体系的核心所在,不管是用水的权利还是排污的权利都涉及到水权,而这项权利正是水贸易体系的基础。当人们使用水或向水体排污受到限制时,其水权也受到了限制,因此有的国家正在尝试将水权与所在土地的所有权进行分离。

经合组织国家为应对农业水污染所采取的政策重点和下一步发展可概括为以下几点。

(1)政策重点主要放在解决养分(氮、磷)以及农药污染,其他方面关注较少。

(2) 政策通常以一揽子政策形式出现,但采用最多的政策还是有偿支付和行政工具,这两项也是向农民宣传和教育最多的。

(3) 多数有偿支付的污染治理方式还是基于自觉自愿,但在有的污染很严重的地区则趋向于强制执行有偿支付。

(4) 行政手段在治理农业水污染时,常常不能得到严格执行,需要加强执法。

(5) 虽然一些国家采取对污染课税的方法来进行治理,但是想让污染者对污染作出补偿支付,执行起来还有难度。

(6) 虽然应用基于市场的污染治理手段(如养分贸易)有很多限制,但仍引起了很多国家的重视。

经合组织于2007年开展了一项关于治理农业水污染的目标和政策工具的调查,并依据调查结果选取93项普遍的国家政策目标,其中有50%的目标是与养分物质流失相关,40%是关于农药流失的,还有10%的目标同时关注上述两项。该项调查还找出了346种政策工具,其中有60%与解决养分物质有关,35%与农药流失有关,还有5%政策工具的致力于同时解决上面两种污染。在这些政策中,有40%的属于行政命令工具,同时经济手段也是最为常用的工具,主要就是补贴政策。针对农民的政策咨询和信息服务也是经常使用的政策工具之一。总的来说,单纯税收和收费方法较少采用,因此政府在治理农业面源污染的过程中,较少强调“谁污染,谁付费”这一原则。

4 未来农业水污染问题展望

尽管受全球金融危机和经济衰退的一些影响,农业生产形势仍要好于1997~2006年同期,这主要是因为人们的收入相对那一时期有所增加且对食品有稳定的刚性需求。据经合组织的农业食品机构(FAO)对2019年的估计,到2019年,不论是粮食的名义价格还是实际价格(考虑通货膨胀因素),都将比1997~2006年的价格水平要高,仅低于2007~2008年的峰值价格水平。相反,很多牲畜价格则会在未来10 a里维持平均水平)。

FAO以2005~2007年的平均水平作对比样本,以对未来长时期世界人口和收入的估计为基础,预计到2030年全球食物生产应增长40%,而到2050年则应增长70%,这预示未来农业用地需求仍很强烈。现有的140亿公顷耕地将增加到160亿公顷的规模,在这些新增耕地中有一半会来自于非洲和拉丁美洲,在现有的最适宜雨水灌溉的耕地中,上述两地区占了绝大部分。过去这些地区耕地增长缓慢,而且将更多的边缘性土地用于农业生产,投入大但平均产量低,随之而来的社会和环境代价却有增无减。

上述对未来农业生产所做的长期预测,将会给经合组织国家的农业水污染问题带来如下影响。

(1)下列因素会给水污染问题带来更大压力:持续的农产品需求将使经合组织国家中的一些农产品出口国农产品产量增加、农场密度增大,如由生物质能源需求增长导致的农产品价格上升,也会使农产品产量提高;未来气候变化和气候多变性给农业生产带来的不确定性。

(2)下列变化也会使经合组织国家的农业水污染问题得到缓解:农业管理措施的改进与相关技术的进步,特别是生物技术和GPS技术的推广应用;公众对于农业水污染对健康、环境带来破坏的了解,成为推动污染治理的一股力量;经合组织国家对整个农业扶持力度的减弱。

5 农业水环境的可持续管理

在制定农业水污染治理的政策时,必须把某一孤立政策或措施放到一揽子的政策中统筹考虑,即需包含水量、政策工具、体制机制改革以及更广泛的基层参与。在制定政策和体制机制的过程中,决策者应该注重公众利益(如保持良好的水生态)以及水资源管理中市场调节失灵的方面(如资源退化、污染),为此决策者应该广泛发动利益相关方的参与,建立信息与宣传科普知识,并使公众对这些信息享有知情权。另外,考虑到农业系统、水资源对气候变化的脆弱性,政策的制定应该相对于外界变化更具有灵活性和针对性。

由于水资源具有质量与数量的双重特性,农业中的水资源管理越来越需要从全局角度来通盘考虑。正因为如此,在现在的水环境保护工作中,更多决策是将土地管理和用水管理结合起来,这会激励农业生产的潜质以创造更多的环境效益和产量。而对于从流域管理者到国家层面而言,会更进一步地推进农业生产中水质的可持续管理,为此可能会面临以下一些挑战:

(1) 在农业生产中推行“谁污染,谁付费”的原则,这样使农业水污染的外部代价得以内化到污染者自身。

(2) 利用一系列工具和政策的组合来解决农业水污染问题,确保农业环境和水资源政策的连续性和执行的高效性,这要求从国家到流域层面,政策责任和结构都互相协调。

(3) 搞清楚依附于污染排放和生态系统中的财产权。

(4) 在日益凸显的气候变化和极端气候条件下,为了有效地管理水资源,政府应该建立长效机制并采取必要的行动,有了这个基础,则应在制度层面上分清责任界限,即谁在用水、谁在污染水、谁应该付出污染的代价、谁应该积极监管并做出水资源的评价。

(5) 依靠对水资源政策的改革,建立一个强大的管理机构,使诸如养分交易政策得到实施。

(6) 在实施综合水资源管理过程中,在制定和宣传政策时,应该扩大农民、工业企业和基层组织的参与度,例如要鼓励并引导农民在减污方面采取更强有力的手段和接受更先进的技术。

(7) 对水污染和环境政策之间的经济-环境平衡,以及协同效益作出评价。

(8) 今后在改进政策制定流程时,要更多地依靠科技支撑,扩大数据采集量。

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