农田面源污染差别化生态补偿研究进展

崔艳智，高阳，2*，赵桂慎

(1.中国农业大学资源与环境学院,北京 100193；2.国土资源部农用地质量与监控重点实验室,北京 100193）

农田面源污染差别化生态补偿研究进展

崔艳智1，高阳1，2*，赵桂慎1

(1.中国农业大学资源与环境学院,北京 100193；2.国土资源部农用地质量与监控重点实验室,北京 100193）

为了更好地促进农业面源污染的防治,归纳分析了农田面源污染及生态补偿的区域性和个体性差异,提出农田面源污染差别化的补偿需要以面源污染形成、土地利用、生态资源禀赋、社会经济发展等区域性差异和公众意识觉悟及农户种植经营等个体差异为核心,实施差别化的生态补偿方案,并针对当前我国农田面源污染生态补偿存在的问题提出了相应的差别化补偿建议。

农田面源污染；生态补偿；个体差异性；区域差异性

随着人们需求的不断增加和农业集约化程度的提高,农业生态环境、自然资源和人类可持续发展之间的矛盾日益突出。农药、化肥的大量使用及农业废弃物的不合理处置造成的农田面源污染,已成为制约我国农业和农村可持续发展的重要因素。农田面源污染是指农田盈余氮磷养分、农药等有机或无机污染物从地块或区域等非特定地域,通过雨水冲刷、地表径流、土壤渗滤进入受纳水体造成的污染［1］,是流域水体污染的主要原因［2］。自改革开放以来,我国化肥的施用量从1978年884万t增加到2014年5 995.9万t,增长了5.78倍,平均每公顷化肥施用量达912.3 kg［3］,远远超过国际上设置的225 kg·hm-2化肥使用安全上限。同时,我国还是一个农药使用大国,2014年农药的施用量达180.7万t,而实际利用率却仅在30%左右［4］。此外,大量的畜禽粪便等废弃物未经处理直接施用或随意堆放［5］,也对生态环境造成了严重危害。

与点源污染相比,农田面源污染具有随机性、分散性和监测成本高的特点［6］,这些特点也决定了排污收费方式并不适用于农田面源污染。设计和制定农田面源污染的生态补偿机制,有利于农田面源污染的削减和防治,可以有效地促进农田环境治理与保护［7］。一般认为,生态补偿是经济发展过程中的一种经济手段,目的是为了改善污染地区的生态环境质量［8］,通过对损害(或保护）资源环境的行为进行收费(或补偿）,提高该行为的成本(或收益）,从而激励损害(或保护）行为的主体减少或消除因其行为带来的外部不经济性(或增加外部经济性）,达到保护资源和环境的目的［9］。较之点源污染,农田面源污染难以溯源、不易管控。相比流域和森林面源污染,我国农田面源污染生态补偿工作存在研究起步晚、重视不足、机制机理不明等问题,农田面源污染若不能尽早防治会成为阻碍社会可持续发展的巨大“毒瘤”。因此,本研究通过梳理和比较国内外农田面源污染生态补偿的差别化实践,针对农田面源污染的区域和个体性差异,提出差别化的生态补偿政策方案,为今后的面源污染防治提供建议。

1 国内外农田面源污染生态补偿研究实践

生态补偿也可称为生态系统服务付费(Payment for Ecosystem Services,PES）,是通过经济激励解决环境污染的有效手段。农田生态补偿在合法利用农业资源过程中,对农业资源所有者或对生态保护者支付费用［10］,旨在通过经济、政策、市场等手段,解决发展中存在的非均衡问题,最终实现区域间可持续发展［11］。20世纪70年代,欧美国家最先推行农田生态补偿政策, Griffin和Bromley最早对农业面源污染的防治进行了研究,发现农户不愿自主减少造成农业面源污染的行为［12］。管理者多采用命令控制和经济激励这两种手段来对污染进行控制［13］。尽管命令控制手段简便且应用较多［14］,但由于农田面源污染不确定性高,且命令型手段具有局限性,其实施效果并不理想；反之,经济激励型方式可以起到引导利益相关者主动减少破坏行为或增加保护行为的作用,鼓励人们自愿地参与环境保护活动。Segerson主张设计排污收费制度,对污染物超标排放的地区处以惩罚,并对减少污染排放的地区给予奖励［13］。Tomasi和Shortle等提出,可以利用补贴、税收等经济激励机制来减少有害的农田生产性投入,从而减少面源污染物的浓度［15-16］。Horan等则研究了一种基于农场污染物浓度比赛排序的方法,对排名最后和排名靠前的农场分别给予惩罚和奖励［17］。自此,通过补贴等经济激励型手段防控农田面源污染的方法开始展现锋芒。

我国对农业面源污染的治理始于20世纪80年代［18］,随后生态补偿的相关政策及法律法规陆续出台,大致可分为三个阶段.20世纪90年代之前,生态补偿主要是征收税费,且大多针对采矿业；90年代后期,生态补偿研究逐渐从理论转向实践,重点为环境保护建设者财政转移的补偿机制［19］；进入21世纪,生态补偿工程涉及的范围更加全面、理论更加成熟、政府的投入也不断加大,补偿的实践工作快速发展［20］。从近年来农田生态补偿方面的文献(图1）可见,农田生态补偿的研究受到重视,用生态补偿的手段来防治农业面源污染已成为当今社会的发展趋势。与国外相比,我国补偿实践方面主要以政府为主导,同时还有部分市场交易及非政府组织(NGO）参与模式［21］,力图在扩展补偿资金来源、征收环境资源税、明确补偿方式和标准等基础上,建立符合国情的生态补偿法律保障机制［22］。尽管农田生态补偿工作已开展并取得初步成效,与森林生态补偿、流域生态补偿相比,我国的农田生态补偿起步晚,侧重于理论研究,实践研究尚不成熟［23］,在减少农药化肥施用量、合理处置畜禽粪便及生活垃圾等方面没有明确规定,也没有完善的补偿政策及体系。但可喜的是,农田面源污染问题已引起国家重视,面源污染防治条件下的生态补偿研究也会成为未来国家环境与可持续发展的研究重点。

图1 我国农田、森林、流域生态补偿研究数量对比Figure 1 Comparison of the number of ecological compensation in farmland,forest and watershed in China

2 农田面源污染差别化生态补偿理论基础

生态补偿机制的要素包括补偿主客体、补偿标准和补偿方式等,作为一种经济激励手段,其核心问题是“谁补谁,补多少,怎样补”［24］。农田面源污染生态补偿应以鼓励支持为主,目的是增加农业生产等行为的正外部性效应,减少负外部性［25］,其补偿主体主要是作为公众代表的政府,客体则主要是实施农田面源污染防控措施以减少污染物排放的不同规模经营主体。在农田面源污染的防治过程中,不同规模经营者为了保护生态环境,减少污染物的排放(如减少施用化肥、农药）,在短期内可能造成农户的粮食收益降低、丧失部分机会成本等。同时,社会公众也会因面源污染的减少享受到更好的生态系统服务及产品。

然而,由于农田面源污染种类复杂、相关利益群体多,其生态补偿在补偿标准、补偿类型、补偿机制等方面均有差异［26］。从补偿推动方面来看,生态补偿最开始由政府主导,以项目形式来实施,主要表现为上级政府的财政转移支付以及同级政府间的横向转移支付［27］；随后为了缓解财政压力,发展形成了生态补偿的市场交易［28］。从补偿方式来看,目前生态补偿方式主要有现金补偿、技术补偿、实物补偿与政策补偿［29］；从补偿标准的确定来看,计算补偿标准的方法有机会成本法、生态系统服务价值功能法、微观经济学模型法等［24,30］,在此基础上还应对公众的补偿与受偿意愿进行调研［31］。由于使用不同方法计算所得的补偿标准存在很大差别,而且个体之间具有选择意愿、实践能力、信念等差异,同一区域使用不同方法得到的补偿标准不同,不同区域使用同一方法得到的结果也不一样。补偿范围的公平性和补偿标准的合理性是保证生态补偿顺利实施的前提,若所有地区的农户补偿标准均一致,必然会导致部分农户因补偿不足而放弃保护性行为,而补偿过多则会加重财政负担,还可能加剧区域间的不平衡性。正是由于区域与个体间均存在差异以及生态补偿本身的复杂性,使得农田面源污染生态补偿机制难以在短时间内完善确立,补偿措施实施困难,补偿效果也不尽人意。因此在进行农田面源污染防治条件下的生态补偿时,必须充分考虑地域性和个体性差异,合理制定差别化的补偿机制。

3 国内外农田面源污染差别化生态补偿

3.1 区域性差异补偿

由于经济水平、土地利用和资源禀赋等方面存在地域性差异,同一国家不同地区造成农田面源污染的主要原因、污染程度、污染防治措施等都存在不同(表1）。如根据《国务院关于完善退耕还林政策的通知》(国发〔2007〕25号）,对退耕农户的直接补助标准为.长江流域及南方地区每公顷退耕地每年补助现金1575元；黄河流域及北方地区每公顷退耕地每年补助现金1050元。生态补偿的复杂性与地域性差异密不可分,补偿措施的制定需要充分考虑到补偿的利益相关方、补偿方式、补偿标准确定方法、补偿形式及补偿的实施效果等,在生态补偿措施的制定过程中,要充分考虑以下四种影响区域性补偿差异的因素。

3.1.1 面源污染类型的区域性差异

形成面源污染的污染物具有地域性差异,由污染物的性质、污染负荷量、地形地貌、气候、植被覆盖、土地利用方式等共同决定。目前我国农田面源污染情况不容乐观,污染种类多、分布广,各种污染类型在不同地区差异较大。在西北干旱地区,由于农膜的大量使用,农膜污染、白色污染问题突出；在中东部地区,尤其是我国农田面源污染较为严重的华北平原,种植作物以小麦、玉米为主,不合理施用的农药、化肥,再加上特殊的生活气候条件,农药化肥面源污染问题相对突出；长江三角洲地区种植作物以水稻为主,除化肥农药施用导致的面源污染外,由污水灌溉等引起的重金属污染则不可忽视。不同区域的施肥种类、方式、施用时间等农业生产性活动各不相同；由于区域水资源的不同,养分流失还会受到水旱耕作方式的显著影响［39-40］。这些都使面源污染的形成具有差异性和复杂性。美国的“最佳管理实践”(Best Management Practices,BMPs）措施根据各区域农田面源污染形成的原因及污染物种类的不同将治理污染的技术补偿手段分为耕作管理、养分管理、农药管理、灌溉水管理和畜禽养殖管理［32］,也说明面源污染类型的区域性差异会进一步影响防治农田面源污染的补偿手段。

3.1.2 土地利用的区域性差异

不同的土地利用方式因养分循环机制不同而影响水土保持及土壤物质流失等情况。在不同的土地利用方式下,农田面源污染的差异性与土壤侵蚀、氮磷流失、地形、土地坡度等都有密切关联。孟庆华等研究发现,不同土地利用方式的养分输出总量有很大不同,变化趋势为坡地＞梯田,径流量养分输出占系统养分总输出的比例明显不同,对N、P、K径流输出量影响显著［41］。黄丽等对三峡库区调查后发现土壤养分流失与土地利用相关,表现为免耕区＞农区、梯地＞坡耕地［42］。于岚岚等发现,在降水量、流域坡度、农业耕作措施条件相同的情况下,不同的土地利用方式对农田面源污染影响负荷排序为旱地＞水田＞耕地［43］。章明奎等通过田间调查农田磷污染实验发现,不同农田利用方式影响农田中TP的流失量,表现为桑园地＞蔬菜地＞稻田、小麦田、油菜田＞休闲地［44］。此外,作物的空间布局及破碎程度［45］、不同的种植模式［46］、多样化的轮作模式［47］等都会造成差别化的农田面源污染,均应根据实际情况制定不同层次的补偿措施和标准。3.1.3生态资源禀赋的区域性差异

表1 国内外农业生态的地域性差异补偿Table 1 Regional compensation of agricultural ecology at home and abroad

区域生态资源禀赋及其地域性分布差异对生态补偿具有直接的导向作用［26］。生态资源禀赋是指以生态系统为中心的天赋资源,包括土壤理化性质、降雨、土壤质量、水资源、耕地资源等,不仅影响农田面源污染程度,还会进一步影响区域经济发展和资源利用效率,从而影响生态补偿机制的建立与发展。杨丽霞等认为土壤中营养物质的流失与土壤理化性质密切相关,一般来说土壤有机质含量越高,土壤结构越强,营养物质越不易流失［48］；Weier发现土地的植被覆盖率会影响土壤中元素的流失量,植被茎叶对降雨的截留作用、植被根系对土壤的固结作用和植被对径流传递的阻碍作用可有效地减少土壤侵蚀和氮磷等元素的流失［49］。还有研究表明降雨(包括降雨量和强度）是影响氮磷等流失的重要气象因子,当降雨强度大于土壤下渗速度时,就会产生地表径流,引起农田中氮磷等营养元素的流失,在强降雨条件下,土壤侵蚀量和氮磷流失量都明显大于弱降雨条件［50］。我国地域辽阔,区域资源禀赋空间差异大,在治理农田面源污染进行生态补偿时应充分考虑生态资源禀赋的差异,尤其对生态敏感区,要科学合理地制定敏感性评价指标,并将其对生态系统服务价值的影响考虑在内［51］。

3.1.4 社会经济发展的区域性差异

经济发展水平会影响不同区域在生态补偿方面的空间差异,在生态补偿框架中具有重要作用。生态补偿的支付能力尤其是政府财政转移支付能力的高低取决于区域的社会经济发展水平。具有较高经济水平地区的补偿标准往往高于经济发展较为落后的区域,表现为“富区补偿多、穷区补偿少”。且经济发达地区和经济落后地区在生态补偿能力、补偿方式、补偿标准核算方式、环境意识等方面的不同也会导致生态补偿的差异［52］。美国土地休耕计划(Conservation Reserve Program,CRP）中土地支付补贴平均为116.83美元·hm-2(2005年）,由于各州经济水平、土地租金和土地质量的不同,各州的平均补贴也很不一致,最高的马里兰州平均补贴高达302.6美元·hm-2,最低的怀俄明州仅为68.8美元·hm-2［34］。我国退耕还林工程(以生态公益林补偿为例）,西北地区(除宁夏回族自治区）对退耕农户的补贴标准为67.5元·hm-2,而北京、广东、浙江等经济发达地区的补偿标准分别为315、195、225元·hm-2［38］。稻改旱工程中,河北省承德县农户的补贴标准为每年6750元·hm-2,而北京地区农户则按每年8250元·hm-2的标准给予补偿［53］。由此可见,区域经济水平也切实影响到生态补偿的实施。

3.2 个体性差异补偿

在同一地区,由于农户自主耕作,不同农户之间存在土地面积、种植作物、施肥等差异。在农田面源污染生态补偿实施过程中,农户作为“理性经济人”,具有利己特点,他们在参与环境保护项目时所表现出的积极或是消极态度对补偿措施的实施效果具有重大影响。Hounsome等从农业环境保护项目参与度入手,发现农民的心理健康程度与项目的参与度呈正相关［54］。Defrancesco等发现家庭收入、个体思想、观念信仰等因素直接影响农户参与生态农业环境项目的积极性［55］。流动性和偿付能力也是影响美国农户参与农业环境项目的主要因素［56］。Home等对农户个体进行研究发现,瑞士地区农户对耕地保护及其服务付费项目的满意度受到地域和政策的直接影响［57］。因此,若是只根据土地面积进行补偿,则可能导致部分农户的农业收入减少,农民不愿持续实施环境保护性行为,便很难达到保护生态环境、实现可持续发展的最终目的。

在农田面源污染生态补偿实施过程中,个体性差异主要体现在两个方面.一是公众意识与觉悟的个体差异,二是农户种植经营的个体差异。公众对于生态环境保护的觉悟主要体现为他们对生态资源及其价值的认知和实施保护性行为的态度,与家庭成员的受教育程度、收入来源、具备的专业技能、家庭劳动力情况等相关。谢晋等对成都和苏州两地农户进行调查,发现农户对农田保护补偿政策实施成效的感知评价具有显著的区域及个体差异［58］,农业经营户、非农经营户和兼业经营户对环保政策的参与度与实施效果满意度也有很大不同［58］。农户的家庭农业经营差异取决于家庭承包经营面积、农业种植情况、耕地质量、化肥农药的自主选择以及种植经营主体(小农户、家庭农场、合作社或企业）等。在国外,欧盟的共同农业政策主张转变经营方式与结构,主要是对农产品价格的补贴；德国、荷兰、英国也制定了适合自己国家农业发展的补偿政策,对限制农药化肥施用量、实行土地休耕、发展有机农业等措施进行了相关补偿；日本、韩国与我国同属亚洲国家,人多地少,其种植经营主体、农业发展历程均与我国相似。在防治农田面源污染上,日本政府凭借一系列行之有效的法律措施而后来居上,主张进行资助性政策引导；韩国的环境友好型农业生产对家庭农场和牧场制定了不同的污染防治措施,并对农产品质量和提前退休农民采取了相应的补贴政策(表2）。因此,同一项生态补偿政策在具体实施过程中,应充分考虑种植经营主体、农户种植面积、土地租金、土地质量、个人偏好等个体之间的差异,给予合理的补贴。

4 我国农田面源污染生态补偿存在问题及差别化补偿建议

4.1 我国农田面源污染生态补偿存在问题

我国地域辽阔,区域差异明显,农田面源污染形势严峻。面源污染的防治是技术、生态、经济、社会、政策等多因素的综合工程,研究表明,生态补偿是防治面源污染的有效手段［15-17］。文献分析可知,农田面源污染形成、土地利用、生态资源禀赋及社会经济发展的区域性和公众意识觉悟及农户种植经营的个体性等方面均存在差异。我国在农田污染治理方面的生态补偿仍属于起步阶段,面源污染及生态补偿的差异性影响因素多、量化困难、工作量大、复杂性高,关于农田生态补偿的研究还较少［33］,在实施过程中存在补偿标准偏低［68］、监管与评价体系不健全［69］、资金来源单一［70］、实践困难、可持续性差［71］等问题。

在补偿形式方面,往往重政府而轻市场补偿,重现金而轻技术补偿,重一次性而轻持续性补偿［72］。常用的补偿标准测算方法包括生态系统服务价值法、市场比较法、机会成本法、意愿调查法等,但生态系统服务类型划分复杂,导致结果误差较大［73］。由于很多非市场产品和服务的数据获取困难,机会成本法和市场比较法应用有限［74］,而意愿调查法取决于个人偏好,不受现有市场限制,误差较大［75］。此外,实践过程中各部门缺少整体性和协调性,出现分头建设、可持续性和关联性差等问题［76］,补偿效果不尽人意。如何更科学地探寻我国农田面源污染的区域性差异和个体性差异,实施差别化补偿,是未来亟待解决的问题。

表2 国内外农业生态的个体性差异补偿Table 2 Individual compensation for agricultural ecology at home and abroad

4.2 我国农田面源污染差别化生态补偿实施建议

在未来的农田面源污染生态补偿中,需将农田面源污染形成、土地利用、生态资源禀赋及社会经济发展的区域性差异和公众意识觉悟及农户种植经营的个体性差异纳入考虑范围,实施差别化补偿,确保生态补偿公平、合理、有效。

4.2.1 区域性差异实施建议

依据农田面源污染类型、土地利用方式、生态资源禀赋及社会经济水平四个方面的区域性差异,实施生态补偿时应因地制宜,注重制度创新,避免“一刀切”,科学地制定差别化补偿方案。

(1）针对不同的污染类型应制定不同的防治措施,如在西北干旱地区,农膜是主要污染物,可制定相关措施对减少农膜使用的农户进行补偿；在华北地区,农药化肥的问题突出,应鼓励实施减肥减药、配方施肥、有机肥替代化肥等政策；长江三角洲地区重金属污染严重,可考虑改变耕作制度、添加化学改良剂、种植吸附重金属能力强的植物等。

(2）按照土地利用类型,可将农田分为旱田、水田、水浇地或坡地、梯田、平原、丘陵或蔬菜地、农作地、果园等类型,不同的土地利用类型面源污染程度不同,可将农田分为未污染及轻度污染区、中度污染区和重度污染区三种类型,根据污染风险评估、生态功能定位等,采取不同的污染治理方式以及不同的生态补偿模式和标准。在轻度污染地区,可从源头进行预防,减少农药化肥的使用,采用现代生物技术,严格控制污染物的排放；在中度污染区域,除了减肥减药措施,还要采取过程控制政策,改变种植作物种类、修建缓冲带等；重度污染地区农田必须进行严格的管控,必要时可进行休耕退耕,逐步改善耕地质量。

(3）各地区的生态资源禀赋相差较大,可将农田分为高产区、低产区、生态敏感脆弱区等。在高产区,以减少农药、化肥用量为主；低产区可考虑改变种植作物、轮作模式或实行测土配方施肥、按农时施肥等方法以提高利用效率；在生态敏感脆弱区,必须做好基线调研,建立系统的生态补偿管理与实施方案,完善评价与监督体系,从生态、经济、社会效益三方面进行评价,尝试构建创新型监管手段(如利用卫星遥感技术、无线检测设备等）,减少对周围环境的破坏。

(4）目前我国生态补偿中纵向转移支付占主导地位,区域之间的横向转移支付现象少见［77］,可结合经济和市场手段,通过利益分配及责任分担制度,将基于地方政府层面的区域内农田生态补偿资金转移支付额度纳入地方政府财政体系中进行核算,且区域之间应注重横向联系,建立上下联动的综合机制［78］,加强各部门间的紧密联系,开展多样化补偿方式。

4.2.2 个体性差异实施建议

公众意识与觉悟影响人们对环境保护和生态补偿的认知,从而决定个人偏好和受偿意愿。同一地区种植经营主体可能包括小农户、家庭农场、合作社或企业等,相应的家庭承包经营面积、农业种植情况、耕地质量、化肥农药的自主选择以及农业生产方式和发展取向也各不相同。因此,不同区域内的生态补偿要着眼于当地实际情况,可尝试采用计量经济模型量化估算不同群体的异质性偏好［71］,并结合被补偿者自身的特征要素,制定更加灵活弹性的补偿标准,计算补偿的上下限标准和公众意愿标准以作参考,提高生态补偿效率。

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Progress of differentiated ecological compensation policies related to agricultural non-point source pollution

CUI Yan-zhi1,GAO Yang1,2*,ZHAO Gui-shen1
(1.College of Resources and Environmental Sciences,China Agricultural University,Beijing 100193,China;2.Key Laboratory of Agricultural Land Quality,Monitoring and Control,Ministry of Land and Resources,Beijing 100193,China）

By comparing the ecological compensation of agricultural non-point source pollution in China and abroad,this study analyzes the regional and individual differences of ecological compensation related to agricultural non-point source pollution,and suggests that an effective policy should explicitly consider regional-level heterogeneity including the formation of non-point source pollution,land use,ecological resource endowment,and socioeconomic development as well as individual-level heterogeneity such as public awareness and individual farming practices.We advocate a targeted ecological compensation regime and offer specific suggestions on the implementation of this differentiated policy in the context of Chinese agriculture.In the western region,households that reduce their use of agricultural plastic film,the main non-point source pollutant,can be compensated.However,in the eastern region,compensation should be concentrated on cutting down the use of fertilizers and pesticides.In the south,where heavy metals in the soil are a significant obstacle to regional development,the main methods of alleviation should focus on the improvement of the soil,including adding chemical additive or planting vegetation that adsorbs heavy metals.

agricultural non-point source pollution;ecological compensation;individual differences;regional differences

X592

A

1672-2043(2017）07-1232-10

10.11654/jaes.2017-0348

崔艳智,高阳,赵桂慎.农田面源污染差别化生态补偿研究进展［J］.农业环境科学学报,2017,36(7）.1232-1241.

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2017-03-12

崔艳智(1993—）,女,河北保定人,硕士研究生,主要从事农业面源污染与生态补偿研究。E-mail:cuiyanzhi326@163.com

*通信作者：高阳E-mail:yanggao@cau.edu.cn

国家重点研发计划(2016YFD0800906）；国家自然科学基金项目(41501087）

Project supported：National Key Research and Development Program(2016YFD0800906）;National Natural Science Foundation of China(41501087）