坚持和完善生态文明制度体系加强农业农村面源污染防治

庞爱萍

[摘 要]本研究在梳理我国农业农村污染治理现状及污染新特征的基础上，提出新形势下治理农业农村环境污染的建议。总体来讲，以面源污染为主的农业农村环境污染是一个全球性问题，我国通过面源污染途径排放到环境中的氮资源总量约为每年无机氮肥施用量的1.27倍;施肥类型、方式及时间等会对面源污染的排放产生很大的影响，受地理、气象因素的影响，面源污染排放具有较强的空间异质性，我国南方的农业种植大区，尤其是长江流域，降雨充沛、水系发达，面源污染流失量大;由于氮、磷等累积的特性，导致面源污染在影响上具有长远性。党的十九届四中全会提出“坚持和完善生态文明制度体系，促进人与自然和谐共生”，明确提出“加强农业农村环境污染防治” 。新形势下我国农业农村污染防治中应实行基础摸底工作与科技创新并重，在治理过程中应抓主要矛盾，分类分区、因地制宜，更应着手当前、放眼长远，做好打持久战的准备。

[关键词]美丽中国;农业农村污染防治;面源污染新特征

一、引言

党的十九届四中全会提出“坚持和完善生态文明制度体系，促进人与自然和谐共生”，进一步明确了建设美丽中国的一系列制度安排和坚持巩固生态文明制度体系的基本内容。实行最严格的生态环境保护制度强调了加强农业农村环境污染防治。不同于工业污染，农业农村的环境污染主要以面源污染为主，是指没有固定排放点位的污染源，治理难度较大。新中国成立以来，我国依靠自己的力量成功解决了粮食短缺问题，但同时也付出了极大的生态代价，农业农村的面源污染等问题日渐突出[1]，制约着“建设美丽中国”和“乡村振兴”宏伟目标的实现。如何控制和管理农业面源污染已经成为制定水环境和生态环境政策的重头戏[2]。第一次全国污染源普查报告表明农业面源成为水体的首要污染源，其主要污染因子氮、磷排放占总排放量的57.2%和67.4%。农业面源污染是巢湖、滇池和太湖等国家级重点湖泊富营养化频繁发生的主要原因[3]。

党的十九大报告提出“加强农业面源污染防治”，农业发展不仅要杜绝生态环境欠新账，而且要逐步还旧账，要打好农业面源污染治理攻坚战，推进农业绿色发展。“建设美丽中国”是一个系统性工程，就农业农村面源污染防治而言，其过程不是一蹴而就的，近几年我国陆续出台了针对农业农村面源污染防治的方针政策，也开展了一系列面源污染治理措施，面源污染的情势有所控制，但是面源污染引发的诸如水体富营养化、地下水污染等问题依然没有得到根本的解决[4]。面源污染治理任重而道远，其特点决定了治理难度远远高于工业造成的点源污染，本研究在梳理面源污染治理现状、总结面源污染新特征及我国面源污染新形势的基础上，给出治理农业农村环境污染的建议。

二、面源污染的新特征及我国农业农村面源污染新形势

面源污染也称非点源污染，是指溶解的或固体污染物，在降雨和径流的冲刷下，从非特定地域汇入受纳水体而引发的污染[5]。随着农业农村消费方式、种植方式、粪便及污染处理方式等的演化，农业农村的面源污染也呈现新的特征。

（一）广泛性与排放量大并存

面源污染是一个全球性的概念，20世纪50年代至80年代面源污染问题在全球范围日益升级，北美、西欧和日本等国家来自面源的氮、磷等排放已经达到了污染总负荷的50%以上[6-8]，在我国，第一次全国污染源普查报告表明面源也一度成为我国水体的首要污染源。从物质循环的视角来看，面源污染的广泛性不仅是地域上的概念，而且是整个循环链的范畴，体现形式是排放路径多。根据我国农业农村中营养元素的循环过程及特点，梳理出9大項面源污染路径（图1）。引发污染的主要原因是农业农村延续了工业领域“资源—产品—污染”排放的单向物质流动的线性经济模式，没有形成一个循环体系，最终导致营养元素由资源变为污染源，由图1可以看出，农业农村系统物质循环不畅的环节涉及无机肥施用、秸秆还田、粪便及垃圾还田、加工废水处理、厨余垃圾利用、居民生活污水处理等过程。

图1 农业农村面源污染排放路径解析（1—9代表面源污染排放路径，×代表循环不畅）

我国面源污染排放量巨大，我们做一个简单的计算，在化肥施用方面，据国家统计局统计，2016年我国化肥投入约5984万吨，每公顷化肥投入量高达328.5公斤，远高于世界平均水平的120公斤/公顷，在有机肥方面，我国包括人畜粪便和秸秆等在内的有机肥产生的有效养分（氮、磷等主要成分）总量约为7300万吨，然而还田率却仅为40%[9]。在垃圾处理方面，我国农村垃圾产生量为年均3亿吨左右，其中只有50%的垃圾得到处理，而未经处理的垃圾则随意堆放，同时农村地区还存在生活污水直排的现象，约有510.3亿吨生活污水排放[10]。为了便于对比，本研究根据Pang等[11]研究方法将以上数据折合成面源污染主要因子——氮的排放量，得出我国通过无机化肥施用、粪便及秸秆处理、垃圾堆放、污水直排等过程产生的氮排放量分别为3151、2610、136及26万吨，总和超出我国每年投入的无机氮肥总量的1.27倍。值得注意的是，本研究收集数据资料有限，无法覆盖图1中的全部的面源污染源路径，因此会低估农村农业系统向环境中的污染物排放量。

（二）污染排放的时空异质性

面源污染的排放受人为因素的影响表现出明显的差异，诸如种植方式、施肥方式和施肥时间的不同，面源污染对环境的影响也不同。在种植方式上，司友斌等研究表明稻田中氮、磷的排放量（流失量）约为旱田的4倍[12]，张维理等在太湖流域的研究表明蔬菜种植仅占总的种植面积的15%—30%，但其对河流富营养化的贡献率达到了50%[13]。施肥方式上，30%堆肥模式可以减少玉米种植期间土壤总氮随地表径流38.3%的流失量[14]，减氮10%—30%的控释尿素施用后向地表水排氮量减少13.1%—30.6%[15]。施肥时间上，王静等研究表明氮肥后移可使氮和磷的流失量减少21%，因此在保障小麦产量的前提下，氮肥后移可以作为源头控制农田养分流失的主要措施[16]，林超文等对比分析了一次性和分次施肥对面源污染的影响，结果表明一次性施肥显著增加了玉米生育前期土壤中氮浓度，显著增加氮的流失，而采用分次施肥可以控制磷、钾和部分氮流失[17]。

面源污染的空间异质性和自然地理环境息息相关，Velthof等研究表明在有污染物累积的区域只有当地理地形、气候特征、水文环境等条件都合适的情况下，才可能发生污染因子向生态环境的排放，因此有些区域污染物流失量远远高于其他区域[18]。Gburek等的研究表明流域内20%的区域贡献了80%的流失量[19];Pang等在我国巢湖流域的研究中也得出了类似的结论，发生氮流失的区域仅占整个流域的20%，这些高风险区主要集中在巢湖流域的东部和中南部地区[11];Liu等在对磷流过程及环境等因素综合分析的基础上，绘制出我国富营养化潜势图谱（图2），该图谱表明我国北方和南方的农业种植大区相比，后者降雨充沛、水系发达、面源污染流失量大，因此富营养化潜势较高[20]。这些流失强度高的区域被称为关键源区或者优先源区，针对关键源区开展流失防治被认为是高效、低成本的策略[21]。

图2 我国富营养化潜势图谱（资料来源：Liu et al. （2016） ）

（三）污染影响的长远性

从面源污染的机理来看，化肥生产和施用、粪便及秸秆还田、粪便及垃圾堆放、秸秆燃烧、屠宰废水、污水直排等过程产生的污染物质有可能长时间累积在土壤中，经过一系列的化学变化，在降雨的冲刷下导致污染的出现，因此面源污染在时间上具有滞后性和影响的长远性。Van Meter等在科学杂志上发表氮累积现象对密西西比河流域面源污染治理的影响，研究结果表明即使在氮肥达到100%的利用率的苛刻条件下，也需要耗费几十年的时间和努力才能彻底消除面源污染对墨西哥湾的影响[22]。根据Jiang等在我国巢湖流域的研究，整个流域以籽粒和秸秆等“有效”形式输出的磷资源仅占年输入量的25%，其余大部分磷素都以各种形式保留在土壤和水体中，长期对生态环境起到危害，加之每年都有过量的磷资源的输入，导致流域内磷的累积量越来越多，因此现有的综合性的面源污染治理措施在短时间内可能达不到预期的效果[23]。赵同科等人的研究表明，全国范围内化肥利用率为30%—35%，低于发达国家15—20个百分点[24]，意味着每年都有大量的氮、磷等营养元素滞留在土壤中，其影响具有长远性，加之我国人口增加的趋势仍在持续，对农产品需求有增无减，未来一段时间内对化肥的依赖依然存在，而化肥利用率的上升是一个缓慢的过程，在近期内无法达到100%的利用率，从这方面看实施化肥零增长只是一个阶段性目标，大幅度削减无机化肥投入量、提升化肥利用率才是长期发展目标。

从面源污染治理结果来看，20世纪70年代欧美日等发达国家开始制定防治农业面源污染的相关制度，经过几十年的努力，一些国家已经取得了明显的成效，湖泊和近海水体富营养化得到一定程度的改善[25]，但是至今依然没有从根本上解决农业污染问题[26]。例如，从20世纪50年代开始，北美的伊利湖营养盐负荷增加，富营养化程度逐年加剧，1972年加拿大和美国开始携手对包括伊利湖在内的五大湖进行清洁与治理，到目前为止，伊利湖的富营养化形式依然严峻，2014年7—8月的水华大爆发造成了40多万人的饮用水危机[27]。为控制墨西哥湾的面源污染，自2001年开始有关部门开展了湿地恢复、河岸缓冲带建设和提高养分管理等措施[28]，目标是密西西比流域的氮输入量至少减少60%，到2015年将墨西哥湾低氧区的面积控制在5000km2以内[29][30]，但是到2015年底墨西哥湾富营养化的面积反而增加了3倍。美国的切萨皮克湾面临同样的困局，自20世纪90年代相关部门就開始实施面源污染管理措施，到2017年也没有达到既定的水质目标[31]。相比国外，我国面源污染的形式更加严峻，近几年我国投入了大量的财力和物力进行面源污染的治理，取得一定的阶段性成果，但是，到2018年为止我国水环境质量依然存在一些问题，主要表现在部分流域劣Ⅴ类断面的不降反升，珠江流域、松花江流域、辽河流域劣Ⅴ类断面比例分别上升1.8%、6.5%、3.2%[4]。

（四）污染的外部性

从经济学角度来看面源污染外部性的特征，即农业农村的生产或者消费使另一些人受损而前者无法补偿后者的现象，但是面源污染的特点决定了其无法通过常规的排污收费和排污权交易等方式来纠正面源污染带来的外部性，通过补贴的方式对产生正外部性的行为（例如主动减少污染物排放、采用清洁生产技术等）的生产者给予一定的补贴，以降低其生产成本，适合控制面源污染问题[32]。从物质循环的角度来看面源污染外部性产生的根源是污染的另一种形式的转移，农业大区通过粮食种植及畜禽养殖等产生的农产品相当大一部分输送到外部，而与农产品种植及养殖相伴而来的污染留在了当地，从该视角来看，这种地方性的面源污染问题具有一定的外部性。从富营养化形式严峻的巢湖流域来看，其种植业和养殖业都比较发达，建国初期的巢湖流域生产的农产品可以维持当地300万人口的生活所需，而近几年，巢湖流域投入了大量的化肥农药，生产的粮食和畜产品可以养育0.31亿人口，但是流域内的居民仅占了该数字的1/4[11]，其他大部分农产品都运送到了流域之外，虽然面源污染与当地农民的生产消费方式和理念息息相关，但是从污染转移的角度来看，面源污染的消除需要全社会的共同努力。

三、治理面源污染的对策建议

在确保粮食和主要农产品安全供给的情况下保护好赖以生存的环境，是一个非常现实也涉及子孙后代生存的问题，农业农村面源污染形式依然严峻，目前采取的措施解决了一些突出的问题，但是从面源污染的新特征和我国面源污染形势来看，治理农业农村面源污染要有打持久战的准备。

（一）基础工作与科技创新并重

针对面源污染广泛性和排放量大的特点，面向面源污染来源、排放路径、排放高风险区以及面源污染因子的累积等方面的问题，做好摸底的基础工作。依托相关机构，通过数据融合与同化技术，将不同部门、不同来源数据进行整合，形成完整的数据库，并建立数据共享平台，畅通数据来源可靠性的责任追踪渠道。相关单位及科研人员都可以按规定申请使用所需资料，进行面源污染治理方面的科学研究，加快建立面源污染程度科学评估体系。

隨着自动传感技术、遥感技术和高精度数字土壤技术等现代化信息技术的发展，农业面源污染的监测技术有了很大的提高，国内外已有比较成熟的面源污染监测方法。20世纪90年代，欧美及许多国际组织已经开展了大区域和大规模的监测工作，量化面源污染对环境的影响，形成了一套相对完备的面源污染监测技术体系，并根据相应的研究结果评估各种政策、措施对该地区农业可持续发展的影响[27][33]。建议借鉴国外先进的监测手段，依靠国内各种平台进行科技创新，开发出一套适合我国国情的面源污染监测体系。利用地理信息系统、遥感和全球定位系统（3S）的相关技术，划分面源污染监测区域，全面科学地监控面源污染主导排放因子，根据面源污染的程度，安排监测单元的密度，并定期发布监测结果，将结果整合到我国面源污染数据库。

（二）分类分区，因地制宜

从我国面源污染的随机性和空间异质性特点来看，面源污染治理应抓主要矛盾，分类分区、因地制宜地制订面源污染削减方案。首先不断完善面源污染排放核算体系，建立一套覆盖生产制造、种植养殖、加工处理、使用消费等全链条的台账制度，精准掌握各环节向环境中的污染物排放量，通过梳理整个面源污染排放脉络，在不同区域制订相应的面源污染减排方案。针对化肥施用为主要面源污染源的区域，推广精量施肥与测土配方施肥技术，精细化农田施肥的方式、用量、施肥时间等参数，针对性制订合适的生产技术示范，进一步指导农民根据作物需求以及土壤情况制定合理的施肥计划，提升化肥的利用率，减少其向环境中的排放量;针对畜禽粪便为主要面源污染源的区域，推广粪便资源化技术，增加粪便还田率;针对农村生活消费方面为面源污染主要矛盾的区域，继续推进农村环境整治，推进污水处理设施和垃圾转运系统的建设;而对于各类矛盾并重的区域，要实施综合性的面源污染治理措施。其次结合当地地理地形、气象水文等特点，集3S技术，划定面源污染排放高风险区，采取休耕或者构建污染缓冲区等方式对面源污染高风险区进行管理。

（三）着手当前，放眼长远

伊利湖、墨西哥湾和切萨皮克湾等欧美国家在面源污染控制方面的探索，可为中国在面源污染控制方面提供丰富的经验和教训，但是我国农业农村的性质决定了我国面源污染的程度以及面源输入量和累积量已经远超其他国家，因此治理难度也更大。我国“十三五”实现了“一控两减三基本”目标，在面源污染源头减量上实现阶段性的胜利，水环境质量有所改善，但是需要提升的空间还很大。从全球及我国面源污染的治理现状及情势来看，面源污染攻坚战仅仅是阶段性的胜利，我们需要做好打一场持久战的准备，为此在面源污染基础核算工作的完善、分类分区治理方案制订及科技创新预判的基础上，将污染的消除作为终极目标，制定切实可行的近期、中期、远期面源污染治理目标。

（四）资金投入与使用

目前通过政策引导、以奖代补、政府和社会资本合作等方式，积极吸引各类资金参与，充分发挥市场机制，已经形成多元化的投入格局。在资金使用上，针对面源污染的外部性特点，在分析研究美国生态补偿机制与政策措施经验的基础上，制定适合我国国情的面源污染补偿政策。美国在面源污染治理中采取“最佳管理措施”（BMP），分别从财政、政策、技术和项目四个方面进行面源污染的补偿。具体做法有美国联邦政府、各州及地方政府从不同渠道为面源污染控制提供资金保障，鼓励和引导农民采取利于环境的生产方式或开发经营绿色产业，从耕作方式、养分管理、农药管理、灌溉水管理以及畜禽养殖管理等方面进行技术补偿，采取工程治理措施及自然保护计划等去除水体污染物以达到减少面源污染目的[34]。目前我国已经采取了很多类似的生态补偿措施，比如“化肥农药零增长行动”、“畜禽粪便及秸秆资源化方针”、“农村生活环境综合整治”及重点流域及湖（库）的专向整治等。此外，应进一步优化农民行为，在前期摸底、监测技术、精准施肥、测土配方等工作成熟的基础上，进一步规范农民的生态环境意识，对采取清洁生产技术与具有良好粪便及垃圾处理记录的农民给予鼓励与技术支持，对面源污染产生的各种行为进行教育处罚。

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（责任编辑：悠 然）