三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀分析及防治對(duì)策研究

劉加海

（黑龍江省水利廳 哈爾濱 150001）

三江平原位于黑龍江省東部，為黑龍江、松花江、烏蘇里江沖積平原，面積10.9萬km2，耕地面積366.77萬hm2［1］，是國家重要的商品糧基地。三江平原地勢(shì)低平，大部分地區(qū)土壤質(zhì)地粘重，排水能力差，易形成澇災(zāi)而減產(chǎn)。因此，為了改良低濕地，從20世紀(jì)80年代起，三江平原開始 “以稻治澇”，并取得了顯著的效益。1981年三江平原水稻種植面積為7萬hm2，90年代以后發(fā)展迅速，到2005年達(dá)到150.9萬hm2［2］。隨著水田面積的迅速增加，農(nóng)業(yè)水資源的需求量也迅速增加。為此，黑龍江省有關(guān)部門針對(duì)三江平原進(jìn)行了大量的調(diào)研和規(guī)劃，認(rèn)為三江平原內(nèi)陸水資源雖然并不豐富，但該區(qū) “兩江一湖”（黑龍江、烏蘇里江和興凱湖）的過境水資源十分豐富，未來三江平原將大力發(fā)展地表水灌溉，減少和替換現(xiàn)有井灌水稻面積，以實(shí)現(xiàn)區(qū)域水環(huán)境的良性循環(huán)。中國工程院院士、全國政協(xié)原副主席、中國工程院 “東北水資源”項(xiàng)目組組長(zhǎng)錢正英認(rèn)為在三江平原建設(shè)以水稻為主的國家商品糧基地，將為國家糧食安全做出巨大貢獻(xiàn)，他還提出：“東北水資源今后的最大威脅是水質(zhì)污染，防止污染將是今后水資源工作艱巨而嚴(yán)重的任務(wù)?！?/p>

錢正英院士的話反映出了當(dāng)前人們所關(guān)注的焦點(diǎn)問題——農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染主要是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，農(nóng)田中的氮素、磷素、農(nóng)藥以及其他有機(jī)或無機(jī)污染物質(zhì)，在降水或灌溉過程中，通過農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏，使大量污染物質(zhì)進(jìn)入受納水體（如河流、湖泊、水庫、海灣等），造成污染［3］。其主要的污染物質(zhì)是氮、磷營養(yǎng)元素。在丹麥270條河流中94%的氮負(fù)荷、52%的磷負(fù)荷是來自于非點(diǎn)源污染；荷蘭來自于農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的總氮、總磷分別占水環(huán)境污染總量的60%和40%～50%［4］。我國地表水的非點(diǎn)源污染也占很大比重，湖泊的氮磷50%以上來自于農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染，如太湖，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮量占入湖總氮量的77%，磷占33.4%。

從國家糧食安全的角度出發(fā)，三江平原必須大力發(fā)展糧食生產(chǎn)。但是，如果片面追求糧食作物的種植面積和產(chǎn)量，不注意保護(hù)環(huán)境，將會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染和環(huán)境危機(jī)。因此，錢正英院士指出：“在規(guī)劃三江平原以水稻為主的國家商品糧基地過程中，應(yīng)建設(shè)人工與自然復(fù)合的濕地生態(tài)系統(tǒng)，達(dá)到人與自然和諧發(fā)展?！?/p>

1 三江平原非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀

隨著我國農(nóng)業(yè)的大規(guī)模開發(fā)，農(nóng)藥和化肥的施用量迅速增加。長(zhǎng)期以來，由于施肥時(shí)間、施肥方法、施肥量的不合理，我國的肥料利用率普遍較低，氮肥為30%～40%、磷肥為10%～20%、鉀肥為35%～50%，而發(fā)達(dá)國家化肥利用率為50%～60%左右。同時(shí)，我國農(nóng)藥利用率不足30%，比發(fā)達(dá)國家低20%。因此，農(nóng)民提高糧食產(chǎn)量的主要辦法就是過量使用化肥和農(nóng)藥，2008年，我國化肥的使用量達(dá)5239萬t，平均施肥量為430.43kg／hm2［5］，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過發(fā)達(dá)國家225kg／hm2的安全上限；2000年，我國農(nóng)藥使用量為128萬t（成藥），平均約14kg／hm2，比發(fā)達(dá)國家高出1倍。這樣做的后果只能是導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞、肥力下降以及嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染。

自20世紀(jì)50年代三江平原進(jìn)行大規(guī)模農(nóng)業(yè)開發(fā)以來，過量使用化肥農(nóng)藥已經(jīng)導(dǎo)致三江平原的水資源受到了不同程度的污染。根據(jù)多年的國家水文年鑒資料，三江平原主要河流的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)中，COD、BOD5 等大幅度超標(biāo)，最高可達(dá)27倍以上［6］。2003年三江平原Ⅳ、Ⅴ類地下水水質(zhì)面積達(dá)到15%。下面對(duì)三江平原撓力河流域的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染狀況進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

撓力河位于黑龍江省三江平原腹地，是烏蘇里江左岸的重要河流，發(fā)源于完達(dá)山脈北坡，全長(zhǎng)約596km，是三江平原最大的內(nèi)河。自河源至河口，沿途有寶石河、大索倫河、蛤蟆通河、七星河、外七星河、寶清河、七里沁河、小佳河等支流匯入［7，8］。整個(gè)水系流經(jīng)寶清、富錦、饒河三縣（市）和五九七、八五二、八五三、大興、紅旗嶺、紅衛(wèi)、勝利、八五九、饒河等17個(gè)農(nóng)場(chǎng)，流域面積為2.4863萬km2。寶清站以上多為山區(qū)，面積為1.0363萬km2，寶清站以下大部分為平原，面積為1.45萬km2。撓力河流域內(nèi)水資源缺乏，大部分地區(qū)遠(yuǎn)離外江，調(diào)水困難。三江平原全區(qū)的問題在撓力河流域都有所體現(xiàn)［9］。

2009年統(tǒng)計(jì)資料顯示，農(nóng)墾建三江分局所轄撓力河流域的5個(gè)農(nóng)場(chǎng)（八五九、勝利、七星、大興、紅衛(wèi)）合計(jì)農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的使用量分別為46288t和1581t，見表1。使用的農(nóng)用化肥主要有尿素、磷酸氫二銨、三料磷肥、鉀肥、少量稀土微肥和過磷酸鈣等。從化肥利用率來看，氮肥、磷肥和鉀肥的利用率分別為40%～50%、10%～20%和30%～40%。通過對(duì)從內(nèi)、外七星河以及撓力河支流幾座水庫采集的水樣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)七星河的氨態(tài)氮含量為0.02～0.06mg／L（國標(biāo)為0.02mg／L），超標(biāo)1～2倍，而幾座水庫中的超標(biāo)污染物主要是SS、CODcr和Hg，比較嚴(yán)重的清河、新鮮河水庫的Hg含量超標(biāo)3～4倍［7］。以上數(shù)據(jù)說明大量施用化肥和農(nóng)藥確實(shí)給地表水水質(zhì)帶來不利影響。

表1 撓力河流域部分農(nóng)場(chǎng)2009年化肥及農(nóng)藥用量

另外，隨著畜牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和集約化程度的不斷提高，以及20世紀(jì)80年代以來農(nóng)膜覆蓋技術(shù)的普遍推廣，畜禽糞便污染以及農(nóng)用殘膜“白色污染”已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的重要組成。畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在：一是畜禽糞便或高濃度有機(jī)廢水進(jìn)入江河湖泊中，造成水質(zhì)惡化，并可能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化；二是惡臭氣體污染空氣；三是采用高濃度畜禽養(yǎng)殖污水灌溉農(nóng)田，影響土壤質(zhì)量［4］。隨著農(nóng)膜覆蓋技術(shù)的推廣，大量農(nóng)膜殘留于土壤中，不僅給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來不良影響，而且會(huì)破壞土壤環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1998年，我國農(nóng)膜用量達(dá)到120萬t，而農(nóng)膜回收率卻不足30%［4］。

2009年，建三江分局所轄5 個(gè)農(nóng)場(chǎng)肉牛存欄2.3萬頭，飼養(yǎng)羊17.2萬只，生豬飼養(yǎng)量5.2萬頭，家禽飼養(yǎng)量116萬只。另外，近幾年覆膜技術(shù)在三江平原迅速得到推廣，而且由單一的大豆覆膜發(fā)展到大豆、玉米、南瓜、角瓜覆膜種植，2009年，上述5個(gè)農(nóng)場(chǎng)的農(nóng)膜使用量為2187t，覆膜面積達(dá)到829hm2。考慮上述情況，在三江平原畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)膜覆蓋技術(shù)迅速發(fā)展的過程中，如果處理不當(dāng)或管理不到位，也存在著引發(fā)農(nóng)業(yè)面源污染的隱患。

2 三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染防治對(duì)策

2.1 大力開展水土保持措施

從根本上說，非點(diǎn)源污染的直接和本質(zhì)成因是流域的降雨徑流過程。降雨徑流的沖刷和淋洗是產(chǎn)生非點(diǎn)源污染的原動(dòng)力，降雨徑流又是非點(diǎn)源污染物的載體，沒有降雨或降雨強(qiáng)度很小，形成不了地表徑流，非點(diǎn)源污染也就無從談起，大多數(shù)的非點(diǎn)源污染都與水土流失過程密切相關(guān)。非點(diǎn)源污染的控制管理包括兩方面：一是對(duì)污染源的控制；二是對(duì)污染物擴(kuò)散途徑的控制。水土流失防治措施正是通過控制水土流失的侵蝕和搬運(yùn)過程，來控制非點(diǎn)源污染物的擴(kuò)散途徑，截?cái)喾屈c(diǎn)源污染的污染鏈和減少污染量，主要表現(xiàn)在攔蓄徑流泥沙，減少進(jìn)入水體的泥沙和泥沙所吸附的營養(yǎng)物質(zhì)以及有毒元素等污染源，達(dá)到凈化徑流水質(zhì)，保護(hù)水體質(zhì)量的目的［10］。常用的水土保持措施包括生物措施、耕作措施、工程措施和流域綜合治理措施，各種措施控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的機(jī)理見表2。

表2 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染水土保持防治措施及機(jī)理

2.2 提高農(nóng)民環(huán)保意識(shí)，加快生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)

農(nóng)民是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的具體執(zhí)行者，因此，農(nóng)民是防治農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染最為重要的力量。但是由于經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等多方面的原因，導(dǎo)致我國農(nóng)民環(huán)保意識(shí)整體不高。各有關(guān)部門應(yīng)積極行動(dòng)起來，加強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)環(huán)保宣傳教育的力度，使廣大農(nóng)民了解國家有關(guān)的環(huán)保政策和法規(guī)，切實(shí)增強(qiáng)農(nóng)民的環(huán)境意識(shí)和法制觀念，積極引導(dǎo)農(nóng)民發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。進(jìn)行生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作［3，4］：

（1）大力推廣使用復(fù)合肥、有機(jī)肥，推廣測(cè)土施肥、精準(zhǔn)施肥技術(shù)，降低化肥用量；

（2）推廣使用無毒、低殘留農(nóng)藥，對(duì)農(nóng)民進(jìn)行施藥技術(shù)培訓(xùn)，改進(jìn)施藥機(jī)械，同時(shí)加快抗蟲抗病作物品種的培育，降低農(nóng)藥用量；

（3）推廣堆肥技術(shù)、資源化技術(shù)和減量化技術(shù)，重點(diǎn)發(fā)展應(yīng)用以沼氣為紐帶的畜禽糞便綜合利用技術(shù)，降低畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染。

2.3 加強(qiáng)濕地保護(hù)

根據(jù)《濕地公約》定義：“濕地是指不問其為天然或人工、常久或暫時(shí)之沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶、靜止或流動(dòng)、或?yàn)榈胂趟蛳趟w者，包括低潮時(shí)水深不超過6m 的水域”［11］。濕地不僅是許多野生動(dòng)植物生長(zhǎng)繁殖的場(chǎng)所，它還具有涵養(yǎng)水分、調(diào)節(jié)氣候的功能，更重要的是濕地具有凈化污水的功能，作為農(nóng)田與水體之間的一個(gè)過渡帶，濕地能夠通過土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用，降低進(jìn)入地表水中的氮、磷化合物的含量［12］，有效控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染。因此，濕地被譽(yù)為“地球之腎”［13］。

我國是世界上濕地資源最豐富的國家之一，濕地面積居世界第四，亞洲第一［11］。濕地分為天然濕地和人工濕地，天然沼澤濕地在三江平原分布較為集中。隨著人口急劇增加，為了解決糧食安全問題，對(duì)濕地資源掠奪式的開發(fā)利用導(dǎo)致濕地面積迅速減小，生態(tài)功能和效益下降。歷史上三江平原共經(jīng)歷了4次開荒高潮，結(jié)果是濕地所占面積比例由1949年的49.04%降低至1994年的13.61%［14］。

撓力河流域面積約占三江平原總面積的1／4，濕地面積占到三江平原濕地面積的1／4以上。流域內(nèi)有七星河濕地、外七星河濕地及撓力河濕地3個(gè)重要濕地，其中，七星河濕地是國家級(jí)濕地自然保護(hù)區(qū)。20世紀(jì)50年代以來人類的開墾活動(dòng)導(dǎo)致?lián)狭恿饔虻臐竦卮竺娣e萎縮。1954年，流域內(nèi)濕地面積比例為45.85%，而2000年，流域內(nèi)濕地面積比例銳減至11.07%［14］。

針對(duì)上述情況，為了充份發(fā)揮濕地的生態(tài)功能，對(duì)三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染進(jìn)行有效防治，各有關(guān)部門應(yīng)積極行動(dòng)起來，加強(qiáng)對(duì)濕地資源的保護(hù)。為此，應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作［11，13］：

（1）積極改造中低產(chǎn)田，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，走以技術(shù)為主要內(nèi)涵的農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，在現(xiàn)有耕地上集約經(jīng)營，提高糧食產(chǎn)量，全面停止?jié)竦亻_荒，并有計(jì)劃地在三江平原的一些低地進(jìn)行退耕還濕；

（2）對(duì)三江平原濕地基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)研，在摸清濕地資源現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)濕地生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和受威脅程度的不同，提出不同類型濕地生態(tài)系統(tǒng)合理利用的有效途徑，制定濕地資源保護(hù)與開發(fā)利用的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃；

（3）對(duì)三江平原已經(jīng)建立的濕地自然保護(hù)區(qū)加強(qiáng)管理和保護(hù)，同時(shí)，繼續(xù)增加濕地自然保護(hù)區(qū)的數(shù)量，并加大經(jīng)費(fèi)投入，與科研院所結(jié)合，建立濕地生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)，為濕地資源的科學(xué)管理和合理利用提供科學(xué)依據(jù)；

（4）加強(qiáng)立法，完善保護(hù)濕地資源及發(fā)揮濕地效益的法律體系，充分發(fā)揮現(xiàn)有法律法規(guī)在濕地資源保護(hù)中的作用。例如，黑龍江省于1998年12月制定了保護(hù)濕地資源的地方性法規(guī)——《關(guān)于加強(qiáng)濕地保護(hù)的規(guī)定》。

2.4 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)

長(zhǎng)期以來，對(duì)三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染缺少系統(tǒng)的調(diào)查，三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染底數(shù)不清，這也為控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染帶來了困難。因此，有關(guān)部門應(yīng)組織力量，對(duì)三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀進(jìn)行全面調(diào)查。在摸清污染底數(shù)的基礎(chǔ)上，采用元素示蹤技術(shù)、AGNPS、SWAT 等模型以及以GIS為核心的“3S”技術(shù)［4］對(duì)三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，從而為三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染提供科學(xué)依據(jù)。

2.5 加強(qiáng)立法，以法治污

我國現(xiàn)行的環(huán)境保護(hù)和污染防治的法律主要有《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國水污染防治法》和《中華人民共和國農(nóng)業(yè)法》，這些法律的實(shí)施，有效地促進(jìn)了環(huán)境保護(hù)工作，減少了環(huán)境的破壞和污染。但是我國現(xiàn)行的《水污染防治法》中的條款主要是針對(duì)點(diǎn)源污染，直接對(duì)于農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染做出規(guī)定的條文并不多。我國現(xiàn)行的《農(nóng)業(yè)法》中也僅是有部分涉及非點(diǎn)源污染的思想。而我國現(xiàn)行的《環(huán)境保護(hù)法》頒布實(shí)施于1989年，實(shí)施了17年一直未修訂過，因此，有關(guān)專家認(rèn)為，《環(huán)境保護(hù)法》已難以適應(yīng)時(shí)代和環(huán)保工作的需求。因此，盡快建立我國綜合性的農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)法規(guī)，加快農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染控制的立法是當(dāng)務(wù)之急。

歐美等發(fā)達(dá)國家非常重視農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的防治。歐盟自1989年出臺(tái)第一個(gè)治理農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的法案以來，不斷完善農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染控制的法律體系。美國在農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染控制方面也有系統(tǒng)的法律框架，包括清潔水法案、非點(diǎn)源污染實(shí)施計(jì)劃、最大日負(fù)荷計(jì)劃、動(dòng)物集中飼養(yǎng)計(jì)劃規(guī)定、農(nóng)村清潔水實(shí)施計(jì)劃、國家河口實(shí)施計(jì)劃、殺蟲劑實(shí)施計(jì)劃以及海岸非點(diǎn)源污染控制實(shí)施計(jì)劃等。此外，還積極鼓勵(lì)農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染進(jìn)行主動(dòng)控制。

我國應(yīng)充分借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，制定、完善控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的相關(guān)法律法規(guī)，使農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的防治有法可依，有章可循。同時(shí)，應(yīng)結(jié)合三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的特點(diǎn)，制定可操作性較強(qiáng)的地方性法規(guī)。

3 結(jié)論

（1）隨著世界環(huán)境的不斷惡化，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染已經(jīng)成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。目前來看，三江平原的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染并不是很嚴(yán)重，但已經(jīng)初見端倪。

（2）在進(jìn)行三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染控制時(shí)，考慮到農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染發(fā)生的隨機(jī)性，可以根據(jù)三江平原不同區(qū)域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的具體特征，因地制宜地綜合采用上述防治措施。

（3）從國家糧食安全的角度出發(fā)，如何全面掌握三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的底數(shù)、如何對(duì)三江平原農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)以及如何借鑒發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn)制定符合我國國情的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染防治法規(guī)等問題有待于進(jìn)一步進(jìn)行研究。

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