農(nóng)業(yè)面源污染最佳管理措施評價研究

摘要：通過對農(nóng)業(yè)面源污染最佳管理措施中的工程性方法和非工程性方法分析，提出用大學(xué)生文化、科技、衛(wèi)生“三下鄉(xiāng)”活動作為非工程性措施進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染防治的一種重要方法，并以“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型為基礎(chǔ)，考慮環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)水平等多種因素，構(gòu)建了基于大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”活動的農(nóng)業(yè)面源污染最佳管理措施指標(biāo)體系，采用層次分析法對各指標(biāo)進(jìn)行了賦值。該評價體系可以較好地反映農(nóng)業(yè)面源污染最佳管理措施（BMPs）中的非工程性管理措施的效果，為進(jìn)一步開展農(nóng)業(yè)面源污染防治提供一定的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)面源污染；“三下鄉(xiāng)”；最佳管理措施；“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型；評價

中圖分類號：X-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）17-4073-04

Evaluation of Best Management Practices on Agricultural Non-point Source Pollution

MOU Xin-li1a，2，REN Jiang-lin1b，LIU Rui-min2

（1a. Key Laboratory of Water Environment Evolution and Pollution Control in Three Gorges Reservoir； b. Research Centre for Sustainable Development of Three Gorges Reservoir Region， Chongqing Three Gorges University， Chongqing 404100， China；2. State Key Laboratory of Water Environment Simulation， School of Environment， Beijing Normal University， Beijing 100875， China）

Abstract： The best management practices（BMPs） of agricultural non-point source pollution with engineering methods and non-engineering methods were discussed. College students’ “culture， science and technology， health” to the country was a new non-engineering method for agricultural non-point source pollution management. environmental， social and economic factors was considered using the Pressure-State-Response（PSR） model. In order to evaluate the best management practices of agricultural non-point source pollution based on college students’ “culture， science and technology， health” to the country， each index was assigned by analytic hierarchy process. This evaluation system could reflect the effect of non-engineering management measures on the agricultural non-point source pollution. Then a theoretical foundation was provided for further development of agricultural non-point source pollution control.

Key words： agricultural non-point source pollution； “culture， science and technology， health” to the country； BMPs； PSR model； evaluation

收稿時間：2012-10-29

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41001352）；重慶市高教改革項(xiàng)目（113122）；重慶高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計劃項(xiàng)目（渝教科2010-16）；

重慶三峽學(xué)院項(xiàng)目（11QN-22）

作者簡介：牟新利（1979-），男（土家族），湖北利川人，副教授，研究方向?yàn)榱饔蛩h(huán)境過程，（電話）15201136844（電子信箱）cqsxxymxl@163.com。

農(nóng)業(yè)面源污染是一種非點(diǎn)源污染，是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，由化肥、農(nóng)藥，畜禽養(yǎng)殖的糞便以及耕地水土流失等造成的水體污染，其主要污染物為含有氮磷的有機(jī)化合物[1]。以美國為例，40%的水體由于農(nóng)業(yè)面源污染造成水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，并且農(nóng)業(yè)面源污染還會進(jìn)一步造成濕地退化和地下水的污染[2]。

在我國，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)面源污染使長江流域等湖泊水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重[3]，即便是在干旱半干旱地區(qū)，農(nóng)業(yè)面源污染情況也在加劇[4]。不同于點(diǎn)源污染采用的污水排放總量控制原則，農(nóng)業(yè)面源污染更多的是采用綜合治理的原則。其中以美國國家環(huán)保局、美國農(nóng)業(yè)部提出的最佳管理措施（Best Management Practices，BMPs）在農(nóng)業(yè)面源污染治理上最為成功[5]。BMPs是指采用工程性的方法或者非工程管理的措施減少水體的污染，其核心是防止或者削減農(nóng)業(yè)面源污染的負(fù)荷，維持并促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中養(yǎng)分的利益最大化以及損失最小化，從而保護(hù)土壤資源并改善水體的水質(zhì)[6]。

鑒于BMPs在西方發(fā)達(dá)國家取得的成績以及我國越來越嚴(yán)峻的農(nóng)業(yè)面源污染態(tài)勢，在我國也開始采用BMPs治理農(nóng)業(yè)面源污染。但是主要采用工程性的方法，例如采用串聯(lián)式BMPs系統(tǒng)[7]，或者是濱岸緩沖帶控制技術(shù)[8]。這些工程性的BMPs為我國農(nóng)業(yè)面源污染提出了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，而在管理措施方面國內(nèi)則幾乎沒有相關(guān)報道。

西方發(fā)達(dá)國家采用的BMPs非工程性管理主要是養(yǎng)分管理、耕作管理和景觀管理保證物質(zhì)循環(huán)的效率，在保證農(nóng)作物生長需要的同時，減少污染物質(zhì)的輸出[9]。發(fā)達(dá)國家的這些BMPs非工程的管理措施是建立在其農(nóng)業(yè)人口較少，同時農(nóng)民素質(zhì)較高的基礎(chǔ)之上[10]， 但這些活動與我國的國情不符。

鑒于我國與發(fā)達(dá)國家差異，我國主要通過大學(xué)生參與的形式積極開展農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)宣傳， 其主要形式是始自1997年的大學(xué)生文化、科技、衛(wèi)生“三下鄉(xiāng)”社會實(shí)踐活動[11]。2004年中共中央國務(wù)院頒布的16號文件進(jìn)一步提出“社會實(shí)踐是大學(xué)生思想政治教育的重要環(huán)節(jié)，對于促進(jìn)大學(xué)生了解社會、了解國情、增長才干、奉獻(xiàn)社會、鍛煉毅力、培養(yǎng)品格，增強(qiáng)社會責(zé)任感具有不可替代的作用?！蓖瑫r從2004年開始中央一號文件已經(jīng)連續(xù)9年聚焦“三農(nóng)”問題，新農(nóng)村的建設(shè)不僅僅需要資金的投入，更多的是需要新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、農(nóng)民現(xiàn)代化的理念，這其中也包含著對農(nóng)業(yè)面源污染防治的需要，而這些恰恰是“三下鄉(xiāng)”的任務(wù)，大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”活動為開展農(nóng)業(yè)面源污染BMPs方面提供了良好的契機(jī)，并在青海省等地取得一定的成績[12]。但是如何量化評價這些宣傳活動，尤其是對農(nóng)業(yè)面源污染BMPs中所起的作用還是空白。

1 材料與方法

1.1 “壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型

“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型（Pressure-State-Response，PSR）是1992年由經(jīng)濟(jì)合作和開發(fā)組織（OECD）和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）共同提出，充分考慮人類與環(huán)境之間的相互作用和影響，系統(tǒng)地對環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行分類，其壓力指標(biāo)是人類各種活動對環(huán)境造成的負(fù)荷；狀態(tài)指標(biāo)是指環(huán)境質(zhì)量、自然資源與生態(tài)系統(tǒng)目前的狀況；響應(yīng)指標(biāo)反映的是人類在現(xiàn)有的環(huán)境問題下采取了的適應(yīng)性措施與對策[13]。根據(jù)PSR模型的理論，除了直接應(yīng)用于生態(tài)安全評價之外[14]，其概念進(jìn)一步外延，在金融效率分析以及城市軌道交通客流預(yù)測方面也顯示了良好的應(yīng)用前景[15，16]。本文采用PSR模型對大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”活動為主要形式的農(nóng)業(yè)面源污染BMPs進(jìn)行評價研究。

1.2 大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”最佳管理措施評價指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)PSR模型原理，結(jié)合大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”社會實(shí)踐活動中對農(nóng)業(yè)面源污染BMPs中的環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)水平等多種因素，應(yīng)用層次分析法，構(gòu)造多層次的評價指標(biāo)體系（表1）。目標(biāo)層A，以大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”社會實(shí)踐活動中對農(nóng)業(yè)面源污染BMPs效果作為綜合指標(biāo)。準(zhǔn)則層B，以PSR模型中的壓力、狀態(tài)和響應(yīng)三個方面作為綜合指標(biāo)。指標(biāo)層C，壓力指標(biāo)中主要考慮農(nóng)業(yè)面源污染物的排放壓力以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的壓力；狀態(tài)指標(biāo)主要考慮自然資源的狀況、農(nóng)業(yè)面源污染狀況以及大學(xué)生素質(zhì)狀況；響應(yīng)指標(biāo)主要考慮技術(shù)援助狀況、宣傳效果狀況。具體指標(biāo)層指標(biāo)解釋如下：

C11：單位面積化肥排放量（kg/km2），是指每平方千米排放的化肥質(zhì)量。由于化肥的品種繁多，成分不是單一的，可以將使用的不同化肥折合成氮肥、磷肥進(jìn)行分析。

C12：單位面積農(nóng)藥排放量（kg/km2），是指每平方千米排放的農(nóng)藥質(zhì)量。農(nóng)藥種類繁多，每種農(nóng)藥本身的污染能力是不同的，也只能選擇使用量最大、使用范圍最廣的農(nóng)藥作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行折算。

C13：畜禽養(yǎng)殖糞便排放量（m3/km2），是指每平方千米排放的畜禽糞便體積。畜禽養(yǎng)殖的種類繁多，可以根據(jù)《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001）將各種畜禽折算成豬進(jìn)行計算。

C14：生活垃圾排放量（kg/km2），是指每平方千米排放的生活垃圾質(zhì)量。生活垃圾可以按照可回收垃圾、廚房垃圾、有害垃圾和其他垃圾簡單分類后進(jìn)行折算。

C15：水土流失比率（%），是指水土流失面積與國土面積的比值。此處的國土面積只考慮有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域。

C16：農(nóng)業(yè)人口密度（人/km2）， 是指每平方千米內(nèi)農(nóng)業(yè)人口的數(shù)量。農(nóng)業(yè)人口統(tǒng)計時候主要考慮常住人口，常年在外務(wù)工人員可以剔除。

C11到C14 4項(xiàng)指標(biāo)均是排放量越大、則系統(tǒng)的壓力越大的類型。類似的，C15和C16也是數(shù)值越大，系統(tǒng)的壓力也越大。

C21：25°以上耕地比率（%），是指坡度大于25°土地中耕地所占的比值。坡度大于25°土地是不適宜種植作物的，此比例越大說明越容易發(fā)生水土流失，從而增加農(nóng)業(yè)面源污染的可能性。

C22：暴雨頻次（mm/次），我國規(guī)定24 h降水量達(dá)到50 mm為暴雨，因此暴雨強(qiáng)度的定義為暴雨降水總量/暴雨日數(shù)。此數(shù)值大小可反映農(nóng)業(yè)面源污染在降水時的威脅大小。

C23：植被覆蓋率（%），是指林地和草地占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域面積的比例。數(shù)值越高說明生態(tài)環(huán)境狀況越好，有利于農(nóng)業(yè)面源污染的防治。

C24：地表水質(zhì)分類（國標(biāo)分類），采用《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的規(guī)定，通過水質(zhì)項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)值、水質(zhì)評價對水質(zhì)按照Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類的方法對水體進(jìn)行分類。級別越低則水質(zhì)越好，可以為農(nóng)業(yè)面源污染防治提供參考。

C25：農(nóng)民人均收入（元/年），根據(jù)環(huán)境庫茲涅茨曲線，收入達(dá)到一定程度的時候農(nóng)民會從單純的關(guān)注經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向關(guān)注所在地生態(tài)環(huán)境[17]，農(nóng)民收入水平較高，其環(huán)保意識也較高，相對而言有利于農(nóng)業(yè)面源污染防治。

C26：農(nóng)民文化程度（學(xué)歷分類），學(xué)歷越高則越容易接受環(huán)保宣傳以及學(xué)會最新的耕作方法，從而有利于環(huán)境保護(hù)。

C27：大學(xué)生環(huán)保素質(zhì)（高中低分類），大學(xué)生進(jìn)行“三下鄉(xiāng)”活動，其本身的農(nóng)業(yè)面源污染知識以及宣傳能力越高則越能將農(nóng)業(yè)面源污染防治知識傳遞給農(nóng)民。

C31：“三下鄉(xiāng)”頻次（次/年），這反映大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”農(nóng)業(yè)面源污染BMPs的時間響應(yīng)尺度。數(shù)值越大則代表一年里宣傳的次數(shù)越多。

C32：“三下鄉(xiāng)”覆蓋率（次/km2），這反映大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”農(nóng)業(yè)面源污染BMPs的空間響應(yīng)尺度。數(shù)值越大則說明宣傳影響的區(qū)域越廣。

C33：小型設(shè)備經(jīng)費(fèi)（元），這項(xiàng)指標(biāo)代表了大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”農(nóng)業(yè)面源污染BMPs給農(nóng)民帶來的實(shí)物經(jīng)濟(jì)價值，可以反映經(jīng)濟(jì)支持力度。

C34：耕作技術(shù)扶持次數(shù)（次），這反映了大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”農(nóng)業(yè)面源污染BMPs中對農(nóng)民技術(shù)幫扶的情況。次數(shù)越多則說明響應(yīng)越大。

C35：政策法律援助次數(shù)（次），這項(xiàng)指標(biāo)說明了大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”農(nóng)業(yè)面源污染BMPs中對農(nóng)民進(jìn)行的諸如生態(tài)補(bǔ)償政策幫助、法律援助的次數(shù)。次數(shù)越多也說明對農(nóng)業(yè)面源污染BMPs的響應(yīng)越大。

2 結(jié)果與分析

大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”最佳管理措施評價指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建完成后，經(jīng)專家經(jīng)驗(yàn)打分完成構(gòu)造判斷矩陣，再通過層次單排序和一致性檢驗(yàn)、層次總排序和一致性檢驗(yàn)[18]，得到評價指標(biāo)體系，具體見表1。從表1分析可知，在系統(tǒng)壓力方面，畜禽養(yǎng)殖糞便排放量的壓力是最大的，這與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下農(nóng)村重視養(yǎng)殖業(yè)有著一定的關(guān)系；同時現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中為了增加產(chǎn)量，化肥和農(nóng)藥的廣泛使用也使得單位面積化肥農(nóng)藥排放量和畜禽養(yǎng)殖糞便排放量壓力較大。農(nóng)村生活垃圾主要還是以廚余垃圾為主，但隨著農(nóng)村生活質(zhì)量的提高，生活垃圾排放量造成的壓力也不容忽視。隨著退耕還林等措施的實(shí)施，植被得到了很好的恢復(fù)，因此水土流失比率方面的壓力較過去大為減少，城市化進(jìn)程也使得一部分農(nóng)民通過多種渠道進(jìn)入城鎮(zhèn)，因此農(nóng)業(yè)人口密度的壓力是最小的。

在系統(tǒng)狀態(tài)方面，最重要的狀態(tài)是地表水水質(zhì)分類的級別，該項(xiàng)指標(biāo)整體反映了水體的狀況。暴雨頻次指標(biāo)體現(xiàn)的是形成地表徑流的輸入情況，25°以上耕地比率和植被覆蓋率則是反映降水后是否被植物攔截的能力，因此這3個指標(biāo)是較為重要的自然驅(qū)動因子。農(nóng)民人均收入和文化程度反映的是人為因子的內(nèi)在因素，這是農(nóng)民環(huán)保素質(zhì)的體現(xiàn)?！叭锣l(xiāng)”活動中大學(xué)生的環(huán)保素質(zhì)則是人為因子方面的外在因素，因此無論是農(nóng)民還是大學(xué)生的主觀態(tài)度對農(nóng)業(yè)面源污染防治都是較為重要的一種指標(biāo)。

在系統(tǒng)響應(yīng)方面，“三下鄉(xiāng)”頻次和覆蓋率較高，顯示了“三下鄉(xiāng)”活動對農(nóng)業(yè)面源污染防治的時空響應(yīng)程度。而耕作技術(shù)扶持次數(shù)、政策法律援助次數(shù)較高的響應(yīng)程度反映了“三下鄉(xiāng)”活動中的主體大學(xué)生可提供智力方面的支持，而屬于財力方面的小型設(shè)備經(jīng)費(fèi)響應(yīng)則是最小的。

由此可見，本文構(gòu)建的大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”最佳管理措施評價指標(biāo)體系評價是合理有效的，能為這項(xiàng)活動的開展提供理論支持。

3 小結(jié)

通過層次分析法和PSR模型建立了基于大學(xué)生“三下鄉(xiāng)”社會實(shí)踐活動的農(nóng)業(yè)面源污染BMPs評價體系，本評價體系可以較好地綜合反映農(nóng)業(yè)面源污染BMPs中的非工程性管理措施的效果，為進(jìn)一步開展農(nóng)業(yè)面源污染防治提供一定的理論依據(jù)。

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（責(zé)任編輯 龔 艷）