基于SWOT分析的滇池面山秸稈利用現(xiàn)狀及其削減面源污染的綜合效益研究

蔣 翔，李 元，李 博，郭晉培，祖艷群

（云南農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，云南昆明650201）

基于SWOT分析的滇池面山秸稈利用現(xiàn)狀及其削減面源污染的綜合效益研究

蔣 翔，李 元，李 博，郭晉培，祖艷群*

（云南農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，云南昆明650201）

在大板橋街道曹家沖村進行田間小區(qū)實驗，選擇桃／大豆套作模式，進行36 kg／60m2和54 kg／60m2秸稈覆蓋處理，同時對當?shù)卮迕襁M行秸稈利用問卷調(diào)查。結(jié)果表明：（1）36 kg／60m2和54 kg／60m2秸稈覆蓋處理分別削減氨氮、硝態(tài)氮、總氮、總磷42%～65%和54%～74%；（2）36 kg／60m2和54 kg／60m2秸稈覆蓋處理分別提高土壤中堿解氮、速效磷和陽離子交換量3%～46%和23%～125%；（3）36 kg／60m2秸稈覆蓋處理使桃和大豆分別增產(chǎn)65.10%和65.95%；54 kg／60m2秸稈覆蓋處理使桃和大豆分別增產(chǎn)162.48%和76.70%；（4）流域內(nèi)村民種植玉米和蔬菜占到了40%～60%，而對秸稈資源化利用的了解卻不到20%?？傊斩捀采w既能提高土壤肥力，減少氮、磷流失，又能提高農(nóng)作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一。

SWOT分析；面山；秸稈；面源污染；綜合效益

Keywords：SWOT analysis；Dianchi lake watershed mountain；straw；non-point sources pollution；comprehensive benefits

秸稈覆蓋作為一種保溫保墑的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，在中國五千年農(nóng)業(yè)文明之中占據(jù)著重要的位置。農(nóng)作物秸稈即是農(nóng)作物收獲果實或籽粒后剩余部分的總和，而秸稈覆蓋就是將農(nóng)作物秸稈均勻地覆蓋在土壤表層的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示：我國每年約有6.2億t秸稈產(chǎn)生，其中稻秸1.8億t，麥秸11億t，棉秸1 300萬t，大豆秸1500萬t［1］。在嚴峻的人口壓力與糧食生產(chǎn)形勢下，秸稈年產(chǎn)生量更是與日俱增，大量秸稈隨意焚燒、隨意丟棄，既造成了秸稈資源的嚴重浪費，更影響了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，危害人類健康。

面源污染（Non-point Source Pollution）也稱為非點源污染或分散源污染，是指各類污染物質(zhì)從非特定的地點，在降水的沖刷作用下，通過地表徑流過程而匯入受納水體 （包括河流、湖泊、水庫和海灣等）并引起的水體污染的現(xiàn)象［2］。近年來，我國各大河流、湖泊、水系的水質(zhì)日益惡化，農(nóng)業(yè)面源污染引發(fā)的水體富營養(yǎng)化儼然成為水體質(zhì)量降低的關(guān)鍵因子?！叭焙?“云南九大高原湖泊”中僅撫仙湖、瀘沽湖為Ⅱ類水質(zhì)，洱海為Ⅲ類水質(zhì)，其余均為劣Ⅴ類，達到中度富營養(yǎng)化程度［3］；“三河”水質(zhì)也不容樂觀，淮河、海河、遼河的劣Ⅴ類監(jiān)測斷面分別達到了25.5%、62.7%、42.9%，就連享有中華民族“母親河”美譽的黃河的劣Ⅴ類監(jiān)測斷面也達到了33.3%；重點湖泊（水庫）水質(zhì)優(yōu)良、輕度、中度、重度污染比例分別為60.7%、26.2%、1.6%和11.5%，富營養(yǎng)、中營養(yǎng)、貧營養(yǎng)的湖泊（水庫）也分別占27.8%、57.4%和14.8%［4］。我國河流湖泊污染問題和農(nóng)業(yè)面源污染形勢已進入一個亟待解決的攻堅時期。

本研究旨在全面分析在滇池流域面山墾殖區(qū)農(nóng)田進行秸稈覆蓋的優(yōu)勢、劣勢，以及所面臨的機遇和挑戰(zhàn)，從生態(tài)、經(jīng)濟和社會三個方面系統(tǒng)評價其綜合效益，為滇池流域秸稈資源綜合利用及水體面源污染綜合控制技術(shù)提供一定的參考和借鑒。

一、材料與方法

（一）研究區(qū)域概況

本研究選擇位于云南省滇中新區(qū)大板橋街道曹家沖村的滇池流域面山水土流失區(qū)為試驗地點，該區(qū)域內(nèi)的寶象河是滇池的主要入滇河道之一，寶象河水庫是昆明市第二大生活飲用水水源地。該區(qū)域水質(zhì)的好壞以及水土流失的多少直接關(guān)系著滇池整體水質(zhì)和昆明市供水質(zhì)量。而近年來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，高速公路、高鐵、天然氣管道等大型工程建設(shè)項目此起彼伏，使得大量核心區(qū)水源涵養(yǎng)林遭到毀壞，大大降低了區(qū)域森林的水源涵養(yǎng)能力。加之農(nóng)戶大力發(fā)展葡萄、豌豆等經(jīng)濟作物，大量化肥施入農(nóng)田，更加劇了區(qū)域內(nèi)河流的的面源污染負荷，加劇了滇池流域水體的富營養(yǎng)化程度。

（二）研究方法

在坡地上用石棉瓦隔出9個長12 m、寬5 m的小區(qū)，在每個小區(qū)左下角挖一個70 cm深的坑，放置一個圓柱形聚乙烯塑料桶，同時在小區(qū)左側(cè)用PVC水管布設(shè)管道，以便能夠在降雨時將小區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的地表徑流導入桶中。每個小區(qū)內(nèi)均有6棵桃樹，并在桃樹下按照行距30 cm，穴距20 cm，穴深20cm，保護行1m的規(guī)格種植毛豆，施用以相同量的復合肥。將9個小區(qū)按照隨機區(qū)組設(shè)計分別進行36 kg／60m2秸稈覆蓋、54 kg／60m2秸稈覆蓋、無覆蓋，每個處理組設(shè)置3個重復。于降雨量最大的7月（覆蓋30 d）和8月（覆蓋60 d）分別對降雨產(chǎn)生的農(nóng)田地表徑流水樣進行采樣分析，計算其氮、磷含量及流失量。

（三）數(shù)據(jù)來源及調(diào)查方法

（1）于2014年6月至9月對試驗小區(qū)土壤N、P含量及農(nóng)田地表徑流水樣進行動態(tài)監(jiān)測、測定桃和大豆的產(chǎn)量，并采用市場價值法計算桃和大豆的產(chǎn)值，從而評估其經(jīng)濟效益；

（2）于2014年7月至8月對曹家沖村、大東沖村、阿地村和壩口村的村民進行秸稈利用及生態(tài)環(huán)境保護問卷調(diào)查，共發(fā)放問卷158份，收回157份，收回率99%；

（3）根據(jù)相關(guān)研究取草谷比為2.0［5］計算流域內(nèi)的秸稈產(chǎn)生量。秸稈產(chǎn)生量＝農(nóng)作物生產(chǎn)量×2／3。

（四）數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計方法

采用Excel 2003和SPSS 16.0軟件對土壤和水質(zhì)氮、磷含量進行圖表制作及差異分析，采用Excel 2003對問卷調(diào)查數(shù)據(jù)進行匯總歸類，求得百分比。并通過SWOT模型對所得數(shù)據(jù)進行比較，分析其綜合效益。

SWOT是經(jīng)濟學中常用的一種問題分析方法，包括優(yōu)勢、劣勢、機遇、挑戰(zhàn)四個方面，其中優(yōu)勢和劣勢為系統(tǒng)內(nèi)部屬性，而機遇和挑戰(zhàn)則為系統(tǒng)外部特征，即對某一問題的優(yōu)勢利弊進行系統(tǒng)分析，并根據(jù)S、W、O、T交叉組合的方式提出相應的解決對策。

二、結(jié)果與分析

（一）秸稈覆蓋對氮、磷流失及作物產(chǎn)量、產(chǎn)值的影響

1.秸稈覆蓋對氮、磷流失削減的影響

從表1可知：兩種不同的覆蓋處理條件下，面源污染負荷削減均在40%以上，其中36 kg／60 m2秸稈覆蓋對氮、磷削減分別為41.90%和60.07%，而54 kg／60 m2秸稈覆蓋對氮、磷削減分別為53.55%和65.13%?？梢?，秸稈覆蓋尤其是54 kg／60m2秸稈覆蓋對面源污染的削減效果非常明顯。

表1 不同秸稈覆蓋量對氮、磷流失削減率的影響單位：%

2.秸稈覆蓋對土壤理化性質(zhì)的影響

據(jù)表2可知：對無覆蓋相比，36 kg／60 m2秸稈覆蓋處理分別提高土壤中全磷和陽離子交換量14.29%和35%，而54 kg／60m2秸稈覆蓋處理分別提高土壤中堿解氮和有機質(zhì)含量33.12%和16.41%。毋庸置疑，不同量秸稈覆蓋對于農(nóng)田土壤有效養(yǎng)分的改善具有積極的促進作用。

表2 不同秸稈覆蓋量對土壤性質(zhì)及變化率的影響單位：%

3.秸稈覆蓋對作物產(chǎn)量及產(chǎn)值的影響

由表3可知：與無覆蓋相比，36 kg／60 m2秸稈覆蓋和54 kg／60 m2秸稈覆蓋處理使桃增產(chǎn)65.10%和162.48%，使大豆增產(chǎn)65.95%和76.70%。根據(jù)桃13元／kg，大豆4.6元／kg的當期市場價格核算，36 kg／60 m2秸稈覆蓋和54 kg／60m2秸稈覆蓋分別使桃增加產(chǎn)值3 884.4元／hm2和9 695.4元／hm2，使大豆增加產(chǎn)值2 351.11元／hm2和2 734.42元／hm2。

表3 不同秸稈覆蓋對桃、大豆產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

（二）研究區(qū)秸稈資源及利用現(xiàn)狀

1.研究區(qū)秸稈資源總量

通過對研究區(qū)域四個自然村村民種植情況所進行的調(diào)查分析得知，曹家沖村村民以種植玉米和蔬菜為主，分別占家庭收入的39.13%和47.83%；大東沖村以果樹和蔬菜為主，分別占家庭收入的30.43%和56.52%，壩口村村民主要依靠蔬菜、糧食和畜禽養(yǎng)殖，分別占到家庭收入的91.67%、83.33%、58.33%；阿地村的蔬菜種植也占到了家庭收入的四分之一。

大量的糧食和蔬菜作物收獲時必然會產(chǎn)生不計其數(shù)的秸稈。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，大板橋鎮(zhèn)每年約實現(xiàn)糧食作物總產(chǎn)17 594.4 t，蔬菜作物總產(chǎn)42 430.6 t，按照草谷比取2.0估算，區(qū)域內(nèi)每年約產(chǎn)生各類作物秸稈14 683.3 t。而大量的秸稈卻被隨意丟棄于田間地頭，不僅造成了大量秸稈資源的浪費，更嚴重影響了區(qū)域內(nèi)的農(nóng)村環(huán)境景觀。

2.研究區(qū)村民對秸稈覆蓋和秸稈利用的了解情況

圖1和圖2分別是區(qū)域內(nèi)四個自然村村民對于秸稈覆蓋以及秸稈利用情況的了解程度。壩口村和大東沖村分別有65.85%和46%的村民對秸稈覆蓋了解甚微，這一狀況在阿地村更是占到了80%以上，而非常了解的卻不到總?cè)藬?shù)的20% （圖1）。另一方面，對秸稈利用的認識，壩口村、大東沖村和曹家沖村三村村民中分別有58.54%、50.98%、54.17%認為應該直接燃燒，阿地村高達71.43%。多達23%～50%的村民認為可以丟棄在田間，而將秸稈用于還田的僅有5%（圖2）。由此可見，村民對秸稈覆蓋的認識度不高，大部分人還保留著較原始的觀念，隨地焚燒或丟棄作物秸稈，既污染了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，還導致資源的浪費。

三、討論

（一）秸稈覆蓋削減面源污染的優(yōu)勢 （S）

不同量秸稈覆蓋通過減緩降雨對農(nóng)田土壤的沖刷，緩沖降雨與表層土壤的直接接觸，對地表徑流中不同形態(tài)氮、磷均具有很好地削減效果。秸稈覆蓋防止由于雨水沖刷而帶走大量氮、磷，使土壤中有效養(yǎng)分含量得以保持在較高水平，從而不斷提高土壤質(zhì)量，增加了土壤肥力，促進植物對氮、磷等營養(yǎng)元素的吸收，更加有利于植物的生長。

區(qū)域內(nèi)秸稈資源極為豐富，秸稈資源利用仍有非常廣闊的空間。不同量秸稈覆蓋既能有效地削減農(nóng)田地表徑流中氨氮、硝態(tài)氮、總氮、總磷的流失量，從而防止耕層土壤中氮、磷營養(yǎng)元素的損失，減少流域農(nóng)田向滇池的氮、磷輸出，又能很好地改善土壤狀況與肥力，增加土壤離子交換能力，促進植物對營養(yǎng)元素的吸收。同時，也使農(nóng)作物產(chǎn)量得以大幅提高，增加了農(nóng)民收入，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益的統(tǒng)一。

（二）秸稈覆蓋削減面源污染的劣勢 （W）

1.秸稈覆蓋均勻度控制

由于農(nóng)田受到復雜的土壤、作物、小氣候等因素影響，給秸稈覆蓋量和均勻度帶來了諸多困難。覆蓋少了，土壤保溫保墑保水效果不明顯；而覆蓋多了，則會因秸稈腐熟增加有害氣體釋放，抑制植物根部呼吸［6］，致使作物生長受阻甚至減產(chǎn)。

2.受降雨和氣溫等氣象因素影響較大

在降水充沛的地區(qū)進行秸稈覆蓋，常常會使秸稈浸泡在水中而緊貼在地面，阻斷作物根系與外界的氣體交換，抑制作物根系呼吸作用。另一方面，在一些春季回溫較慢的地區(qū)進行秸稈覆蓋，會使作物相繼出現(xiàn)返青期延遲，葉片發(fā)黃，枯葉較多等癥狀，明顯出現(xiàn)秸稈覆蓋負效應［7］。

3.秸稈覆蓋影響種子萌發(fā)

秸稈覆蓋使剛種下的種子缺乏光照而出現(xiàn)幼弱［6］，加之幼苗無法沖破秸稈和土壤的束縛而造成死苗現(xiàn)象［8］。有相關(guān)研究表明：當秸稈覆蓋量超過8 500 kg／hm2時，出苗率隨著覆蓋量增加而下降，然而秸稈的粗細程度對種子萌發(fā)沒有影響。

（三）秸稈覆蓋削減面源污染的機遇 （O）

云南自古以來就素有 “植物王國”和 “動物王國”的美譽，擁有豐富的生物多樣性資源和良好的生態(tài)環(huán)境，但近年來隨著 “橋頭堡”宏偉戰(zhàn)略的確定，云南開展了規(guī)模浩蕩的各項建設(shè)活動，社會經(jīng)濟日新月異，但其中也凸顯了不少生態(tài)環(huán)境問題。2007年云南省委率先提出“七彩云南保護行動”，力爭樹立 “生態(tài)環(huán)境最好的地方”的云南品牌；2012年，胡錦濤總書記在十八大報告中首次將生態(tài)文明建設(shè)納入政治建設(shè)、經(jīng)濟建設(shè)、文化建設(shè)和社會建設(shè)五位一體發(fā)展軌道，提出建設(shè)美麗中國，打造秀美山村的目標；2014年云南省政府正式描繪了以昆明、曲靖、玉溪，楚雄以及紅河北部拓展區(qū)為發(fā)展空間的 “4＋1”滇中產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟圈藍圖，大板橋鎮(zhèn)也得以轉(zhuǎn)型升級；2015年號稱 “史上最嚴環(huán)保法”的新環(huán)境保護法正式實施，提出 “向污染宣戰(zhàn)”的口號，為生態(tài)保護和污染控制提供了政策、資金和法律保障。

（四）秸稈覆蓋削減面源污染的挑戰(zhàn) （T）

1.農(nóng)民粗放的種植和經(jīng)營管理模式

四個自然村已基本形成了以種植業(yè)為主，養(yǎng)殖業(yè)、副業(yè)和服務(wù)業(yè)相結(jié)合的多種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式，但由于農(nóng)民自身知識水平和文化素養(yǎng)的局限，加之小農(nóng)經(jīng)濟思想束縛下經(jīng)濟利益的驅(qū)使，致使區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)粗放、高投入、重取輕予的特點，給流域內(nèi)面源污染帶來了更為嚴峻的威脅。

2.村民環(huán)保意識淡薄，小農(nóng)經(jīng)濟意識較強

本研究對四個自然村村民對于生態(tài)環(huán)境保護調(diào)查顯示：壩口村和大東沖村分別有60%和40%的村民對生態(tài)環(huán)境保護了解甚微，這一狀況在阿地村更是占到了80%以上，而非常了解的卻不到總?cè)藬?shù)的20%。另一方面，對于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的認識，壩口村、大東沖村和曹家沖村三村村民中分別有58.54%、50.98%、54.17%的認為經(jīng)濟價值至上，阿地村高達71.43%。僅有23%～50%的村民開始關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益，而社會效益的關(guān)注度不到5%，幾乎可謂無人問津。

因此，流域內(nèi)村民普遍存在生態(tài)環(huán)境意識較低，片面以追求經(jīng)濟利益為中心而不惜犧牲環(huán)境為代價的嚴峻現(xiàn)實，儼然成為流域生態(tài)破壞和面源污染的主觀因素，也成為制約流域社會經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展的重要瓶頸。

3.當?shù)剞r(nóng)村固體廢棄物處理不當并隨意丟棄

流域內(nèi)毀林開荒和放牧現(xiàn)象嚴重。據(jù)調(diào)查，毀林開荒現(xiàn)象以壩口村最為嚴重，少則六、七畝，多則20余畝均被村民種上了豌豆、玉米、小瓜、葡萄等經(jīng)濟作物；另外，阿地村和壩口村放養(yǎng)牛、羊數(shù)量多達126只和86只，并且在針葉林地和闊葉林地均有發(fā)現(xiàn)放牧跡象；曹家沖村的田間地頭到處是被隨意丟棄的農(nóng)作物秸稈，當遇降雨時全部被雨水浸泡，量大味臭，嚴重影響農(nóng)村環(huán)境景觀；壩口村隨處可見村民在農(nóng)田里將大量廢棄物燒毀時的縷縷青煙，嚴重影響農(nóng)村空氣質(zhì)量和村民的身體健康。

四、結(jié)論

（1）區(qū)域內(nèi)秸稈資源豐富而有效利用卻相對不足，秸稈開發(fā)利用具有很大的空間；

（2）目前農(nóng)村作物秸稈處理方式主要為焚燒和丟棄，僅有少量的進行還田，應加大農(nóng)村環(huán)境綜合整治尤其是秸稈等農(nóng)業(yè)固體廢棄物的綜合利用力度。通過秸稈覆蓋保土保肥，減少化肥投入，完善農(nóng)業(yè)水利設(shè)施，對農(nóng)田地表徑流進行收集，減少面源污染負荷的輸出；

（3）鑒于當?shù)卮迕癍h(huán)境保護意識較弱的現(xiàn)實，應依托相關(guān)重大項目和科研機構(gòu)，進行科學種植、科學管理和環(huán)境保護知識教育；

（4）在流域內(nèi)推廣9 000 kg／hm2秸稈覆蓋模式，加大對地表徑流污染負荷輸出的監(jiān)測，形成具有良好生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的示范工程。

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The Study of the Current Situation of Straw and Com prehensive Benefits on Non-point Sources Pollution in Dianchi Lake W atershed M ountain Based on SWOT Analysis

JIANG Xiang，LIYuan，LIBo，GUO Jinpei，ZU Yanqun
（College of Resources and Environment，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China）

Field plotexperimentswere conducted to plant peach trees／soybean intercropping system in Caojiachong village，Kunming，Yunnan Province.The soil surface of peach／soybean interplanting system were treated with 36 kg／60m2and 54 kg／60m2strawmulching and questionnaireswere investigated to villagers. The results showed that：（1）The reduction rate of NH－3N，NO－3－N，TN，TP in 36 kg／60 m2and 54 kg／60m2straw mulching were 42%～65%and 54%～74%；（2）The increasing rate of soluble nitrogen，soluble phosphorus and cation exchange capacity of soil in 36 kg／60m2and 54 kg／60m2straw mulching were 3%～46%and 23%～125%；（3）Yields of peach and soybean in 36 kg／60m2strawmulching increased by 65.10%and 65.95%，respectively.The yields of peach and soybean increased by 162.48% and 76.70%in 54 kg／60m2straw mulching，respectively；（4）Areas percentage of Plantingmaize and vegetableswere 40%～60%，but villagers who understand about the utilization of straw mulch were less than 20%.In conclusion，notonly strawmulching could improve soil fertility and effectively reduce the losses of total nitrogen and phosphorus，but also it could significantly increase the yield of crops and farmers′income，and achieve the economic benefits and ecological benefits.

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1004－390X（2015）06－0048－05

10.3969／j.issn.1004－390X（s）.2015.06.009

2015－09－07

2015－09－28

時間：2015－11－25 9：13

國家“十二五”水體污染控制及治理科技重大專項（2012ZX07102－003－04－03）。

蔣翔 （1991—），男，云南盈江人，碩士研究生，主要從事環(huán)境經(jīng)濟方面的研究。

*通信作者：祖艷群 （1966—），女，湖南沅江人，教授，博導，主要從事環(huán)境生態(tài)學的教學和科研工作。

http：／／www.cnki.net／kcms／detail／53.1044.S.20151125.0913.020.html