關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染的一個綜述

郭小婷　鄭攀峰

【摘要】農(nóng)業(yè)面源污染（非點源污染）是面源污染的主要來源，其對環(huán)境造成的影響越來越受到人們的重視。本文客觀地分析農(nóng)業(yè)面源污染的研究現(xiàn)狀，從污染引起的原因，測評方法及防治措施等方面對相關(guān)文獻進行梳理，以期明確當(dāng)前的研究方向與熱點問題，為相關(guān)領(lǐng)域的科技工作者提供參考。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)業(yè) 面源污染 研究現(xiàn)狀

一、引言

人為水污染可分為點源污染和非點源污染（面源污染），因點源污染口集中、污染強度大、排放物明顯等特征受到世界范圍內(nèi)的重視，相應(yīng)地對其治理也形成了一套監(jiān)測、評價、控制體系；面源污染具有分散性、不確定性、廣泛性等特點，對其監(jiān)測存在難度，但其對環(huán)境的影響越加凸顯。更為重要的是，面源污染對天然水域會造成極大破壞，弱化水體的納污能力，因此對面源污染的監(jiān)控與治理迫在眉睫。

1979年美國《清潔水法》中，提出了污染以廣域、分散的形式進入地表及地下，即造成面源污染。國內(nèi)學(xué)者段玉杰（2010）在前人的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)情況認(rèn)為農(nóng)業(yè)面源污染主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)活動中。

二、農(nóng)業(yè)面源污染的成因及現(xiàn)狀

Dennis L Corwin （1993）認(rèn)為，近幾十年來，隨著人們對污染源頭研究不斷深入，逐漸認(rèn)為面源污染是造成水污染的重要源頭。農(nóng)民在判斷鄰居是否會采取相應(yīng)的污染防控措施時，考慮到收益與成本的關(guān)系，他們會傾向于不采取任何污染措施或者要求獲得高額補償（Thomas，1994）。張欣等（2005）認(rèn)為造成農(nóng)村生態(tài)環(huán)境惡化的重要原因是短期經(jīng)營，小規(guī)模經(jīng)營也制約了科技在農(nóng)業(yè)方面的推廣。在面源污染方面，由化肥、農(nóng)藥、畜禽糞便等造成的農(nóng)業(yè)面源污染是其主要來源。其中農(nóng)業(yè)化肥是農(nóng)業(yè)面源污染的最重要原因（何浩然等，2006）。

值得注意的是，農(nóng)業(yè)面源污染對水體富營養(yǎng)化的影響大大超過了工業(yè)對水體的影響。其中，在種植業(yè)領(lǐng)域，各重要流域播種面積迅速增加，為了追求更高的經(jīng)濟利益，農(nóng)民所使用的化肥遠(yuǎn)超普通農(nóng)田，是水體富營養(yǎng)化的一個重要誘因（張維理等，2004）。農(nóng)業(yè)面源污染不僅造成水域生態(tài)系統(tǒng)的破壞，而且威脅著人類健康（朱兆良等，2005）。

2010 年《第一次全國污染源普查公報》表明，化肥的使用越來越引起人們的關(guān)注，并認(rèn)為化肥是造成農(nóng)業(yè)面源污染的主因。我國農(nóng)業(yè)每年的化肥使用量已經(jīng)超過4000萬噸，而農(nóng)藥利用率只有30%至40%，其余都散落在土壤和水中，這些都對環(huán)境造成污染。因此，農(nóng)業(yè)面源污染問題依舊嚴(yán)峻，需要建立合理的污染防控機制。

三、農(nóng)業(yè)面源污染的觀測

目前，隨著對農(nóng)業(yè)面源污染的不斷深入，化肥中氮、磷等元素、農(nóng)藥及其殘留、重金屬等是造成農(nóng)業(yè)污染的重要原因。因此，建立農(nóng)業(yè)面源污染的觀測機制及評估措施，勢在必行。

（一）農(nóng)業(yè)面源污染的監(jiān)測

1.觀察與實驗法。國際上已經(jīng)有部分國家提出了農(nóng)業(yè)面源污染的特點及原因、根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，提出了相應(yīng)政策和管理措施。Carpenter等（1995）以美國為例，對美國種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)進行連續(xù)多年、包含多個地區(qū)的觀察總結(jié)，指出非點源污染是美國地表水中氮和磷的主要來源。蔣治國等（2010）在太湖流域選擇代表性較強的生豬養(yǎng)殖場作為試點，設(shè)置成乳豬、保育豬、育成豬三個產(chǎn)排測算監(jiān)測點，獲取三種類型生豬養(yǎng)殖污染物的排放規(guī)律和流失系數(shù)，構(gòu)建污染物負(fù)荷測算方法，為常州市乃至太湖流域生豬污染源調(diào)查數(shù)據(jù)測算以及農(nóng)業(yè)面源污染防治提供依據(jù)。對污染指標(biāo)的監(jiān)測目前主要是氮、磷、和重金屬污染，其中總氮含量是評價水體污染狀況及發(fā)展趨勢的指示指標(biāo)，可利用鉬酸鹽分光光度法進行磷的測定，而重金屬污染來源主要有城市生活垃圾、工業(yè)“三廢”和農(nóng)藥，化肥是農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的主要源頭（于寧，2014）。

2.資料分析法。何浩然等（2006）通過構(gòu)建計量經(jīng)濟模型、根據(jù)統(tǒng)計資料，得出了非農(nóng)就業(yè)、農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)會對化肥施用水平產(chǎn)生一定的正向作用的結(jié)論。楊增旭（2011）通過利用計量模型，得出了下列結(jié)論：在我國，化肥施用效率低是農(nóng)業(yè)面源污染的重要原因，同時也制約了相應(yīng)生產(chǎn)效率的提高。

3.“3S技術(shù)法”。陳蓓青等（2010）認(rèn)為，建立高效的、系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測系統(tǒng)，可以有效地對環(huán)境污染的動態(tài)進行監(jiān)測。陳強等（2011）為了使人們對衛(wèi)星遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)非點源污染評價中的應(yīng)用有所了解，從非點源污染研究所需數(shù)據(jù)種類的角度，對衛(wèi)星遙感技術(shù)的獲取能力和可行性進行了應(yīng)用分。周躍龍等（2014）為合理估算太湖流域非點源污染營養(yǎng)鹽輸出負(fù)荷，構(gòu)建出了半分布式的輸出系數(shù)模型，進而測算出太湖流域營養(yǎng)鹽輸出負(fù)荷。煙貫發(fā)等（2013）為了考察不同用地類型面源污染物產(chǎn)出量，應(yīng)用RS（遙感）和GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)對該區(qū)域的TM影像和DEM數(shù)據(jù)進行了處理分析并指出面源污染的主要污染物來源有：化肥、農(nóng)藥、畜禽糞便和尿液、人類生活污水、生活垃圾、生活糞便等。

“3S”技術(shù)在農(nóng)業(yè)面源污染模型中的集成應(yīng)用，使得模型和各種管理措施兩者能夠相結(jié)合，用于非點源污染的預(yù)測預(yù)報，為治理農(nóng)業(yè)面源污染提供了有力的依據(jù)。

（二）農(nóng)業(yè)面源污染的研究模型

20世紀(jì)90年代以來，多個大型機理模型應(yīng)運而生，成為國內(nèi)外研究面源污染的主要模型，很多研究學(xué)者從模型的運用機理，模型之間的結(jié)合角度從不同層面上用于自己的研究，目前比較流行的模型主要如下。

1.GIS模型（地理信息系統(tǒng)）。史志華等（2002）根據(jù)前人研究結(jié)果，開發(fā)并建立了漢江中下游農(nóng)業(yè)面源動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)，此系統(tǒng)研究了漢江中下游農(nóng)業(yè)面源污染的負(fù)荷及分布規(guī)律。農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)象復(fù)雜，且在空間處理和可視化方面受限，而GIS在這兩個方面有獨特的優(yōu)勢。毛鹍等（2013）從數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)處理、與模型集成、信息系統(tǒng)開發(fā)、可視化表達等幾個方面總結(jié)了GIS技術(shù)在農(nóng)業(yè)面源污染研究中的應(yīng)用，同時總結(jié)了研究的熱點，并對WebGIS和ComGIS在農(nóng)業(yè)面源污染研究中的應(yīng)用趨勢進行了展望。

2.SWAT（Soil and Water Assessment Too1）模型。SWAT模型是由美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究中心以SWRRB模型為基礎(chǔ)開發(fā)的，在許多方面發(fā)揮著重要的作用。吳春雷等（2010）建立了基于GIS基礎(chǔ)的SWAT模型，開創(chuàng)了巢湖流域農(nóng)業(yè)面源污染研究的新階段，同時為其巢湖流域規(guī)劃和管理提供決策依據(jù)。

3.經(jīng)濟模型。張智奎等（2009）運用協(xié)整檢驗和Granger因果檢驗方法，考察了三峽庫區(qū)重慶段1992～2009年經(jīng)濟發(fā)展與農(nóng)業(yè)面源污染之間的相互關(guān)系。李波等（2013）利用多年數(shù)據(jù)，對我國農(nóng)業(yè)面源污染與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長關(guān)系進行動態(tài)耦合評價，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：近幾十年來，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長造成農(nóng)業(yè)面源污染加重，而農(nóng)業(yè)面源污染也在一定程度上反方向影響著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長，但是這種矛盾尚不劇烈，并且從趨勢上看農(nóng)業(yè)面源污染與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長之間脅迫性逐年弱化。

四、農(nóng)業(yè)面源污染的防控措施

農(nóng)業(yè)面源污染對一個國家的發(fā)展、人民的福利水平影響巨大，因此，針對農(nóng)業(yè)面源污染采用合理的方法及出具相關(guān)的政策顯得尤為重要（朱兆良等，2005）。

（一）技術(shù)措施

張維理等（2004）認(rèn)為，發(fā)展農(nóng)業(yè)科技，采用新技術(shù)，替換舊技術(shù)，不同的水域制定不同的政策，尤其在重點水域單獨制定農(nóng)業(yè)種植政策，逐步建立起農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系，是解決我國面源污染的一個重要舉措。國內(nèi)外已提出多種方法用于控制農(nóng)田養(yǎng)分的流失（章明奎，2005），同時在其他方法中也得到不斷嘗試。劉元明等（2014）指出，發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟，合理利用農(nóng)村沼氣，實現(xiàn)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)緊密結(jié)合，是我國因地制宜發(fā)展戰(zhàn)略的一種表現(xiàn)，且經(jīng)濟價值、社會效益巨大。

（二）經(jīng)濟措施

周早弘（2007）根據(jù)國外治理面源污染的經(jīng)濟手段，提出我國可以部分借鑒，但借用之前必須對相應(yīng)的經(jīng)濟手段的采用的原因、結(jié)果及狀況充分了解。杜江（2013）指出，農(nóng)業(yè)面源污染是市場失靈的一種表現(xiàn)，因此需要政府的介入。政府及相關(guān)管理部門需要制定相應(yīng)的政策體系，以彌補市場缺陷。同時建立起農(nóng)民增收的長效機制，保證農(nóng)村社會的穩(wěn)定和經(jīng)濟收入的不斷增加。

（三）法律措施

針對農(nóng)業(yè)面源污染的防治在國外最早開展，我國起步相對較晚，但在技術(shù)層面和經(jīng)濟層面上已經(jīng)取得一定成就。很多學(xué)者認(rèn)為，農(nóng)業(yè)面源污染如果僅僅依靠技術(shù)和經(jīng)濟手段進行防治，不僅難度大，投入成本高，而且在現(xiàn)有的條件下效果也不理想。因此，對于農(nóng)業(yè)面源污染的防治還必須注重法律層面的規(guī)定。

張宏艷（2006）指出，部分發(fā)達國家，通過制定相應(yīng)的法規(guī)政策，為農(nóng)業(yè)面源污染提供了相應(yīng)的法律保障，為以后的農(nóng)業(yè)面源污染的實施提供了法律依據(jù)和強制作用力，實施效果有目共睹。鄧小云（2011）在其論文中總結(jié)了部分國家在農(nóng)業(yè)面源污染的相關(guān)法令，部分法令側(cè)重于監(jiān)測、預(yù)防和相應(yīng)的行動，部分側(cè)重于流域綜合管理計劃，不同法律，側(cè)重點不同，為農(nóng)業(yè)面源污染的全面有效實施提供了保障。于衛(wèi)軍（2013）指出，健全的環(huán)境法律體系是實施排污權(quán)交易的依據(jù)。

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作者簡介：郭小婷（1990-），女，漢族，河南許昌人，就讀于貴州大學(xué)，研究方向：區(qū)域經(jīng)濟學(xué)；鄭攀峰（1991-），男，漢族，河南西平縣人，就讀于浙江工商大學(xué)，研究方向：區(qū)域經(jīng)濟學(xué)。