中國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀及研究概況

■文 / 李輝耀 周建紅

水源污染負(fù)荷主要由點(diǎn)源污染（Point Pollution）與非點(diǎn)源污染（Non-Point Pollution）兩部分構(gòu)成，其中點(diǎn)源污染主要來源于生活污染、工業(yè)污染、商業(yè)污染、畜產(chǎn)污染；非點(diǎn)源污染主要來源于城市內(nèi)街道路面、鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)農(nóng)用耕地、自然環(huán)境內(nèi)山林原野等。隨著黨的十八大“生態(tài)文明”建設(shè)方針的提出和公眾環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，近年來中國(guó)點(diǎn)源污染的排放情況嚴(yán)格控制在了相應(yīng)的指標(biāo)范圍內(nèi)，湖泊河流等水體的主要污染負(fù)荷也由點(diǎn)源污染逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染。

一、中國(guó)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染現(xiàn)狀與控制措施

根據(jù)第一次中國(guó)污染源普查公報(bào)的結(jié)果，中國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)需氧量排放量為1324.09萬噸，占化學(xué)需氧量排放總量的43.7%。農(nóng)業(yè)總氮、總磷排放量分別為270.46萬噸和28.47萬噸，各占總排放量的57.2%和67.4%。2018年中國(guó)的糧食總產(chǎn)量為6.579億噸，約占世界糧食總產(chǎn)量的16%，而化肥的使用量卻占全球的31%，相當(dāng)于每公頃化肥用量是其他國(guó)家平均用量的4倍；此外中國(guó)每年農(nóng)藥使用量高達(dá)180萬噸，超出發(fā)達(dá)國(guó)家近一倍，而農(nóng)藥利用率尚不足30%。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施放大量的化肥或農(nóng)藥，會(huì)造成土壤中的氮、磷化合物含量過剩，通過地表的“降水徑流”過程，轉(zhuǎn)移到周邊水體或是滲透至地下水中，從而造成對(duì)水源的污染?？梢姡S著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的飛速發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染對(duì)農(nóng)區(qū)環(huán)境的影響也日益增加。為更好地解決農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的問題，需建立相關(guān)制度體系與行之有效的科學(xué)手段，并對(duì)污染源進(jìn)行相應(yīng)的管控。

首先在法律法規(guī)方面，應(yīng)設(shè)立相關(guān)監(jiān)管條例，從而有效地杜絕人為因素造成的農(nóng)業(yè)污染；同時(shí)加大環(huán)境保護(hù)的宣傳力度，呼吁公眾積極主動(dòng)地配合當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門的污染管控工作。其次在科學(xué)生產(chǎn)方面，指導(dǎo)農(nóng)民節(jié)約用水、合理灌溉，教授先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)，減少化肥和農(nóng)藥的過量使用，從根本上降低水源的污染負(fù)荷。最后在工程措施方面，應(yīng)該因地制宜地對(duì)農(nóng)耕用地進(jìn)行合理統(tǒng)一的規(guī)劃，建造堤壩、人工濕地及植被緩沖帶等人工設(shè)施，從而對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的污染源進(jìn)行有效的隔離與控制。

二、國(guó)內(nèi)相關(guān)研究概況

中國(guó)對(duì)于非點(diǎn)源污染研究起步較晚，20世紀(jì)80年代初才逐漸開始對(duì)國(guó)內(nèi)主要流域非點(diǎn)源污染的整體情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，借鑒國(guó)外模型和經(jīng)驗(yàn)公式定量化計(jì)算，中國(guó)在機(jī)理研究和規(guī)律探索方面取得了一定成果。但是部分模型在應(yīng)用過程中出現(xiàn)了實(shí)測(cè)資料偏少、適用范圍受限、難以推廣等問題，這也成為了當(dāng)時(shí)污染管控研究的重要制約因素之一。

20世紀(jì)90年代以后是中國(guó)非點(diǎn)源污染模型快速發(fā)展的機(jī)遇期。李懷恩提出的“平均濃度法”，對(duì)于監(jiān)測(cè)資料有限的流域內(nèi)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的估算簡(jiǎn)單而有效。李強(qiáng)坤等構(gòu)建基于“源”“匯”過程的農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染模型，在黃河上游青銅峽灌區(qū)的模擬效果較好。此外，有學(xué)者嘗試將“3S”技術(shù)融合入SWAT、AnnAGNPS等國(guó)外模型中，并應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各主要流域。主要用于計(jì)算、監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、分析污染負(fù)荷量和時(shí)空分布情況，以及驗(yàn)證模型尺度效應(yīng)，已在一些問題上取得了重要成果。曹高明、杜強(qiáng)、宮輝力、彭文啟（2011）總結(jié)了非點(diǎn)源污染研究主要集中在氮磷遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理研究、非點(diǎn)源污染的不確定性研究、非點(diǎn)源污染研究與GIS和RS技術(shù)的整合等三個(gè)方面，并分析總結(jié)出未來研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)：首先中國(guó)非點(diǎn)源污染的空間數(shù)據(jù)采集沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如何使遙感數(shù)據(jù)為模型提供參數(shù)是當(dāng)前迫切需要解決的難題；其次將GIS的制圖、空間分析、三維展示方面的優(yōu)勢(shì)更好地與非點(diǎn)源污染研究相結(jié)合也是一個(gè)重要的研究方向。

三、未來研究方向與趨勢(shì)

當(dāng)前發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)非點(diǎn)源污染的研究已進(jìn)入成熟期，對(duì)非點(diǎn)源污染發(fā)生的機(jī)理已經(jīng)有了很深入的了解，模型模擬也取得了不錯(cuò)的效果。美國(guó)與英國(guó)等國(guó)研究人員目前已將更多的研究精力投入到“非點(diǎn)源污染的最佳管理措施（BMPs）”等的研究上。當(dāng)前中國(guó)非點(diǎn)源污染的研究已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)比較穩(wěn)定的階段，研究人員通過大量試驗(yàn)、模型的研究，對(duì)中國(guó)氮磷污染物產(chǎn)生的機(jī)理及其遷移轉(zhuǎn)化過程有了更加明確的認(rèn)識(shí)。國(guó)外模型的大量應(yīng)用本身也提高了中國(guó)非點(diǎn)源污染的研究水平，但各種模型參數(shù)的獲取方式在國(guó)內(nèi)仍沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。所以通過對(duì)非點(diǎn)源污染機(jī)理的深入研究，結(jié)合日降水量的變化彈性分析，開發(fā)出適合中國(guó)的非點(diǎn)源污染模型，實(shí)現(xiàn)研究途徑的多維化、信息化、可視化，將更有利于推進(jìn)中國(guó)非點(diǎn)源污染的定量化研究。