“產(chǎn)業(yè)治污”模式削減丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放

劉廣龍，李濤，薛利紅，樊丹，戴志剛，甘曉東，張凱，周宇翔，胡榮桂*

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，國家環(huán)境保護(hù)土壤健康診斷與綠色修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；2.十堰市農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)站，湖北 十堰 442000；3.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部長江下游平原農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210014；4.湖北省農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)站，武漢 430070；5.湖北省耕地質(zhì)量與肥料工作總站，武漢 430070；6.湖北省十堰市竹溪縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖北 竹溪 442300；7.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所，天津 300191）

改革開放以來，我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了舉世矚目的成就，與此同時(shí)也付出了極大的環(huán)境代價(jià)。農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)成為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、鄉(xiāng)村振興的重要阻礙，也嚴(yán)重威脅了飲用水安全。據(jù)《第二次全國污染源普查公報(bào)》顯示，農(nóng)業(yè)源排放的總氮達(dá)141.49 萬t，占總排放量的46.52%[1]。丘陵作為我國南方重要的農(nóng)作區(qū)，占地范圍廣、降雨徑流易發(fā)、水土流失敏感，使得農(nóng)業(yè)面源氮排放進(jìn)一步加劇[2-3]。但由于農(nóng)業(yè)面源氮的來源廣泛且遷移轉(zhuǎn)化過程復(fù)雜[4]，氮流失已成為農(nóng)村水污染控制工作中的重難點(diǎn)，制約了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

目前，國內(nèi)外已研發(fā)了多種農(nóng)業(yè)面源污染控制技術(shù)，包括農(nóng)村生活污水的濕地處理技術(shù)[5-6]、農(nóng)田面源的肥料管控技術(shù)[7]、農(nóng)業(yè)廢棄物的發(fā)酵產(chǎn)氣技術(shù)[8-9]等。這些技術(shù)及相應(yīng)的工程建設(shè)在削減農(nóng)業(yè)面源氮排放負(fù)荷中均起到了一定作用，但多數(shù)是以犧牲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)能為代價(jià)，且部分技術(shù)多是針對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的局部環(huán)節(jié)而設(shè)計(jì)的，功能零散，難以有效解決區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染問題。亦有諸多學(xué)者將各類技術(shù)進(jìn)行了集成，構(gòu)建如“控源－截污－資源化”模式[10]、“多級(jí)處理、循環(huán)利用”模式[11]等。但這些模式主要在平原河網(wǎng)地區(qū)完成，在丘陵區(qū)應(yīng)用時(shí)難以獲得預(yù)期效果。且這類技術(shù)模式在實(shí)際使用中，往往未考慮區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題，導(dǎo)致污染治理工程持久運(yùn)行和維護(hù)困難。

針對(duì)丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放問題的特殊性，在保持或提升區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下，需在流域尺度上對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行梳理和集成，總結(jié)提煉出一套適用于丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染控制的技術(shù)和模式，來指導(dǎo)相應(yīng)工程體系的建設(shè)和運(yùn)行。為此，本團(tuán)隊(duì)基于多年從事丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放發(fā)生機(jī)理、治理技術(shù)研究和工程實(shí)踐工作的基礎(chǔ)上，在國家典型流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理專項(xiàng)的支持下，在湖北、湖南、江蘇等多個(gè)流域面源污染綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目中進(jìn)行了技術(shù)集成組裝與模式應(yīng)用。經(jīng)過總結(jié)凝練，提出了丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放控制的“產(chǎn)業(yè)治污”模式，為丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放的治理提供參考。

1 丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放的來源及形成機(jī)理

1.1 丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放來源和流失負(fù)荷

針對(duì)丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以小農(nóng)戶為經(jīng)營單位的特點(diǎn)，在三峽庫區(qū)的湖北省秭歸縣張家沖、曲溪流域、湖南省長沙縣金井鎮(zhèn)脫甲流域等區(qū)域?qū)r(nóng)戶的生產(chǎn)與生活各環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查和研究。結(jié)果表明，張家沖小流域單位土地面積的氮素負(fù)荷調(diào)控著地表水體中的氮素含量，而流域內(nèi)不同農(nóng)戶單位土地面積上氮素負(fù)荷順序?yàn)轲B(yǎng)殖型農(nóng)戶>蔬菜種植戶>柑橘種植戶>茶葉種植戶≈傳統(tǒng)種植戶[分別為（363±129）、（355±127）、（345±107）、（152±60）kg·hm-2·a-1和（151±73）kg·hm-2·a-1]；張家沖小流域中施肥、水土流失、畜禽糞污和農(nóng)村生活廢水是農(nóng)業(yè)面源氮排放的主要來源，分別占總氮排放負(fù)荷的40.4%、28.1%、20.9%和10.6%[12]。

1.2 丘陵區(qū)面源氮排放的主要形態(tài)和產(chǎn)生途徑

對(duì)典型小流域的基流，降雨徑流，農(nóng)田淋溶水中氮的含量、形態(tài)及其時(shí)空變化的長期連續(xù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)：流域內(nèi)土地利用方式?jīng)Q定氮素流失量的大小，森林面積的增加可減少氮素流失，旱地、水田面積增加則加劇氮素流失[13]；地表徑流是流域氮輸出的主要控制因子，80%以上的氮輸出負(fù)荷發(fā)生在4 月份到9 月份的雨季。農(nóng)田地表徑流和淋溶是農(nóng)田氮流失的主要途徑，硝態(tài)氮是氮素流失的主要形態(tài)[14]；土壤淋溶主要發(fā)生在耕作層，淋溶量大小順序?yàn)椋悍N糧地>種柑地>林地[15]；農(nóng)田與受納水體的距離低于200 m 時(shí)，氮素易遷移進(jìn)入水體，超過200 m 時(shí)，施肥對(duì)水體氮素含量影響輕微，故降低靠近水體農(nóng)田的氮肥施用量可減少氮肥對(duì)水質(zhì)的影響[16]。

2 “產(chǎn)業(yè)治污”模式的整體思路

“產(chǎn)業(yè)治污”模式的核心思想是通過農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展解決農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的環(huán)境問題。在深入認(rèn)知丘陵小流域氮素流失機(jī)理的基礎(chǔ)上，針對(duì)丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的來源和流失特征，以目標(biāo)區(qū)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展為基礎(chǔ)，以氮資源循環(huán)利用為核心，以“用”代“治”，針對(duì)居民生活源、農(nóng)業(yè)種植源和畜禽養(yǎng)殖源分別構(gòu)建了生活污水的稻田安全消納凈化技術(shù)、生態(tài)種植串聯(lián)溝渠塘堰的立體消減技術(shù)和種養(yǎng)結(jié)合的畜禽糞污多級(jí)循環(huán)全消納技術(shù)，并提出了“產(chǎn)業(yè)治污”運(yùn)行及管理模式（圖1），即：根據(jù)流域環(huán)境承載力確定產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和規(guī)模建立“企業(yè)訂單+基地+農(nóng)戶+專家團(tuán)隊(duì)”的產(chǎn)業(yè)控污機(jī)制和“村企合一參與式”的治污管理體系。這一模式實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)區(qū)域污染治理與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有機(jī)融合，在有效控制丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放的同時(shí)，推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升了農(nóng)民收入，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)雙贏。

3 “產(chǎn)業(yè)治污”模式的技術(shù)集成體系

“產(chǎn)業(yè)治污”模式技術(shù)集成和運(yùn)行管理過程中，堅(jiān)持思路轉(zhuǎn)變，將農(nóng)業(yè)面源氮排放治理轉(zhuǎn)變?yōu)榈刭Y源循環(huán)利用，并以此構(gòu)建了嵌入產(chǎn)業(yè)發(fā)展的氮排放農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈全程防治的技術(shù)集成體系。針對(duì)居民生活源，構(gòu)建了稻田安全消納凈化技術(shù)；針對(duì)農(nóng)田面源氮素流失，構(gòu)建了生態(tài)種植串聯(lián)溝渠塘堰的立體消減技術(shù)；針對(duì)畜禽養(yǎng)殖源，集成了種養(yǎng)結(jié)合的多級(jí)循環(huán)全消納技術(shù)。各技術(shù)可根據(jù)治理區(qū)域的氮素流失特征進(jìn)行選用，既可獨(dú)立使用，又可相互串聯(lián)，從而靶向性、全過程地實(shí)現(xiàn)丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放的有效控制。

3.1 生活污水的稻田安全消納凈化技術(shù)

首先，采用村鎮(zhèn)合流制溢流雨水自動(dòng)分流技術(shù)解決丘陵區(qū)農(nóng)村生活污水多以合流制為主、污水收集量大、難以有效凈化處理的難題。該技術(shù)運(yùn)行方式是基于村鎮(zhèn)地表徑流的水質(zhì)水量變化，利用躍流井實(shí)現(xiàn)生活污水和徑流的初級(jí)分流，再利用分流井和溢流原理，實(shí)現(xiàn)初期徑流和后期徑流的二次分流，為雨污的分類處理和后期深度凈化奠定了基礎(chǔ)[17]。該技術(shù)的應(yīng)用避免了分流管道的建設(shè)費(fèi)用，工藝簡單，建設(shè)及維護(hù)成本低，尤其適用于丘陵山區(qū)。

其次，利用稻田濕地凈化氮濃度相對(duì)較高的分流生活污水和初期地表徑流。通過稻田土壤的吸附作用、水稻植株的吸收利用、硝化反硝化作用等去除污水中的氮，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)的雙贏。僅需在水稻生長前期施用化肥80~120 kg·hm-2（以氮計(jì)），水稻進(jìn)入旺盛生長期后即可利用稻田人工濕地來凈化生活污水等低污染水。稻田可設(shè)置成地表漫流型或溝灌滲濾型濕地（溝渠占地比10%），采用動(dòng)態(tài)布水方式，地表漫流型濕地每日進(jìn)水量為2~3 mm，溝灌滲濾型維持溝渠水面與畦面基本持平，水力停留時(shí)間以3 d 左右為宜。每公頃稻田可消納凈化生活污水5 000 m3以上，吸收利用污水中的氮54~137 kg，保證水稻安全高產(chǎn)，并減少化肥氮投入20%~40%，減少氨揮發(fā)排放25%~47%[18-21]。實(shí)際使用中，可根據(jù)區(qū)域氮排放減量要求合理設(shè)置生活污水排放量和稻田規(guī)劃面積比例。

針對(duì)表面流稻田人工濕地反硝化能力不足的問題，可利用丘陵區(qū)的自然高程落差，實(shí)現(xiàn)潮汐流濕地處理農(nóng)村生活污水。該技術(shù)采用倒U 形管的方式產(chǎn)生自然型潮汐流態(tài)，實(shí)現(xiàn)濕地的脈沖式進(jìn)入，形成了梯級(jí)濕地凈化技術(shù)[22]。通過充氧、厭氧循環(huán)過程，促進(jìn)了硝化、反硝化的連續(xù)發(fā)生，提高了濕地脫氮效果。實(shí)際運(yùn)行效果顯示，潮汐上行流和下行流對(duì)化學(xué)需氧量平均去除率分別為65.1%和63.6%，對(duì)總氮的去除率可分別達(dá)到40.6%和36.0%[22]（圖2）。

3.2 農(nóng)田面源的生態(tài)種植串聯(lián)溝渠塘堰的立體消減技術(shù)

根據(jù)丘陵區(qū)的地形地貌特征和耕地以坡地為主的現(xiàn)實(shí)，合理安排作物布局，以立體生態(tài)種植控制減少氮素流失（圖3）。

在坡地上部，種植植物籬以攔截徑流中的氮和減少水土流失。以紫穗槐和三葉草構(gòu)成的植物籬緩沖可減少97.2%的徑流量和97.5%的土壤侵蝕量，對(duì)徑流中銨氮平均去除率為77.2%[23]。

在坡地中部，主要種植具有區(qū)內(nèi)特色和需要大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)品種。在主要試驗(yàn)區(qū)，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了中藥材間套作的生態(tài)種植技術(shù)，主要有林-藥間作、藥-果間作、藥-藥間作、糧-藥間作等模式。該技術(shù)可充分利用光照和雨水，提高植物的覆蓋度，減少水土流失。與傳統(tǒng)種植模式相比，總氮的平均削減量為36.6%，經(jīng)濟(jì)效益提高13%~307%[24-26]。

在坡地下方，采用多級(jí)溝渠、塘及緩沖帶、人工濕地等生態(tài)系統(tǒng)對(duì)徑流氮進(jìn)行多級(jí)攔截。將整個(gè)生態(tài)處理系統(tǒng)分為多級(jí)串連的子系統(tǒng)，使水力停留時(shí)間延長，徑流從形成到進(jìn)入受納水體的遷移過程中，經(jīng)渠、塘及人工濕地的過濾、攔截、吸附及微生物作用后，總氮去除率可達(dá)34.2%[27]。

在坡底以生物脫氮溝實(shí)現(xiàn)淋溶氮凈化。脫氮溝中的反硝化細(xì)菌利用硝酸氮為能源，以水溶性有機(jī)物為碳源，可實(shí)現(xiàn)出水中硝態(tài)氮平均濃度為3.1 mg·L-1，低于國家《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 14848—1993）Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)[28]。

3.3 種養(yǎng)結(jié)合的畜禽糞污多級(jí)循環(huán)全消納技術(shù)

畜禽養(yǎng)殖廢水排放量大，有機(jī)物和氮含量高，常規(guī)的工業(yè)污水處理方式處理成本大、難度高。傳統(tǒng)的沼氣技術(shù)則存在沼液排放量大、無法消納等問題[21]?？刹捎谩吧i養(yǎng)殖-種植和養(yǎng)殖廢棄物處理-有機(jī)還田”的循環(huán)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系解決這一問題。該技術(shù)由規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場牽頭，在選定區(qū)域內(nèi)，根據(jù)土地承載能力確定畜禽養(yǎng)殖規(guī)模，以地定畜、以種定養(yǎng)，將養(yǎng)殖場周邊田地作為主要的糞污消納基地，實(shí)現(xiàn)了糞污全量資源化循環(huán)利用，達(dá)到糞污零排放，從而有效控制畜禽養(yǎng)殖面源污染（圖4）。

根據(jù)不同作物需肥量和土壤養(yǎng)分含量特征，明確了區(qū)域內(nèi)不同農(nóng)田的糞污消納能力（豬當(dāng)量）：糧田30 頭·hm-2、蔬菜地52.5 頭·hm-2、果茶園15 頭·hm-2。在一個(gè)面積約為1 333.3 hm2的農(nóng)田（坡地：80%、平地：20%）試驗(yàn)區(qū)，根據(jù)其種植結(jié)構(gòu)計(jì)算區(qū)域內(nèi)可承載的畜禽存欄量約為2.97 萬頭豬當(dāng)量，日可消納豬糞21.3 t 和污水84.1 t，年消納豬糞7 765 t 和養(yǎng)殖污水30 667.3 t。實(shí)際應(yīng)用后，化肥和農(nóng)藥使用率降低66%，生產(chǎn)成本下降20%，農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)增值15%以上，農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)品率達(dá)95%以上，農(nóng)民收入增加16.2%。

4 “產(chǎn)業(yè)治污”模式的運(yùn)行管理方法

4.1 根據(jù)流域環(huán)境承載力確定產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和規(guī)模

以區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展為主線，整合各種技術(shù)資源，組建以提高科技創(chuàng)新能力和解決生產(chǎn)實(shí)際問題為核心、項(xiàng)目為載體，包括科研、生產(chǎn)、銷售、管理的“農(nóng)業(yè)資源環(huán)境專家團(tuán)隊(duì)”，實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究、企業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)戶需求、市場銷售無縫對(duì)接。專家團(tuán)隊(duì)根據(jù)流域環(huán)境承載力對(duì)流域整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向與規(guī)模、企業(yè)生產(chǎn)工藝流程、種養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模及種類、糞污處理工藝、化肥和農(nóng)藥使用及相關(guān)生產(chǎn)生活環(huán)節(jié)等實(shí)行監(jiān)管；同時(shí)建立農(nóng)業(yè)面源污染管控負(fù)面清單，實(shí)行污染總量控制。以十堰市為例，專家團(tuán)隊(duì)根據(jù)其環(huán)境承載力將全市劃分為南區(qū)、北區(qū)、核心區(qū)，并規(guī)劃了六大特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模及模式。南區(qū)以茶葉、核桃、中藥材等多年生作物為主，北區(qū)以柑桔、蔬菜、糧油為主，沿漢江及主要支流沿線岸1 km 的核心區(qū)以糧油為主。僅在山場面積比重較大的區(qū)域適度發(fā)展大型牲畜，在糧油種植面積比重較大的區(qū)域發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展規(guī)模由專家團(tuán)隊(duì)根據(jù)環(huán)境承載力、養(yǎng)殖總量紅線確定。

4.2 構(gòu)建“企業(yè)訂單+基地+農(nóng)戶+專家團(tuán)隊(duì)”的產(chǎn)業(yè)控污機(jī)制

針對(duì)丘陵山區(qū)財(cái)力有限、污染治理資金短缺、技術(shù)團(tuán)隊(duì)缺乏、治理工程維持難等問題，將推進(jìn)農(nóng)業(yè)面源污染治理與發(fā)展農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營緊密結(jié)合，培植生態(tài)種植和養(yǎng)殖龍頭企業(yè)，通過企業(yè)訂單的方式，形成“企業(yè)訂單+基地+農(nóng)戶+專家團(tuán)隊(duì)”的產(chǎn)業(yè)控污機(jī)制。專家團(tuán)隊(duì)根據(jù)承載力和目標(biāo)區(qū)域環(huán)境容量建立標(biāo)準(zhǔn)化種養(yǎng)及污染防治示范基地，推動(dòng)技術(shù)推廣應(yīng)用覆蓋面；指導(dǎo)工藝技術(shù)選型和標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)，確定企業(yè)生產(chǎn)訂單；利用國家精準(zhǔn)扶貧平臺(tái)，以農(nóng)民土地股權(quán)入股的方式發(fā)展訂單農(nóng)業(yè)；龍頭企業(yè)收益回饋農(nóng)民，提高農(nóng)民參與治污的能力和積極性，激發(fā)農(nóng)業(yè)污染治理內(nèi)在潛力。以種養(yǎng)結(jié)合產(chǎn)業(yè)為例，畜禽養(yǎng)殖企業(yè)建設(shè)糞污處理設(shè)施和沼液施用管網(wǎng)，使沼液就近還田，此舉降低了企業(yè)處理成本；農(nóng)戶和合作社免費(fèi)使用沼液，僅負(fù)責(zé)田間管網(wǎng)維護(hù)；專家團(tuán)隊(duì)根據(jù)土壤特性和作物需求設(shè)置沼液和清水配比，通過調(diào)整作物種植方式等措施增強(qiáng)農(nóng)田對(duì)沼液的消納能力。這種“產(chǎn)業(yè)治污”模式在提升特色產(chǎn)業(yè)效益的同時(shí)，形成企業(yè)、農(nóng)戶、基地、專業(yè)團(tuán)隊(duì)的良性互動(dòng)，加速了產(chǎn)業(yè)和環(huán)保技術(shù)轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，形成了控污治污的長效機(jī)制。

4.3 形成“村企合一參與式”的治污管理體系

農(nóng)業(yè)環(huán)保工程普遍存在重建設(shè)、輕監(jiān)管、運(yùn)營難的困境。“產(chǎn)業(yè)治污”模式則是將公益類治污環(huán)保工程的產(chǎn)權(quán)交給村委會(huì)，企業(yè)只負(fù)責(zé)運(yùn)營管理，實(shí)行市場化運(yùn)作，產(chǎn)生收益回饋村委會(huì)，帶動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民就業(yè)和開展生態(tài)種養(yǎng)。專家團(tuán)隊(duì)提供全程工藝技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)理環(huán)保工程建設(shè)，監(jiān)控企業(yè)運(yùn)營。村委會(huì)在專家團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下將環(huán)保公益工程與美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、農(nóng)村人居環(huán)境整治、生態(tài)觀光休閑旅游結(jié)合起來，提高項(xiàng)目總收益。這種“村企合一參與式”的管理機(jī)制推動(dòng)了環(huán)保公益企業(yè)的長效、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 “產(chǎn)業(yè)治污”模式的工程應(yīng)用與效果

在國家典型流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理項(xiàng)目的支持下，在對(duì)丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放的來源及形成機(jī)理解析的基礎(chǔ)上，基于“產(chǎn)業(yè)治污”理念，以氮資源循環(huán)利用為核心，在湖北、湖南、江蘇等多個(gè)流域面源污染綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目中進(jìn)行了技術(shù)集成組裝與模式應(yīng)用，本文重點(diǎn)選取湖北省十堰市竹溪縣竹溪河源頭流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合防治項(xiàng)目進(jìn)行介紹（圖5）。

項(xiàng)目示范區(qū)位于十堰市竹溪縣縣城西北方向，包括蔣家堰鎮(zhèn)、中峰鎮(zhèn)、龍壩鎮(zhèn)及城關(guān)鎮(zhèn)新勝村，轄19個(gè)村，共6 371 戶，24 617 人，畜禽養(yǎng)殖折合豬當(dāng)量39 210 頭。據(jù)竹溪縣農(nóng)業(yè)局提供的2016 年數(shù)據(jù)顯示，項(xiàng)目區(qū)有耕地1 588.7 hm2，其中，水田476.8 hm2，旱地1 111.9 hm2。2016 年項(xiàng)目區(qū)內(nèi)秸稈、尾菜總產(chǎn)生量約為3.3 萬t，其中小麥秸稈6 928 t，水稻秸稈21 137 t，尾菜殘?bào)w5 183 t，秸稈、尾菜產(chǎn)生量大。項(xiàng)目區(qū)養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞便、污水缺乏相應(yīng)處理技術(shù)手段，沼液儲(chǔ)存能力不足，污水外排嚴(yán)重。項(xiàng)目區(qū)農(nóng)田化肥、農(nóng)藥用量過大，加之秸稈隨意堆放，致使氮、磷等養(yǎng)分易隨徑流直接進(jìn)入水體，給竹溪河水環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。

結(jié)合項(xiàng)目示范區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染控制需求及發(fā)展經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)烈意愿，本團(tuán)隊(duì)以茶產(chǎn)業(yè)、貢米產(chǎn)業(yè)和有機(jī)肥產(chǎn)業(yè)為依托，重點(diǎn)打造了與之匹配的3 個(gè)示范工程，并將生活污水稻田凈化技術(shù)、生態(tài)種植技術(shù)和畜禽糞污多級(jí)循環(huán)全消納技術(shù)內(nèi)嵌于3 個(gè)產(chǎn)業(yè)之中。生態(tài)茶園可消納山下畜禽養(yǎng)殖場產(chǎn)生的發(fā)酵沼液，有效處理豬場沼液4 000 t·a-1，且養(yǎng)殖企業(yè)負(fù)責(zé)沼液輸送的管道養(yǎng)護(hù)，使沼液還田工程可持久運(yùn)行；333.3 hm2貢米基地在用水期可消納生活污水166.5 萬m3，非用水期間的生活污水則可通過生活污水一體化處理設(shè)施處置后排入竹溪河；有機(jī)肥廠設(shè)計(jì)產(chǎn)能為10萬t·a-1，可全部消納示范區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)秸稈、尾菜和畜禽養(yǎng)殖廢棄物，生產(chǎn)的有機(jī)肥在茶園和貢米基地的使用也有效提升了貢米和茶葉的品質(zhì)，但在山區(qū)如何實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)秸稈的低成本回收仍是需要深度關(guān)注的話題。

竹溪河花橋寺斷面連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)（圖6）顯示，項(xiàng)目建成運(yùn)行后，竹溪河源頭水質(zhì)得到了明顯改善?？偭祝═P）平均降幅為75.6%（由0.14~0.30 mg·L-1降至0.02~0.07 mg·L-1），銨態(tài)氮（NH+4-N）平均下降53.6%（由 0.57~1.07 mg·L-1降至 0.14~0.84 mg·L-1）?；瘜W(xué)需氧量（CODMn）在項(xiàng)目運(yùn)行前后并未發(fā)生明顯改變，主要是示范區(qū)內(nèi)已完成農(nóng)村廁所改造工程，生活污水排放已得到有效控制，CODMn背景值較低。此外，項(xiàng)目在有效控制了示范區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的同時(shí)，其創(chuàng)造的美麗生態(tài)環(huán)境也帶動(dòng)了觀光旅游產(chǎn)業(yè)，提升了農(nóng)業(yè)從業(yè)者的積極性。

6 結(jié)論

本文在系統(tǒng)研究了丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放來源和形成機(jī)理的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地提出了丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放削減的“產(chǎn)業(yè)治污”模式，其核心是通過農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展解決農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的環(huán)境問題。這一模式不僅豐富了農(nóng)業(yè)面源污染治理的理論，也在農(nóng)村環(huán)境治理中得到了有效的應(yīng)用。在“產(chǎn)業(yè)治污”模式下，思想觀念由氮排放治理轉(zhuǎn)向氮資源循環(huán)利用，以“用”代“治”，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)面源氮的循環(huán)再利用，在有效降低了農(nóng)業(yè)面源氮排放量的同時(shí)，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革，進(jìn)而從根本上消除了丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)面源氮排放對(duì)受納水體的威脅。