滇池流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀及防治對(duì)策

彭曉云 劉愛(ài)民 謝雪果 魏 亮*

（1云南云天化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，云南晉寧 650600；2云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南昆明 650201；3石林彝族自治縣植保植檢站，云南石林 652200）

滇池作為云南省最大的淡水湖，素有“高原明珠”之稱(chēng)，整個(gè)滇池湖岸長(zhǎng)約163.2 km，流域面積2 920 km2，涵蓋昆明市五華、西山、盤(pán)龍、官渡、呈貢、晉寧六區(qū)以及嵩明縣。自20 世紀(jì)70 年代中后期以來(lái)，滇池水污染日趨嚴(yán)重，從Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)水質(zhì)下降到Ⅲ類(lèi)水質(zhì)。尤其到20世紀(jì)90年代，滇池水污染達(dá)到頂峰，草海片區(qū)水質(zhì)由Ⅲ類(lèi)降至Ⅳ類(lèi)，外海降至Ⅴ類(lèi)水質(zhì)。水華和藍(lán)藻經(jīng)常暴發(fā)，成為全國(guó)受污染最嚴(yán)重的湖泊之一[1]。

1 滇池農(nóng)業(yè)面源污染治理歷程及成效

截至2022年，滇池經(jīng)歷了4個(gè)治理階段：第一階段為1988—1995年的探索治滇，這一階段滇池水體污染以點(diǎn)源污染為主，治理是在保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下控制點(diǎn)源污染物排放，初步對(duì)滇池水污染治理進(jìn)行了探索；第二階段為1996—2006 年的工程治滇，該階段主要依靠污水處理廠進(jìn)行水質(zhì)處理，以點(diǎn)源治理和控制為主；第三階段為2007—2015 年的系統(tǒng)治滇，該階段啟動(dòng)實(shí)施水專(zhuān)項(xiàng)，中央、地方協(xié)同治理，以“六大工程”為主線的綜合治理思路也是在這一階段提出，治理重點(diǎn)轉(zhuǎn)向工程治理與生態(tài)修復(fù)相結(jié)合；第四階段為2016年至今的精準(zhǔn)治滇，這一階段滇池水質(zhì)已得到較大改善，治理重心也轉(zhuǎn)向點(diǎn)源控制與面源污染控制相結(jié)合，形成精準(zhǔn)治滇新思路[2]。

2 滇池農(nóng)業(yè)面源污染成因及特點(diǎn)

2.1 成因

農(nóng)業(yè)面源污染是面源污染的主要形式之一，又稱(chēng)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染，是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜、畜禽糞便等溶解性或固形污染物在降雨和徑流作用下流入水體而造成的污染[3-4]。

根據(jù)昆明市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局公布的信息，2021 年滇池流域內(nèi)耕地面積28 433 hm2，其中蔬菜種植面積8 213 hm2，花卉種植面積5 900 hm2，糧食等其他作物種植面積14 320 hm2。滇池環(huán)湖路臨湖一側(cè)耕地821 hm2，占到全流域耕地面積的2.9%，其中蔬菜種植面積為560 hm2，花卉種植面積為151 hm2，糧食等其他作物種植面積110 hm2，花卉蔬菜的種植面積占比高達(dá)86.6%。當(dāng)前，滇池流域內(nèi)花卉蔬菜種植以散戶為主，存在生產(chǎn)方式粗放、化肥施用量大、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)慢等問(wèn)題，需要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染控制及防治。

2.1.1 自然因素 一是降雨徑流過(guò)程，該過(guò)程是造成面源污染的自然成因及主要?jiǎng)恿σ蛩?。二是土壤侵蝕及泥沙轉(zhuǎn)移過(guò)程，即在降雨過(guò)程中，表層土壤因降雨的沖刷作用隨地表徑流一起進(jìn)入水體，并在河道內(nèi)進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化的過(guò)程。三是污染物的轉(zhuǎn)化過(guò)程，包括地表溶質(zhì)溶出和土壤溶質(zhì)滲漏過(guò)程，一方面溶解態(tài)和顆粒態(tài)的污染物會(huì)以降雨徑流和土壤泥沙為載體，隨之進(jìn)入水體產(chǎn)生污染；另一方面在降雨過(guò)程中農(nóng)業(yè)面源污染物也會(huì)以溶解態(tài)的形式向土壤下層遷移。這3個(gè)過(guò)程相互聯(lián)系，相互作用，均會(huì)受到水文條件、降雨強(qiáng)度、土壤性質(zhì)和土地管理方式的影響[5]，并最終引起污染。

2.1.2 農(nóng)業(yè)活動(dòng)因素 （1）化肥農(nóng)藥的不合理施用。滇池水體富營(yíng)養(yǎng)化中，影響最大的農(nóng)業(yè)面源污染物為總氮（TN）、總磷（TP）等，這是由于化肥的過(guò)量使用導(dǎo)致大量氮、磷在徑流及淋溶的作用下進(jìn)入水體[6]。未被作物吸收利用的絕大部分氮、磷元素則會(huì)隨水土流失進(jìn)入滇池，造成水體污染。

（2）農(nóng)業(yè)廢棄物排放。滇池流域農(nóng)業(yè)廢棄物排放以農(nóng)膜、秸稈、畜禽糞便為主。①農(nóng)膜。流域范圍內(nèi)種植以低端大棚、露天種植為主，種植生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)大量使用農(nóng)膜用于覆壟及大棚建設(shè)，起到防草、保溫、保肥及保水的目的。農(nóng)膜主要成分為聚乙烯，難以在自然界中自行降解，若不經(jīng)回收，會(huì)造成土壤肥力下降及環(huán)境污染等嚴(yán)重后果[7]。②秸稈。流域內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的大量秸稈多采取焚燒或隨地丟棄的方式進(jìn)行處理，不僅會(huì)使大氣層破壞，還會(huì)造成河道淤塞和水體污染。③畜禽糞便。部分滇池流域范圍內(nèi)畜禽養(yǎng)殖以散戶為主，規(guī)?；B(yǎng)殖程度不高，部分畜禽糞便未經(jīng)處理，隨意排放進(jìn)入水體，造成污染[8]。

2.2 特點(diǎn)

相對(duì)于點(diǎn)源污染，農(nóng)業(yè)面源污染受自然降雨等氣候因素的影響較大，發(fā)生位置難以識(shí)別確認(rèn)，且污染物排放沒(méi)有固定的排污口，而是通過(guò)徑流和淋溶方式進(jìn)入水體。污染物隨著氣候、水文、農(nóng)業(yè)活動(dòng)的變化而變化，隨著氣候條件和農(nóng)業(yè)活動(dòng)變化影響到整個(gè)流域，整個(gè)過(guò)程不易監(jiān)測(cè)識(shí)別，具有分散性、隱蔽性、不易監(jiān)控性的特點(diǎn)，因而農(nóng)業(yè)面源污染判別、檢測(cè)和防治較為困難[9]。

3 滇池流域農(nóng)業(yè)面源污染防治對(duì)策

由于農(nóng)業(yè)面源污染具有分散性、隱蔽性、隨機(jī)性和不易監(jiān)控性的特點(diǎn)，為有效防治農(nóng)業(yè)面源污染，使滇池流域生態(tài)得到良好恢復(fù)、農(nóng)業(yè)種植健康發(fā)展，采取控源減排的方式進(jìn)行農(nóng)業(yè)面源污染的綜合防治。依托滇池流域都市農(nóng)業(yè)核心區(qū)和環(huán)主城高效現(xiàn)代農(nóng)業(yè)區(qū)，鼓勵(lì)發(fā)展生態(tài)種植、生態(tài)養(yǎng)殖，提高畜禽糞污資源化利用水平，推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用、農(nóng)膜污染治理、退化耕地綜合治理、“坡改梯”等農(nóng)田綜合整治。大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水，推廣高效節(jié)水技術(shù)。繼續(xù)推廣化肥農(nóng)藥減量增效技術(shù)、水肥一體化技術(shù)和病蟲(chóng)害綠色防控技術(shù)，減少化肥和農(nóng)藥的施用量。

3.1 農(nóng)田養(yǎng)分管理

張維理等[10]提出，全流域范圍內(nèi)的農(nóng)田實(shí)行養(yǎng)分管理是農(nóng)業(yè)面源污染的最佳防控措施，農(nóng)田養(yǎng)分管理防治包括以下3條途徑。

3.1.1 測(cè)土配方施肥技術(shù)推廣 擴(kuò)大農(nóng)田的土壤檢測(cè)量，準(zhǔn)確掌握田地的養(yǎng)分情況，有針對(duì)性地根據(jù)地塊養(yǎng)分情況以及種植作物需肥特性進(jìn)行科學(xué)合理施肥。減少化肥使用量，增加有機(jī)肥施用量，從源頭減少氮磷庫(kù)，從根本上解決農(nóng)業(yè)面源污染物TN、TP造成的水體污染。

3.1.2 生物炭配合施用 研究表明，生物炭配合化肥施用對(duì)于農(nóng)業(yè)面源污染治理具有良好的效果，不僅能有效吸附徑流中的TN、TP、Cr、Zn、Cu、Cd，還有益于土壤的固水保肥[11]。

3.1.3 秸稈還田 滇池流域每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生大量的秸稈廢棄物。秸稈堆漚處理形成有機(jī)肥后歸還農(nóng)田，可以產(chǎn)生較高的生態(tài)效益，有效解決因秸稈焚燒、丟棄造成的大氣污染和流域農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題，并能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。研究表明，滇池流域農(nóng)田秸稈還田后，能減少化肥施用量[12]。

3.2 生物防治

采用生物農(nóng)藥、黃藍(lán)板、燈光誘殺、統(tǒng)防統(tǒng)治等方法進(jìn)行流域內(nèi)農(nóng)田作物病蟲(chóng)害防治，以減少化學(xué)農(nóng)藥的使用。

3.3 退耕還湖，恢復(fù)濕地

保護(hù)滇池流域生態(tài)紅線，退出耕地，建設(shè)生態(tài)濕地。濕地系統(tǒng)對(duì)滇池流域農(nóng)業(yè)徑流的治理非常有效，湖灘濕地能有效在湖泊和農(nóng)田之間形成緩沖，具有自凈能力，可起到改善水質(zhì)、減緩地表徑流等生態(tài)功能[13]。

3.4 節(jié)水灌溉

改善大水漫灌的農(nóng)田給水方式，引入節(jié)水灌溉設(shè)施設(shè)備，采用微滴灌、微噴灌等精準(zhǔn)灌溉方式進(jìn)行農(nóng)田水肥管理，減少漫灌造成的土壤養(yǎng)分流失，降低農(nóng)業(yè)面源污染物進(jìn)入流域內(nèi)水體造成的污染。研究表明，采用微灌技術(shù)，能降低40%～50%化肥使用量，減少30%～50%農(nóng)田灌水量[14]。

3.5 控制畜禽養(yǎng)殖數(shù)量，畜禽糞便無(wú)害化處理

控制滇池流域范圍內(nèi)畜禽養(yǎng)殖數(shù)量，減少畜禽糞便等廢棄物排放量，同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的畜禽糞便使用堆漚、消殺等方法就地進(jìn)行無(wú)害化、有機(jī)化處理。處理后的畜禽糞便作為有機(jī)肥用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)，可以避免畜禽糞便造成的污染，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3.6 種植結(jié)構(gòu)調(diào)整

大棚農(nóng)田種植作物茬數(shù)多，且作物種植需肥量大。滇池流域大棚農(nóng)田的土壤氮磷庫(kù)顯著大于露天農(nóng)田的，但不同大棚之間差異不顯著，較大的氮磷庫(kù)會(huì)增加農(nóng)業(yè)面源污染物TN和TP流失進(jìn)入水體造成污染的風(fēng)險(xiǎn)[15]。塑料大棚種植增加了土壤養(yǎng)分含量和降雨徑流量，但污染物進(jìn)入水體的量減少。這是由于塑料大棚的使用一方面減少了雨水入滲面積，造成徑流量變大；另一方面，又緩解了降雨對(duì)土壤的沖刷，使得大棚種植區(qū)域的污染物流失較其他類(lèi)型較少[5]。

合理布局滇池流域內(nèi)種植結(jié)構(gòu)能有效降低農(nóng)業(yè)面源污染，具體措施有將流域內(nèi)低端大棚改造為高標(biāo)準(zhǔn)大棚，采用智慧農(nóng)業(yè)及設(shè)施化手段進(jìn)行種植管理，實(shí)現(xiàn)水、肥、藥精準(zhǔn)施用。發(fā)展無(wú)土栽培模式，對(duì)灌溉回水進(jìn)行回收處理再利用，減輕環(huán)境污染，降低種植投入等。

3.7 坡耕地整治

坡耕地的年徑流水量一般在450～750 m3/hm2，降雨等自然活動(dòng)易造成土壤隨水流失，而水土流失則是造成農(nóng)業(yè)面源污染物進(jìn)入水體的主要渠道之一。滇池流域坡耕地面積較大，進(jìn)行坡耕地的綜合整治尤為必要，通過(guò)改坡為梯能起到一定的攔截作用[16-18]。

3.8 加強(qiáng)監(jiān)管

充分利用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)、智慧監(jiān)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)面源污染評(píng)價(jià)體系，提高監(jiān)測(cè)監(jiān)管水平，建立和完善滇池流域農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，進(jìn)一步加強(qiáng)滇池污染監(jiān)管。結(jié)合可視化系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析，打造數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)，完善滇池保護(hù)監(jiān)督管理中心，對(duì)滇池流域信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化集成處理。構(gòu)建及集成滇池流域水環(huán)境管理系列模型，建立滇池治理輔助決策中心[19]，通過(guò)監(jiān)督管理實(shí)現(xiàn)流域水資源、水環(huán)境、水生態(tài)的綜合調(diào)度。