摘 要:農業(yè)面源污染已成為我國農村環(huán)境治理的主要問題,過量使用化肥農藥、不當灌溉及農業(yè)廢棄物處理不當,導致土壤污染和水體富營養(yǎng)化,嚴重影響生態(tài)環(huán)境、農業(yè)生產及居民健康。生態(tài)水利工程作為水利基礎設施的重要組成部分,通過改善水利設施、優(yōu)化水資源配置和實施生態(tài)修復,成為解決農業(yè)農村污染、提升水資源利用效率、改善水質的重要手段。應完善政策法規(guī)與監(jiān)管體系,加強對農業(yè)面源污染的動態(tài)監(jiān)測和評估,確保污染治理措施落地見效;推動技術創(chuàng)新與生態(tài)工程應用,推廣生態(tài)水利工程,利用數字技術提高農業(yè)污染治理的精準性和效率,減少廢棄物對環(huán)境的污染;提升公眾參與和社會共治,建立多元共治機制,推動政府、企業(yè)、社會組織和農民的協(xié)同治理,形成全社會共同參與的污染治理格局。
關鍵詞:農業(yè)面源污染;生態(tài)水利工程;水資源管理;綠色低碳轉型;水質凈化
中圖分類號:TV85" " 文獻標志碼:A
在有力有效推進鄉(xiāng)村全面振興背景下,農業(yè)農村污染治理成為實現綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設的重要任務。黨的二十屆三中全會強調,要加強生態(tài)環(huán)境保護,推動農業(yè)綠色轉型,實施精準生態(tài)治理,強化農村環(huán)境基礎設施建設。農業(yè)面源污染已成為制約農村可持續(xù)發(fā)展的關鍵問題,急需通過生態(tài)水利工程等技術手段,改善農業(yè)生產方式,提升資源利用效率,推動農業(yè)與環(huán)境的和諧發(fā)展。因此,探討生態(tài)水利工程在農業(yè)農村污染治理中的作用,對于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有重要意義。
一、中國農業(yè)農村污染概況
(一)農業(yè)農村污染的主要來源
農業(yè)面源污染是指農業(yè)生產過程中,由于農田施肥、用藥、灌溉等活動的影響,導致污染物隨降水或灌溉水流入水體、土壤等環(huán)境介質形成的廣泛分布的污染源[1]。農業(yè)面源污染的主要來源可以概括為以下兩個方面。
一是化肥和農藥的過量施用。過量施用化肥和農藥不僅不能有效提高農作物的產量和質量,反而容易導致化學成分流失,進入水體或土壤中,造成污染[2]。這些化學物質在水體中的積累,能夠引發(fā)水體富營養(yǎng)化,影響水質,進而影響水生生物的生長與繁殖。
二是不合理的灌溉管理與農業(yè)廢棄物處置。傳統(tǒng)農業(yè)灌溉方式存在效率低下、水資源浪費等問題,尤其是在缺乏精準灌溉管理的情況下,過度灌溉或灌溉方式不當往往導致化肥、農藥等污染物隨水流失[3]。與此同時,農業(yè)廢棄物(如秸稈、農膜等)處理不當也會成為污染源。隨意處置這些廢棄物,不僅會產生空氣污染,還可能通過雨水沖刷進入土壤或水體,進一步加劇污染。
(二)農業(yè)農村污染的現狀
“十四五”以來,中國以《“十四五”土壤、地下水和農村生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》和《農業(yè)農村污染治理攻堅戰(zhàn)行動方案(2021—2025年)》為指導,強化源頭預防、風險管控、分類施策、協(xié)同治理和先行先試,持續(xù)深入打好凈土保衛(wèi)戰(zhàn)和農業(yè)農村污染治理攻堅戰(zhàn),取得了顯著成效,但仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
土壤污染與耕地安全利用方面。截至2024年,全國受污染耕地安全利用率穩(wěn)步提升至91%,農用地土壤環(huán)境狀況總體穩(wěn)定。但是,污染地塊修復成本高、技術難度大,部分地區(qū)仍需因地制宜,統(tǒng)籌自然恢復和人工修復。
農村生活污水與黑臭水體治理方面。截至2024年6月,全國農村生活污水治理率在45%以上,農村污水橫流狀況大幅減少。同時,“十四五”期間全國新增完成6.7萬個行政村環(huán)境整治,農村黑臭水體治理任務完成率在80%以上。
農業(yè)面源污染治理方面。農業(yè)面源污染治理在部分地區(qū)取得積極進展。生態(tài)環(huán)境部與農業(yè)農村部聯(lián)合在28個地區(qū)開展農業(yè)面源污染治理與監(jiān)督指導試點,部分試點區(qū)域的國(省)控斷面水質已得到改善。然而,農業(yè)面源污染仍是當前農村生態(tài)環(huán)境的突出短板,尤其是在氮磷流失和畜禽糞污處理方面。
農村生活垃圾與衛(wèi)生廁所普及方面。截至2024年,全國衛(wèi)生廁所普及率達75%,生活垃圾收運處置體系覆蓋自然村比例超過90%。這表明農村人居環(huán)境得到顯著改善,但仍需進一步加強長效管理。
二、生態(tài)水利工程在農業(yè)農村污染治理中的作用
(一)生態(tài)水利工程的主要功能
生態(tài)水利工程是指在水利基礎設施建設和水資源管理過程中,運用生態(tài)學原理與水利工程技術,通過水資源合理配置與利用、水生態(tài)環(huán)境修復與保護、生態(tài)恢復等手段,實現生態(tài)效益和水利效益的雙重目標[4]。與傳統(tǒng)的水利工程側重于水資源的開發(fā)與利用不同,生態(tài)水利工程更加注重生態(tài)環(huán)境的保護與恢復,旨在實現水資源的可持續(xù)利用與生態(tài)環(huán)境的長期穩(wěn)定。生態(tài)水利工程的主要功能可概括為以下幾個方面。
一是水資源的合理配置與利用。通過科學的水資源管理手段,確保水資源能夠滿足農業(yè)、工業(yè)、生活用水以及生態(tài)環(huán)境的需求。合理調配水資源,能夠避免水資源過度開發(fā)或浪費,最大限度地提高水資源利用效率。
二是水生態(tài)環(huán)境的修復與保護。在水利工程建設和水資源開發(fā)過程中,注重生態(tài)環(huán)境的保護,特別是水生態(tài)系統(tǒng)的修復和恢復,通過改善水體質量、恢復濕地和河流生態(tài)等措施,能夠促進水生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。
三是綠色低碳發(fā)展與污染治理的雙重目標。生態(tài)水利工程不僅關注水資源的管理與生態(tài)環(huán)境的修復,還結合綠色低碳發(fā)展的理念,推動農業(yè)、農村和水利領域的污染治理。通過使用綠色技術、推動低碳發(fā)展,實現經濟、社會與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。
(二)生態(tài)水利工程的主要類型
一是水庫與濕地恢復工程。水庫作為水資源儲存與調配的基礎設施,在生態(tài)水利工程中起著重要作用。通過恢復濕地功能,增強水庫水生態(tài)系統(tǒng)的自我修復能力,能夠有效提高水質,促進生物多樣性保護。濕地能夠通過植物吸收水中的營養(yǎng)物質,凈化水體,防止水體富營養(yǎng)化,同時也為水鳥等物種提供棲息地,增強生態(tài)系統(tǒng)服務功能[5]。
二是人工濕地與生態(tài)浮島。人工濕地是模擬自然濕地功能,通過人工構建濕地系統(tǒng),利用植物、微生物等生態(tài)過程,凈化水體中的有害物質[6-7]。生態(tài)浮島作為一種新型的水質治理措施,通過浮動植物群落的根系吸附污染物,改善水質,提供水生生物棲息地。兩者均能有效提升水體的自凈能力,減少污染負荷。
三是漁業(yè)生態(tài)補償與生態(tài)水流量保障。在水利工程建設過程中,往往需要保障一定的生態(tài)流量,確保生態(tài)系統(tǒng)的正常運作,特別是漁業(yè)資源的保護。漁業(yè)生態(tài)補償機制是通過設置生態(tài)保護基金、采用補償措施等手段,恢復和維護漁業(yè)資源的可持續(xù)性[8]。生態(tài)水流量保障則是通過合理調度水資源,確保河流和湖泊的生態(tài)功能得到充分發(fā)揮。
(三)生態(tài)水利工程在農業(yè)農村污染治理中的應用
一是提高水資源利用效率,發(fā)揮污染治理的協(xié)同作用。水資源高效利用是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心,生態(tài)水利工程通過精準灌溉(滴灌、微噴等)避免水資源浪費,并減少化肥和農藥流失。例如,滴灌技術能夠將水分精準輸送到作物根部,減少水分蒸發(fā)和滲漏,同時避免過量灌溉導致的化肥和農藥隨水流失,從而減輕水體污染。此外,修復水土保持系統(tǒng)和提升土壤保水能力,不僅能減少灌溉需求,還能有效防止土壤侵蝕和水土流失,進一步減輕農業(yè)面源污染。
二是改善農村水質。水質污染是農業(yè)污染的直接體現,生態(tài)水利工程通過自然與人工修復技術改善水質。濕地恢復、人工濕地、水生植物引入等能吸收水中的氮磷,減少有害物質,提升水體自凈能力[9]。生態(tài)濕地和植物凈化池等技術能夠有效降低水體中的氮磷濃度,抑制水華現象,恢復水體自凈功能。
三是推動綠色低碳農業(yè)發(fā)展。生態(tài)水利工程通過技術創(chuàng)新與生態(tài)保護結合,促進農業(yè)綠色轉型。推廣節(jié)水灌溉、低碳農機具和生態(tài)種植模式等,能夠減少農業(yè)碳排放和資源浪費,提升環(huán)境友好性,為綠色農業(yè)提供水資源保障,促進農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定。
三、國內外生態(tài)水利工程的實踐經驗與啟示
(一)國內外生態(tài)水利工程的實踐經驗
國際案例:德國的“Between" the" Waters”(在水之間)項目于2010年實施,位于埃姆舍河和萊茵—赫恩運河之間,采用人工濕地與水處理系統(tǒng)成功將廢水轉化為可飲用水和灌溉水。項目顯著提升了水質,減少了對外部水源的依賴,并為社區(qū)提供了可持續(xù)的水源。此項目為中國農業(yè)污染治理提供了寶貴經驗,尤其在水資源短缺地區(qū),人工濕地和水回用系統(tǒng)的結合能夠實現水質凈化與生態(tài)修復雙重目標。
國內案例:安徽省金山湖生態(tài)濕地項目通過建設21.33公頃(320畝)人工濕地,成功處理了來自污水處理廠的尾水,顯著改善了水質。該項目將水質從一級A標準提升至IV類水質標準,并促進了濕地生態(tài)功能的恢復。然而,項目也面臨挑戰(zhàn),包括人工濕地的長期維護和管理需要持續(xù)投入,隨著人口和農業(yè)活動的增加,濕地面積和處理能力可能不足,且運營和維護成本較高。盡管如此,金山湖項目仍然展示了人工濕地作為低成本、高效益的水污染治理技術的巨大潛力,具有較強的可復制性,值得在其他地區(qū)推廣。
(二)國內外經驗的啟示
綜合規(guī)劃與設計方面。生態(tài)水利工程應結合生態(tài)修復與水資源管理,避免單一功能開發(fā)。目前,中國部分地區(qū)水利工程更加偏重傳統(tǒng)硬性設施,忽視生態(tài)效益。未來項目應注重生態(tài)功能與水利功能的有機結合,推動全面治理。
因地制宜與適應性實施方面。成功的生態(tài)水利項目需根據地區(qū)特點量體裁衣。德國“Between" the" Waters”項目通過人工濕地有效治理廢水,中國安徽省金山湖生態(tài)濕地項目也采用人工濕地處理農業(yè)污水。這些項目展示了低成本、高效益的水凈化技術,未來應根據不同地區(qū)需求,推廣濕地恢復和污水回用等適宜技術。
可持續(xù)發(fā)展與長期投入方面。生態(tài)水利工程的可持續(xù)性依賴于長期資金投入和社會參與。中國安徽省金山湖生態(tài)濕地項目初期建設成本較低,但需持續(xù)管理與優(yōu)化。為確保長期成效,應推動政府、企業(yè)與社區(qū)廣泛參與,并建立穩(wěn)定的資金支持和生態(tài)補償機制。
推動綠色低碳發(fā)展方面。生態(tài)水利工程可推動綠色低碳農業(yè)發(fā)展,通過節(jié)水灌溉、低碳農機具等減少農業(yè)碳排放與資源浪費。德國的低成本、高效益水凈化技術為中國提供了可行的技術路徑。未來,應借鑒這些方法推動綠色低碳農業(yè)轉型,并確保水資源得到高效利用。
四、相關政策建議
一是完善政策法規(guī)與監(jiān)管體系。借鑒國內外先進經驗,進一步健全農業(yè)污染治理的法律法規(guī),明確各級政府和相關部門的職責,強化農村生態(tài)環(huán)境管理的政策體系。同時,完善農村環(huán)境監(jiān)測體系,加強對農業(yè)面源污染的動態(tài)監(jiān)測和評估,加密布設監(jiān)測點位,優(yōu)化監(jiān)測技術手段,確保污染治理措施落地見效。
二是推動技術創(chuàng)新與生態(tài)工程應用。結合國內外實踐經驗,推廣生態(tài)水利工程,如人工濕地、生態(tài)浮島和生態(tài)溝渠等,提升農村水體自凈能力和水質。利用數字技術提高農業(yè)污染治理的精準性和效率,通過大數據和智能決策系統(tǒng)優(yōu)化生態(tài)水利工程的運行和管理。同時,推進受污染耕地的修復工作,實施土壤重金屬污染溯源和整治,加強水體富營養(yǎng)化的治理。推動畜禽糞污、秸稈等農業(yè)廢棄物的資源化利用,減少廢棄物對環(huán)境的污染。
三是提升公眾參與度,促進社會共治。增強農民環(huán)保意識,通過宣傳教育,提高農民對農業(yè)農村污染危害的認識,鼓勵其主動參與生態(tài)水利工程的建設和維護。建立多元共治機制,推動政府、企業(yè)、社會組織和農民的協(xié)同治理,形成全社會共同參與的污染治理格局。同時,加大財政投入,設立專項基金,支持生態(tài)水利工程的建設和運行,鼓勵社會資本參與,拓寬資金來源。加強對農民的技術培訓,推廣生態(tài)農業(yè)和綠色低碳技術,提升其污染治理能力。
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[責任編輯:李偉杰]
收稿日期:2025-01-14
基金項目:中國博士后科學基金面上資助(2023M730081)
作者簡介:齊文華(1992—),女,河南安陽人,講師,博士,主要從事農業(yè)面源污染治理方面的研究。
通信作者:王" " 敏(1993—),男,湖南郴州人,講師,碩士。