农业绿色高质量发展期面源污染治理的思考与实践

农业是中国经济平稳发展的基石，在保障了粮食安全的同时也造成了严重的面源污染。过去10 a，中国面源污染治理虽取得一定成效，但农业源的贡献仍居高不下。该研究阐述了新时期农业面源污染治理面临的挑战，结合国家农业绿色发展的重大需求，提出了以"生态循环、流域统筹"为核心的农业面源污染治理新思路；分析了农业面源污染治理的卡脖子技术，提出了以"种养结合、产业链循环"为核心的污染治理实现路径；深入探讨了农业面源污染治理运维机制不通畅的原因，提出以"农民和农业企业为主力军"的多元主体治理及运维机制；结合典型案例，阐述了农业面源污染治理的实现路径和应用效果，以期为推动中国农业农村生态环境治理体系的现代化建设提供支撑。     

腐植酸尿素在农业生产和面源污染防控中的研究与应用

近年来，随着《到 2020年化肥使用量零增长行动方案》的发布与实施，减肥增效已成为我国农业绿色高质量发展的一个重要途径。腐植酸尿素因其在减肥增效方面独特的优势，为我国农业转型升级注入新的活力，尽管如此，腐植酸尿素的生产工艺及其在农业生产和面源污染防控方面的应用推广仍存在许多问题。在农业减肥增效与绿色发展的大背景下，文中系统综述了腐植酸的活化方法、腐植酸与尿素的作用机理、腐植酸尿素的生产工艺、田间应用效果及在面源污染防控中的研究进展，提出了目前腐植酸尿素生产中存在的问题和下一步研究重点及应用推广建议，为化肥使用零增长行动方案和农业面源污染防控提供参考。     

三峡库区农业面源污染风险评估及治理清单

针对三峡库区农业面源污染风险评估指标体系不完善、个别指标计算时基础数据获取难度大的问题，该研究充分考虑农业面源污染产生、形成及调控全过程因素，构建了基于层次分析法的三峡库区面源污染风险评价指标体系，以更易获取的数据为基础参数、应用韦伯-费希纳定律克服个别风险指标过大的问题，给定了三峡库区面源污染风险评估指标计算方法，评估了三峡库区农业面源污染风险，并提出了三峡库区县域单元的纵向和横向污染治理清单。研究结果表明，三峡库区各县域农业面源污染总体处于中风险，库区内湖北省夷陵区、重庆市南岸区风险值最高，其次是重庆市大渡口区、沙坪坝区等市辖区、巫溪县以及湖北省兴山县和秭归区，之后是开州区、万州区、丰都县、云阳县等区域；化肥强度指数、畜禽养殖强度指数、降雨侵蚀指数、环保投资指数是三峡库区农业面源污染风险的主要影响指标；三峡库区各县域化肥强度指数以及畜禽养殖强度指数风险值之和占总压力指数风险值的比例平均为79%，巫溪县、巴东县、巫山县甚至达到90%；重庆市南岸区、大渡口区以及湖北省各县域化肥施用强度较高，建议开展茶果树施肥技术提升，畜禽养殖强度相对较大的区域主要集中在重庆市云阳县、开州区、巫溪县、巫山县以及湖北省各县区，建议更多开展猪和羊畜禽废污处理能力提升，此外还应加大环保投入以及合理调整种植结构；从纵向管控来看，三峡库区农业面源污染治理应以南岸区和夷陵区为优先管控区域，河流水质优先治理区域为大渡口区、九龙坡区以及湖北省的各县区，从横向管控来看，大部分县域的主要污染防控因素为化肥减量和畜禽养殖治理，其中三峡库区上游和下游地区应当更多关注化肥减量，中游则更多关注畜禽养殖的污染防控，该研究成果可为三峡库区农业面源污染政策制定提供有力参考。     

浅谈农业面源污染的危害与治理

农业面源污染主要是指在农业生产活动过程中,由于各种污染物以低浓度、大范围缓慢地在土壤圈内运动或从土壤圈向水圈扩散,致使土壤、含水层、湖泊、河流、滨岸、大气等生态系统遭到污染的现象,具有形成过程随机性大、影响因子多、分布范围广、潜伏周期长、危害大等特点。我国的农业面源污染主要有化肥污染、农药污染、白色污染等,严重影响饮水安全与食物安全,危及人民群众的身体健康。要从实施水土保持综合治理、科学合理施用化肥与农药、研发推广易降解的农膜等方面进行综合防治。     

杭嘉湖平原农业面源污染及其治理措施

通过对调查的数据资料进行统计分析,发现化肥、农药大量施用与农业废弃物任意排放或堆放是造成杭嘉湖平原农业面源污染的主要原因,针对这些污染,作者认为实行精确合理施肥、废弃物资源化利用、发展生态农业和病虫害综合防治是从根本上解决杭嘉湖平原农业面源污染的主要防治措施。     

农业面源污染背景下三峡生态屏障区实施坡耕地治理项目的意义——以重庆市万州区为例

由于三峡生态屏障区内耕地承载力严重不足、生态环境极其脆弱、水土流失十分严重,造成了大范围的农业面源污染问题。为了治理坡耕地水土流失,"十二五"期间重庆市万州区实施了3个坡耕地水土流失综合治理项目。项目的实施提升了耕地数量和质量,提高了农业生产效率,控制了农业面源污染,促进了当地经济发展,为实现区域内经济发展、社会稳定、生态安全提供了有效保障。     

三峡库区农业面源污染现状及其防治对策

简述了三峡库区农业面源污染现状及其成因 ,指出三峡库区农业面源污染的防治必须实施农业发展战略的调整 ,建立三峡库区农业面源污染预警监测网络系统 ,建设三峡库区可持续高效生态农业模式 ,实现农业生产标准化、清洁化和无害化 ,建立三峡库区江岸生物隔离带 ,强化农业环保立法。     

洞庭湖平原耕地面源污染时空特征及脱钩效应

[目的] 揭示2009—2019年洞庭湖平原耕地面源污染时空演变规律,探究耕地面源污染与农业生产的脱钩关系,为洞庭湖平原耕地面源污染治理提供科学参考。[方法] 采用化肥农药施用强度和粮食单产分别描述洞庭湖平原耕地面源污染和农业生产状况,利用空间分析法和脱钩模型揭示2009—2019年洞庭湖平原耕地面源污染和农业生产的时空演变规律及其脱钩关系。[结果] ①2009—2019年洞庭湖平原化肥、农药施用强度均呈现“先升后降”的趋势,且具有明显的空间差异性,化肥、农药生产率总体上呈现出上升趋势; ②2009—2019年洞庭湖平原粮食单产呈现出倒U形趋势,且具有明显的空间差异性; ③洞庭湖平原粮食单产与化肥农药施用强度的脱钩关系呈现出明显的阶段性特征：第一阶段为波动期(2009—2013年),第二阶段为强脱钩期(2014—2015年),第三阶段为弱负脱钩和衰退脱钩期(2016—2019年); ④洞庭湖平原农业生产与耕地面源污染的脱钩关系在县级空间尺度上逐渐呈现出较高的趋同性和聚集特征。[结论] 应进一步加强耕地面源污染源头防治,并采取多种举措提高粮食单产,最终实现耕地面源污染与农业生产的强脱钩。     

2005-2019年洞庭湖平原耕地面源污染迁移轨迹及空间格局

洞庭湖平原因不合理的农业生产活动导致严重的耕地面源污染问题，揭示洞庭湖平原近10余年耕地面源污染迁移轨迹及空间格局，可为洞庭湖平原下一步科学防治耕地面源污染提供参考。该研究以洞庭湖平原湖南省部分的21个区（县、市）为实例，利用清单分析法构建农田化肥、人畜排泄物和农田固废3类污染单元，测算化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、总氮（Total Nitrogen，TN）和总磷（Total Phosphorus，TP）3类污染物排放情况，并运用空间分析、重心模型和冷热点分析研究2005－2019年洞庭湖平原耕地面源污染轨迹迁移变化及空间格局。结果表明：1）从时序上看，2005－2019年间3类污染物排放总量和排放强度总体上均呈现下降趋势；从空间分布上看，COD排放强度等级分布更为集中，洞庭湖平原耕地面源污染程度呈现出"东部>西部>中部"的空间格局；2）从重心模型分析来看，3类污染物排放强度重心在东西方向上的移动更显著，并且重心移动速度呈现阶段变化；3）从冷热点分析来看，3类污染物空间分布格局差异性显著，COD最为明显，TP次之，TN最小，热点区域大多分布于洞庭湖平原东部，冷点区域大多分布于洞庭湖平原中部。研究说明了在生态文明建设过程中，洞庭湖平原耕地面源污染情况有所好转，并且各地区耕地面源污染程度和治理都具有差异性，为今后因地制宜治理耕地面源污染提供理论依据和思路。     

农业面源污染现状及其防治措施

农业面源污染已成为我国农村生态环境恶化的主要原因之一,严重制约了农业和农村经济环境的可持续发展。本文全面阐述了我国农业面源污染现状,指出农业面源污染主要污染源是农药化肥、畜禽养殖、农膜、秸秆和居民生活污水以及固体废弃物,分析了农业面源污染的主要危害,提出了相应的防治措施。     

面源污染减排增汇措施下的农业生态经济系统耦合状态分析--以三峡库区忠县为例

三峡库区是国家生态环境建设重点治理区,实现农业经济发展和控制农业面源污染是该区域当前面临的两大难题。为明确库区面源污染减排增汇政策与措施下的农业生态经济系统耦合态势,以三峡库区典型面源污染治理区的忠县为例,利用生态农业发展和面源污染治理相关方面的数据,构建结构方程模型,考察三峡库区忠县农业面源污染减排增汇政策与措施背景下的农业资源利用、农业发展与农业生态经济耦合系统中各要素的相互关系与作用路径。通过设定面源污染减排增汇政策与措施、农业资源利用、农业发展、耦合状态的4个潜变量及其所对应的观测变量,根据对研究区农业生态经济系统耦合关系的感性认识,提出了6个基本假设,在此基础上设计农业生态经济系统耦合关系模型。实证结果表明:农业面源污染减排增汇措施与农业资源利用之间具有相互影响的关系,其路径系数为0.79,说明政府的农业面源污染减排增汇措施促进了农业资源的合理利用;农业面源污染减排增汇措施与农业发展之间具有相互影响的关系,其路径系数为0.80,说明面源污染的减排措施与政策对农业发展具有较强的激励作用;农业发展与农业资源利用具有相互影响的关系,其路径系数为0.77,说明农业经济的发展建立在农业资源合理利用的基础上;农业面源污染减排增汇措施对农业生态经济系统耦合态势具有正向作用,路径系数为0.85,说明研究区面源污染减排措施对耦合态势具有明显改善作用;农业资源利用和农业发展对农业生态经济系统耦合态势具有正向作用且作用较大,其路径系数分别为0.91和0.89,说明农业产业与农业资源系统的耦合符合其本质的运行规律发展。综合考虑上述潜变量之间的结构关系,发现农业面源污染减排增汇下的农业资源与农业经济发展成为影响系统耦合的关键,这是理解系统耦合的一个有效视角。     

农业固体废物分类及其污染风险识别和处理路径

防治农业固体废物污染,对保障农民身体健康,维护农业生态安全,促进农村经济社会可持续发展具有重要意义。在总结农业固体废物内涵和外延的基础上,探讨农业固体废物的主要来源、分类方法和基本特征,按照来源、毒性、组分和形态对农业固体废物进行了分类,剖析来源单一与类型多样的双重性、潜在污染与重要资源的两面性、周年持续与季节波动的复杂性等农业固体废物的基本特征。识别农业种植固体废物、畜禽水产养殖固体废物、废旧农业投入品和农产品初加工固体废物的潜在污染风险。梳理农业固体废物污染防治、处理利用代表性法规政策,分析农业固体废物全链条运营和监管体系,提出"分类处理、多措并举,统筹兼顾、绿色循环,减量回用、精准处置"的农业固体废物处理利用技术路径与模式。该研究可为指导农业固体废物污染防治和处理利用提供基础支撑和决策参考。     

基于农业面源污染控制的三峡库区种植业结构优化

基于农业经济效益最优和农业面源污染物减排的双重目标,运用线性规划模型,对三峡库区重庆段种植业结构和清洁农业生产进行了优化设计。通过对三峡库区重庆段种植业面源污染控制与种植业发展优化设计,得到三峡库区重庆段农作物净收益最大化的优化路径为:三峡库区重庆段粮食生产用地应保持约119.16×104 hm2,蔬菜用地保持约33.25×104 hm2,烟草、水果、茶用地应维持在17.05×104 hm2;在保证粮食生产稳定的前提下,应逐渐缩减玉米和大豆的种植面积,适当增加烟草、蔬菜、水果和茶的种植面积;在农作物生产过程中应大力推广清洁生产技术,扩大水稻、小麦、油料作物、玉米和大豆等种植的测土配方施肥面积,加强设施蔬菜生产基地建设,提倡蔬菜有机种植。通过这些措施,才能达到农业面源径流氮磷损失量减少30%的预期目标,才能实现农业面源污控制、农业经济转型和可持续发展。     

面源污染下三峡库区农业生态环境效率及影子价格测算

农业的现代化进程产生了较为严重的农业面源污染,将农业的生态环境效应纳入农业生产效率评价框架是研究的新方向。采用非径向、非角度的SBM-DEA模型,结合方向性距离函数,考察了2003-2015年期间重庆三峡库区农业生态环境效率,引入影子价格测算了各区(县)农业面源污染的边际减排成本。研究结果表明:2003-2015年期间,重庆三峡库区农业生态环境效率趋于稳步提升态势,但整体水平较低,平均值仅为0.508,全样本期投入无效率和非期望产出无效率平均值分别为27.3%和24.7%。农业生态环境效率较高的地区集中在都市核心区和库尾都市外围区,江北和大渡口的农业生态环境效率值为0.7;而库尾低山丘陵区、库中平行岭谷区、腹地山地丘陵区和腹地外围山地区的农业生态环境效率相对较低,尤其是巫溪、万州与开县农业生态环境效率值仅为0.4左右。从效率损失的原因看,化肥、农药的过度投入及其相应的逆生态环境效应表现突出,在投入无效率的来源分解中贡献最大,达35.82%;大渡口、南岸、江北、北碚与渝北农业面源污染排放的影子价格居前,分别为3.503、3.478、3.370、3.317、3.302亿元/万t,污染减排空间较小;万州、丰都与开县农业面源污染排放影子价格较低,分别为2.167、2.321和2.492亿元/万t。在制定区域排放目标时,应考虑区域农业生态环境效率的空间异质性,针对不同区域的农业生态环境效率和影子价格制定具有针对性的减排策略,尤其应当把生态环境效率改进余地较大和边际减排成本相对较低的地区作为减排重点地区。     

福建省农业经济增长、农业结构与面源污染关系研究

农业面源污染已经成为影响社会经济可持续发展的突出问题,而农业结构被认为在其中发挥了重要的调节作用。本研究在根据曲劳(Truog)的养分平衡法理论测算了农业面源污染的主要来源——过剩氮总量的基础上,运用基于VECM模型的脉冲响应函数和方差分解方法,考察了福建省1998—2017年农业经济增长、农业面源污染、农业结构之间的关系。研究结果表明:1)农业经济增长、农业面源污染、农业结构之间存在长期均衡关系。2)格兰杰检验结果表明:农业面源污染与农业经济增长互为格兰杰原因;农业结构分别是面源污染和农业经济增长的格兰杰原因,农业经济增长是农业结构的格兰杰原因。3)方差分解结果显示:农业经济增长与农业结构对农业面源污染的冲击影响很小,对农业面源污染的预测方差贡献分别仅有4.31%和4.02%。但农业面源污染对农业经济增长的冲击影响较大,向前推进10年,其预测方差中来自农业面源污染的方差贡献达47.02%。为此,福建省应在继续保持对农业面源污染严格治理力度的基础上,重视绿色化农业技术和模式的开发应用,加强农业基础设施建设,制订更加明确精准的绿色农业导向性政策,加强绿色消费观念的引导和培养。     

排水沟渠水-底泥-植物协同作用下非点源溶质氮运移模拟研究

沟渠系统"过程拦截"是现阶段农业非点源污染控制和管理的重要手段。针对当前农田排水沟渠水体-底泥-植物系统内各介质间非点源溶质迁移转化机制不清的现状,在简要分析农田排水沟渠水-底泥-植物复合生态结构及其各组分功能特征的基础上,以沟渠中水体为中心,解析了非点源溶质氮在沟渠系统单一介质以及不同介质间的迁移转化过程;考虑到排水沟渠中水体和污染物均以沿沟渠方向线性迁移为主,应用水流连续方程和非保守性污染物迁移扩散方程,构建了农田排水及其中非点源污染物在排水沟渠中的一维迁移模型,并结合试验沟渠具体情况进行了适度简化;通过内业可控性监测试验,同时提出了沟渠系统水-底泥-植物不同介质对水体中非点源污染物衰减程度影响的量化计算方法;将所建模型与计算参数应用于野外试验沟渠,以氨态氮和硝酸盐氮为例进行模拟,结果表明模拟结果与实测值结合较好,其中氨态氮模拟效率系数为0.87,硝态氮模拟效率系数0.93,表明所建模型及模拟手段符合试验沟渠实际情况,具有较好的适用性。     

高集约化农区投入减量化与环境风险降低潜势的时空分异特征

该文应用氮足迹(nitrogen footprint,N footprint)、灰水足迹(grey water footprint,GWF)理论,以上海市青浦区为案例区,对集约农业土地利用系统的活性氮排放和非点源污染进行分析,运用非期望产出的SBM-Undesirable窗式分析模型,系统解析农业土地利用环境效率时空分异特征,综合评估农业土地利用系统投入减量化趋势与环境风险降低潜势。结果表明:1)在考虑活性氮排放和非点源污染约束下,2006-2013年青浦区农业土地利用环境效率相对较低,2006-2013年均值仅为0.669;2)2006-2013年青浦区年均劳动力、肥料和机械动力的潜在减量比例较高,8 a间潜在年均缩减总量分别为8 10~4人,4 501.59 t,27 928.44 k W;非点源污染灰水足迹的潜在减排比例高于污染氮足迹,潜在减排总量年均分别为52 046.88万m~3和381.04 t。花香桥街道具有最大的潜在投入减量化与环境风险降低比例。白鹤镇、练塘镇等具有较大的潜在缩减规模,应成为青浦区农业投入减量化和污染物减排总量控制的重点区域。该文评价结果可为制定农业可持续发展规划及农业产业政策提供参考。     

农业工程科技创新推进农业绿色发展

农业绿色发展是农业发展观的一场深刻革命。该文全面论述了农业工程科技创新对农业绿色发展的重要作用,深入分析了中国在农业资源利用、产地环境治理、生态系统保育和农产品绿色供给等方面取得的成效和存在的问题。提出了围绕农业绿色发展,农业资源监测、水土资源利用、农业投入品使用、农业机械化和农业废弃物资源利用等农业工程科技创新的前沿进展和主攻方向。从强化农业绿色发展理念、建立技术创新与推广体系、完善标准体系和加强政策支持4个方面提出了政策建议。该文可为农业绿色发展背景下农业工程科技研发提供重要的指导和参考。     

拉萨河流域非点源污染输出风险评估

有效识别流域非点源污染高风险区,对污染控制与管理以及水环境质量改善具有重要意义。该研究以拉萨河流域为研究对象,构建包括降雨、地形和施肥影响因子的输出风险模型,识别流域各级非点源污染输出风险的地域单元。结果表明:1996年和2010年,非点源污染输出风险概率分别为50.0%和46.3%;非点源污染风险处于较高以上程度的区域面积分别为12 985.8和11 628.0 km2,占全区总面积的38.9%和34.9%;与1996年相比,2010年非点源污染风险程度由低级别向高级别转换的总面积约为6 674.3 km2。拉萨河流域非点源污染发生的风险概率为中等,风险程度在局部范围内有所下降,主要表现在高风险区域面积减少、低风险区域面积增加,但是中等和较高风险区域面积有增加趋势。土地利用变化、农业生产和水土流失是非点源污染发生的主要原因,应巩固生态环境综合治理成果,提前应对可能出现的非点源污染问题,制定生态农业发展规划,营造控制非点源污染迁移的植被缓冲带。