長江流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀、問題與對策

【摘 要】“十四五”時期是農(nóng)業(yè)面源污染防治的深入推進期，也是長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境保護和實現(xiàn)綠色發(fā)展的攻堅期。本文圍繞監(jiān)測評估、治理技術(shù)模式構(gòu)建、治理績效評估等方面剖析長江流域農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)督管理工作中存在的重點問題，結(jié)合我國未來深入推進長江流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理的實際需求，從強化管理支撐的角度，提出加強全鏈條防控技術(shù)體系建設(shè)、推進污染控制技術(shù)模式分類分區(qū)構(gòu)建、開展以環(huán)境質(zhì)量改善為核心的污染治理績效評估等有關(guān)建議，為持續(xù)推動我國農(nóng)業(yè)面源污染治理能力提升，探索建立長江流域農(nóng)業(yè)面源污染治理與監(jiān)督指導(dǎo)體系提供參考。

【作 者】

趙健：中國環(huán)境科學研究院流域面源研究室副研究員

籍瑤、劉玥、劉泉利：中國環(huán)境科學研究院流域面源研究室助理研究員

白靜：中國環(huán)境科學研究院流域面源研究室高級工程師

宋永會：中國環(huán)境科學研究院研究員，系本文通訊作者

【基金項目】國家重點研發(fā)計劃“流域面源污染防控技術(shù)與應(yīng)用示范”（2021YFC3201500）

長江流域在我國區(qū)域發(fā)展總體格局中具有重要的戰(zhàn)略地位，流域總面積180萬km2，占我國陸域國土面積的 18.8%，是我國最主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。近年來，長江流域水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善。2021年，長江流域水質(zhì)優(yōu)良比例為 97.1%，較2015年提高15.4個百分點。但水生態(tài)環(huán)境保護不平衡、不協(xié)調(diào)的問題依然突出，太湖、巢湖、滇池等重點湖泊藍藻水華暴發(fā)態(tài)勢尚未徹底扭轉(zhuǎn)，部分斷面汛期水質(zhì)下降嚴重。隨著工業(yè)和城鎮(zhèn)點源污染問題得到有效控制，面源污染逐漸從次要矛盾上升為主要矛盾，成為長江流域水生態(tài)環(huán)境保護工作的突出難點[1-2]。

長江流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)面源排放量大長江經(jīng)濟帶11?。ㄊ校┑诙挝廴驹雌詹閿?shù)據(jù)顯示，農(nóng)業(yè)面源化學需氧量、總氮、總磷排放量分別占長江經(jīng)濟帶該污染物總排放量的45.1%、48.0%、66.6%，農(nóng)業(yè)面源成為區(qū)域污染物的主要來源。長江流域耕地面積占全國耕地總面積的24%。2021年，長江經(jīng)濟帶11?。ㄊ校┘Z食總產(chǎn)量達 2.43億t，占比超過全國糧食總產(chǎn)量的1/3。長江流域氣候溫暖，復(fù)種指數(shù)高，化肥、農(nóng)藥施用量處于高位。據(jù)統(tǒng)計， 2020年長江經(jīng)濟帶化肥施用量達1684.55萬t，化肥施用強度為282.52kg/hm2，是國際安全施用水平（225kg/hm2）的 1.26倍[3]。化肥施用量居高不下以及不合理的施肥方式，造成集約化農(nóng)區(qū)氮磷流失嚴重，稻田周邊水塘及河湖水體富營養(yǎng)化[4]。同時，長江流域也是我國生豬和淡水水產(chǎn)品的主產(chǎn)區(qū)，畜禽養(yǎng)殖造成的總磷排放量占流域農(nóng)業(yè)面源總磷排放總量的68%，是面源污染的重要來源[5]；淡水池塘養(yǎng)殖分布廣泛，產(chǎn)量占全國池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量的60%以上，但污染處理設(shè)施配套不完善，養(yǎng)殖尾水不達標排放造成的環(huán)境風險大。汛期水質(zhì)變化明顯農(nóng)業(yè)面源排放的污染物隨降雨徑流進入地表水體，成為汛期長江流域水環(huán)境污染的重要原因。在長江干流82個國控監(jiān)測斷面中，2021年汛期（6月、7月和8月）的Ⅰ—Ⅱ類水質(zhì)斷面占比分別為74.4%、70.7%和81.7%；6月和7月的Ⅰ—Ⅱ類水質(zhì)斷面占比低于1—5月Ⅰ—Ⅱ類水質(zhì)斷面占比的平均值（79.7%）。長江支流7月水質(zhì)惡化明顯，在504條支流的923個監(jiān)測斷面中，Ⅰ—Ⅱ類水質(zhì)斷面占比為61.0%，低于全年平均值70.6%[6]。污染區(qū)域差異性顯著長江流域橫跨我國地勢三級階梯、四個氣候帶，沿江各區(qū)域資源稟賦差異明顯、產(chǎn)業(yè)分布不均、經(jīng)濟發(fā)展水平差距大，導(dǎo)致流域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染具有顯著的空間差異性。長江流域中上游地區(qū)以丘陵山區(qū)為主，地形破碎、地勢落差大、降雨集中，加之陡坡過度墾殖，導(dǎo)致水土流失嚴重。長江流域中上游水土流失面積占流域水土流失總面積的2/3，為農(nóng)業(yè)面源污染遷移進入水體提供了重要載體[7]。相比較而言，長江中下游平原河網(wǎng)區(qū)地勢低平、水系發(fā)達，但往復(fù)流嚴重、水體自凈能力較差。作為我國稻麥主產(chǎn)區(qū)，2020年長江中下游糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的23.38%。在“石油農(nóng)業(yè)”模式下，農(nóng)藥化肥施用量高、資源化利用率低，成為氮污染的主要來源[8]。不同區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染特征及成因的差異顯著，這給流域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染精準防控帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

長江流域農(nóng)業(yè)面源污染防治存在的問題

現(xiàn)有監(jiān)測評估體系無法滿足農(nóng)業(yè)面源污染綜合監(jiān)督管理需求

長期以來，長江流域農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門、生態(tài)環(huán)境部門和水利部門等根據(jù)職責分工開展了大量監(jiān)測工作，分別建立了不同尺度和規(guī)模的監(jiān)測體系，獲取了包括種植業(yè)流失系數(shù)、水質(zhì)、水文等指標在內(nèi)的大量數(shù)據(jù)[9-10]。但現(xiàn)有監(jiān)測體系未能系統(tǒng)刻畫農(nóng)業(yè)面源污染特征和遷移轉(zhuǎn)化過程，存在水質(zhì)、水量監(jiān)測時空不同步，監(jiān)測斷面空間分布密度低，監(jiān)測頻次未兼顧農(nóng)業(yè)面源發(fā)生規(guī)律等問題。目前尚未形成多部門協(xié)同的農(nóng)業(yè)源—空間傳輸—受納水體的農(nóng)業(yè)面源污染全鏈條監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，難以為農(nóng)業(yè)面源污染負荷評估和治理績效考核提供有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

農(nóng)業(yè)面源污染全過程治理技術(shù)模式還有很大提升空間

近年來，農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理攻堅戰(zhàn)的實施以及水體污染控制與治理科技重大專項的技術(shù)示范，有效推進了長江流域農(nóng)業(yè)面源污染治理工作，一批樣板模式逐步顯現(xiàn)。圍繞種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的“源頭減量—循環(huán)利用—過程攔截— 末端治理”全過程農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)模式在長江流域的太湖苕溪、江蘇武進、巢湖店埠河等代表性區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了示范應(yīng)用[11-12]。受流域耕地結(jié)構(gòu)破碎化、肥料施用量高等因素的影響，雖然各地區(qū)對種植業(yè)源頭防控重視程度高，但是對過程攔截和養(yǎng)分回用技術(shù)重視程度低，導(dǎo)致氮、磷等多來源養(yǎng)分尚未得到充分循環(huán)與利用[13]。各地區(qū)缺乏流域?qū)用娴囊韵到y(tǒng)管控為思路、針對不同區(qū)域污染物類型和排放特征的技術(shù)優(yōu)選配置與集成。相關(guān)技術(shù)標準尚未對已建成的技術(shù)工程措施進行統(tǒng)一規(guī)范，導(dǎo)致示范工程可推廣性差，且未能建立長效運行保障機制。

現(xiàn)有農(nóng)業(yè)面源污染防治成效評估缺乏剛性約束和行為引導(dǎo)

當前，針對農(nóng)業(yè)面源污染管控政策，長江經(jīng)濟帶各?。ㄊ校┏雠_了化肥農(nóng)藥減量、畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用等管理政策和考核辦法[14]，然而單純考核化肥、農(nóng)藥削減量和糞污資源化利用率并不能全面評估農(nóng)業(yè)面源污染對水環(huán)境質(zhì)量的實際影響。目前，一些地方已開展了以水環(huán)境質(zhì)量改善為導(dǎo)向的農(nóng)業(yè)面源污染防治評估考核，如重慶市永川區(qū)將畜禽養(yǎng)殖和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染防治工作納入單項考核，制定了水環(huán)境綜合治理與農(nóng)業(yè)面源污染防治相結(jié)合的綜合評估辦法。然而，農(nóng)業(yè)面源具有污染類型多樣、影響因素復(fù)雜、空間異質(zhì)性強等特點，導(dǎo)致不同空間單元污染產(chǎn)生量、遷移轉(zhuǎn)化方式、工程治理績效以及污染對受納水體水質(zhì)的貢獻情況差異顯著，這給統(tǒng)一設(shè)置以水環(huán)境質(zhì)量改善為目標的績效考核指標和內(nèi)容帶來挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)面源污染的分散性、累積性、隱蔽性和滯后性等特點，也加大了責任邊界厘清、責任主體辨識、歷史責任區(qū)分的難度。

長江流域農(nóng)業(yè)面源污染防治對策建議

“十四五”時期是農(nóng)業(yè)面源污染防治的深入推進期，也是長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境保護和實現(xiàn)綠色發(fā)展的攻堅期。為推進農(nóng)業(yè)面源污染防治工作，生態(tài)環(huán)境部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部聯(lián)合印發(fā)《農(nóng)業(yè)面源污染治理與監(jiān)督指導(dǎo)實施方案（試行）》（以下簡稱《實施方案》），涉及農(nóng)業(yè)面源污染防治、政策機制、監(jiān)督管理等主要任務(wù)，對深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)具有重要的現(xiàn)實意義。為持續(xù)提升長江流域農(nóng)業(yè)面源污染防治能力，筆者提出以下三方面建議。

加強長江流域農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測管理全鏈條防控技術(shù)支撐體系建設(shè)

針對制約長江流域水質(zhì)持續(xù)提升的農(nóng)業(yè)面源污染問題，以說清農(nóng)業(yè)面源對長江水體污染貢獻、查清污染源頭和種類為問題導(dǎo)向，以構(gòu)建農(nóng)業(yè)最佳治理技術(shù)模式、污染防控管理模式及政策為目標導(dǎo)向，從流域整體性出發(fā)，構(gòu)建長江流域農(nóng)業(yè)面源污染“測—溯—算—治—管”全鏈條防控技術(shù)支撐體系，創(chuàng)新治理和管理模式。已有經(jīng)驗表明，扎實的環(huán)境監(jiān)測和科學的污染負荷評估是合理制定防控政策的基礎(chǔ)。針對農(nóng)業(yè)面源污染實時監(jiān)測干擾大、流量變化快、汛期集中等監(jiān)測技術(shù)難點，研發(fā)分布式多層級面源污染監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)布設(shè)優(yōu)化、多場景自適應(yīng)水質(zhì)水量在線同步監(jiān)測技術(shù)，建立基于傳感器、衛(wèi)星遙感、在線監(jiān)測等多技術(shù)、多實施主體協(xié)同的智能化農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。針對目前農(nóng)業(yè)面源污染機理不明、污染通量貢獻不清、模擬參數(shù)確定困難、計算精度偏低等問題，耦合監(jiān)測、溯源和模型模擬技術(shù)，提升流域農(nóng)業(yè)面源污染物通量和污染負荷核算的精準度、時效性和可靠性，為制定科學精準的治理方案奠定基礎(chǔ)、提供支撐。

持續(xù)構(gòu)建分區(qū)分類農(nóng)業(yè)面源污染全過程系統(tǒng)防控治理技術(shù)模式

“十四五”時期是推動長江經(jīng)濟帶污染治理提質(zhì)擴面，夯實沿江各?。ㄊ校┪廴痉乐位A(chǔ)的關(guān)鍵期。建議針對長江流域農(nóng)業(yè)面源污染物來源復(fù)雜、污染交互影響、區(qū)域差異明顯等特點，以環(huán)境承載力為前提，從全鏈條循環(huán)—全時空配置—全過程防控出發(fā)，形成典型區(qū)域水—肥—廢棄物時空統(tǒng)籌配置的農(nóng)業(yè)種植與畜禽養(yǎng)殖污染最佳治理技術(shù)模式。針對長江流域丘陵山區(qū)水土流失嚴重、農(nóng)田灌溉系統(tǒng)不完善的問題，形成以固土保肥—分散堆肥— 藤蔓式排水處理為主要特征的農(nóng)田排水梯級“減—攔—蓄—用”治理技術(shù)模式；針對平原河網(wǎng)區(qū)雨量充沛、農(nóng)田徑流路徑短、往復(fù)流嚴重和污染削減困難的問題，形成以低碳生產(chǎn)—集中快速堆肥—網(wǎng)絡(luò)式排水處理為主要特征的農(nóng)田排水“控—攔—滯—用”治理技術(shù)模式。最終，集成與創(chuàng)新污染物源頭減量、資源多途徑利用、污染多層級控制等技術(shù)和產(chǎn)品裝備，加快建設(shè)農(nóng)業(yè)面源污染處理配套設(shè)施，建立健全農(nóng)業(yè)面源污染防治技術(shù)標準。積極貫徹推進《實施方案》在長江經(jīng)濟帶江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、四川、云南和貴州9省開展的農(nóng)業(yè)面源治理與監(jiān)督指導(dǎo)試點工作，總結(jié)形成一批可復(fù)制、可推廣的農(nóng)業(yè)面源污染治理技術(shù)模式，逐步形成規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化效應(yīng)。

率先構(gòu)建以環(huán)境質(zhì)量改善為核心的農(nóng)業(yè)面源污染治理績效評估體系

績效評估考核是落實農(nóng)業(yè)面源污染主體責任、倒逼水污染防治的重要監(jiān)管方式之一。結(jié)合當前我國水環(huán)境質(zhì)量考核工作的實際需求，建議從農(nóng)業(yè)面源污染防治成效和防治工作開展情況兩個方面推進農(nóng)業(yè)面源污染防治績效評估工作。以定量化指標引導(dǎo)工作，以反映污染防治效果為目標，以斷面主要污染物濃度和通量，田間氮磷等組分流失率、削減率等為代表，構(gòu)建農(nóng)業(yè)面源污染防治成效評估指標；以人員技術(shù)投入、能力建設(shè)、制度保障等為代表構(gòu)建工作開展情況評估指標；最終形成以通量監(jiān)測、污染溯源、負荷核算和最佳治理技術(shù)模式為支撐，融合面源污染相關(guān)數(shù)據(jù)、技術(shù)方法的來源清晰、責任明確的長江流域農(nóng)業(yè)面源污染治理績效評估體系。建議率先在長江經(jīng)濟帶9省農(nóng)業(yè)面源治理與監(jiān)督指導(dǎo)試點縣開展示范，總結(jié)形成分區(qū)分類差異化的農(nóng)業(yè)面源污染治理績效評估模式，并逐步向全國推廣應(yīng)用。

致謝：文中部分觀點得到朱昌雄、姚志鵬、葉春、戴曉虎等專家的指導(dǎo)支持，作者一并表示感謝！