關于農業面源污染的一個綜述

郭小婷　鄭攀峰

【摘要】農業面源污染（非點源污染）是面源污染的主要來源，其對環境造成的影響越來越受到人們的重視。本文客觀地分析農業面源污染的研究現狀，從污染引起的原因，測評方法及防治措施等方面對相關文獻進行梳理，以期明確當前的研究方向與熱點問題，為相關領域的科技工作者提供參考。

【關鍵詞】農業 面源污染 研究現狀

一、引言

人為水污染可分為點源污染和非點源污染（面源污染），因點源污染口集中、污染強度大、排放物明顯等特征受到世界范圍內的重視，相應地對其治理也形成了一套監測、評價、控制體系；面源污染具有分散性、不確定性、廣泛性等特點，對其監測存在難度，但其對環境的影響越加凸顯。更為重要的是，面源污染對天然水域會造成極大破壞，弱化水體的納污能力，因此對面源污染的監控與治理迫在眉睫。

1979年美國《清潔水法》中，提出了污染以廣域、分散的形式進入地表及地下，即造成面源污染。國內學者段玉杰（2010）在前人的研究基礎上，結合國內情況認為農業面源污染主要體現在農業活動中。

二、農業面源污染的成因及現狀

Dennis L Corwin （1993）認為，近幾十年來，隨著人們對污染源頭研究不斷深入，逐漸認為面源污染是造成水污染的重要源頭。農民在判斷鄰居是否會采取相應的污染防控措施時，考慮到收益與成本的關系，他們會傾向于不采取任何污染措施或者要求獲得高額補償（Thomas，1994）。張欣等（2005）認為造成農村生態環境惡化的重要原因是短期經營，小規模經營也制約了科技在農業方面的推廣。在面源污染方面，由化肥、農藥、畜禽糞便等造成的農業面源污染是其主要來源。其中農業化肥是農業面源污染的最重要原因（何浩然等，2006）。

值得注意的是，農業面源污染對水體富營養化的影響大大超過了工業對水體的影響。其中，在種植業領域，各重要流域播種面積迅速增加，為了追求更高的經濟利益，農民所使用的化肥遠超普通農田，是水體富營養化的一個重要誘因（張維理等，2004）。農業面源污染不僅造成水域生態系統的破壞，而且威脅著人類健康（朱兆良等，2005）。

2010 年《第一次全國污染源普查公報》表明，化肥的使用越來越引起人們的關注，并認為化肥是造成農業面源污染的主因。我國農業每年的化肥使用量已經超過4000萬噸，而農藥利用率只有30%至40%，其余都散落在土壤和水中，這些都對環境造成污染。因此，農業面源污染問題依舊嚴峻，需要建立合理的污染防控機制。

三、農業面源污染的觀測

目前，隨著對農業面源污染的不斷深入，化肥中氮、磷等元素、農藥及其殘留、重金屬等是造成農業污染的重要原因。因此，建立農業面源污染的觀測機制及評估措施，勢在必行。

（一）農業面源污染的監測

1.觀察與實驗法。國際上已經有部分國家提出了農業面源污染的特點及原因、根據觀測數據，提出了相應政策和管理措施。Carpenter等（1995）以美國為例，對美國種植業和養殖業進行連續多年、包含多個地區的觀察總結，指出非點源污染是美國地表水中氮和磷的主要來源。蔣治國等（2010）在太湖流域選擇代表性較強的生豬養殖場作為試點，設置成乳豬、保育豬、育成豬三個產排測算監測點，獲取三種類型生豬養殖污染物的排放規律和流失系數，構建污染物負荷測算方法，為常州市乃至太湖流域生豬污染源調查數據測算以及農業面源污染防治提供依據。對污染指標的監測目前主要是氮、磷、和重金屬污染，其中總氮含量是評價水體污染狀況及發展趨勢的指示指標，可利用鉬酸鹽分光光度法進行磷的測定，而重金屬污染來源主要有城市生活垃圾、工業“三廢”和農藥，化肥是農業環境污染的主要源頭（于寧，2014）。

2.資料分析法。何浩然等（2006）通過構建計量經濟模型、根據統計資料，得出了非農就業、農業技術培訓會對化肥施用水平產生一定的正向作用的結論。楊增旭（2011）通過利用計量模型，得出了下列結論：在我國，化肥施用效率低是農業面源污染的重要原因，同時也制約了相應生產效率的提高。

3.“3S技術法”。陳蓓青等（2010）認為，建立高效的、系統的農業面源污染監測系統，可以有效地對環境污染的動態進行監測。陳強等（2011）為了使人們對衛星遙感技術在農業非點源污染評價中的應用有所了解，從非點源污染研究所需數據種類的角度，對衛星遙感技術的獲取能力和可行性進行了應用分。周躍龍等（2014）為合理估算太湖流域非點源污染營養鹽輸出負荷，構建出了半分布式的輸出系數模型，進而測算出太湖流域營養鹽輸出負荷。煙貫發等（2013）為了考察不同用地類型面源污染物產出量，應用RS（遙感）和GIS（地理信息系統）技術對該區域的TM影像和DEM數據進行了處理分析并指出面源污染的主要污染物來源有：化肥、農藥、畜禽糞便和尿液、人類生活污水、生活垃圾、生活糞便等。

“3S”技術在農業面源污染模型中的集成應用，使得模型和各種管理措施兩者能夠相結合，用于非點源污染的預測預報，為治理農業面源污染提供了有力的依據。

（二）農業面源污染的研究模型

20世紀90年代以來，多個大型機理模型應運而生，成為國內外研究面源污染的主要模型，很多研究學者從模型的運用機理，模型之間的結合角度從不同層面上用于自己的研究，目前比較流行的模型主要如下。

1.GIS模型（地理信息系統）。史志華等（2002）根據前人研究結果，開發并建立了漢江中下游農業面源動態監測信息系統，此系統研究了漢江中下游農業面源污染的負荷及分布規律。農業面源污染現象復雜，且在空間處理和可視化方面受限，而GIS在這兩個方面有獨特的優勢。毛鹍等（2013）從數據庫技術、數據處理、與模型集成、信息系統開發、可視化表達等幾個方面總結了GIS技術在農業面源污染研究中的應用，同時總結了研究的熱點，并對WebGIS和ComGIS在農業面源污染研究中的應用趨勢進行了展望。

2.SWAT（Soil and Water Assessment Too1）模型。SWAT模型是由美國農業部農業研究中心以SWRRB模型為基礎開發的，在許多方面發揮著重要的作用。吳春雷等（2010）建立了基于GIS基礎的SWAT模型，開創了巢湖流域農業面源污染研究的新階段，同時為其巢湖流域規劃和管理提供決策依據。

3.經濟模型。張智奎等（2009）運用協整檢驗和Granger因果檢驗方法，考察了三峽庫區重慶段1992～2009年經濟發展與農業面源污染之間的相互關系。李波等（2013）利用多年數據，對我國農業面源污染與農業經濟增長關系進行動態耦合評價，結果發現：近幾十年來，農業經濟增長造成農業面源污染加重，而農業面源污染也在一定程度上反方向影響著農業經濟增長，但是這種矛盾尚不劇烈，并且從趨勢上看農業面源污染與農業經濟增長之間脅迫性逐年弱化。

四、農業面源污染的防控措施

農業面源污染對一個國家的發展、人民的福利水平影響巨大，因此，針對農業面源污染采用合理的方法及出具相關的政策顯得尤為重要（朱兆良等，2005）。

（一）技術措施

張維理等（2004）認為，發展農業科技，采用新技術，替換舊技術，不同的水域制定不同的政策，尤其在重點水域單獨制定農業種植政策，逐步建立起農業生產技術體系，是解決我國面源污染的一個重要舉措。國內外已提出多種方法用于控制農田養分的流失（章明奎，2005），同時在其他方法中也得到不斷嘗試。劉元明等（2014）指出，發展農業循環經濟，合理利用農村沼氣，實現種植業和養殖業緊密結合，是我國因地制宜發展戰略的一種表現，且經濟價值、社會效益巨大。

（二）經濟措施

周早弘（2007）根據國外治理面源污染的經濟手段，提出我國可以部分借鑒，但借用之前必須對相應的經濟手段的采用的原因、結果及狀況充分了解。杜江（2013）指出，農業面源污染是市場失靈的一種表現，因此需要政府的介入。政府及相關管理部門需要制定相應的政策體系，以彌補市場缺陷。同時建立起農民增收的長效機制，保證農村社會的穩定和經濟收入的不斷增加。

（三）法律措施

針對農業面源污染的防治在國外最早開展，我國起步相對較晚，但在技術層面和經濟層面上已經取得一定成就。很多學者認為，農業面源污染如果僅僅依靠技術和經濟手段進行防治，不僅難度大，投入成本高，而且在現有的條件下效果也不理想。因此，對于農業面源污染的防治還必須注重法律層面的規定。

張宏艷（2006）指出，部分發達國家，通過制定相應的法規政策，為農業面源污染提供了相應的法律保障，為以后的農業面源污染的實施提供了法律依據和強制作用力，實施效果有目共睹。鄧小云（2011）在其論文中總結了部分國家在農業面源污染的相關法令，部分法令側重于監測、預防和相應的行動，部分側重于流域綜合管理計劃，不同法律，側重點不同，為農業面源污染的全面有效實施提供了保障。于衛軍（2013）指出，健全的環境法律體系是實施排污權交易的依據。

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作者簡介：郭小婷（1990-），女，漢族，河南許昌人，就讀于貴州大學，研究方向：區域經濟學；鄭攀峰（1991-），男，漢族，河南西平縣人，就讀于浙江工商大學，研究方向：區域經濟學。