廣州市北部山區(qū)面源污染氮磷治理策略研究

聶毅　尹慶

摘 要 作為流溪河的上游，廣州市北部山區(qū)的自然特點(diǎn)決定其能夠承受的污染極其有限。但隨著廣州市農(nóng)業(yè)的北移，北部山區(qū)的面源污染正在加劇。因此，要從污染產(chǎn)生的原因出發(fā)，從政策、產(chǎn)業(yè)及生態(tài)技術(shù)等角度全方位制定相應(yīng)的治理策略，才能在發(fā)展北部山區(qū)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，遏制污染加劇的趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 面源污染;治理策略;生態(tài)農(nóng)業(yè);生態(tài)溝;廣州市北部山區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào)：X592 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.32.091

廣州市北部山區(qū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)北部山區(qū)），主要指廣州市從化區(qū)溫泉鎮(zhèn)北部的良口鎮(zhèn)、呂田鎮(zhèn)一帶，典型山多林多田少地區(qū)。北部山區(qū)作為流溪河的起源，是廣州市主要的水源地之一，流域內(nèi)主要為大片的山林地，間雜部分其他農(nóng)業(yè)用地。根據(jù)GB/T 21010—2017《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》，目前北部山區(qū)的農(nóng)業(yè)用地利用形式，主要是水田、水澆地、果園、喬木林地等。在利用方式上呈明顯的交混和碎片化狀態(tài)[1]，如喬木林地與果園互相穿插，水田由于無(wú)人種植導(dǎo)致丟荒成林地或被改成水澆地或旱地等。在土地使用主體上：水田、水澆地部分為自耕地，以種植水稻和蔬菜為主，部分被轉(zhuǎn)讓或出租，被受讓人或承租人改為經(jīng)濟(jì)效益較好的農(nóng)地，如成片的菜場(chǎng)或其他園地（如火龍果等）;喬木林地以生態(tài)林為主;果園以柑橘為典型代表?，F(xiàn)有農(nóng)地利用方式上無(wú)序，導(dǎo)致過(guò)去單一的土地利用方式發(fā)生著明顯的變化，也導(dǎo)致北部山區(qū)農(nóng)地對(duì)流溪河上游區(qū)域環(huán)境的負(fù)面影響增加，其中，由農(nóng)業(yè)活動(dòng)導(dǎo)致的流溪河上游區(qū)域氮磷含量增長(zhǎng)是比較顯著的一個(gè)問(wèn)題[2]。

有研究表明，流溪河各段污染的表現(xiàn)和成因皆不同，必須采取不同的策略進(jìn)行有針對(duì)性的減污。上游區(qū)域主要是農(nóng)業(yè)面源污染導(dǎo)致的水體富營(yíng)養(yǎng)物氮磷含量增加[3]，尤其是近年來(lái)，受廣州市城市發(fā)展的影響，農(nóng)業(yè)北移，北部山區(qū)農(nóng)業(yè)土地利用壓力明顯增大，污染強(qiáng)度有加大的趨勢(shì)，必須采取相關(guān)措施遏制這一污染加重趨勢(shì)[4]。

1 北部山區(qū)流溪河上游流域氮磷污染成因及特點(diǎn)分析

1.1 自然地勢(shì)原因

廣州市地處亞熱帶，雨量充沛，年均降雨量約1 700 mm，是全國(guó)平均降雨量（630 mm）的2.7倍，又因北部山區(qū)是南海暖濕氣流北上的第一道大屏障，導(dǎo)致該北部山區(qū)全年雨水量特別大;同時(shí)該地區(qū)森林茂盛，以高吸水率、高含水量的闊葉林為主，地下淺層存在許多斷裂、裂隙、節(jié)理帶，創(chuàng)造了大量的貯存地下水資源空間和通道;山區(qū)地表或林土層，為花崗巖風(fēng)化殘積土層，為相對(duì)隔水層，減少了地下水的蒸發(fā)。得天獨(dú)厚的自然條件為該地區(qū)形成豐富的地下水資源奠定了基礎(chǔ)。因此，在北部山區(qū)地表森林茂盛的區(qū)域，幾乎任一山凹處，揭開(kāi)林土層，均能發(fā)現(xiàn)地下泉水滲出。也因?yàn)樯鲜鲈?，加之本地區(qū)山體多為坡度較大的花崗巖山體，土壤層較淺薄，能容納的水和養(yǎng)分少，導(dǎo)致形成了出優(yōu)質(zhì)水容易、出污染水也容易的水質(zhì)特點(diǎn)。在這種情況下，只要在區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)污染源，就極易導(dǎo)致流溪河上游區(qū)域受到污染[1]。

1.2 農(nóng)業(yè)行為原因

由于流溪河流域上游主要為山地、林地，碎片化交混存在的各類(lèi)農(nóng)地一般處于山腰、山腳、山谷或河流兩岸，是山地上蓄積的地下水流入受納河流的必經(jīng)之路。農(nóng)田耕作方式的不當(dāng)，必然導(dǎo)致農(nóng)田內(nèi)積存的氮磷隨水流排出，進(jìn)入受納水體，最終導(dǎo)致流溪河上游流域氮磷污染加劇。

在各類(lèi)農(nóng)田農(nóng)地中，排出的氮磷量也有較大的差異。相關(guān)調(diào)研結(jié)果顯示：北部山區(qū)農(nóng)地產(chǎn)生的氮磷污染為面源污染，從用地形式來(lái)說(shuō)，水澆地排出的氮磷含量最高，其次為旱地、水田、果園，喬木林地最低[1-2]。同一類(lèi)用地中排出的氮磷量也有差異，主要與耕作方式和作物品種有關(guān)：?jiǎn)棠玖值氐拈_(kāi)墾程度與排出量正相關(guān);水田的差異不大;果園中沙糖橘果園因管理較統(tǒng)一、人為干擾次數(shù)較少，排出量較為統(tǒng)一。水澆地因種植品種、管理方式等不同而不同，但集約化的菜場(chǎng)排出量高于其他水澆地形式，這一點(diǎn)與目前國(guó)內(nèi)其他地區(qū)的調(diào)研結(jié)果相悖。其他調(diào)研顯示，在生產(chǎn)相同作物時(shí)，集約化的農(nóng)田生產(chǎn)方式，較自家的分散經(jīng)營(yíng)模式會(huì)產(chǎn)生更少的面源污染，分析可能是因?yàn)楸辈可絽^(qū)許多小片土地種植的作物僅為自家食用，并不追求產(chǎn)量。

1.3 其他

生活污水、生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等污染呈現(xiàn)點(diǎn)源污染特征[5]。但由于北部山區(qū)人口密度低，生活污水、生活垃圾量不高，而養(yǎng)殖業(yè)等受政策限制等原因，多數(shù)都是農(nóng)戶自產(chǎn)自銷(xiāo)式的經(jīng)營(yíng)，規(guī)模較小，因此，這一部分對(duì)流溪河上游區(qū)域污染的貢獻(xiàn)程度較小。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及北部山區(qū)農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，這一塊的污染程度明顯有增長(zhǎng)的趨勢(shì)。同時(shí)，還需要注意的是，隨著北部山區(qū)的開(kāi)發(fā)，大量的自駕游游客開(kāi)始出現(xiàn)，許多農(nóng)戶開(kāi)始經(jīng)營(yíng)農(nóng)家樂(lè)性質(zhì)的餐飲或民宿，此現(xiàn)象帶來(lái)的污染也需要關(guān)注。

2 北部山區(qū)面源污染治理策略

在北部山區(qū)流溪河上游流域，水體中氮磷污染的來(lái)源主要是不科學(xué)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式導(dǎo)致的面源污染。因此，必須從面源污染的特點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行應(yīng)對(duì)。總結(jié)來(lái)說(shuō)，主要應(yīng)從政策導(dǎo)向、產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向和技術(shù)3個(gè)方面進(jìn)行。

2.1 政策導(dǎo)向

以往的普遍認(rèn)知上，認(rèn)為加大環(huán)保宣傳力度、多舉行技術(shù)培訓(xùn)等措施，可以促使農(nóng)民采取生態(tài)友好的土地利用方式。根據(jù)相關(guān)調(diào)研，農(nóng)民是否采取生態(tài)友好型土壤管理技術(shù)，其學(xué)歷、環(huán)保認(rèn)知、家庭農(nóng)業(yè)人口占比、資金來(lái)源、技術(shù)培訓(xùn)、生產(chǎn)信息可獲得性、國(guó)家政策滿意度和農(nóng)業(yè)組織等因素影響不大，真正其決定性作用的因素是政府支持政策和經(jīng)濟(jì)效益[6-8]。但這類(lèi)調(diào)研的對(duì)象主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)區(qū)域。北部山區(qū)復(fù)雜的農(nóng)地應(yīng)用主體和應(yīng)用方式，與上述調(diào)研的主要對(duì)象在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)、相關(guān)農(nóng)業(yè)設(shè)施配套等外在條件上是存在差異的。因此，上述調(diào)研的結(jié)果能否完全匹配也是存疑的。所以在對(duì)北部山區(qū)農(nóng)地制定相關(guān)的生態(tài)政策時(shí)，還是要在上述調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合北部山區(qū)農(nóng)地的特點(diǎn)，進(jìn)行進(jìn)一步的深化調(diào)研后，采取相應(yīng)的政策進(jìn)行農(nóng)業(yè)生態(tài)友好型引導(dǎo)。

2.2 產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向

在廣州市整體的都市農(nóng)地分布中，北部山區(qū)處于外圍組團(tuán)，是都市生態(tài)農(nóng)地外圍圈向鄉(xiāng)村農(nóng)地過(guò)渡的地帶，從生態(tài)價(jià)值上判別，不屬于都市生態(tài)農(nóng)地的范圍。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及交通設(shè)施的北進(jìn)，北部山區(qū)的農(nóng)業(yè)形態(tài)正越來(lái)越靠近都市生態(tài)農(nóng)地外圍圈[9]。并且，北部山區(qū)對(duì)流溪河上游流域的生態(tài)安全有著至關(guān)重要的影響力，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與生態(tài)的安全必須同時(shí)得到保證。因此，鼓勵(lì)農(nóng)戶采取生態(tài)友好型的都市特色農(nóng)業(yè)方式是非常重要的。由于北部山區(qū)的區(qū)位特點(diǎn)，其與廣州市區(qū)有著天然的聯(lián)系，而自然資源，尤其是生態(tài)旅游資源更是廣州市的天然后花園。因此，北部山區(qū)的生態(tài)旅游農(nóng)業(yè)的發(fā)展，要區(qū)別于廣州市南部的城市旅游度假項(xiàng)目，應(yīng)以農(nóng)業(yè)特色取勝[10]。以特色農(nóng)業(yè)項(xiàng)目為主導(dǎo)，配套開(kāi)發(fā)適應(yīng)珠三角地區(qū)城市居民的農(nóng)林魚(yú)牧類(lèi)相關(guān)旅游產(chǎn)業(yè)。以保護(hù)北部山區(qū)現(xiàn)有的生態(tài)農(nóng)林自然資源為基礎(chǔ)，采取生態(tài)旅游開(kāi)發(fā)策略，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.3 面源污染治理技術(shù)

由于北部山區(qū)氮磷污染的主要來(lái)源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行為，且呈現(xiàn)明顯的面源污染特點(diǎn)。因此，要想有效治理，必須從面源污染的特點(diǎn)出發(fā)，采取措施進(jìn)行治理。目前，面源污染的治理主要包括源頭控制和輸移過(guò)程中消解這兩個(gè)方法[11]。

2.3.1 源頭控制

對(duì)于面源污染來(lái)說(shuō)，目前源頭控制主要的方法是通過(guò)科學(xué)合理地安排施肥次數(shù)與時(shí)期來(lái)控制總施肥量;通過(guò)改進(jìn)作物耕作方式，如實(shí)施輪作等，來(lái)控制污染物;通過(guò)改善田間灌排技術(shù)等達(dá)到減排的目的[11]。

2.3.2 輸移過(guò)程中消解

在應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染時(shí)，運(yùn)用農(nóng)田本身存在的溝渠系統(tǒng)進(jìn)行全過(guò)程消解是目前的普遍共識(shí)。因?yàn)檗r(nóng)田排水與滲水是氮、磷等污染物最終進(jìn)入受納水體的主要途徑，也是造成受納水體面源污染的主要形式。所以，在應(yīng)對(duì)農(nóng)田面源污染時(shí)，應(yīng)著重從面源污染物的輸出途徑進(jìn)行就地消解。常見(jiàn)的治理技術(shù)包括曝氣、微生物治理、化學(xué)強(qiáng)化混凝、光催化、生態(tài)治理等。而對(duì)于北部山區(qū)由農(nóng)田撒施化肥導(dǎo)致的面源污染來(lái)說(shuō)，最適用的技術(shù)就是結(jié)合了微生物治理和生態(tài)治理的生態(tài)溝技術(shù)[11-12]。

在排水溝渠系統(tǒng)中，將具有徑流—底泥—水生植物的這一類(lèi)似濕地的排水溝稱(chēng)為生態(tài)溝。生態(tài)溝作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，是農(nóng)田面源污染物進(jìn)入受納水體（江河、湖泊）前的重要過(guò)渡帶，生態(tài)溝中生長(zhǎng)有水生植物和藻類(lèi)（人工種植與自然生長(zhǎng)），在降水與灌溉期起到排水作用，而在其他時(shí)間，溝內(nèi)的水基本處于靜止或緩慢流狀態(tài)，滿足水生植物和藻類(lèi)的生長(zhǎng)條件，比較類(lèi)似于濕地。因此，在農(nóng)田中，生態(tài)溝具有排水和濕地凈化水質(zhì)的雙重功效，合理利用可有效減輕農(nóng)業(yè)面源污染[11-12]。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，對(duì)于生態(tài)溝的研究應(yīng)用已有一定的基礎(chǔ)，從以往的研究成果來(lái)看，凈化效果良好。在農(nóng)田區(qū)域應(yīng)用生態(tài)溝渠不僅能對(duì)氮磷面源污染物質(zhì)進(jìn)行有效攔截，還能夠有效清潔水體，改善區(qū)域環(huán)境，對(duì)水土保持、資源循環(huán)利用等各方面都有益處，非常適合在北部山區(qū)農(nóng)田中推廣應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)需注意，要想有效就地消解氮磷面源污染，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)流溪河上游區(qū)域的影響，就必須首先調(diào)研本地區(qū)常見(jiàn)的農(nóng)田排水溝渠系統(tǒng)形式，針對(duì)該地區(qū)的特點(diǎn)，因地制宜，合理地利用現(xiàn)有排水溝渠系統(tǒng)，采取適當(dāng)?shù)母脑齑胧?，?gòu)建適合北部山區(qū)農(nóng)田區(qū)域的生態(tài)溝渠系統(tǒng)，方可有效提升氮磷面源污染就地消解吸收能力[13]。

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（責(zé)任編輯：趙中正）