2016/10/13
本文結合十二五期間中英可持續(xù)農業(yè)創(chuàng)新協作網項目“中英可持續(xù)集約化農業(yè)養(yǎng)分管理和水資源保護”,對英國農業(yè)面源污染防控體系進行了深入的調研,對其面源污染防控工作形成了較為系統的認識,結合當前我國農業(yè)面源污染防控工作的特點,提出相應的對策和建議,為我國構建符合國情和有效的面源污染防控模式提供科學和技術支持。本文僅就氮、磷引起的面源污染進行闡述。
英國國土面積24.4萬km2,其中耕地面積為608萬hm2(人均0.1 hm2),永久性牧場1105萬hm2。英國政府根據各地特點配置農林牧生產,將全國劃分為四個農業(yè)區(qū)。20世紀40年代以來,糧食需求的日益增長,推動英國農業(yè)機械化和集約化水平不斷提升以及永久草地的開墾,但隨之而來的是一系列農業(yè)生態(tài)環(huán)境問題,包括水體污染、農業(yè)生物多樣性降低等,對英國農業(yè)生態(tài)系統產生了諸多不利影響。據估算,英國水體中60%的硝酸鹽污染物和25%的含磷物質來自農業(yè)活動,且這種污染有滯后效應。對泰晤士河地區(qū)的研究表明,考慮到地下滲漏通過地下蓄水層的延遲,流域尺度的面源污染反應時間可以長達數十年。因此,面源污染對于英國飲用水供應也提出了挑戰(zhàn)。
經過20多年的努力,英國地表和地下水體硝酸鹽濃度逐步下降,這與施肥量持續(xù)穩(wěn)定下降以及包括硝酸鹽脆弱區(qū)計劃在內的一系列環(huán)境措施密切相關。1999—2004年的調查表明,英格蘭66%的地表水采樣點硝酸鹽濃度表現為下降趨勢,77%的地下水采樣點硝酸鹽含量達到良好狀態(tài)(低于30 mg·L-1)。此外,與1990年43%的河水采樣點達到良好水質相比,2004年62%的英國河流采樣點水質達到了良好狀態(tài)。
一是對污染源的源頭控制。
從農業(yè)土地利用方式、禽畜以及農用化學品投入(化肥)的管理出發(fā),將面源污染物的排放控制在最低限度,如將耕地轉變?yōu)橛谰眯缘牟环拍粱蛏倭枯d畜率的牧場,以實現肥料的零投入或少投入。
在禽畜管理方面,通過減少禽畜養(yǎng)殖牧場的載畜率、草場定期輪牧、調整畜禽進食結構(減少氮磷攝入量)等措施,減少殘余飼料和畜禽糞便量對環(huán)境的污染。
在化肥管理方面,利用耕地施肥推薦系統開展合理施肥、利用替代性肥料或施用添加劑(硝化抑制劑和脲酶抑制劑)、高環(huán)境風險時期不施化肥等減少由于肥料損失而帶來的面源污染。據估計,英國常規(guī)1、2級土壤會造成每年50 kg N·hm-2的淋洗,而對于灌溉良好的高肥力土壤,甚至超過100 kg N·hm-2。對于硝酸鹽敏感區(qū)(Nitrate Vulnerable Zone,NVZ,英國國土面積的70%都屬于硝酸鹽敏感帶),施肥數量不能超過作物需求,并對肥料使用數量保留至少5年的記錄。
農民氮肥的使用要遵守:(1)特定作物最高氮肥使用量;(2)每年任何田地有機肥氮供應量不能超過250 kg N·hm-2;(3)氮肥使用時間的規(guī)定。具體操作過程中,專門制訂了管理手冊,指導農民將農場按照顏色劃分為紅色、白色、橘黃色、黃色和綠色區(qū)域,分別表示不能使用、限制使用以及可以使用畜禽糞便等區(qū)域。
二是對污染物擴散途徑的控制。
從土壤、有機肥、農田基本建設三個維度,實現改變或阻斷污染物的傳播途徑,減少污染物進入水體的數量。
在土壤管理方面,在冬季不種作物的耕地上選擇在秋季時種植填閑作物,采用少耕、免耕、地表微地形改造技術等綜合配套措施形成保護性耕作制度。
在有機肥管理方面,提升養(yǎng)殖場糞尿存儲能力、減少養(yǎng)殖場污水產生量、將液態(tài)糞尿轉化為固體有機肥、遠離河道和田間排水溝堆放固體有機肥等措施,盡量減少污染物進入肥料儲存地的清潔水中,將有機肥循環(huán)使用且深翻入土壤,與土壤充分混合,實現有機肥的“資源化、減量化、有效處理”等。
在農田基礎設施管理方面,主要技術手段有選擇將畜禽養(yǎng)殖場與河流隔開、重新選址遠離高風險地區(qū),如英國規(guī)定,距離地表水10 m以上,距離水井、泉和坑50 m以上,才能使用有機肥,距離地表水2 m內不能使用化學合成肥料。劃分和確立農業(yè)生產新邊界等措施,減少進入水環(huán)境的擴散污染物質。建立人工濕地以截留和處理來自道路、院落的污水,采用生物過濾、緩沖區(qū)等末端污水處理方式以減少廢水中細菌的含量。英國環(huán)境食品和農村事務部(DEFRA)請專門機構開發(fā)了效率好和環(huán)保養(yǎng)分使用軟件,該軟件實際上是基于英國《農業(yè)和園藝作物推薦施肥系統》以及MANNER軟件。
環(huán)境監(jiān)測是面源污染防控的重要內容。歐盟對于地表水規(guī)定了優(yōu)良、良好、中等、差、極差五個質量等級,對于地下水則規(guī)定了好、差兩個質量等級。到2006年,歐盟成員國已經建立起良好的水檢測體系,包括54 000個地表水以及51 000個地下水監(jiān)測點。歐盟的水檢測體系除了包括常規(guī)化學和物理指標外,還包括浮游生物、大型水生植物以及底棲無脊椎動物和魚類等。這些檢測數據通過歐盟水體數據系統(WISE)匯集和發(fā)布。歐盟和各個成員國成立專門標準化組織負責水環(huán)境監(jiān)測方法的標準化,保證各成員國間環(huán)境監(jiān)測數據的一致性和可比性。
英國大部分地區(qū)地貌為緩坡丘陵,土壤侵蝕引起的氮、磷流失是面源污染的重要來源,近年來以流域為單元的污染防控成為英國開展該項工作的主要思路。英國政府于2010年專門啟動了以流域治理為主要模式的“流域治理示范”(Demonstration test catchment)項目,分別位于坎布里亞郡的Eden流域、諾??丝さ腤esum流域以及漢普郡的Avon流域,探討各類農業(yè)措施對于降低面源污染的有效性。每個項目區(qū)的核心實驗區(qū)面積至少10 km2,每個核心區(qū)內分別設置小實驗區(qū),以試驗不同技術的有效性。每個技術試驗區(qū)分為對照和項目試驗區(qū),在試驗區(qū)內對水文、氣象、水質、農業(yè)生產等進行綜合檢測。該項目開展5年來,英國政府和科學家基本上對三個流域內農業(yè)各類措施治理面源污染的效果有了較準確的認識,為今后大范圍推廣和示范各類技術和措施提供了極為有效的技術支持。
英國推行土地的私有經營,目前推行的是非政府形式為主導的農技推廣體系,包括面源污染防控在內的農業(yè)技術推廣體系,主要依靠市場/私營體系,政府的主要作用是制訂規(guī)則(如面源污染的標準和規(guī)定等)。英國農業(yè)技術推廣參與主體主要有三方面。
其一是農業(yè)技術的研發(fā)機構,主要參與者有:國家農業(yè)研究機構,如國家農業(yè)研究委員會、農業(yè)科研教育單位、大學;還有私人出資辦的農業(yè)研究機構,如農業(yè)研究所、農業(yè)企業(yè)等。
其二是農業(yè)技術的推廣平臺機構,包括DEFRA農業(yè)發(fā)展咨詢局及其下設的區(qū)域性總推廣機構和農業(yè)技術推廣訓練中心、農業(yè)專業(yè)技術協會、農業(yè)企業(yè)等,其中農業(yè)發(fā)展咨詢局屬國家級推廣機構,負責全國農業(yè)技術推廣的規(guī)劃、經費預算、組織協調、成果管理等,農業(yè)技術推廣訓練中心是基層的推廣組織,主要負責培訓農技推廣人員。農業(yè)技術推廣人員成立協會,負責技術推廣人員的注冊、培訓和管理,以確保農業(yè)技術推廣服務的質量。如“敏感流域農業(yè)操作指南:降低農業(yè)活動的水污染”項目。
其三是農業(yè)技術的使用者,主要有地方政府、農場主、農業(yè)企業(yè),其中農業(yè)企業(yè)既是農業(yè)技術的推廣者,也是技術的使用者。英國的農技推廣體系主體具有多元化特點,農業(yè)技術的利益相關者(農業(yè)技術擁有者、推廣者、生產者)存在一定程度的雙向信息交流。
根據政府干預程度的強弱,包括面源污染防控在內的農業(yè)環(huán)境政策分為:(1)命令控制型,如行政許可、排放標準、限期治理等;(2)市場經濟刺激型,包括可交易的排污許可證制度、環(huán)境稅費、生態(tài)補償等;(3)綜合發(fā)展型,如政府支持、信息公開、公眾參與等三類。
英國于1973年加入歐盟,其農業(yè)環(huán)境政策以歐盟的共同農業(yè)政策(Common agricultural policy)為基礎。歐盟共同農業(yè)政策從20世紀60年代至今,經歷了三大階段,其主要政策目標由鼓勵農業(yè)生產轉變?yōu)榭刂粕a。進入21世紀后,歐盟國家日益強調農業(yè)的多功能性和可持續(xù)性,目標進而上升為農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,相繼制定和實施了《水體硝酸鹽指令》(The nitrate directive)以及2000年的《水框架指令》(The water framework directive)等降低面源污染、改善水質的法規(guī)。
英國政府同時制訂了本國推行繁榮農業(yè)經濟與環(huán)境保護結合的農業(yè)政策。根據改革后的共同農業(yè)政策,對英國農業(yè)的支持包括基本補貼計劃(Basic payment plan)和農村發(fā)展計劃(RDPE),并從2015年開始,基本補貼計劃取代單一補貼計劃。雖然基本補貼計劃增加了更多的農業(yè)生產性補貼,但要獲得該項補貼,政府也要求農業(yè)生產有一定的作物多樣性(比如10~30 hm2耕地的農戶,耕種至少2種作物,每種作物不能超過75%的面積),生態(tài)保護區(qū)域(>15 hm2的農戶,有生態(tài)保護區(qū)域)以及保持永久性草地等三類生態(tài)保護措施。歐盟以及英國政府對于農業(yè)的要求,逐漸從過去的單一生產型向生態(tài)服務功能轉換。歐盟農民只有符合相關要求,才能得到農村發(fā)展計劃補貼(Cross compliance)。
2014年,英國環(huán)境、食品和農村事務部根據英國情況,完善了新共同農業(yè)政策框架下英國的農村發(fā)展計劃(2014—2020),并得到歐盟委員會的批準。根據最新的RDPE,到2020年英國將投資35億英鎊,實施鄉(xiāng)村管理項目(減量施肥、氣候變化、景觀生態(tài)等)等在內的各類環(huán)保性政策。
利用市場或經濟機制進行環(huán)境管理被認為是目前是有效的環(huán)境政策,歐盟各國普遍采用征收肥料稅的措施來減少農業(yè)活動中化肥的施用量。
農業(yè)補貼政策方面,英國在歐盟共同政策框架內(CAP)對國內農業(yè)大力度地實行補貼和保護政策,主要分兩個方面:一是與生產掛鉤的補貼,主要有作物、動物、奶業(yè)、稅收減免,隨著共同農業(yè)政策改革的推進,與生產掛鉤的補貼項目逐步減少;二是與非生產掛鉤的補貼,主要包括單一支付計劃、農業(yè)環(huán)境計劃、脆弱地區(qū)支持計劃、動物疾病補償、粗放式放養(yǎng)補貼、農村發(fā)展補貼、休耕補貼等。
根據符合性補貼措施(SMRs)的規(guī)定,農民要獲得政府的直接補貼,可以從事:(1)良好使用城市污泥(SMR 3),DEFRA專門制訂了污泥使用指南,英國每年有9600萬t有機廢棄物(糞肥、污泥等)用于農田土壤;(2)在硝酸鹽敏感帶內(SMR 4),施肥數量不能超過作物需求,并對肥料使用數量保留至少5年的記錄。
環(huán)境管理過程中,鼓勵公眾參與是常用的方法。英國在歐盟《奧爾胡斯協定》和《關于公眾獲得環(huán)境信息的指導方針》兩份文件指導下,明確了公眾參與的機制,通過參與咨詢、評議政府政策等調動了公眾的積極性。針對硝酸鹽指令的實施,英國環(huán)境、食品與農村事務部在2012年開展了包括農民、水體管理者、農民代表等在內的公眾咨詢,咨詢其對該指令實施的相關規(guī)定包括農業(yè)活動和相關措施的意見。
我國在基本解決溫飽、糧食實現11年連增后,也面臨農業(yè)轉型問題,在確保糧食高產和實現可持續(xù)發(fā)展方面可借鑒英國的面源污染防控經驗。在明確全國不同區(qū)域特點、功能定位與制定指導性的面源污染防治策略基礎上,源頭控制即肥料使用數量、時間和方式的優(yōu)化是降低氮、磷排放的主要措施。
當前我國大部分地區(qū)肥料還存在使用過量(特別是蔬菜和果樹等過量超標)、使用時機不能和作物生長契合、使用方式不合理(表施或者容易被水淋溶)等問題,需要把土地流轉和適度規(guī)模經營、作物種植結構優(yōu)化、推薦和平衡施肥技術推廣落實到千家萬戶。
其次,作為面源污染的重要貢獻者,畜禽糞便的儲存、處理、排放、使用(數量、方式、時間、地點等)是面源污染防治的重點,這方面我國還存在較大差距,特別是畜禽糞便和種植業(yè)脫節(jié),造成氮、磷資源的浪費和對水環(huán)境的污染。應加強種養(yǎng)結合、畜禽糞便資源化利用、循環(huán)農業(yè)等技術的推廣力度。
第三,面源污染防控相關的技術推廣中,英國實行了非政府形式為主導的農技推廣體系,充分發(fā)揮了農民協會、商業(yè)技術公司等第三方組織的作用??紤]到我國自然和社會條件各異,應逐步引入非政府技術推廣服務,以政府和農戶購買服務的方式,提升技術推廣服務的質量和農民參與面源污染控制的主動性。
第四,在制訂政策、法規(guī)和實施方面,應采取行業(yè)政策配合環(huán)境立法的形式、法律要求和農民主動承擔相結合、生態(tài)補償與面源污染防控獎勵相結合等多種手段,鼓勵農業(yè)生產者進行面源污染治理。
第五,要制訂系統的環(huán)境保護法律和規(guī)范,逐步重視對農業(yè)資源與生態(tài)環(huán)境的保護,并實施以“黃箱”范疇補貼為主,“綠箱”范疇補貼為輔的農業(yè)補貼政策。從國家層面的食物安全戰(zhàn)略考慮,適度加大農產品進口力度,降低我國農業(yè)集約化程度和化肥使用強度,對于減緩農業(yè)面源污染也具有重要意義。
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