关于农业面源污染的一个综述

郭小婷　郑攀峰

【摘要】农业面源污染（非点源污染）是面源污染的主要来源，其对环境造成的影响越来越受到人们的重视。本文客观地分析农业面源污染的研究现状，从污染引起的原因，测评方法及防治措施等方面对相关文献进行梳理，以期明确当前的研究方向与热点问题，为相关领域的科技工作者提供参考。

【关键词】农业 面源污染 研究現状

一、引言

人为水污染可分为点源污染和非点源污染（面源污染），因点源污染口集中、污染强度大、排放物明显等特征受到世界范围内的重视，相应地对其治理也形成了一套监测、评价、控制体系；面源污染具有分散性、不确定性、广泛性等特点，对其监测存在难度，但其对环境的影响越加凸显。更为重要的是，面源污染对天然水域会造成极大破坏，弱化水体的纳污能力，因此对面源污染的监控与治理迫在眉睫。

1979年美国《清洁水法》中，提出了污染以广域、分散的形式进入地表及地下，即造成面源污染。国内学者段玉杰（2010）在前人的研究基础上，结合国内情况认为农业面源污染主要体现在农业活动中。

二、农业面源污染的成因及现状

Dennis L Corwin （1993）认为，近几十年来，随着人们对污染源头研究不断深入，逐渐认为面源污染是造成水污染的重要源头。农民在判断邻居是否会采取相应的污染防控措施时，考虑到收益与成本的关系，他们会倾向于不采取任何污染措施或者要求获得高额补偿（Thomas，1994）。张欣等（2005）认为造成农村生态环境恶化的重要原因是短期经营，小规模经营也制约了科技在农业方面的推广。在面源污染方面，由化肥、农药、畜禽粪便等造成的农业面源污染是其主要来源。其中农业化肥是农业面源污染的最重要原因（何浩然等，2006）。

值得注意的是，农业面源污染对水体富营养化的影响大大超过了工业对水体的影响。其中，在种植业领域，各重要流域播种面积迅速增加，为了追求更高的经济利益，农民所使用的化肥远超普通农田，是水体富营养化的一个重要诱因（张维理等，2004）。农业面源污染不仅造成水域生态系统的破坏，而且威胁着人类健康（朱兆良等，2005）。

2010 年《第一次全国污染源普查公报》表明，化肥的使用越来越引起人们的关注，并认为化肥是造成农业面源污染的主因。我国农业每年的化肥使用量已经超过4000万吨，而农药利用率只有30%至40%，其余都散落在土壤和水中，这些都对环境造成污染。因此，农业面源污染问题依旧严峻，需要建立合理的污染防控机制。

三、农业面源污染的观测

目前，随着对农业面源污染的不断深入，化肥中氮、磷等元素、农药及其残留、重金属等是造成农业污染的重要原因。因此，建立农业面源污染的观测机制及评估措施，势在必行。

（一）农业面源污染的监测

1.观察与实验法。国际上已经有部分国家提出了农业面源污染的特点及原因、根据观测数据，提出了相应政策和管理措施。Carpenter等（1995）以美国为例，对美国种植业和养殖业进行连续多年、包含多个地区的观察总结，指出非点源污染是美国地表水中氮和磷的主要来源。蒋治国等（2010）在太湖流域选择代表性较强的生猪养殖场作为试点，设置成乳猪、保育猪、育成猪三个产排测算监测点，获取三种类型生猪养殖污染物的排放规律和流失系数，构建污染物负荷测算方法，为常州市乃至太湖流域生猪污染源调查数据测算以及农业面源污染防治提供依据。对污染指标的监测目前主要是氮、磷、和重金属污染，其中总氮含量是评价水体污染状况及发展趋势的指示指标，可利用钼酸盐分光光度法进行磷的测定，而重金属污染来源主要有城市生活垃圾、工业“三废”和农药，化肥是农业环境污染的主要源头（于宁，2014）。

2.资料分析法。何浩然等（2006）通过构建计量经济模型、根据统计资料，得出了非农就业、农业技术培训会对化肥施用水平产生一定的正向作用的结论。杨增旭（2011）通过利用计量模型，得出了下列结论：在我国，化肥施用效率低是农业面源污染的重要原因，同时也制约了相应生产效率的提高。

3.“3S技术法”。陈蓓青等（2010）认为，建立高效的、系统的农业面源污染监测系统，可以有效地对环境污染的动态进行监测。陈强等（2011）为了使人们对卫星遥感技术在农业非点源污染评价中的应用有所了解，从非点源污染研究所需数据种类的角度，对卫星遥感技术的获取能力和可行性进行了应用分。周跃龙等（2014）为合理估算太湖流域非点源污染营养盐输出负荷，构建出了半分布式的输出系数模型，进而测算出太湖流域营养盐输出负荷。烟贯发等（2013）为了考察不同用地类型面源污染物产出量，应用RS（遥感）和GIS（地理信息系统）技术对该区域的TM影像和DEM数据进行了处理分析并指出面源污染的主要污染物来源有：化肥、农药、畜禽粪便和尿液、人类生活污水、生活垃圾、生活粪便等。

“3S”技术在农业面源污染模型中的集成应用，使得模型和各种管理措施两者能够相结合，用于非点源污染的预测预报，为治理农业面源污染提供了有力的依据。

（二）农业面源污染的研究模型

20世纪90年代以来，多个大型机理模型应运而生，成为国内外研究面源污染的主要模型，很多研究学者从模型的运用机理，模型之间的结合角度从不同层面上用于自己的研究，目前比较流行的模型主要如下。

1.GIS模型（地理信息系统）。史志华等（2002）根据前人研究结果，开发并建立了汉江中下游农业面源动态监测信息系统，此系统研究了汉江中下游农业面源污染的负荷及分布规律。农业面源污染现象复杂，且在空间处理和可视化方面受限，而GIS在这两个方面有独特的优势。毛鹍等（2013）从数据库技术、数据处理、与模型集成、信息系统开发、可视化表达等几个方面总结了GIS技术在农业面源污染研究中的应用，同时总结了研究的热点，并对WebGIS和ComGIS在农业面源污染研究中的应用趋势进行了展望。

2.SWAT（Soil and Water Assessment Too1）模型。SWAT模型是由美国农业部农业研究中心以SWRRB模型为基础开发的，在许多方面发挥着重要的作用。吴春雷等（2010）建立了基于GIS基础的SWAT模型，开创了巢湖流域农业面源污染研究的新阶段，同时为其巢湖流域规划和管理提供决策依据。

3.经济模型。张智奎等（2009）运用协整检验和Granger因果检验方法，考察了三峡库区重庆段1992～2009年经济发展与农业面源污染之间的相互关系。李波等（2013）利用多年数据，对我国农业面源污染与农业经济增长关系进行动态耦合评价，结果发现：近几十年来，农业经济增长造成农业面源污染加重，而农业面源污染也在一定程度上反方向影响着农业经济增长，但是这种矛盾尚不剧烈，并且从趋势上看农业面源污染与农业经济增长之间胁迫性逐年弱化。

四、农业面源污染的防控措施

农业面源污染对一个国家的发展、人民的福利水平影响巨大，因此，针对农业面源污染采用合理的方法及出具相关的政策显得尤为重要（朱兆良等，2005）。

（一）技术措施

张维理等（2004）认为，发展农业科技，采用新技术，替换旧技术，不同的水域制定不同的政策，尤其在重点水域单独制定农业种植政策，逐步建立起农业生产技术体系，是解决我国面源污染的一个重要举措。国内外已提出多种方法用于控制农田养分的流失（章明奎，2005），同时在其他方法中也得到不断尝试。刘元明等（2014）指出，发展农业循环经济，合理利用农村沼气，实现种植业和养殖业紧密结合，是我国因地制宜发展战略的一种表现，且经济价值、社会效益巨大。

（二）经济措施

周早弘（2007）根据国外治理面源污染的经济手段，提出我国可以部分借鉴，但借用之前必须对相应的经济手段的采用的原因、结果及状况充分了解。杜江（2013）指出，农业面源污染是市场失灵的一种表现，因此需要政府的介入。政府及相关管理部门需要制定相应的政策体系，以弥补市场缺陷。同时建立起农民增收的长效机制，保证农村社会的稳定和经济收入的不断增加。

（三）法律措施

针对农业面源污染的防治在国外最早开展，我国起步相对较晚，但在技术层面和经济层面上已经取得一定成就。很多学者认为，农业面源污染如果仅仅依靠技术和经济手段进行防治，不仅难度大，投入成本高，而且在现有的条件下效果也不理想。因此，对于农业面源污染的防治还必须注重法律层面的规定。

张宏艳（2006）指出，部分发达国家，通过制定相应的法规政策，为农业面源污染提供了相应的法律保障，为以后的农业面源污染的实施提供了法律依据和强制作用力，实施效果有目共睹。邓小云（2011）在其论文中总结了部分国家在农业面源污染的相关法令，部分法令侧重于监测、预防和相应的行动，部分侧重于流域综合管理计划，不同法律，侧重点不同，为农业面源污染的全面有效实施提供了保障。于卫军（2013）指出，健全的环境法律体系是实施排污权交易的依据。

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作者简介：郭小婷（1990-），女，汉族，河南许昌人，就读于贵州大学，研究方向：区域经济学；郑攀峰（1991-），男，汉族，河南西平县人，就读于浙江工商大学，研究方向：区域经济学。