广州市北部山区面源污染氮磷治理策略研究

2019-04-08聂毅尹庆

南方农业·中旬 2019年11期

聂毅　尹庆

摘要作为流溪河的上游，广州市北部山区的自然特点决定其能够承受的污染极其有限。但随着广州市农业的北移，北部山区的面源污染正在加剧。因此，要从污染产生的原因出发，从政策、产业及生态技术等角度全方位制定相应的治理策略，才能在发展北部山区经济的同时，遏制污染加剧的趋势。

关键词面源污染;治理策略;生态农业;生态沟;广州市北部山区

中图分类号：X592 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.32.091

广州市北部山区（以下简称北部山区），主要指广州市从化区温泉镇北部的良口镇、吕田镇一带，典型山多林多田少地区。北部山区作为流溪河的起源，是广州市主要的水源地之一，流域内主要为大片的山林地，间杂部分其他农业用地。根据GB/T 21010—2017《土地利用现状分类》，目前北部山区的农业用地利用形式，主要是水田、水浇地、果园、乔木林地等。在利用方式上呈明显的交混和碎片化状态[1]，如乔木林地与果园互相穿插，水田由于无人种植导致丢荒成林地或被改成水浇地或旱地等。在土地使用主体上：水田、水浇地部分为自耕地，以种植水稻和蔬菜为主，部分被转让或出租，被受让人或承租人改为经济效益较好的农地，如成片的菜场或其他园地（如火龙果等）;乔木林地以生态林为主;果园以柑橘为典型代表。现有农地利用方式上无序，导致过去单一的土地利用方式发生着明显的变化，也导致北部山区农地对流溪河上游区域环境的负面影响增加，其中，由农业活动导致的流溪河上游区域氮磷含量增长是比较显著的一个问题[2]。

有研究表明，流溪河各段污染的表现和成因皆不同，必须采取不同的策略进行有针对性的减污。上游区域主要是农业面源污染导致的水体富营养物氮磷含量增加[3]，尤其是近年来，受广州市城市发展的影响，农业北移，北部山区农业土地利用压力明显增大，污染强度有加大的趋势，必须采取相关措施遏制这一污染加重趋势[4]。

1 北部山区流溪河上游流域氮磷污染成因及特点分析

1.1 自然地势原因

广州市地处亚热带，雨量充沛，年均降雨量约1 700 mm，是全国平均降雨量（630 mm）的2.7倍，又因北部山区是南海暖湿气流北上的第一道大屏障，导致该北部山区全年雨水量特别大;同时该地区森林茂盛，以高吸水率、高含水量的阔叶林为主，地下浅层存在许多断裂、裂隙、节理带，创造了大量的贮存地下水资源空间和通道;山区地表或林土层，为花岗岩风化残积土层，为相对隔水层，减少了地下水的蒸发。得天独厚的自然条件为该地区形成丰富的地下水资源奠定了基础。因此，在北部山区地表森林茂盛的区域，几乎任一山凹处，揭开林土层，均能发现地下泉水渗出。也因为上述原因，加之本地区山体多为坡度较大的花岗岩山体，土壤层较浅薄，能容纳的水和养分少，导致形成了出优质水容易、出污染水也容易的水质特点。在这种情况下，只要在区域内出现污染源，就极易导致流溪河上游区域受到污染[1]。

1.2 农业行为原因

由于流溪河流域上游主要为山地、林地，碎片化交混存在的各类农地一般处于山腰、山脚、山谷或河流两岸，是山地上蓄积的地下水流入受纳河流的必经之路。农田耕作方式的不当，必然导致农田內积存的氮磷随水流排出，进入受纳水体，最终导致流溪河上游流域氮磷污染加剧。

在各类农田农地中，排出的氮磷量也有较大的差异。相关调研结果显示：北部山区农地产生的氮磷污染为面源污染，从用地形式来说，水浇地排出的氮磷含量最高，其次为旱地、水田、果园，乔木林地最低[1-2]。同一类用地中排出的氮磷量也有差异，主要与耕作方式和作物品种有关：乔木林地的开垦程度与排出量正相关;水田的差异不大;果园中沙糖橘果园因管理较统一、人为干扰次数较少，排出量较为统一。水浇地因种植品种、管理方式等不同而不同，但集约化的菜场排出量高于其他水浇地形式，这一点与目前国内其他地区的调研结果相悖。其他调研显示，在生产相同作物时，集约化的农田生产方式，较自家的分散经营模式会产生更少的面源污染，分析可能是因为北部山区许多小片土地种植的作物仅为自家食用，并不追求产量。

1.3 其他

生活污水、生活垃圾、畜禽养殖业、水产养殖业等污染呈现点源污染特征[5]。但由于北部山区人口密度低，生活污水、生活垃圾量不高，而养殖业等受政策限制等原因，多数都是农户自产自销式的经营，规模较小，因此，这一部分对流溪河上游区域污染的贡献程度较小。但随着经济的发展以及北部山区农业、养殖业的发展，这一块的污染程度明显有增长的趋势。同时，还需要注意的是，随着北部山区的开发，大量的自驾游游客开始出现，许多农户开始经营农家乐性质的餐饮或民宿，此现象带来的污染也需要关注。

2 北部山区面源污染治理策略

在北部山区流溪河上游流域，水体中氮磷污染的来源主要是不科学的农业生产方式导致的面源污染。因此，必须从面源污染的特点出发进行应对。总结来说，主要应从政策导向、产业导向和技术3个方面进行。

2.1 政策导向

以往的普遍认知上，认为加大环保宣传力度、多举行技术培训等措施，可以促使农民采取生态友好的土地利用方式。根据相关调研，农民是否采取生态友好型土壤管理技术，其学历、环保认知、家庭农业人口占比、资金来源、技术培训、生产信息可获得性、国家政策满意度和农业组织等因素影响不大，真正其决定性作用的因素是政府支持政策和经济效益[6-8]。但这类调研的对象主要是农业生产的重点区域。北部山区复杂的农地应用主体和应用方式，与上述调研的主要对象在农业生产目标、相关农业设施配套等外在条件上是存在差异的。因此，上述调研的结果能否完全匹配也是存疑的。所以在对北部山区农地制定相关的生态政策时，还是要在上述调研的基础上，结合北部山区农地的特点，进行进一步的深化调研后，采取相应的政策进行农业生态友好型引导。

2.2 产业导向

在广州市整体的都市农地分布中，北部山区处于外围组团，是都市生态农地外围圈向乡村农地过渡的地带，从生态价值上判别，不属于都市生态农地的范围。但随着经济的发展以及交通设施的北进，北部山区的农业形态正越来越靠近都市生态农地外围圈[9]。并且，北部山区对流溪河上游流域的生态安全有着至关重要的影响力，同时，经济的发展与生态的安全必须同时得到保证。因此，鼓励农户采取生态友好型的都市特色农业方式是非常重要的。由于北部山区的区位特点，其与广州市区有着天然的联系，而自然资源，尤其是生态旅游资源更是广州市的天然后花园。因此，北部山区的生态旅游农业的发展，要区别于广州市南部的城市旅游度假项目，应以农业特色取胜[10]。以特色农业项目为主导，配套开发适应珠三角地区城市居民的农林鱼牧类相关旅游产业。以保护北部山区现有的生态农林自然资源为基础，采取生态旅游开发策略，促进农业经济发展。

2.3 面源污染治理技术

由于北部山区氮磷污染的主要来源是农业生产行为，且呈现明显的面源污染特点。因此，要想有效治理，必须从面源污染的特点出发，采取措施进行治理。目前，面源污染的治理主要包括源头控制和输移过程中消解这两个方法[11]。

2.3.1 源头控制

对于面源污染来说，目前源头控制主要的方法是通过科学合理地安排施肥次数与时期来控制总施肥量;通过改进作物耕作方式，如实施轮作等，来控制污染物;通过改善田间灌排技术等达到减排的目的[11]。

2.3.2 输移过程中消解

在应对农业面源污染时，运用农田本身存在的沟渠系统进行全过程消解是目前的普遍共识。因为农田排水与渗水是氮、磷等污染物最终进入受纳水体的主要途径，也是造成受纳水体面源污染的主要形式。所以，在应对农田面源污染时，应着重从面源污染物的输出途径进行就地消解。常见的治理技术包括曝气、微生物治理、化学强化混凝、光催化、生态治理等。而对于北部山区由农田撒施化肥导致的面源污染來说，最适用的技术就是结合了微生物治理和生态治理的生态沟技术[11-12]。

在排水沟渠系统中，将具有径流—底泥—水生植物的这一类似湿地的排水沟称为生态沟。生态沟作为农田生态系统中的一个重要组成部分，是农田面源污染物进入受纳水体（江河、湖泊）前的重要过渡带，生态沟中生长有水生植物和藻类（人工种植与自然生长），在降水与灌溉期起到排水作用，而在其他时间，沟内的水基本处于静止或缓慢流状态，满足水生植物和藻类的生长条件，比较类似于湿地。因此，在农田中，生态沟具有排水和湿地净化水质的双重功效，合理利用可有效减轻农业面源污染[11-12]。

3 结语

目前，对于生态沟的研究应用已有一定的基础，从以往的研究成果来看，净化效果良好。在农田区域应用生态沟渠不仅能对氮磷面源污染物质进行有效拦截，还能够有效清洁水体，改善区域环境，对水土保持、资源循环利用等各方面都有益处，非常适合在北部山区农田中推广应用。但在实际应用时需注意，要想有效就地消解氮磷面源污染，减少农业生产活动对流溪河上游区域的影响，就必须首先调研本地区常见的农田排水沟渠系统形式，针对该地区的特点，因地制宜，合理地利用现有排水沟渠系统，采取适当的改造措施，构建适合北部山区农田区域的生态沟渠系统，方可有效提升氮磷面源污染就地消解吸收能力[13]。

参考文献：

[1] 张贻科.广州北部山区农业土地利用方式与水资源氮素含量的关系[J].生态环境学报，2013，22（5）：870-872.

[2] 肖乡，胡丹心.流溪河从化段水质现状及污染趋势分析[J].广州化工，2011，39（6）：127-128，146.

[3] 陈光荣，张志，雷泽湘，等.广州流溪河水质状况及水体修复技术探讨[J].环境科学与管理，2010，35（5）：94-97.

[4] 卓泉龙，林罗敏，王进，等.广州流溪河氮磷浓度的季节变化和空间分布特征[J].生态学杂志，2018，37（10）：3100-3109.

[5] 邓一荣，朱远辉，周健.广州地区农业面源污染空间分布及防治对策[J].环境，2013（S1）：48-49.

[6] 孔凡斌，钟海燕，潘丹.小农户土壤保护行为分析——以施肥为例[J].农业技术经济，2019（1）：100-110.

[7] 刘乐，张娇，张崇尚，等.经营规模的扩大有助于农户采取环境友好型生产行为吗——以秸秆还田为例[J].农业技术经济，2017（5）：17-26.

[8] 高瑛，王娜，李向菲，等.农户生态友好型农田土壤管理技术采纳决策分析——以山东省为例[J].农业经济问题，2017，38（1）：38-47，110-111.

[9] 陈世栋，袁奇峰.都市生态农地空间分布特征、类型及保护模式研究——以广州市为例[J].自然资源学报，2016，31（6）：948-960.

[10] 万俊毅，陈浩.广州北部山区发展特色都市农业的思考与建议[J].南方农村，2012，28（1）：46-51.

[11] 姜翠玲，崔广柏.湿地对农业非点源污染的去除效应[J].农业环境保护，2002（5）：471-473，476.