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英国农业面源污染防控对我国的启示

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2016/10/13     浏览次数:    

本文结合十二五期间中英可持续农业创新协作网项目“中英可持续集约化农业养分管理和水资源保护”,对英国农业面源污染防控体系进行了全面和深入的调研,对其面源污染防控工作形成了较为系统和全面的认识,结合当前我国农业面源污染防控工作的特点,提出相应的对策和建议,为我国构建符合国情和有效的面源污染防控模式提供科学和技术支持。本文仅就氮、磷引起的面源污染进行阐述。

1、英国农业发展与面源污染现状及治理情况

英国国土面积24.4万km2,其中耕地面积为608万hm2(人均0.1 hm2),永久性牧场1105万hm2。英国政府根据各地特点配置农林牧生产,将全国划分为四个农业区。20世纪40年代以来,粮食需求的日益增长,推动英国农业机械化和集约化水平不断提升以及永久草地的开垦,但随之而来的是一系列农业生态环境问题,包括水体污染、农业生物多样性降低等,对英国农业生态系统产生了诸多不利影响。据估算,英国水体中60%的硝酸盐污染物和25%的含磷物质来自农业活动,且这种污染有滞后效应。对泰晤士河地区的研究表明,考虑到地下渗漏通过地下蓄水层的延迟,流域尺度的面源污染反应时间可以长达数十年。因此,面源污染对于英国饮用水供应也提出了挑战。

经过20多年的努力,英国地表和地下水体硝酸盐浓度逐步下降,这与施肥量持续稳定下降以及包括硝酸盐脆弱区计划在内的一系列环境措施密切相关。1999—2004年的调查表明,英格兰66%的地表水采样点硝酸盐浓度表现为下降趋势,77%的地下水采样点硝酸盐含量达到良好状态(低于30 mg·L-1)。此外,与1990年43%的河水采样点达到良好水质相比,2004年62%的英国河流采样点水质达到了良好状态。

2、英国农业面源污染的主要防控技术


一是对污染源的源头控制。

从农业土地利用方式、禽畜以及农用化学品投入(化肥)的管理出发,将面源污染物的排放控制在最低限度,如将耕地转变为永久性的不放牧或少量载畜率的牧场,以实现肥料的零投入或少投入。

在禽畜管理方面,通过减少禽畜养殖牧场的载畜率、草场定期轮牧、调整畜禽进食结构(减少氮磷摄入量)等措施,减少残余饲料和畜禽粪便量对环境的污染。

在化肥管理方面,利用耕地施肥推荐系统开展合理施肥、利用替代性肥料或施用添加剂(硝化抑制剂和脲酶抑制剂)、高环境风险时期不施化肥等减少由于肥料损失而带来的面源污染。据估计,英国常规1、2级土壤会造成每年50 kg N·hm-2的淋洗,而对于灌溉良好的高肥力土壤,甚至超过100 kg N·hm-2。对于硝酸盐敏感区(Nitrate Vulnerable Zone,NVZ,英国国土面积的70%都属于硝酸盐敏感带),施肥数量不能超过作物需求,并对肥料使用数量保留至少5年的记录。

农民氮肥的使用要遵守:(1)特定作物最高氮肥使用量;(2)每年任何田地有机肥氮供应量不能超过250 kg N·hm-2;(3)氮肥使用时间的规定。具体操作过程中,专门制订了管理手册,指导农民将农场按照颜色划分为红色、白色、橘黄色、黄色和绿色区域,分别表示不能使用、限制使用以及可以使用畜禽粪便等区域。

二是对污染物扩散途径的控制。

从土壤、有机肥、农田基本建设三个维度,实现改变或阻断污染物的传播途径,减少污染物进入水体的数量。

在土壤管理方面,在冬季不种作物的耕地上选择在秋季时种植填闲作物,采用少耕、免耕、地表微地形改造技术等综合配套措施形成保护性耕作制度。

在有机肥管理方面,提升养殖场粪尿存储能力、减少养殖场污水产生量、将液态粪尿转化为固体有机肥、远离河道和田间排水沟堆放固体有机肥等措施,尽量减少污染物进入肥料储存地的清洁水中,将有机肥循环使用且深翻入土壤,与土壤充分混合,实现有机肥的“资源化、减量化、有效处理”等。

在农田基础设施管理方面,主要技术手段有选择将畜禽养殖场与河流隔开、重新选址远离高风险地区,如英国规定,距离地表水10 m以上,距离水井、泉和坑50 m以上,才能使用有机肥,距离地表水2 m内不能使用化学合成肥料。划分和确立农业生产新边界等措施,减少进入水环境的扩散污染物质。建立人工湿地以截留和处理来自道路、院落的污水,采用生物过滤、缓冲区等末端污水处理方式以减少废水中细菌的含量。英国环境食品和农村事务部(DEFRA)请专门机构开发了高效和环保养分使用软件,该软件实际上是基于英国《农业和园艺作物推荐施肥系统》以及MANNER软件。

环境监测是面源污染防控的重要内容。欧盟对于地表水规定了优良、良好、中等、差、极差五个质量等级,对于地下水则规定了好、差两个质量等级。到2006年,欧盟成员国已经建立起良好的水检测体系,包括54 000个地表水以及51 000个地下水监测点。欧盟的水检测体系除了包括常规化学和物理指标外,还包括浮游生物、大型水生植物以及底栖无脊椎动物和鱼类等。这些检测数据通过欧盟水体数据系统(WISE)汇集和发布。欧盟和各个成员国成立专门标准化组织负责水环境监测方法的标准化,保证各成员国间环境监测数据的一致性和可比性。

英国大部分地区地貌为缓坡丘陵,土壤侵蚀引起的氮、磷流失是面源污染的重要来源,近年来以流域为单元的污染防控成为英国开展该项工作的主要思路。英国政府于2010年专门启动了以流域治理为主要模式的“流域治理示范”(Demonstration test catchment)项目,分别位于坎布里亚郡的Eden流域、诺福克郡的Wesum流域以及汉普郡的Avon流域,探讨各类农业措施对于降低面源污染的有效性。每个项目区的核心实验区面积至少10 km2,每个核心区内分别设置小实验区,以试验不同技术的有效性。每个技术试验区分为对照和项目试验区,在试验区内对水文、气象、水质、农业生产等进行综合检测。该项目开展5年来,英国政府和科学家基本上对三个流域内农业各类措施治理面源污染的效果有了较全面和准确的认识,为今后大范围推广和示范各类技术和措施提供了极为有效的技术支持。

3、英国农业面源污染防控的技术推广体系

英国推行土地的私有经营,目前推行的是非政府形式为主导的农技推广体系,包括面源污染防控在内的农业技术推广体系,主要依靠市场/私营体系,政府的主要作用是制订规则(如面源污染的标准和规定等)。英国农业技术推广参与主体主要有三方面。

其一是农业技术的研发机构,主要参与者有:国家农业研究机构,如国家农业研究委员会、农业科研教育单位、大学;还有私人出资办的农业研究机构,如农业研究所、农业企业等。

其二是农业技术的推广平台机构,包括DEFRA农业发展咨询局及其下设的区域性总推广机构和农业技术推广训练中心、农业专业技术协会、农业企业等,其中农业发展咨询局属国家级推广机构,负责全国农业技术推广的规划、经费预算、组织协调、成果管理等,农业技术推广训练中心是最基层的推广组织,主要负责培训农技推广人员。农业技术推广人员成立协会,负责技术推广人员的注册、培训和管理,以确保农业技术推广服务的质量。如“敏感流域农业操作指南:降低农业活动的水污染”项目。

其三是农业技术的使用者,主要有地方政府、农场主、农业企业,其中农业企业既是农业技术的推广者,也是技术的使用者。英国的农技推广体系主体具有多元化特点,农业技术的利益相关者(农业技术拥有者、推广者、生产者)存在一定程度的双向信息交流。

4、英国农业面源污染防控的政策法规体系

根据政府干预程度的强弱,包括面源污染防控在内的农业环境政策分为:(1)命令控制型,如行政许可、排放标准、限期治理等;(2)市场经济刺激型,包括可交易的排污许可证制度、环境税费、生态补偿等;(3)综合发展型,如政府支持、信息公开、公众参与等三类。

英国于1973年加入欧盟,其农业环境政策以欧盟的共同农业政策(Common agricultural policy)为基础。欧盟共同农业政策从20世纪60年代至今,经历了三大阶段,其主要政策目标由鼓励农业生产转变为控制生产。进入21世纪后,欧盟国家日益强调农业的多功能性和可持续性,目标进而上升为农业的可持续发展,相继制定和实施了《水体硝酸盐指令》(The nitrate directive)以及2000年的《水框架指令》(The water framework directive)等降低面源污染、改善水质的法规。

英国政府同时制订了本国推行繁荣农业经济与环境保护结合的农业政策。根据改革后的共同农业政策,对英国农业的支持包括基本补贴计划(Basic payment plan)和农村发展计划(RDPE),并从2015年开始,基本补贴计划取代单一补贴计划。虽然基本补贴计划增加了更多的农业生产性补贴,但要获得该项补贴,政府也要求农业生产有一定的作物多样性(比如10~30 hm2耕地的农户,耕种至少2种作物,每种作物不能超过75%的面积),生态保护区域(>15 hm2的农户,必须有生态保护区域)以及保持永久性草地等三类生态保护措施。欧盟以及英国政府对于农业的要求,逐渐从过去的单一生产型向生态服务功能转换。欧盟农民只有符合相关要求,才能得到农村发展计划补贴(Cross compliance)。

2014年,英国环境、食品和农村事务部根据英国情况,完善了新共同农业政策框架下英国的农村发展计划(2014—2020),并得到欧盟委员会的批准。根据最新的RDPE,到2020年英国将投资35亿英镑,实施乡村管理项目(减量施肥、气候变化、景观生态等)等在内的各类环保性政策。

利用市场或经济机制进行环境管理被认为是目前最有效的环境政策,欧盟各国普遍采用征收肥料税的措施来减少农业活动中化肥的施用量。

农业补贴政策方面,英国在欧盟共同政策框架内(CAP)对国内农业大力度地实行补贴和保护政策,主要分两个方面:一是与生产挂钩的补贴,主要有作物、动物、奶业、税收减免,随着共同农业政策改革的推进,与生产挂钩的补贴项目逐步减少;二是与非生产挂钩的补贴,主要包括单一支付计划、农业环境计划、脆弱地区支持计划、动物疾病补偿、粗放式放养补贴、农村发展补贴、休耕补贴等。

根据符合性补贴措施(SMRs)的规定,农民要获得政府的直接补贴,可以从事:(1)良好使用城市污泥(SMR 3),DEFRA专门制订了污泥使用指南,英国每年有9600万t有机废弃物(粪肥、污泥等)用于农田土壤;(2)在硝酸盐敏感带内(SMR 4),施肥数量不能超过作物需求,并对肥料使用数量保留至少5年的记录。

环境管理过程中,鼓励公众参与是常用的方法。英国在欧盟《奥尔胡斯协定》和《关于公众获得环境信息的指导方针》两份文件指导下,明确了公众参与的机制,通过参与咨询、评议政府政策等调动了公众的积极性。针对硝酸盐指令的实施,英国环境、食品与农村事务部在2012年开展了包括农民、水体管理者、农民代表等在内的公众咨询,咨询其对该指令实施的相关规定包括农业活动和相关措施的意见。

5、英国面源污染防控工作对我国的启示

我国在基本解决温饱、粮食实现11年连增后,也面临农业转型问题,在确保粮食高产和实现可持续发展方面可借鉴英国的面源污染防控经验。在明确全国不同区域特点、功能定位与制定指导性的面源污染防治策略基础上,源头控制即肥料使用数量、时间和方式的优化是降低氮、磷排放的主要措施。

当前我国大部分地区肥料还存在使用过量(特别是蔬菜和果树等过量超标)、使用时机不能和作物生长契合、使用方式不合理(表施或者容易被水淋溶)等问题,需要把土地流转和适度规模经营、作物种植结构优化、推荐和平衡施肥技术推广落实到千家万户。

其次,作为面源污染的重要贡献者,畜禽粪便的储存、处理、排放、使用(数量、方式、时间、地点等)是面源污染防治的重点,这方面我国还存在较大差距,特别是畜禽粪便和种植业脱节,造成氮、磷资源的浪费和对水环境的污染。应加强种养结合、畜禽粪便资源化利用、循环农业等技术的推广力度。

第三,面源污染防控相关的技术推广中,英国实行了非政府形式为主导的农技推广体系,充分发挥了农民协会、商业技术公司等第三方组织的作用。考虑到我国自然和社会条件各异,应逐步引入非政府技术推广服务,以政府和农户购买服务的方式,提升技术推广服务的质量和农民参与面源污染控制的主动性。

第四,在制订政策、法规和实施方面,应采取行业政策配合环境立法的形式、法律要求和农民主动承担相结合、生态补偿与面源污染防控奖励相结合等多种手段,鼓励农业生产者进行面源污染治理。

第五,要制订系统的环境保护法律和规范,逐步重视对农业资源与生态环境的保护,并实施以“黄箱”范畴补贴为主,“绿箱”范畴补贴为辅的农业补贴政策。从国家层面的食物安全战略考虑,适度加大农产品进口力度,降低我国农业集约化程度和化肥使用强度,对于减缓农业面源污染也具有重要意义。

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