太湖流域发展有机农业控制面源污染的可行性分析

1太湖流域发展有机农业控制面源污染的可行性分析席运官王涛（环境保护部南京环境科学研究所，南京210042）摘要：概述了太湖流域农业面源污染的现状，分析了太湖流域发展有机农业控制面源污染的可行性并提出了相应的建议。关键词：太湖流域农业面源污染有机农业FeasibilityAnalysisofDevelopingOrganicAgriculturetoControlRuralNon-pointPollutioninTaihuBasinXiYunguan,WangTao(NanjingInstituteofEnvironmentalSciences,SEPA,NanjingChina210042)Abstract:Itdescribedthecurrentstatusofagriculturenon-pointsourcepollutioninTaihubasin,analyzedthefeasibilitytocontrolagriculturenon-pointsourcepollutionthroughorganicfarmingdevelopment,andputforwardrelatedsuggestions.Keywords:Taihubasin;agriculturalnon-pointsourcepollution;organicagriculture太湖是我国第三大淡水湖，全湖面积2338km2，流域面积36500km2，是我国重要的商品粮生产基地之一。2007年5月底，太湖蓝藻大规模爆发，使无锡市自来水产生强烈臭味而无法使用，江南水乡也因蓝藻爆发而出现了水荒。这次蓝藻的大规模爆发既有自然原因，也有人为原因，人为原因主要是污染导致水体的富营养化，持续不断的过量营养物质主要来源于农田施肥、农业废弃物、畜禽及水产养殖、城市生活污水和工业废水等。本文在分析太湖流域农业面源污染现状和已采取的对策及近年来生态农业、绿色食品、无公害食品开发已取得的成绩的基础上，提出太湖流域通过发展有机农业控制面源污染的建议，进行了可行性分析，并提出了相应的对策，为太湖流域的面源污染防治提供新的思路。1.太湖流域农业面源污染现状基金项目：中央环保公益基金项目通讯联系人,Email:[e-mail]2据国家环保总局2006年环境状况公告显示：2006年，太湖湖体高锰酸盐指数和总磷年均值分别达到Ⅲ类、Ⅳ类水质标准，但由于总氮污染严重，湖体水质仍为劣Ⅴ类，处于中度富营养状态，在21个国控监测点位中，无Ⅰ～Ⅳ类水质，Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的点位分别占14％和86％；环湖河流为中度污染，与上年相比，水质无明显变化，主要污染指标为氨氮、BOD5和石油类，87个地表水国控监测断面中，Ⅱ、Ⅲ类水质断面占20％，Ⅳ、Ⅴ类占49％，劣Ⅴ类占31％[1]。可见，太湖氮、磷污染仍很严重。1.1种植业污染现状太湖流域内有耕地151万公顷，其中水田124万公顷，旱地27万公顷，复种指数200％，稻麦轮作是太湖流域农业生产的主要方式。统计年鉴的数据显示，随城市化、工业化的不断加快，近年来太湖流域耕地面积呈缩减趋势（图1）。以苏州市为例，苏州市的耕地面积，2006年比1995年已缩减了38.4％，其它城市也有不同程度的缩减。从农用化学品的施用量上来看（图2），化肥用量（折纯量）也有缩减趋势，其幅度与耕地的缩减幅度相对应。农药的施用量却不同，在苏州，农药的施用量随耕地面积的缩减有减少趋势，而在无锡和常州，农药的施用量变化不大，特别是在2005年，反而有上升趋势，与苏州的施用量相当。图1苏锡常耕地面积变化情况（1995-2006）0501001502002503003501995年2000年2005年2006年耕地面积(×103hm2)苏州无锡常州0501001502002501995年2000年2005年2006年化肥用量(×106kg)苏州无锡常州0246810121995年2000年2005年2006年农药用量(×106kg)苏州无锡常州图2苏、锡、常农用化学品施用量的变化3从单位面积农用化学品的施用量上来看（图3），在苏州、无锡，2005、2006年单位面积化肥的施用量较1995年有下降趋势；在常州，基本持平；并且以无锡单位面积化肥的施用量最高，2006年可达639kg/hm2，远超出发达国家规定的225kg/hm2的使用限量。从农药的施用量来看，苏州单位面积农药的施用量基本持平；在无锡和常州，近两年有上升趋势，特别是在2005年，农药的施用量高达42kg/hm2以上。田间试验结果显示，太湖地区稻麦轮作系统农田养分的年排放净负荷中，氮为34.1kg/hm2，其中稻季19.4kg/hm2，麦季14.7kg/hm2；磷为1.75kg/hm2，其中稻季1.16kg/hm2，麦季0.58kg/hm2，氮磷的径流流失量分别占当年施肥量的6.36%和1.93%[2]。若以太湖流域现有耕地151万公顷来计算，则N的年排放量为51514t，P的年排放量为2644t。1.2畜禽养殖业污染现状随着人民生活水平的提高和膳食结构的变化，城乡居民对畜禽肉蛋奶的需求量一直在不断提高，集约化的畜禽养殖对太湖周围区内面源污染的发展态势产生了重要影响。太湖流域人口密度高，城市化水平居全国之首，畜禽产品的需求量大，大批规模养殖场建在了城市的近郊区，据统计，环太湖流域有大约2000多家集约化畜禽养殖场。相对于化肥，畜禽粪尿养分含量低而运输成本高，施用费时费工，另外，畜禽粪尿的处理难度大，成本高，往往在难以处理的情况下，将农田作为最终的处置场所或直接排入太湖和附近河道。因此，太湖流域大量的畜禽粪便等没有得到很好的处理就直接或间接的排入太湖，造成来自农业面源污染的N、P等营养盐的输入一直没有削减。1.3水产养殖业污染现状近年来，太湖围湖利用面积逐年扩展，围网养殖增长迅速，尤其是1995年01002003004005006007008001995年2000年2005年2006年化肥单位面积用量(kg/hm2)苏州无锡常州0510152025303540451995年2000年2005年2006年农药单位面积用量(kg/hm2)苏州无锡常州图3苏、锡、常主要年份农用化学品单位面积用量4以后。据统计，1990年太湖围网养殖面积13.17km2，1995年为25.95km2，2003年为107.72km2，1995～2003年间围网养殖年增长速率是1990～1995年间年增长速率的4倍[3]。目前，太湖围网养殖主要分布在东太湖，据卫星遥测图测算，东太湖面积131km2，围网养殖面积达54km2，约占东太湖总面积的41％。太湖围网养殖，过剩的饵料增加了水体的营养负荷，据2001年调查，太湖流域池塘河蟹养殖面积为11377.86hm2，河蟹产量为6681.18t，按物料平衡计算，养蟹池塘向环境排放的TN为27.08kg/hm2，TP为7.85kg/hm2，太湖流域池塘养蟹向环境中年排放TN为308.12t，TP为89.32t；按池塘进排水实测值计算，太湖流域按池塘养蟹外排水中TN、TP浓度增量分别为0.34mg/L、0.05mg/L计算，则太湖流域池塘养蟹年外排TN和TP的增量分别为154.74t和22.75t[4]。1.4农村生活污水及垃圾污染现状随人民生活水平的提高，农村用水量也在逐年上升，由于大多农村污水处理设施不健全，没有完整的污水收集和处理设施，大多农村生活污水未经处理就直接到处泼洒，而厕所污水则直接或间接的排入河道。据调查，在宜兴，有24％的农户生活废水选择了直接排入村河，50％的农户排水采用排入屋后及地表渗入地下，排入沟渠的农户有25％[5]。生活垃圾的产生量也很大，据统计，太湖地区农村生活垃圾的人均产生量大约为0.15～0.30kg/(p·d)，在苏南河网地区，有2/3的生活垃圾直接堆放在河道边，由于该地区雨热同期，垃圾易腐败释放出溶解性有机碳、氮和磷进入水体，进入水体的垃圾可在2～6个月内释放出几乎全部有机氮磷，堆积垃圾在1年内也可释放几乎全部营养物[5]。另外，乡镇和农村的地表径流也是氮、磷等营养盐的一个重要来源，据杨林章等研究表明，太湖流域乡镇和农村居民点的地表径流氮、磷的水环境年负荷量分别达到20～40kg/hm2和3～12kg/hm2，接近或超过农田氮、磷面源排放量[2]。综上所述，太湖流域的农村面源污染的各种来源中，种植业的氮、磷排放负荷有所减少，畜禽养殖、水产养殖及来自农村生活垃圾和污水的排放量有所增加。虽然各级政府也出台了一些相应的对策，并且制定了相应的目标来削减农业面源污染负荷，但只有将农村、农业作为一个整体的生态系统，形成闭合的农业生产链，改变过分集约化的种植、畜禽养殖和水产养殖方式，实现生态系统内部物质的良性循环才有可能大幅度地减少氮、磷等营养物质的排放。而发展有机农业就是实现此目标的最佳选择。52.太湖流域发展有机农业的可行性分析2.1区域优势有机农业通过禁止使用化学合成的农药与肥料、循环使用系统内部的物质这样一种独特的方式来恢复与治理被常规农业生产破坏的农业生态环境，同时生产优质、安全、健康的产品，实现农业的可持续发展[6]。有机农业对生产的基础环境条件要求并不高，只要能够满足国家相关土壤质量和农田灌溉水标准要求的环境条件都可以发展有机农业，它更强调的是生产观念和生产技术的转变。因此，从环境的角度来讲，避免了人们对在太湖流域发展有机农业环境不达标的担忧。太湖流域是我国经济、文化最发达的地区之一，历来以“鱼米之乡”著称，生产者的素质高，接受新知识、新技术很快，具有雄厚的经济实力，对于优质、安全、健康的有机食品有很大的潜在市场；另外，太湖流域农产品品质优良，如太湖大米早已凭其“甜、糯、香、软”的特点名闻天下，阳山的水蜜桃以其果味蜜甜芳香而被视为果中珍品[7]，在此基础上发展有机生产，能够进一步改良其品质，实现优质与有机的结合，可更好地提升太湖农产品的品牌。因此，在太湖流域如果能够科学地调整农业生产结构、循环使用畜禽粪便等农业废弃物资源，则发展有机农业是完全可行的，并比其它区域具备更优越的经济条件和市场优势。2.2生态农业奠定的基础太湖流域历来是我国有名的“鱼米之乡”，生态农业历史久远，“桑基鱼塘”的生产模式给现代农业的发展奠定了深厚的基础。近年来，江苏省农林厅农业环境监测站围绕保护母亲河，将工作重心放在太湖流域农业生态环境保护上，启动生态农业县建设，在太湖流域规划建设5个省级生态农业县，生态农业县建设以实施“三清”工程为重点内容，采取化肥、农药使用的减量化、高效化、无害化等新型农业组装配套技术，有效控制农药、化肥、畜禽粪便、生活污水等污染，合理开发利用，保护农业自然资源。到目前为止，太湖流域已有吴江、张家港市等5个县通过了省级生态农业县验收，绿色食品、无公害食品开发得到普及，为进一步发展有机农业奠定了基础。2.3科研基础国家“863”计划重大治水专项——太湖水污染控制与水体修复技术及示范工程，通过河网区面源污染控制、水源地水质改善、重污染水体生态重建等方面6的关键技术研发、综合技术集成、工程规模示范，围绕如何控制施肥水平，减少土壤养分淋溶等开展了大量的理论与实践研究[8][9]，分析了面源污染的主要类型、形成机制与特点，提出了根据稻田污染排放时空特征和重点控制区域，依据“农田内部节氮控磷、排水沟渠生态拦截、毛渠浮床生态净化”的三级控制思路研究了氮、磷的流失排放规律，建立了示范工程，为太湖水污染控制与水体修复做了有益的探索[5]。取得的成果一方面为该区域发展有机农业降低面源污染打下了坚实的理论与技术基础；另一方面发展有机农业又是促使广大生产者主动采纳应用这些科研成果的动力源泉。实际上，有机农业已成为欧美发达国家鼓励农民自愿采纳的控制重要水源地农业面源污染的主要生产方式[10]。2.4政策支持通过发展有机农业控制农业面源污染已受到政府部门和科技工作者的关注，并且出台了相关的政策。在2007年9月通过的《江苏省太湖水污染防治条例》第三十九条中指出太湖流域要发展