江河湖泊儲存著豐富的淡水資源,是人類賴以生存和經濟社會發展的基礎。隨著人們對農產品的需求日益增長,為了提高農產品產量,耕地大量開發并大量施用化肥農藥,導致地表水水質變差,湖泊尤甚。水體中的 TN、TP 嚴重超標,富營養化現象嚴重,給環境帶來了巨大的壓力。
環水有機農業系指在重要的湖庫周邊、江河源頭區、飲用水源集水區等水環境敏感區域采取有機農業生產方式,實現農業生產與水質保護相結合的一種環境友好型農業模式。有機農業不僅向社會提供優質農產品,還可以推動江河湖庫周邊區域農業轉型升級,提高農民水環境意識,增加就業機會,促進農民增收,促進新農村建設,實現農業生產與水質保護相結合的和諧發展。
農業面源污染成水體污染最大來源
全球范圍內,水資源的污染和清潔水源的短缺都在不斷加劇。農業面源污染已成為大江大湖流域水體污染最大的來源之一。美國環保局2003年的調查結果顯示,農業面源污染是美國河流和湖泊污染的第一大污染源,導致約40%的河流和湖泊水體水質不合格,是河口污染的第三大污染源,是造成地下水污染和濕地退化的主要因素。在歐洲國家,農業面源污染同樣是造成水體,特別是地下水硝酸鹽污染的首要來源,也是造成地表水中磷富集的最主要原因,由農業面源排放的磷為地表水污染總負荷的24%~71%。例如在瑞典,不同流域來自農業的氮素占流域總輸入量的60%~87%;芬蘭20%的湖泊水質惡化,而農業面源排放的磷素和氮素在各種污染源中所占比重最大,占總排放量的50%以上,各流域內高投入農業比例大的湖區更容易導致氮、磷等營養物質的富集。
我國水污染形勢依然嚴峻。據2014年《中國環境狀況公報》顯示,長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、浙閩片河流、西北諸河和西南諸河等國控斷面中,Ⅴ類、劣Ⅴ類水質斷面分別占4.8%、9.0%,主要污染指標為化學需氧量、總磷和五日生化需氧量。與此同時,多數湖泊均呈現出富營養化狀態。
農業面源污染已成為我國水體污染最大的來源。2014年,全國廢水中主要污染物化學需氧量排放總量為2294.6萬噸,其中農業源1102.4萬噸,占48%;主要污染物氨氮排放總量為238.5萬噸,其中農業源75.5萬噸,占31.6%。我國單位耕地面積的化肥投入量是世界平均用量的2.8倍,單位面積農藥用量為世界平均水平的3倍,畜禽糞便的還田率僅為30%~50%,農業生產污染物在降水或灌溉過程中,通過農田地表徑流、農田排水和地下滲透進入附近水體,引起水域污染,已經嚴重影響到我國的水環境質量和生態環境健康, 制約了我國經濟社會的可持續發展。
發展環水有機農業有利于保護江河水質
有機農業是在生產中不采用基因工程獲得的生物及其產物,不使用化學合成的農藥、化肥、生長調節劑等物質,遵循自然規律和生態學原理,協調種植業和養殖業平衡,采用一系列可持續發展的農業技術以維持持續穩定的農業生產體系的一種農業生產方式。只有將農業作為一個整體的生態系統,實現農業生態系統內部物質的良性循環才有可能大幅度減少氮、磷等營養物質的排放,發展有機農業就是實現此目標的最佳選擇。江蘇南京溧水區有機水稻田間試驗表明,通過有機農業的測土配肥控氮固磷集成技術能有效地控制農業面源污染。在不降低作物產量的前提條件下,選擇水稻與小麥、大豆與小麥的輪作,制定合理的施肥方案,監測作物生長過程中農田徑流水的水質,結果表明,有機種植區域流出水體中化學需氧量、總氮、總磷由4.6mg/L、5.34mg/L、0.68 mg/L減少到2.1mg/L、0.45mg/L、0.08 mg /L。環境保護部南京環境科學研究所的研究表明,太湖地區有機稻麥生產系統一年可較常規稻麥系統減少 21.8kg/hm2的氮排放。中國農業大學研究結果表明,有機蔬菜種植模式對耕層土壤的氮素累積貢獻最大, 且較無公害和常規種植模式相對高產;有機模式土壤氮盈余較少, 表現出較高的氮素利用效率;長期施用有機肥與化肥相比可以提高土壤真菌多樣性, 改變其群落結構;有機模式的土壤環境處于富集狀態,食物網結構最穩定。
發達國家對農業面源污染主要采用源頭控制的對策。其核心特征為依靠農業科技,研究和發展環境友好的新的農業生產技術替代原有技術,通過鼓勵農民自愿或通過政府獎懲措施,推動農民采用新的替代技術,在重要的水源保護區和流域,制定和執行限定性有機農業生產技術標準,減少農田、畜禽養殖業和農村地區的氮、磷徑流和淋溶,從而保護大江大河和湖泊水環境。
在歐洲,通常規定生態農業不允許使用氮素化肥和農藥,對磷素化肥的種類和用量也有嚴格的限制,因而有機生態農業是水源保護地允許采用的主要農田利用類型之一。在德國,規定了各級水源保護區允許的輪作類型和相應的施肥標準。通常在一級水源保護區僅允許作為林地和草地,不允許種植農作物,也不允許使用任何肥料;二級水源保護區,僅允許種植用肥量低的農作物,如黑麥等,并且作物的用肥量也必須控制在標準限量之內,不允許種植用肥量高的農作物如大多數蔬菜作物;三級水源保護區對作物種類和用肥量也有相應的限定。位于德國博登湖的Reichenau(賴登瑙)島自17世紀以來就是德國著名的草藥和蔬菜產地。島上430公頃的土地有60% 是化肥和農藥用量高的菜地,蔬菜生產是當地的支柱產業。以前由于大量使用化肥和農藥,致使島嶼地下水硝酸鹽含量嚴重超標,飲用水井不得不全部關閉。而當地農產品硝酸鹽、農藥殘留問題數次引起媒體曝光使得此島農產品市場形象受到很大損害。同時,這種生產模式引起的博登湖的富營養化也危及了這一地區整體的生態環境。自20 世紀80 年代末以來,這一地區開始逐步推廣環境友好的綜合農業生產管理技術,通過貸款建立菜農的合作社為農民提供從測土施肥、作物病蟲害生物防治到優質農產品營銷等全方位的農業技術服務。通過發展環境友好型農業,目前島上的化肥、農藥用量較治理前大幅度下降,控制農業對地下水及博登湖造成的污染已取得了明顯成效。隨著農藥殘留下降、農產品質量的提高,島上蔬菜產品在當地已樹立良好的市場形象。盡管標有賴登島商標的產品價格高,但目前產品仍是供不應求,并且島上良好的生態環境和獨具特色的蔬菜生產基地每年引來了眾多的游客。
在我國,發展環水有機農業也有一定實踐。以太湖為例,2006年太湖湖體高錳酸鹽指數和總磷年均值分別達到Ⅲ類、Ⅳ類水質標準。但由于總氮污染嚴重,湖體水質仍為劣Ⅴ類,處于中度富營養狀態。在21個國控監測點位中,無Ⅰ類~Ⅳ類水質,Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的點位分別占14%和86%;環湖河流為中度污染,與上年相比,水質無明顯變化,主要污染指標為氨氮、BOD5和石油類,87個地表水國控監測斷面中,Ⅱ類、Ⅲ類水質斷面占20%,Ⅳ類、Ⅴ類占49%,劣Ⅴ類占31%。2007年,《江蘇省太湖水污染防治條例》頒布實施,要求在環太湖5公里范圍內發展生態循環農業,環太湖1公里區域內發展有機農業,環太湖1公里~5公里區域內發展綠色農業。云南松華壩水源保護區是我國第一個飲用水水源保護區,是昆明最重要的飲用水水源地,也是滇池水體交換的重要水源,被稱作昆明市頭上的“一碗水”。2010年,云南好寶生態農業有限公司以發展有機農業為目標,組織日本名古屋大學教授和國內專家團隊,在防止水源破壞、控制面源污染與水土流失的基礎上,進行資源整合,打造萬畝飲用水源地有機農業產業園,有機蔬菜銷往北京、上海、深圳、昆明等城市,取得經濟效益和生態效益雙贏。
發展有機農業,在減少氮磷輸入、控制面源污染的同時,也可顯著改善土壤質量,增加農田系統生物多樣性。土壤是農藥的集散地,其中70%~80%的農藥直接散落到環境中,致使重金屬、碳氟氯烷、鹵烴等累積,導致地表水、土壤、地下水和農產品造成污染。農藥的使用雖然抑制了病蟲害,但卻造成了90%以上的蚯蚓死亡,進而對土壤團粒結構的形成產生負面效應。有機農業則可控制這種現象的發生。
首先,有機農業不施用化學農藥,保護了土壤自身的動物與微生物;其次,有機農業采用輪作的方法也有效地控制了某些專性病蟲草害的發生;再次,有機農業保護和充分利用生物多樣性,在隔離帶合理地種植一些其他植物,在控制病蟲草害發生的同時保護了農田生態環境。來自于瑞士有機農業研究所(FiBL)21年的田間試驗表明,有機農業可增加土壤肥力和農田系統生物多樣性,如在有機農田系統里,土壤表層的節肢動物密度是常規農田土壤的兩倍。引起差異的原因,一是常規農田殺蟲劑的使用導致捕食不足,二是在有機農田作物中同時生長著豐富的雜草群系。另外,有機農田系統中蚯蚓的生物量高于常規農田系統30%~40%,密度高于常規系統50%~80%。環境保護部南京環境科學研究所對江蘇句容戴莊村有機水稻生物多樣性的調查結果表明,有機稻田中的動物有環節動物、軟體動物、節肢動物、魚類、鳥類等共10綱24目78種,稻田動物中昆蟲、蜘蛛、田螺數量均較多,物種多樣性豐富,食物鏈較好,其中田螺、蛙(兩棲)、蜻蜓、蜉蝣、水黽、仰蝽、水甲、水蛭、魚、水絲蚓、魚蛉、大蚊等水環境指示生物充分證明有機稻田水質良好。而常規稻田中的動物只有5綱7目8種,其中蛞蝓、蝸牛、搖蚊等數量較多,而這些物種均為對作物有害的動物。
發展環水有機農業是生態文明建設一項重要實踐
發展環水有機農業是生態文明建設的一項重要的生產實踐內容,也是新時期做好水環境保護以及農村環境保護工作的一項具體抓手。具體建議如下:
一是制訂國家層面環水有機農業發展規劃,加強發展環水有機農業的制度保障。自上世紀80年代末有機農業引入我國以來,有機農業已經得到較為廣泛的發展,有機生產面積達到128萬公頃,近8000家企業或生產基地通過有機認證,但還沒有國家層面的有機產業發展規劃和行動方案,對發展有機農業控制面源污染、保護江河水質的環境保護功效沒有得到充分認識。因此建議制訂我國大江大湖地區發展環水有機農業的專項規劃,實施一批重大建設項目和重點工程,并對發展前景進行全面的可行性論證。同時,加快制定水源保護地發展有機農業的扶持政策與法律法規體系,進一步明確總體發展思路、目標及措施。加快制定環水有機農業生產限制性投入的技術規范等保障制度和激勵制度,明確劃分各級政府、部門和單位的責任,對企業和社會公眾參與有機農業建設的積極性進行鼓勵。
從水源保護的需求出發,根據各大流域氣候、水文地質、地形、農田土壤條件,在試驗研究的基礎上,充分考慮當地農村經濟條件和現有種植結構,最大限度照顧農民利益,合理劃定流域內不同級別水源保護區。一級核心區內只允許發展有機農業,制定并試行水源涵養地、水源保護區的限定性農田有機生產技術標準。對各級保護區允許的農田作物品種、輪作類型、施肥量、施肥時期、肥料品種、施肥方式進行限定,依托流域管理部門和農村農業技術推廣體系,建立源頭控制的監督體系,健全相關的監控標準和機制。
二是建立環水有機農業科技促進機制,強化技術支撐體系。我國有機農業發展的瓶頸還是作物產量低、病蟲草害難以有效控制等問題。因此,建立有機生產中諸如土壤培肥、病蟲草害防治等精準技術體系特別重要,需要科技創新作為支撐。美國政府非常重視有機農業研究,通過各級法案授權 USDA 進行研究。2014 年新法案對有機農業補貼的重點為有機農業研究和擴展項目,補貼額達到1億美元,是2002年法案的6.7倍。我國尤其要在加快新品種選育、病蟲害綜合防治、精深加工及其綜合利用、有機農業綜合開發與水源地生態環境保護等領域的基礎技術研究和重大應用技術研究的前提下,強化國際科技交流與合作,對國外先進科技成果進行引進、消化、吸收和創新。探索建立大江大湖地區不同類型的有機農業模式的科學試驗與示范基地與交流網絡,構建各具特色的有機農業發展的產學研合作模式。
三是優化財政投入,建立健全環水有機農業扶持機制。開展有機農業需要經歷轉換期,轉換期間面臨著基礎設施建設量大、產量下降、病蟲害防治技術不到位、市場開拓、認證成本等一系列問題。因此,不少國家都采用財政補貼用于有機農業補償的做法。自美國農業部2000年發布了有機農業標準以來,聯邦政府加大對有機農業發展的支持力度,開始建立一系列有助于擴大有機生產者市場機會的項目,如2002年實施的有機認證成本分攤項目,并在2008年提高到750美元/人/年,覆蓋率達75% ,已足以支付小型有機生產者的大部分認證費用。2010 年美國政府頒布《健康、無饑餓兒童行動》的法令,提出有機貿易協會將提供10億美元的資金用于進行有機食品的試驗計劃,用于學校食品計劃中有機食品的提供。2011 年1 月,美國總統奧巴馬簽署《FDA 食品安全現代化法案》(FSMA),使法案成為美國第111屆國會第353 號法律。這一法案不僅有助于加強美國的食品安全監督和保護消費者權益,還有助于保護有機農業生產者。總體來看,世界發達國家在支持有機農業發展過程中,始終將其財政支持政策與環境保護功能緊密結合。鑒于此,我國開展環水有機農業建設,需要國家和各級政府在財政、金融、稅收等方面給予有效的支撐。增加公共財政對有機農業尤其是重要的湖庫周邊、江河源頭區、飲用水水源集水區等水環境敏感區域有機農業的投入總量,在財政投入中加大對有機農業基礎設施和水生態工程建設的投入,注重對環水有機農業科技的研究、引進和推廣等的投入;充分發揮稅收的杠桿作用,對投資于環水有機農業發展獲得的收益實行免稅或減稅政策;加大政策性金融對環水有機農業的支持。
四是以點帶面,啟動國家環水有機農業與水源地保護重大工程。受資金、技術等客觀條件制約,在全國所有大江大湖區域推進有機農業工作尚有難度。為此,建議選擇一批生態敏感脆弱流域,如三峽庫區、南水北調水源區、洱海、滇池、鄱陽湖等,以及有機農業初具成效的流域,如太湖、千島湖、東江源區等,建立一批易操作、高科技、高效益,并具有強輻射效應的國家有機農業與水源地保護示范區,形成以點帶面,分階段、分區域推進發展環水有機農業促進大江大湖生態保護工作的新局面。
作者單位:環境保護部南京環境科學研究所
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