中國(guó)化肥施用環(huán)境安全閾值近25 年來(lái)在200~300 kg·hm-2 之間變化,平均值為243 kg·hm-2,近15 年來(lái)的平均值為251 kg·hm-2,與國(guó)家環(huán)保部生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)定的化肥施用強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)基本吻合;總化肥施用在1994 年由環(huán)境安全轉(zhuǎn)為低度風(fēng)險(xiǎn),氮、磷、鉀單質(zhì)化肥施用分別在1988、1999、2008 年由環(huán)境安全轉(zhuǎn)為低度風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài);2014 年中國(guó)總化肥施用環(huán)境安全閾值平均為85 kg·hm-2,化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均為0.54,氮、磷、鉀化肥風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均分別為0.54、0.53、0.49,化肥施用總體處于低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);2014 年西藏等11 個(gè)省區(qū)化肥施用處于環(huán)境安全狀態(tài),遼寧等16 個(gè)省區(qū)處于低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),河南、海南和天津三省區(qū)處于中度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),陜西處于嚴(yán)重環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
總之,中國(guó)化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)自1994 年進(jìn)入低度風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),并呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),自2006 年以后有所降低。2014 年全國(guó)各省區(qū)的化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)程度總體為低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),但省區(qū)之間差異較大,各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)出聚集分布的特點(diǎn)。
隨著點(diǎn)源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的不斷控制,面源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)已成為世界范圍內(nèi)地表水與地下水污染的主要風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源。為了避免農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)耗時(shí)費(fèi)力的困難,人們?cè)噲D用模型方法對(duì)面源污染進(jìn)行模擬和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。當(dāng)前研究的熱點(diǎn)主要集中在1980 年代后國(guó)外出現(xiàn)的SWAT、AnnAGNPS、APEX 等大型的面源污染機(jī)理模型的改進(jìn)和應(yīng)用。
汪朝輝等基于GIS 和SWAT 模型對(duì)清江流域面源污染進(jìn)行模擬,揭示了面源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的主要影響因素是降水、土地利用方式和耕作制度等。
田耀武等基于AnnAGNPS 模型對(duì)三峽庫(kù)區(qū)秭歸縣面源污染輸出進(jìn)行評(píng)價(jià),認(rèn)為該模型對(duì)秭歸縣域泥沙和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等模擬方式有待進(jìn)一步改進(jìn),才能更好地成為面源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防治管理和調(diào)控工具。
尹黎明等認(rèn)為APEX 模型在淮河中上游坡面尺度進(jìn)行不同土地管理措施下的水土流失評(píng)價(jià)較為適宜。國(guó)內(nèi)學(xué)者也構(gòu)建了相關(guān)面源污染模型。
劉曼蓉等、李懷恩等、李定強(qiáng)等分別建立了暴雨徑流污染的概化模型與統(tǒng)計(jì)相關(guān)模型、降雨量-徑流量-污染負(fù)荷之間的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型和面源污染物遷移機(jī)理模型等。
陳會(huì)等基于排水過(guò)程分析,利用模擬方法,對(duì)水稻灌區(qū)中地表排水和稻田滲漏排水的面源污染過(guò)程進(jìn)行研究。
以上的面源污染模擬和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型體現(xiàn)了對(duì)面源污染的綜合研究,模擬過(guò)程也較為復(fù)雜,但對(duì)化肥施用的單項(xiàng)污染建立的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型還不多。
劉欽普提出了化肥污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)?zāi)P停瑢?duì)中國(guó)的化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了初步研究。但是,該模型的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要是采用國(guó)家環(huán)保部門(mén)制定的生態(tài)縣和生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)化肥施用強(qiáng)度不低于250 kg·hm-2 的常量標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有考慮評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)空變化。本文利用筆者建立的化肥施用環(huán)境安全閾值計(jì)算模型,對(duì)中國(guó)化肥施用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空變化做深入研究,期望完善化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,并對(duì)我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的化肥面源污染控制提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 化肥污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法
化肥施用面源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中施用化肥對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染的可能性,是一種非突發(fā)性環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。這種風(fēng)險(xiǎn)是客觀存在的,具有很大的不確定性。筆者設(shè)計(jì)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型得出的數(shù)值是介于0 和1 之間的小數(shù),有風(fēng)險(xiǎn)程度的上限和下限,便于對(duì)風(fēng)險(xiǎn)程度的認(rèn)識(shí)和比較。其計(jì)算公式為:
式中:Rt 為化肥污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)總指數(shù);Ri 為單質(zhì)肥料(氮、磷或鉀等) 污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù);Wi 為單質(zhì)肥料氮、磷、鉀環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)權(quán)重,這里依據(jù)前期研究,分別取0.648、0.230、0.122;Ti 為單質(zhì)肥料環(huán)境安全閾值,是指在為獲得某一季作物目標(biāo)產(chǎn)量而不危害環(huán)境的某種化肥的最大施用量(即單位播種面積化肥施用量上限),計(jì)算方法見(jiàn)下列公式(3)、(4)、(5);Fi 為某化肥施用強(qiáng)度,是指本年內(nèi)實(shí)際用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的單位播種面積化肥施用量,kg·hm-2。
由公式(1)、(2)可見(jiàn),Ri(或Rt)介于0 和1之間,當(dāng)Ri等于0.5 時(shí),則Fi和Ti兩者相等,是施肥環(huán)境安全的臨界點(diǎn)。通過(guò)比較化肥施用強(qiáng)度與環(huán)境安全閾值的大小,即可表征化肥施用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大小。
1.2 化肥施用環(huán)境安全閾值測(cè)度方法
化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)模型公式(2)中的環(huán)境安全閾值是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。假設(shè)化肥施用環(huán)境安全閾值與作物目標(biāo)產(chǎn)量有關(guān),作物目標(biāo)產(chǎn)量綜合反映自然生態(tài)條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和農(nóng)田管理水平等因素的綜合作用。作物目標(biāo)產(chǎn)量可以根據(jù)某地區(qū)近幾年的產(chǎn)量的平均值向上浮動(dòng)10%得到。由于糧食作物是各地主要的農(nóng)作物,其產(chǎn)量高低可以代表該地區(qū)自然經(jīng)濟(jì)狀況。一般來(lái)講,化肥施用環(huán)境安全閾值應(yīng)小于當(dāng)?shù)刈魑镒罡弋a(chǎn)量時(shí)的化肥施用量。例如,崔玉亭等的研究表明,在某一產(chǎn)量要求下,考慮生態(tài)為主的化肥施用生態(tài)適宜量是考慮經(jīng)濟(jì)為主的化肥施用經(jīng)濟(jì)適宜量的85%左右。參考巨曉棠提出的理論施氮量的計(jì)算方法,依據(jù)糧食作物目標(biāo)產(chǎn)量確定施氮量,在此施氮量的基礎(chǔ)上,向下浮動(dòng)10%~20%,得出氮肥施用環(huán)境安全閾值。根據(jù)大田作物氮磷鉀施肥比例一般為1∶0.5∶0.5 的施肥要求,筆者提出了氮、磷、鉀總肥及單質(zhì)化肥施用的環(huán)境安全閾值測(cè)度模型:
式中:Tt為總化肥施用環(huán)境安全閾值;ρ為化肥施用環(huán)境安全閾值調(diào)節(jié)系數(shù),一般取0.8或0.9;A為單位產(chǎn)量的作物需氮量;Yi為某地區(qū)近期n年中某一年的作物產(chǎn)量;TN為氮肥環(huán)境安全閾值;TP為磷肥環(huán)境安全閾值;TK為鉀肥環(huán)境安全閾值。
1.3 化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)方法
根據(jù)化肥施用強(qiáng)度(Fi)超過(guò)環(huán)境安全閾值(Ti)的倍數(shù),把化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)程度從環(huán)境安全到極嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)分為5個(gè)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)類(lèi)型,如表1所示。將表1 分類(lèi)依據(jù)中的有關(guān)數(shù)據(jù),代入方程(2)進(jìn)行計(jì)算,得出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分級(jí)。
本研究使用的基礎(chǔ)資料主要來(lái)自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)資料和有關(guān)年份中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒,對(duì)無(wú)法直接通過(guò)年鑒或調(diào)查獲得的部分?jǐn)?shù)據(jù)用相關(guān)數(shù)據(jù)替代或估算。由于各統(tǒng)計(jì)年鑒中都沒(méi)有給出復(fù)合肥中氮磷鉀的含量,根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查情況,參考有關(guān)文獻(xiàn),復(fù)合肥中的氮磷鉀含量統(tǒng)一按1∶1∶1 處理。
2 結(jié)果與分析
2.1 中國(guó)化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間變化特征
根據(jù)作物播種面積(含果園種植面積)和化肥施用總量計(jì)算1980—2014 年中國(guó)各年份單位播種面積化肥施用總強(qiáng)度。按照三年滑動(dòng)平均的方法,計(jì)算各年份糧食作物的目標(biāo)產(chǎn)量,用公式(1)~(5)計(jì)算出各年份的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。35 年來(lái),我國(guó)化肥施用總強(qiáng)度及其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)總體上呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)(表2)。
計(jì)算結(jié)果表明,中國(guó)化肥施用總強(qiáng)度及氮、磷、鉀單質(zhì)化肥施用強(qiáng)度分別從1980 年的86.4、64.2、19.2、3.0 kg·hm-2 增加到2014 年的333.7、174.2、87.2、75.8kg·hm-2,35 年來(lái)分別增長(zhǎng)到3.9、2.7、4.5、25.5 倍。從2005 年我國(guó)普遍實(shí)行配方施肥以來(lái),氮、磷化肥施用強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,鉀肥施用強(qiáng)度增加較快(圖1)。N∶P2O5∶K2O(簡(jiǎn)寫(xiě)為N∶P∶K)的比例1980 年為1∶0.3∶0.05,2005 年為1∶0.44∶0.35,2014 年為1∶0.50∶0.43,逐漸趨于1∶0.5∶0.5 的發(fā)達(dá)國(guó)家水平。
同時(shí),我國(guó)化肥施用環(huán)境安全閾值近25 年來(lái)在200~300 kg·hm-2 之間變化,平均值是243 kg·hm-2,近15 年來(lái)的平均值是251 kg·hm-2,特別是在2000—2010 年間,化肥施用環(huán)境安全閾值平均值為250 kg·hm-2,正好與我國(guó)環(huán)境保護(hù)部門(mén)在2010 年制定的生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)化肥施用強(qiáng)度小于250 kg·hm-2 的評(píng)價(jià)指標(biāo)相吻合。總化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)及氮磷鉀單質(zhì)肥料的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別從1980 年的0.39、0.47、0.35、0.08 增加到2014 年的0.54、0.55、0.55、0.51,總體處于低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)(圖2)。
由圖2 不難發(fā)現(xiàn):①氮、磷、鉀化肥施用風(fēng)險(xiǎn)分別在1988、1999、2008 年由環(huán)境安全轉(zhuǎn)為低度風(fēng)險(xiǎn),由于三個(gè)單質(zhì)化肥的平衡作用,總化肥風(fēng)險(xiǎn)自1994 年由環(huán)境安全轉(zhuǎn)為低度風(fēng)險(xiǎn)。②自2006 年以來(lái),氮肥的風(fēng)險(xiǎn)有所下降,磷肥的風(fēng)險(xiǎn)保持穩(wěn)定,鉀肥風(fēng)險(xiǎn)卻由安全增加為低度風(fēng)險(xiǎn)。
總的來(lái)說(shuō),我國(guó)化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)自2006 年以后呈降低趨勢(shì)。其主要原因是,2005 年以后,我國(guó)大部分地區(qū)實(shí)行測(cè)土配方施肥,注重了氮、磷、鉀養(yǎng)分的合理搭配,雖然總的化肥施用量有所增加,但糧食產(chǎn)量增加,提高了化肥施用環(huán)境安全閾值,加上氮肥的施用風(fēng)險(xiǎn)有所下降、磷肥的施用風(fēng)險(xiǎn)保持穩(wěn)定、鉀肥風(fēng)險(xiǎn)稍微上升,使得總的化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)有所降低。
2.2 中國(guó)化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)空間變化特征
利用國(guó)家統(tǒng)計(jì)局編制的《2015 中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù),根據(jù)公式(3)、(4)、(5),分別計(jì)算出2014 年中國(guó)各省區(qū)的氮磷鉀單質(zhì)肥料和總化肥施用環(huán)境安全閾值,然后根據(jù)公式(1)、(2)分別計(jì)算出各省的化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。結(jié)果表明,2014 年中國(guó)總化肥施用環(huán)境安全閾值平均為285 kg·hm-2,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為0.54,為低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);氮磷鉀化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為0.54、0.53、0.49。各省區(qū)的化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)差異較大,呈現(xiàn)出聚集分布的特點(diǎn),如表3 和圖3 所示。
圖3a 表明,2014 年西藏等11 個(gè)省區(qū)處于化肥施用環(huán)境安全狀態(tài),除黑龍江、吉林和上海外,多分布在西部和西南部地區(qū);遼寧等16 個(gè)省區(qū)處于低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),除新疆外,多分布在華北地區(qū)和華南沿海地區(qū);河南、海南和天津三省市處于中度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),陜西處于嚴(yán)重環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于單質(zhì)化肥氮肥來(lái)說(shuō),其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布除個(gè)別省外基本與總肥分布一致,說(shuō)明當(dāng)前中國(guó)的化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要還是氮肥施用風(fēng)險(xiǎn)(圖3b)。磷肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較平衡,除東北三省和滬、浙、閩、湘、貴、渝、川、藏這11 個(gè)省區(qū)為環(huán)境安全區(qū)域和晉陜?cè)ソ颦? 個(gè)省區(qū)為中度風(fēng)險(xiǎn)外,其余15 個(gè)省區(qū)屬于低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)(圖3c)。鉀肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)總體最低,但差別較大,從環(huán)境安全到極嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)都有,海南省為極嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)區(qū),廣西為嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)區(qū),廣東、福建和陜西為中風(fēng)險(xiǎn)區(qū),云南、安徽、河南、山西、山東、吉林、北京、天津?yàn)榈投蕊L(fēng)險(xiǎn)區(qū),其余18個(gè)省區(qū)為環(huán)境安全區(qū)域(圖3d)。
總之,氮肥施用是目前我國(guó)化肥面源污染的主要風(fēng)險(xiǎn),其次為磷肥,相比來(lái)說(shuō),鉀肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)還不突出。盡管人們還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到施鉀對(duì)環(huán)境有什么危害,但是區(qū)域差別大,有上升的潛勢(shì),應(yīng)引起警惕。總的來(lái)說(shuō),各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)呈現(xiàn)集中連片分布,地域聯(lián)系比較明顯,對(duì)其內(nèi)在規(guī)律性尚需進(jìn)一步探討。
3 討論
3.1 化肥施用環(huán)境安全閾值動(dòng)態(tài)模型比單一標(biāo)準(zhǔn)更適合不同區(qū)域情況
化肥施用環(huán)境安全閾值是農(nóng)田化肥面源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和管理的關(guān)鍵參數(shù),關(guān)系到化肥面源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制的成敗。目前普遍認(rèn)為,發(fā)達(dá)國(guó)家為防止化肥污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),設(shè)置的化肥施用環(huán)境安全上限值為225 kg·hm-2 ,然而亦有文章認(rèn)為這是氮肥施用的環(huán)境安全上限值。我國(guó)環(huán)境保護(hù)部制定的生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)指標(biāo)中給出了單位播種面積化肥施用強(qiáng)度不超過(guò)250 kg·hm-2 的指標(biāo)。但這些上限值或指標(biāo)都是一個(gè)單一的常數(shù),沒(méi)有考慮指標(biāo)使用的具體環(huán)境條件。
其實(shí),化肥施用的環(huán)境安全閾值與具體的生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件有著密切的關(guān)系,采取一刀切的方式,對(duì)不同環(huán)境條件用同一數(shù)值作為化肥施用安全標(biāo)準(zhǔn)顯然是粗糙的,甚至是不合理的。本文提出的化肥施用環(huán)境安全閾值模型是基于當(dāng)?shù)丶Z食作物目標(biāo)產(chǎn)量和相應(yīng)需肥量設(shè)計(jì)的。依據(jù)糧食作物目標(biāo)產(chǎn)量確定施肥安全閾值,既不會(huì)因?yàn)殚撝颠^(guò)低,限制肥料的施用,影響糧食生產(chǎn),也不會(huì)因?yàn)殚撝颠^(guò)高,誤導(dǎo)過(guò)量施肥而污染環(huán)境。建立符合區(qū)域特點(diǎn)的不同自然經(jīng)濟(jì)條件下化肥施用環(huán)境安全閾值測(cè)度模型和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,不僅是目前化肥施用面源污染風(fēng)險(xiǎn)控制迫切需要解決的一個(gè)理論問(wèn)題,也將對(duì)化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)田間管理起到重要的指導(dǎo)作用。
3.2 2014年中國(guó)各省區(qū)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)趨于平衡
本研究與筆者前期對(duì)2012 年中國(guó)化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的研究結(jié)果相比,全國(guó)化肥施用風(fēng)險(xiǎn)總體平均都是在低度風(fēng)險(xiǎn)范圍,但是各省區(qū)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)程度趨于平均,環(huán)境安全的省區(qū)由5個(gè)增加到11個(gè),低度風(fēng)險(xiǎn)省區(qū)由9個(gè)增加到16個(gè),中度風(fēng)險(xiǎn)由13 個(gè)減少到3 個(gè),僅有一個(gè)嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)省區(qū)。其中最主要的原因是,前期研究采用的環(huán)境安全閾值是國(guó)家關(guān)于生態(tài)縣建設(shè)化肥施用強(qiáng)度不小于250 kg·hm-2常數(shù)值,本研究應(yīng)用環(huán)境安全閾值模型計(jì)算各省區(qū)的環(huán)境安全閾值,把環(huán)境安全閾值與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件相結(jié)合,更接近各省的實(shí)際情況,且2014年中國(guó)總體平均環(huán)境安全閾值為285 kg·hm-2,提高了閾值標(biāo)準(zhǔn),風(fēng)險(xiǎn)程度有所降低。
3.3 化肥施用強(qiáng)度計(jì)算方法急需統(tǒng)一
化肥施用強(qiáng)度是我國(guó)生態(tài)縣和生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)及評(píng)價(jià)化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的一個(gè)重要指標(biāo),但其計(jì)算方法經(jīng)常出現(xiàn)混亂。國(guó)家環(huán)保總局2007年發(fā)布的“關(guān)于印發(fā)《生態(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(biāo)(修訂稿)》的通知”(環(huán)發(fā)[2007]195號(hào))中關(guān)于化肥施用強(qiáng)度的指標(biāo)計(jì)算是按照耕地面積,而后來(lái)的國(guó)家環(huán)保部“關(guān)于印發(fā)《國(guó)家級(jí)生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)申報(bào)及管理規(guī)定(試行)》的通知(環(huán)發(fā)[2010]75號(hào))關(guān)于化肥施用強(qiáng)度指標(biāo)的解釋是“指鄉(xiāng)鎮(zhèn)轄區(qū)內(nèi)實(shí)際用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化肥施用量(包括氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥)與播種面積之比”。按照播種面積計(jì)算與按耕地面積計(jì)算的結(jié)果有很大不同。因?yàn)槲覈?guó)各地的復(fù)種指數(shù)差別很大,在復(fù)種指數(shù)高的地區(qū)播種面積與耕地面積會(huì)相差2到3倍,所以,在一些地區(qū)用耕地面積計(jì)算出的化肥施用強(qiáng)度與用播種面積計(jì)算的結(jié)果相比,差別會(huì)很大。這表明,化肥施用強(qiáng)度指標(biāo)的計(jì)算問(wèn)題應(yīng)引起研究者和引用者的注意,避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的結(jié)論。
4 結(jié)論與建議
4.1 結(jié)論
(1)我國(guó)化肥施用環(huán)境安全閾值近25 年來(lái)在200~300 kg·hm-2之間變化,平均值為243 kg·hm-2,近15年來(lái)的平均值為251 kg·hm-2,與國(guó)家環(huán)保部生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)定的化肥施用強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)基本吻合。在1994 年我國(guó)化肥施用由環(huán)境安全轉(zhuǎn)為低度風(fēng)險(xiǎn),氮磷鉀單質(zhì)化肥施用分別在1988、1999、2008 年由環(huán)境安全轉(zhuǎn)為低度風(fēng)險(xiǎn)。總體來(lái)說(shuō),自2006 年以來(lái),我國(guó)化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)有所降低。
(2)2014年我國(guó)化肥施用環(huán)境安全閾值平均為285 kg·hm-2,化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為0.54,為低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);氮磷鉀化肥風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為0.54、0.53、0.49,氮磷施用處于低度風(fēng)險(xiǎn),鉀肥處于環(huán)境安全臨界狀態(tài)。
(3)2014年各省區(qū)的化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)差異較大,呈現(xiàn)出聚集分布的特點(diǎn)。西藏等11個(gè)省區(qū)處于化肥施用環(huán)境安全狀態(tài),遼寧等16個(gè)省區(qū)處于低度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),河南、海南和天津三省區(qū)處于中度環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),陜西處于嚴(yán)重環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);氮肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分布基本與總肥分布一致,磷肥相對(duì)較平衡,鉀肥差別較大,從環(huán)境安全到極嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)都有出現(xiàn)。
4.2 建議
(1)加快化肥面源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控體系建設(shè),建立農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境預(yù)警機(jī)制。化肥面源污染在一些地區(qū)相當(dāng)嚴(yán)重的原因之一就是對(duì)面源污染的監(jiān)測(cè)預(yù)警能力不足,不能及時(shí)掌握化肥生產(chǎn)、銷(xiāo)售、施用、流失和污染等各方面的信息,及時(shí)地采取防治措施。因此,政府要加大科技、資金、設(shè)備、人員等的投入,建立省、市、縣等各級(jí)面源污染風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)信息專(zhuān)網(wǎng),特別是化肥面源污染風(fēng)險(xiǎn)大的省區(qū),實(shí)現(xiàn)覆蓋全區(qū)域的農(nóng)業(yè)面源污染數(shù)據(jù)的快速采集、審核、傳輸、反饋,以及對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),有效掌握農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀、來(lái)源和發(fā)展趨勢(shì),為全面防治農(nóng)業(yè)面源污染提供科學(xué)依據(jù)。
(2)增加科技和教育的投入,提高農(nóng)民的科學(xué)素養(yǎng)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)。農(nóng)民是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主體,也是控制農(nóng)業(yè)化肥過(guò)量施用的重要力量。特別是化肥施用環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較大的地區(qū),應(yīng)高度重視研究農(nóng)戶(hù)行為與化肥面源污染的關(guān)系。對(duì)農(nóng)民進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)和環(huán)境保護(hù)知識(shí)的教育和培訓(xùn),使農(nóng)民認(rèn)識(shí)到合理施肥和控制化肥污染的好處。通過(guò)一定的法規(guī)、政策、教育、管理和技術(shù)等措施指導(dǎo)和優(yōu)化農(nóng)戶(hù)施肥行為。農(nóng)業(yè)和土壤科學(xué)的研究要與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合,研究不同土壤在不同耕作制度下的合理施肥技術(shù)并及時(shí)推廣。只有使面源污染風(fēng)險(xiǎn)控制成為農(nóng)戶(hù)的自覺(jué)行為,才能真正從源頭控制農(nóng)田化肥面源污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
(3)加快制定土壤污染防治法、土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和化肥施用技術(shù)規(guī)范及相關(guān)政策等,加強(qiáng)農(nóng)田管理。目前我國(guó)保護(hù)土壤環(huán)境的專(zhuān)項(xiàng)法律基本上還是空白,土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系也很不健全。國(guó)家應(yīng)該盡快出臺(tái)有關(guān)法律制度和政策,對(duì)土壤環(huán)境保護(hù)做出總體規(guī)劃與部署,對(duì)化肥農(nóng)藥等化學(xué)物質(zhì)的使用也應(yīng)有相應(yīng)的規(guī)定和要求。規(guī)定關(guān)于防治農(nóng)業(yè)化肥污染的基本原則、管理體制、主要權(quán)利和義務(wù)、法律責(zé)任等。探索有機(jī)種植方式補(bǔ)貼機(jī)制及濫用化肥懲處機(jī)制,以制度保障面源污染控制和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
作者單位:南京曉莊學(xué)院環(huán)境科學(xué)學(xué)院
中國(guó)鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自:《農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》 2017年第7期
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