鄭微微，易中懿，徐雪高

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與信息研究所,南京 210014)

·資源利用·

中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力分析*

鄭微微，易中懿，徐雪高※

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與信息研究所,南京 210014)

[目的]通過測算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力來評價我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染狀況，并據(jù)此對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力布局提出建議。[方法]利用中國2006、2014年七大農(nóng)區(qū)24省份統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用過剩氮和水盈余方法測算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力及其污染風(fēng)險。[結(jié)果]目前我國水資源總量能夠承載農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總量，但其環(huán)境警報值不斷向污染威脅臨界值逼近，并且存在顯著的區(qū)域差異；東北平原、長江流域和華南絕大部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在環(huán)境承載力范圍內(nèi)；汾渭平原和河套灌區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境存在略微的污染風(fēng)險；甘肅新疆和黃淮海平原的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)嚴(yán)重超出環(huán)境承載力，污染風(fēng)險最為嚴(yán)重。[結(jié)論]可適當(dāng)增加?xùn)|北平原、長江流域和華南絕大部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模；加強汾渭平原和河套灌區(qū)的污染物質(zhì)消減措施；強制實行甘肅新疆和黃淮海平原的生產(chǎn)總量控制與污染消減措施。同時，還可以從節(jié)水技術(shù)、減排技術(shù)、作物耕作制度、農(nóng)牧循環(huán)體系及政策法規(guī)等方面入手，全面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 水資源 過剩氮 環(huán)境承載力 布局 優(yōu)化

0 引言

改革開放以來，中國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟取得了巨大增長，但該增長是以環(huán)境損失為代價的，產(chǎn)生了大量的農(nóng)業(yè)面源污染[1]。據(jù)第一次全國污染源普查資料顯示，我國農(nóng)業(yè)面源污染已遠(yuǎn)超過工業(yè)與生活源污染，成為污染源之首。主要表現(xiàn)為，畜禽養(yǎng)殖糞便的不合理排放、種植業(yè)農(nóng)藥和化肥等農(nóng)用物資的不合理和過量施用，使氮素和磷素等營養(yǎng)物質(zhì)、農(nóng)藥及其他有機或無機污染物質(zhì)，在降水或灌溉過程中通過農(nóng)田地表徑流、壤中流、農(nóng)田排水和地下滲漏進入水體，進而引起地表和地下水環(huán)境的污染[2-4]。農(nóng)業(yè)面源污染已成為水環(huán)境污染的主要來源之一[5]?！?014年中國環(huán)境狀況公報》顯示，全國廢水中COD排放總量為2 294.6萬t，其中農(nóng)業(yè)源排放占48.08%； NH3-N排放總量為238.5萬t，其中農(nóng)業(yè)源排放占31.66%。事實上，水環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物具有一定的凈化能力，但在一定時間內(nèi)，該凈化能力是有限的。區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)該符合該地區(qū)水環(huán)境承載能力，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密度應(yīng)不超過該地區(qū)水環(huán)境的最大承載能力。農(nóng)業(yè)部《關(guān)于進一步調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)意見》明確指出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新格局當(dāng)與資源環(huán)境承載能力相匹配。因此，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載能力進行科學(xué)評價是構(gòu)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新格局，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。

目前，關(guān)于水環(huán)境承載力的研究主要集中2個方面：一是對水資源承載力狀況的判斷，主要通過灰色關(guān)聯(lián)度(聚類)分析法、模糊評價法及主成分分析法等方法構(gòu)建水資源承載力評價指標(biāo)體系，綜合評價水資源、社會、經(jīng)濟及生態(tài)環(huán)境對水資源承載力的影響[6-10]。二是對水資源承載規(guī)模的判斷，通常采用常規(guī)趨勢法、系統(tǒng)動力學(xué)方法及多目標(biāo)決策分析法等計算在一定條件下的最大可承載規(guī)模[11-14]。但以上研究較少考慮環(huán)境污染對水資源承載力的影響[15]。而隨著環(huán)境污染問題被不斷重視，這將不斷擴大對水資源承載力的預(yù)測誤差。因此，文章從農(nóng)業(yè)面源污染出發(fā)，以扣除各業(yè)生產(chǎn)用水后的水盈余量對農(nóng)業(yè)面源污染的負(fù)荷作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力的評價指標(biāo)，重新評價我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的水環(huán)境承載力，并據(jù)此提出我國農(nóng)業(yè)布局的優(yōu)化方向及相應(yīng)的政策建議，為加強農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力建設(shè)提供依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1 農(nóng)業(yè)面源污染衡量

根據(jù)曲勞(Truog)養(yǎng)分平衡法理論，當(dāng)進入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的氮(磷)素，包括畜禽糞便中的氮(磷)素和化學(xué)肥料中的氮(磷)素，及土壤本身蓄積的氮(磷)素超過了作物需要時，就會發(fā)生養(yǎng)分冗余問題，該養(yǎng)分冗余便是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化污染的主要原因。該文參考張暉等(2009)[16]的研究成果，以冗余的氮素為例來計算農(nóng)業(yè)面源污染排放，稱之為過剩氮，具體計算公式如下：

Nsurplus=Nanimal+NCF+Nland-Ncrop

(1)

式中，Nanimal、NCF、Nland、Ncrop分別為牲畜糞肥中的含氮量，化肥中的含氮量，土壤的蓄積氮量及作物的氮素需求量。Nanimal、NCF、Nland、Ncrop的計算公式如下：

Nanimal=∑iαiXi

(2)

NCF=∑jβjYj

(3)

Nland=∑kγkZk

(4)

Ncrop=∑kδkWk

(5)

式中，αi、βj、γk、δk分別為i種畜禽的糞肥含氮系數(shù)，j種化肥的含氮系數(shù)，k種作物土壤中的氮蓄積系數(shù)及k種作物的耗氮系數(shù)，Xi、Yj、Zk、Wk分別為i種畜禽的飼養(yǎng)量，j種化肥的使用量，k種作物的播種面積及k種作物的產(chǎn)量。出于數(shù)據(jù)可獲得性的考慮，該文計算的畜禽品種包括豬、牛、羊和家禽，化肥以總化肥使用量及平均含氮系數(shù)表示，作物品種包括谷物、豆類等糧食作物、棉花、油料、麻類、蔬菜及瓜果等。

1.1.2 水盈余量測算

水盈余量，即地區(qū)水資源總量扣除各業(yè)用水量后的水資源量。當(dāng)水盈余量為正時，說明該地區(qū)的水資源能夠稀釋更多的污染物至可接受的水平； 當(dāng)水盈余量為負(fù)數(shù)時，表明該地區(qū)的水資源量相對短缺，不存在多余的水資源供稀釋污染物質(zhì)，有必要對相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)進行調(diào)整和控制。水盈余量計算公式如下：

WS=WA-WB

(6)

其中，WS為水盈余量，WA為水資源總量，WB為現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟水平下各業(yè)用水量，包括農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水*《中國統(tǒng)計年鑒》對工業(yè)用水的統(tǒng)計口徑為：“工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中用于制造、加工、冷卻、空調(diào)、凈化、洗滌等方面的用水，按新水取用量計，不包括企業(yè)內(nèi)部的重復(fù)利用水量?！币呀?jīng)包含工業(yè)污染“凈化”的用水量，因此該文不重復(fù)考慮工業(yè)污染排放對水資源的負(fù)荷。、生活用水和生態(tài)用水。

1.1.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力測算

根據(jù)前文對農(nóng)業(yè)面源污染排放(過剩氮)及水盈余量的測算，該文以單位水盈余量對過剩氮負(fù)荷來表征農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力，其計算公式為：單位水盈余量過剩氮負(fù)荷=過剩氮量/水盈余量，采用單位水盈余量過剩氮負(fù)荷除以水資源理論最大適宜氮素承載量，其比值即為地區(qū)水環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物負(fù)荷量承受程度的警報值，隨著數(shù)值的增大，水環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物負(fù)荷量承受能力逐漸下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染威脅性越大。參考土壤污染物負(fù)荷警報值分級，該文對水環(huán)境污染物負(fù)荷警報值分級情況如表1所示。以歐盟農(nóng)業(yè)政策中推薦的水體含氮量50mg/L作為水環(huán)境承載力的標(biāo)準(zhǔn)[17]。值得注意的是，當(dāng)水盈余量為負(fù)數(shù)時，表明該地區(qū)已不存在能夠稀釋污染物質(zhì)的水盈余量，現(xiàn)有技術(shù)水平下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水環(huán)境的污染威脅極其嚴(yán)重。此時，計算得的警報值為負(fù)值，表示水環(huán)境不僅不能再承載農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，而且對該地區(qū)耗水量大的產(chǎn)業(yè)都應(yīng)該進行必要的調(diào)整。

表1 水環(huán)境污染物負(fù)荷警報值分級

警報值0～0 40 4～0 70 7～1 01 0～1 51 5～2 5>2 5分級級數(shù)123456對環(huán)境的威脅性無稍有有較嚴(yán)重嚴(yán)重很嚴(yán)重 注：警報值<0，表示對環(huán)境的威脅性極其嚴(yán)重

1.2 數(shù)據(jù)來源及說明

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力評價應(yīng)圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)展開。對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)進行水環(huán)境承載能力評價，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與主產(chǎn)區(qū)水環(huán)境承載之間的適應(yīng)性，對指導(dǎo)全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展更具有針對性和重要性。為此，該文參考“七區(qū)二十三帶”農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略核心區(qū)域劃分方法，將我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)劃分為七大主產(chǎn)區(qū)：東北平原(包括遼寧、吉林和黑龍江)、黃淮海平原(包括河北、河南和山東)、長江流域(包括安徽、湖北、湖南、江西、浙江、江蘇、四川和重慶)、汾渭平原(包括山西和陜西)、河套灌區(qū)(包括寧夏和內(nèi)蒙古)、華南(包括廣西、廣東、福建和云南)和甘肅新疆(包括甘肅和新疆)，覆蓋全國24個省份，涉及水稻、小麥、玉米、棉花、大豆、油菜、甘蔗、棉花、生豬、肉牛、羊、奶牛和家禽等全國主要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)。其中，測算模型中，畜禽飼養(yǎng)量數(shù)據(jù)來源于《中國畜牧獸醫(yī)年鑒》，化肥施用量、作物播種面積、產(chǎn)量及各業(yè)水資源數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》，各類含(耗)氮系數(shù)分別來源于公開出版(發(fā)表)的論著[18](期刊文獻)[19～20]。

2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力測算結(jié)果與分析

根據(jù)以上計算方法，測算得到2006和2014年七大農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力情況(表2)。

表2 主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力 萬t、億m3、mg/L

表2數(shù)據(jù)顯示， 2014年我國農(nóng)區(qū)水盈余過剩氮負(fù)荷為18.66mg/L，警報值為0.37，較2006年略有增加，說明目前我國的水資源總量能夠承載農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總量，但其環(huán)境警報值已逐漸向污染威脅臨界值逼近，這不得不引起相關(guān)部門的重視。并且，數(shù)據(jù)還顯示，各農(nóng)區(qū)的水環(huán)境負(fù)荷還存在顯著的區(qū)域差異：(1)東北平原、長江流域和華南三大農(nóng)區(qū)水盈余過剩氮負(fù)荷在8.04～16.34mg/L之間，警報值取值分布區(qū)間為0.14～0.33，表明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水環(huán)境污染幾乎不存在威脅。主要原因是：東北平原的化肥施用強度較低， 2014年為262.06kg/hm2，接近國際標(biāo)準(zhǔn)(255kg/hm2)施肥量，化肥的有效利用率較高，致使該地區(qū)的過剩氮量較少，對水環(huán)境的壓力較?。?而長江流域和華南位于我國南部地區(qū)，水資源量較為充沛，使得這兩個農(nóng)區(qū)的水盈余量相對較多，對農(nóng)業(yè)污染物質(zhì)的承載能力較強。(2)汾渭平原和河套灌區(qū)2014年水盈余過剩氮負(fù)荷警報值在0.7～1.0之間，較2006年1.0以上的警報值有較大改善，表明，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水環(huán)境污染的威脅有所緩解，但仍存在污染風(fēng)險。這與劉海啟等對西北旱區(qū)(也包括山西、陜西、寧夏和內(nèi)蒙古等)農(nóng)牧業(yè)水資源利用的研究結(jié)論“還不能說是對水資源的嚴(yán)重透支”[21]基本相符。(3)甘肅新疆的水盈余過剩氮負(fù)荷警報值為1.31，黃淮海平原的警報值為-16.35，表明這兩個農(nóng)區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已超出了水資源的承載負(fù)荷，對水環(huán)境造成了較為嚴(yán)重的污染威脅，尤其是黃淮海平原，水盈余量為負(fù)值，表明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身已出現(xiàn)水資源短缺現(xiàn)象，再加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物排放對水資源的壓力，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境污染的威脅難以想象，環(huán)境污染風(fēng)險極高。因此，急需對該農(nóng)區(qū)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)進行控制和調(diào)整，包括控制畜禽糞便排放、減少化學(xué)投入品、調(diào)整耗水量大的產(chǎn)業(yè)及提高水資源利用率等。

圖1 水環(huán)境負(fù)荷警報值分級情況

圖1顯示了2014年我國七大農(nóng)區(qū)24個省份水資源對過剩氮負(fù)荷的警報值分級情況。可以看出：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載能力不僅存在農(nóng)區(qū)差異，即使在同一農(nóng)區(qū)，不同省份間也存在顯著差異。如圖所示，除吉林、黑龍江、湖南、江西、浙江、四川、重慶、廣西、廣東、福建以及云南外，其他省份均處于污染威脅級別。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對當(dāng)?shù)丨h(huán)境有“極其嚴(yán)重影響”的地區(qū)是河北、山東、江蘇和寧夏； 有“很嚴(yán)重影響”的地區(qū)是遼寧和河南； 有“較嚴(yán)重影響”的地區(qū)是山西、甘肅和新疆； “有影響”的地區(qū)是陜西； 安徽、湖北和內(nèi)蒙古對當(dāng)?shù)丨h(huán)境“稍有影響”。因此，有必要因“區(qū)”制宜、因“地”制宜地制定農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)污染減排政策。

3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力布局優(yōu)化建議

根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力測算方法，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力主要與地區(qū)水資源利用效率、種植業(yè)化肥利用效率及畜禽養(yǎng)殖密度有關(guān)。因此，根據(jù)水環(huán)境承載力對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力布局的優(yōu)化建議主要圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局及節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥等方面展開。本部分根據(jù)各地區(qū)不同的環(huán)境承載能力及污染風(fēng)險評價，結(jié)合各地區(qū)各異的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及自然資源條件，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新格局的優(yōu)化建議如下。

(1)無污染風(fēng)險區(qū)(東北平原、長江流域和華南)：可適當(dāng)增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，同時要加大“一控二減三基本”推進的步伐。但需要注意的是，這些農(nóng)區(qū)的局部地區(qū)仍存在較高的污染風(fēng)險，如長江流域的江蘇污染風(fēng)險“極其嚴(yán)重”，東北平原的遼寧污染風(fēng)險“很嚴(yán)重”。因此，還需加強對局部地區(qū)的污染物消減和總量控制； 或是以擴大其他優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)規(guī)模為前提，適度調(diào)減該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，如江蘇，可適度調(diào)減生豬養(yǎng)殖至浙江，充分發(fā)揮浙江的生態(tài)養(yǎng)殖優(yōu)勢，等。此外，在糧食安全不受威脅前提下，還可以推廣套種豆類模式。

(2)低污染風(fēng)險區(qū)(汾渭平原和河套灌區(qū))：結(jié)合農(nóng)區(qū)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展特征，重點加強污染物質(zhì)消減措施。如汾渭平原以小麥和玉米為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，則應(yīng)在穩(wěn)定小麥和玉米生產(chǎn)能力的前提下，側(cè)重科學(xué)施肥技術(shù)的推廣與應(yīng)用，從源頭控制污染排放； 河套灌區(qū)以小麥、肉牛、奶牛和羊為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，則應(yīng)立足農(nóng)牧結(jié)合，促進循環(huán)發(fā)展，重點開發(fā)有機肥產(chǎn)業(yè)，加大畜禽糞便資源化利用的步伐，減少污染排放。此外，寧夏地區(qū)還應(yīng)開發(fā)節(jié)水品種，發(fā)展節(jié)水工程。

(3)嚴(yán)重污染風(fēng)險區(qū)(甘肅新疆和黃淮海平原)：強制實行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總量控制與污染消減措施，以“保生態(tài)”為底線，發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)、特色農(nóng)業(yè)和規(guī)模化農(nóng)業(yè)。甘肅新疆農(nóng)區(qū)：建設(shè)新疆優(yōu)勢高產(chǎn)棉區(qū)，實現(xiàn)棉花全程高標(biāo)準(zhǔn)機械化生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，減少污染排放； 發(fā)展草食畜牧業(yè)，發(fā)展牧草業(yè)，“為牧而種”，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)對冗余養(yǎng)分的利用，減少污染排放。黃淮海平原農(nóng)區(qū)：以“節(jié)水”為重點，糧食生產(chǎn)以高標(biāo)準(zhǔn)良田建設(shè)為抓手，以節(jié)水品種為關(guān)鍵，穩(wěn)定糧食生產(chǎn)能力； 畜禽養(yǎng)殖以園區(qū)規(guī)模養(yǎng)殖為主要發(fā)展模式，促進循環(huán)發(fā)展。

4 相關(guān)政策措施

綜合以上分析與討論，提高水環(huán)境承載力必須以保障糧食安全和菜籃子產(chǎn)品的有效供給為前提，以減量化、無害化、資源化為原則，堅持農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)循環(huán)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合理布局的基礎(chǔ)上，提高水資源、化學(xué)肥料和畜禽糞便的利用效率。因此，該文提出如下配套政策措施。

4.1 推廣創(chuàng)新農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)

推廣創(chuàng)新農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)，尤其對水資源短缺地區(qū)(如河北、山東、江蘇和寧夏)，是提高水資源利用效率、提高水環(huán)境承載能力的主要戰(zhàn)略選擇。主要包括3個方面：(1)推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，積極推進“噴灌”、“滴灌”等集約型用水方式，逐步淘汰傳統(tǒng)“漫灌”粗放型用水方式，提高水資源利用效率； (2)研發(fā)節(jié)水品種，研發(fā)地區(qū)優(yōu)勢產(chǎn)品的節(jié)水品種，大面積減少作物需水量，提高水環(huán)境容量； (3)加強水利設(shè)施建設(shè)，實現(xiàn)水資源地區(qū)間調(diào)配，緩解水資源匱乏地區(qū)的現(xiàn)實問題。

4.2 構(gòu)建化肥減量技術(shù)體系

減少化肥施用量是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力最經(jīng)濟的辦法。眾多研究和數(shù)據(jù)表明，我國化肥施用量已遠(yuǎn)超過經(jīng)濟最優(yōu)量和國際標(biāo)準(zhǔn)量，適當(dāng)減少化肥施用量不僅不影響產(chǎn)量，而且節(jié)約資源、保護生態(tài)環(huán)境?；蕼p量技術(shù)體系建設(shè)應(yīng)包括3個方面：一是推廣精準(zhǔn)施肥技術(shù)，通過深入推廣測土配方施肥等精準(zhǔn)施肥技術(shù)，科學(xué)分析基于目標(biāo)產(chǎn)量的施肥量，合理調(diào)整基肥、分蘗肥和穗肥的施用比例，防止過量施肥； 二是推廣節(jié)肥增效技術(shù)，在化肥減量的基礎(chǔ)上進行有機無機肥配施，使用緩控釋肥、摻混肥等，減少化肥損失； 三是完善過程管理技術(shù)，完善基肥深施、肥料運籌、控制氨揮發(fā)等過程管理技術(shù)，提高肥料利用效率。

4.3 建立合理的農(nóng)作物輪作、休耕制度

不同的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對環(huán)境的污染程度不同，一些是對污染物質(zhì)的排放量不同，一些是對污染物質(zhì)的吸收量不同。從排放量來看，經(jīng)濟作物比糧食作物的化肥施用強度更高且增長更快，對環(huán)境的污染程度更加嚴(yán)重[22]； 從吸收量來看，豆科、豆科牧草等作物具有較強的生物固氮功能，對氮素的吸收能力大于其他作物，對環(huán)境的污染程度小于其他作物。因此，各地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，可在保障糧食安全的基礎(chǔ)上，一方面，建立與豆科等固氮作物的輪作、混套作制度，或適當(dāng)實施休耕制度，緩解單一輪作或長期連作帶來的作物產(chǎn)量和質(zhì)量問題，增強作物固氮能力，提高化肥利用效率； 另一方面，適度發(fā)展草食畜牧業(yè)，發(fā)展牧草業(yè)替代飼料糧產(chǎn)業(yè)，減少化肥用量，并建立豆科、禾本科等固氮牧草輪作制度，完善農(nóng)牧結(jié)合的養(yǎng)殖模式，推動牧草業(yè)和草食畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.4 建立農(nóng)牧循環(huán)生產(chǎn)體系

立足農(nóng)牧循環(huán)生產(chǎn)，促進農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用，是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水環(huán)境承載力最環(huán)保的辦法。此處農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用主要指畜禽糞便的資源化利用。如若將我國所有畜禽糞便進行資源化利用，則可減少1 468.6萬t過剩氮排放，相當(dāng)于減少2 259.4萬t化肥施用量*根據(jù)該文計算的畜禽養(yǎng)殖TN排放量，按照化肥平均含氮系數(shù)進行折算。。而耕地是消納畜禽糞便最經(jīng)濟有效的辦法，實現(xiàn)各地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)規(guī)模相匹配是畜禽糞便有效消納的關(guān)鍵。因此，首先，應(yīng)合理布局農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)。按照耕地承載力劃分畜禽養(yǎng)殖禁養(yǎng)、限養(yǎng)、宜養(yǎng)區(qū)； 其次，完善農(nóng)牧廢棄物綜合利用技術(shù)體系，創(chuàng)新技術(shù)模式，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模、品種類型、區(qū)域生產(chǎn)條件等，研發(fā)相應(yīng)的廢棄物資源化利用、無害化處理技術(shù)集成模式，促進畜禽糞便資源化利用，完善畜禽規(guī)模養(yǎng)殖土地消納配比、沼渣沼液還田等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)綜合利用、達標(biāo)排放； 最后，探尋種養(yǎng)循環(huán)模式。把畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展與綠色食品、有機食品生產(chǎn)基地建設(shè)結(jié)合起來，通過技術(shù)服務(wù)與創(chuàng)新，探尋生態(tài)養(yǎng)殖-沼氣生產(chǎn)-有機肥還田等多級種養(yǎng)循環(huán)模式，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境全面協(xié)調(diào)發(fā)展。

4.5 加強政府政策規(guī)制與補貼

充分運用強制性政策工具，在區(qū)域性養(yǎng)殖發(fā)展規(guī)劃、養(yǎng)殖總量控制、養(yǎng)殖排放標(biāo)準(zhǔn)、畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場市場準(zhǔn)入、種養(yǎng)布局調(diào)整、環(huán)境監(jiān)管等方面做好頂層設(shè)計，完善法律規(guī)章，掌握污染防治主動權(quán)，從源頭減少污染排放。同時，建立綠色生態(tài)導(dǎo)向的補貼制度，減少并逐步取消對化肥企業(yè)的財政補貼和稅收優(yōu)惠，提高對新型環(huán)保肥料和測土配方施肥等的補助力度，從外源投入控制農(nóng)牧系統(tǒng)中的過量養(yǎng)分。最后，將氮(磷)等元素納入土地質(zhì)量等級評價體系，真實反映污染物排放對土地產(chǎn)能的影響，明確土地整治方向，系統(tǒng)控制農(nóng)業(yè)面源污染排放。

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ANALYSIS ON WATER ENVIRONMENTAL CARRYING CAPACITY OF AGRICULTURAL PRODUCTION IN CHINA*

Zheng Weiwei, Yi Zhongyi, Xu Xuegao※

(Institute of Agricultural Economics and Development，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing 210014，China)

This article evaluated the pollution status of agricultural production in China by calculating the water environmental carrying capacity, and then it put forward some suggestions on the layout of agricultural productivity. The statistical data from 7 crops growing areas in 24 provinces of China in 2006 and 2014 were used in the paper. The results showed that China′s total water resources could support the agricultural production, but the environmental warning value approached to the pollution threat threshold, with significant regional differences. The agricultural production in Northeast Plain, Yangtze River Basin and South China was within the scope of environmental bearing capacity, but the agricultural production in Hetao Irrigation District and Fenwei plain had slight pollution risk, and was beyond the environmental bearing capacity in Xinjiang, Gansu province and Huang-huai-hai plain. It should appropriately expand the scale of agricultural production in Northeast Plain, Yangtze River Basin and South China, mitigate the pollutants combined with regional industrial development characteristics in Hetao Irrigation District and Fen Wei plain, and enforce total pollution reduction in Xinjiang, Gansu province and Huang-huai-hai plain. Meanwhile, in order to improve water environment carrying capacity of agricultural production, it also should adopt measures on water saving technology, emission reduction technology, crop farming system, agriculture and animal husbandry circulation system, and policy laws and regulations, etc.

agricultural production; water resources; excess nitrogen; environmental carrying capacity; layout; optimization

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170520

2016-08-31

鄭微微(1987—)，女，浙江臺州人，博士、助理研究員。研究方向：資源環(huán)境經(jīng)濟。※

徐雪高(1981—)，男，江蘇無錫人，博士、研究員。研究方向：農(nóng)業(yè)經(jīng)濟。Email： 308836783@qq.com

*資助項目：國家自然科學(xué)基金面上項目“環(huán)境目標(biāo)約束下農(nóng)戶技術(shù)選擇：個體行為與制度安排”(71273147)； 中國博士后科學(xué)基金項目“環(huán)境承載力、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與化肥減量研究”(2015M581756)

F303.4; X52

A

1005-9121[2017]05134-07