摘 要:黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染治理是寧夏黃河流域生態(tài)環(huán)境保護的重要任務。通過對寧夏黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染的調(diào)查,分析寧夏黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀及存在的問題,針對存在的問題,進一步提出黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染防治對策,以期為寧夏農(nóng)業(yè)面源污染治理提供參考。
關鍵詞:寧夏黃河流域; 農(nóng)業(yè)面源污染; 環(huán)境質(zhì)量; 灌溉管理
中圖分類號:X71; X508" " " " "文獻標識碼:A" " 文章編號:1002-204X(2023)05-0065-03
doi:10.3969/j.issn.1002-204x.2023.05.013
Current Status and Countermeasures for Agricultural Non-point Source Pollution in the Yellow River Basin in Ningxia
Li Hong, Li Shizhong, Liang Xiangyu, Yue Xiang
(Ningxia Agricultural Environmental Protection Monitoring Station, Yinchuan, Ningxia 750002)
Abstract The control of agricultural non-point source pollution in the Yellow River Basin is an important task for ecological environmental protection in Ningxia. This paper investigates the agricultural non-point source pollution in the Yellow River Basin in Ningxia, analyzes the current situation and problems of agricultural non-point source pollution, and puts forward countermeasures for the prevention and control of agricultural non-point source pollution in the Yellow River Basin based on the identified issues. The aim is to provide reference for the control of agricultural non-point source pollution in Ningxia.
Key words Yellow River basin in Ningxia; Agricultural non-point source pollution; Environmental quality; Irrigation management
農(nóng)業(yè)作為寧夏的主導產(chǎn)業(yè),對寧夏經(jīng)濟發(fā)展起著至關重要的作用。寧夏引黃灌溉歷史悠久,引黃灌溉便利,生態(tài)類型多樣,光照充足,溫差適宜,土壤條件佳,光熱配合良好,為發(fā)展特色農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品提供了充分條件。特別是引黃灌區(qū),水稻單產(chǎn)水平名列全國前茅,水稻平均單產(chǎn)超過9 000 kg/hm2,麥套玉米單產(chǎn)達15 000 kg/hm2,素有“西部糧倉”“塞上江南”之美譽。
在寧夏現(xiàn)代優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)高速發(fā)展的同時,黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染問題也不容忽視。2020年,寧夏承擔起建設黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)建設的重任,這對寧夏黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染防治提出了更高的要求。在新形勢下作好寧夏黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染防治對生態(tài)立區(qū)、黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)建設具有重大意義。
1 寧夏黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀
1.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本情況
寧夏是沿黃唯一全境屬于黃河流域的?。▍^(qū)),黃河自寧夏中衛(wèi)市南長灘入境至石嘴山麻黃溝出境,全長397 km,屬于黃河上游的下段。寧夏農(nóng)作物總播種面積117.42萬hm2,有引黃干渠25條,有效灌溉面積達57.33萬hm2 [1],沿黃河兩岸分布的13個縣(市、區(qū))農(nóng)作物播種面積為489 650 hm2,占寧夏農(nóng)作物播種總面積的41.70%[2]。寧夏種植的主要作物為小麥、玉米、水稻和蔬菜,4種農(nóng)作物均為喜氮、喜磷肥型作物,因此,氮、磷肥的施用量比較大。2020年,寧夏引黃灌區(qū)的13個縣(市、區(qū))氮肥施用量為372 343 t,磷肥施用量為106 312 t[2],除農(nóng)作物吸收利用的和自然揮發(fā)外,剩余的氮、磷大部分殘留在土壤中,被淋溶帶入水體,造成農(nóng)田退水等農(nóng)業(yè)面源污染。
1.2 主要排水溝水環(huán)境質(zhì)量
2021年,寧夏22條主要排水溝水質(zhì)總體為輕度污染,主要污染指標為氟化物和化學需氧量。37個主要排水溝監(jiān)測斷面中,Ⅱ~Ⅲ類水質(zhì)監(jiān)測斷面20個,占監(jiān)測斷面的54.1%;Ⅳ類水質(zhì)監(jiān)測斷面15個,占監(jiān)測斷面的40.5%;Ⅴ類水質(zhì)監(jiān)測斷面1個,占監(jiān)測斷面的2.7%;劣Ⅴ類水質(zhì)監(jiān)測斷面1個,占監(jiān)測斷面的2.7%。與2020年相比,Ⅱ~Ⅲ類水質(zhì)斷面比例上升8.3百分點,Ⅳ類水質(zhì)斷面比例上升9.1百分點,Ⅴ類水質(zhì)斷面比例下降8.7百分點,劣Ⅴ類水質(zhì)斷面下降8.7百分點[3]。
1.3 農(nóng)業(yè)面源污染治理現(xiàn)狀
近年來,隨著生態(tài)文明建設的不斷深入推進,寧夏出臺了《關于推進生態(tài)立區(qū)戰(zhàn)略的實施意見》《關于全面加強生態(tài)環(huán)境保護堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的實施意見》等相關文件,寧夏生態(tài)環(huán)境廳、寧夏農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳也先后出臺了《關于全區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染防治的實施意見》《寧夏農(nóng)業(yè)面源污染治理與監(jiān)督指導實施方案(試行)的通知》等文件,安排部署了化肥減量增效、農(nóng)藥減量增效、畜禽糞污治理、秸稈綜合利用、殘膜回收利用等多方面農(nóng)業(yè)面源污染治理工作,有力地促進了寧夏農(nóng)業(yè)面源污染治理工作的提升。2009年第一次全國污染源普查數(shù)據(jù)顯示,寧夏種植業(yè)水污染物排放(流失)量總氮為5 430.83 t,氨氮為411.85 t,總磷為300.40 t;2020年第二次全國污染源普查數(shù)據(jù)顯示,寧夏種植業(yè)水污染物排放(流失)量總氮為300.0 t,氨氮為23.14 t,總磷為20.55 t。與第一次全國污染源普查結(jié)果相比,寧夏農(nóng)業(yè)氮、磷流失面源污染治理效果明顯,氮、磷排放量大幅度減少,總氮排放量減少了5 130.83 t,氨氮排放量減少了388.71 t,總磷減少了279.85 t。
2 寧夏黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染主要原因
2.1 化肥施用過量
通過大量施用化肥獲得高產(chǎn)是當前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中比較普遍的現(xiàn)象;另外,化肥利用率較低,氮、磷、鉀三者單質(zhì)肥的平均利用率僅為35%、13%和50%[4]。過量施肥會造成土壤中殘存較多未吸收的氮、磷元素,殘存的氮、磷元素會通過地面和地下徑流、蒸發(fā)等方式對水體環(huán)境、土壤環(huán)境等造成危害[5]。有研究表明,寧夏農(nóng)作物總肥使用強度為297.15 kg/hm2,氮肥使用強度為165.65 kg/hm2,磷肥使用強度為71.06 kg/hm2,鉀肥使用強度為60.99 kg/hm2 [5],超出了歐美等發(fā)達國家規(guī)定的化肥安全施用225 kg/hm2的標準[6],也接近我國近幾年化肥年平均使用320 kg/hm2的強度,超出了氮、磷單項施肥用量的環(huán)境安全閾值(125 kg/hm2和65 kg/hm2)[5]。
2.2 農(nóng)藥使用不規(guī)范
近年來,受種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和氣候變化等因素的影響,寧夏農(nóng)作物病蟲害呈頻發(fā)、重發(fā)的態(tài)勢,農(nóng)藥使用量和使用范圍不斷擴大[7]。雖然已全面禁止使用劇毒、高殘留農(nóng)藥,主要以微、低毒農(nóng)藥為主[1],但有機磷類、酯類、醚類和苯類農(nóng)藥使用較為普遍。由于受不同的地理條件影響,引黃灌區(qū)農(nóng)作物用藥量較大,在實際使用過程中,種植農(nóng)戶不按使用說明用藥的現(xiàn)象普遍存在,特別是在蔬菜類種植上使用不規(guī)范。有機磷類、酯類、醚類和苯類農(nóng)藥在環(huán)境中可以被有效降解為無機磷、苯系物等,對水體和土壤會產(chǎn)生一定的污染。
2.3 缺乏有效的污水灌溉管理機制
寧夏黃河流域灌溉水管理模式整體較為傳統(tǒng),缺乏科學合理性,沒有建立起系統(tǒng)的管理機制。寧夏引黃灌區(qū)灌溉歷史悠久,水利設施大多是在二十世紀五六十年代舊的水利設施基礎上整修、改造、擴建而成,工程標準低、老化嚴重,田間工程不配套,農(nóng)田排水溝不僅承擔著農(nóng)田退水排鹽堿的作用,還接納著沿途工業(yè)污水和城市污水的排放。近年來,隨著寧夏引黃灌溉水量的減少,部分灌區(qū)引用排水溝溝水進行灌溉,以緩解水資源不足的問題;但由于工業(yè)排放污水中存在較多難降解的無機物和金屬離子,易在土壤中遷移和蓄積而對作物產(chǎn)生不良影響。
2.4 農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測管理體系不健全
寧夏現(xiàn)有耕地面積120.1萬hm2 [8],2020年起,僅布設了農(nóng)田氮、磷流失監(jiān)測點13個;13條主要入黃排水溝只在第四、五、六排水溝布設了農(nóng)業(yè)污染物監(jiān)測點,監(jiān)測點位遠遠不足,監(jiān)測數(shù)據(jù)不全面。部分單位、部門圍繞各自的工作領域開展了小范圍土壤重金屬環(huán)境、灌排水質(zhì)等監(jiān)測;但監(jiān)測數(shù)據(jù)零碎、不系統(tǒng),沒有建立系統(tǒng)的、可持續(xù)的監(jiān)測網(wǎng)絡、評價體系和工作機制。
2.5 缺乏系統(tǒng)的治理技術支撐
農(nóng)業(yè)面源污染面廣量大,污染源分散且隱蔽[9],面源污染治理技術涵蓋種植源頭減量、過程攔截、末端治理等各個環(huán)節(jié)。長期以來注重病蟲害、水肥管理等源頭控制技術研發(fā),對中端攔截和末端治理技術的研究尚且不成熟,缺乏整體性農(nóng)業(yè)面源污解決方案和系統(tǒng)的技術支撐。
3 寧夏農(nóng)業(yè)面源污染治理對策
3.1 化肥農(nóng)藥減量增效
進行土壤養(yǎng)分分析,推廣有機肥替代化肥,開展種肥同播、機深施、水肥一體化等科學施肥技術;積極推廣應用病蟲害生態(tài)調(diào)控、生物防治和物理防治等綠色防控技術,實施病蟲害針對性施藥技術;加大中草藥、微生物肥料、環(huán)保農(nóng)藥等綠色防控技術的研究,在保障糧食安全的同時從源頭控制農(nóng)業(yè)面源污染。
3.2 改進農(nóng)藝措施
結(jié)合寧夏引黃灌溉農(nóng)業(yè)種植的實際情況,圍繞水稻、玉米、蔬菜、小麥等主要種植農(nóng)作物,針對性地開展水稻精量旱直播栽培、玉米培肥增密控灌栽培、稻蟹(魚)種養(yǎng)、麥后復種蔬菜等綠色栽培模式,研發(fā)適合寧夏農(nóng)田氮、磷流失消減的栽培模式,以技術為支撐,優(yōu)化種植結(jié)構(gòu),加大節(jié)水控管,以農(nóng)藝措施減少農(nóng)業(yè)面源污染。
3.3 加強生態(tài)溝渠建設
在源頭調(diào)控的基礎上,強化中端、末端治理,在農(nóng)業(yè)入黃排水溝,建設生態(tài)溝渠。通過野外取樣和室內(nèi)測定相結(jié)合的方式,確定寧夏灌區(qū)排水溝渠中不同形態(tài)氮、磷運移變化規(guī)律,溝渠植物對氮、磷的凈化截留效果,微生物對氮、磷的去除效果,底泥對氮、磷的吸附效應及其影響因素。對入黃排水溝渠進行生態(tài)化改造,種植沉水植物,投放底棲動物等氮、磷生態(tài)攔截溝渠建設,提高農(nóng)田退水水質(zhì),保護黃河水質(zhì),減少農(nóng)業(yè)面源污染。
3.4 完善監(jiān)測管理體系
農(nóng)業(yè)面源污染具有隱藏性、長期性、難治理的特性,防治是一個復雜而系統(tǒng)的長期工程。要解決農(nóng)業(yè)面源污染,必須完善農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測體系。開展以衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料為基礎的“天地”一體監(jiān)測體系,全方位進行監(jiān)測。同時開展預測模型建設,以選定的寧夏引黃灌區(qū)排水溝排域為估算區(qū)域,完成排域尺度上農(nóng)田氮、磷流失負荷估算和氮、磷污染物輸移模擬,對監(jiān)測區(qū)內(nèi)農(nóng)田退水中各污染物進行流失量計算,分析不同作物類型對退水污染負荷的貢獻,實現(xiàn)寧夏引黃灌區(qū)農(nóng)田氮、磷污染物的運移規(guī)律、變化趨勢以及對排水溝水質(zhì)污染的貢獻率的預測預報。
3.5 建立農(nóng)業(yè)面源污染大數(shù)據(jù)平臺
將各相關部門開展的農(nóng)藥化肥施用監(jiān)測、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤監(jiān)測、地膜殘留監(jiān)測、農(nóng)田氮磷流失監(jiān)測、畜禽面源污染監(jiān)測及黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測等數(shù)據(jù)進行整合,建立黃河流域農(nóng)業(yè)面源污染大數(shù)據(jù)平臺,準確評估農(nóng)業(yè)面源污染的變化趨勢,建立適合寧夏黃河流域的農(nóng)業(yè)面源污染防控體系,針對性地提出防控措施。
4 結(jié)語
農(nóng)業(yè)面源污染治理是寧夏黃河流域生態(tài)環(huán)境保護的重要任務,立足寧夏實際,完善農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測管理體系,建立流域大數(shù)據(jù)平臺,綜合生態(tài)措施、農(nóng)業(yè)措施、農(nóng)藝措施,解決新形勢下農(nóng)業(yè)面源污染問題,針對性地提出防控措施,對指導綠色農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,推動寧夏生態(tài)保護和先行區(qū)建設意義重大。
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