（环境科学专业论文）非点源污染最佳管理措施的环境经济评价——以密云县太师屯镇为例.pdf

首都师范人学顺一i j 学位论文 e n v i r o m e n t a l - - e c o n o m i ca s s e s s m e n to nb e s tm a n a g e m e n t p r a c t i c e si nt a i s h i t u nt o w n o fm i y u n c o u n t y , b e i ji n g a b s t r a c t n o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o ni s h a r dt ob em o n i t o r e da n dt r e a t e dd u et oi t sd i s t i n c t c h a r a c t e r i s t i c s b e s tm a n a g e m e n tp r a c t i c e s ( b m p s ) i sac o m b i n e da p p r o a c ht o p r e v e n t n o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nb ye n g i n e e r i n ga n dm a n a g e m e n tp r a c t i c e s i ti sw i d e l ya p p l i e di n a g r i c u l t u r a ln o n - p o i n t s o u r c ep o l l u t i o nc o n t r o lb e c a u s eo fi t s e f f i c i e n c y , e c o n o m i ca n d e n v i r o n m e n t a lc h a r a c t e r i s t i c s u n d e rc h i n a sg o a lo fe n v i r o n m e n t a l ，e c o n o m i ca n ds o c i a l d e v e l o p m e n ti nh a r m o n y , s o u n dm a n a g e m e n tp r a c t i c e ss h o u l dn o to n l yr e a c he n v i r o n m e n t a l g o a l sb u ta l s oh a v ee c o n o m i cf e a s i b i l i t ya n do p t i m i z a t i o n s oi ti sn e c e s s a r yt oa n a l y z ea n d e v a l u a t et h ec o s ta n db e n e f i to fb m p sa p p l i e di na 鲥c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n c o n s i d e r i n gt h eb a c k g r o u n do fs t u d ya r e at a i s h i t u nt o w n ，w h i c hl o c a t e s a tu p p e r w a t e r s h e do fm i y u nr e s e r v o i r , e c o n o m i ca n a l y s i sw a su s e di nt h e e v a l u a t i o ns y s t e mo f e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o nc o n t r o lp r a c t i c e s e c o n o m i cc o s to fa g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r o e p o l l u t i o n ，t h ev a l u eo fe n v i r o n m e n t a lb e n e f i ta n de c o n o m i cb e n e f i to fe a c hb m p sw e r e e v a l u a t e db yu s i n gt h em e t h o d o l o g yo fe n v i r o n m e n t a le c o n o m i c s f u r t h e r m o r e ，e c o n o m i c i n d i c a t o r sw e r eu s e dt oa n a l y z ea n de v a l u a t et h ec o s t - e f f e c tv a l u eo fe a c hp r a c t i c e t h er e s u l t s a l ea sf o l l o w s ： a tt a i s h i t u nc o n t y , n o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nc a u s e sae c o n o m i cl o s so f4 7 9m i l l i o n r m b ，o fw h i c hp o l l u t i o nf r o ma n i m a lb r e e d i n gc o n t r i b u t e st o5 0 a st h el a r g e s ts o u r c ea n d s h o u l db ec o n s i d e r e ds e r i o u s l y ；s o i le r o s i o ni st h es e c o n do n e ，a c c o u n t sf o r2 8 ，a n d6 3 o f s o i le r o s i o ni sc a u s e db ya g r i c u l t u r a lc u l t i v a t i o n ；t h ee c o n o m i cl o s sf r o md o m e s t i cp o l l u t i o ni s t h el e a s t ，b u tw i t hg r e a tp o t e n t i a lr i s k r e g a r d i n gt op o l l u t a n t s ，t h ee c o n o m i cl o s so fn i t r o g e n ， p h o s p h o r u sc o m p o s e s8 2 o ft h et o t a ll o s so fn o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n t h el o n g t e r mi m p a c t o fs u r f a c es o i ll o s sa n ds e d i m e n td e p o s i t i o nc a nn o tb en e g l e c t e d f o r8k i n d so fp r a c t i c e st h a ta i m e da tt h en o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o no ft h es t u d ya r e a , r i p a r i a nv e g e t a t i o n ，a sa ni n t e g r a t i v ep o l l u t i o nc o n t r o lp r a c t i c e ，i st h em o s te f f e c t i v e i t s 2 首都师范人学硕1 ：学位论文 e q u i v a l e n te c o n o m i cv a l u ei s1 6 9m i l l i o nr m b m a r s hg a st a n kf o rr u r a lf a m i l i e s ，h e d g e r o w o ns l o p i n gl a n d ，c o n s e r v a t i o n a lc u l t i v a t i o na n db a l a n c e df e r t i l i z e rt e c h n o l o g ya l s oh a v en o t a b l e e n v i r o n m e n t a lb e n e f i t s t h eo t h e rt h r e ep r a c t i c e st oc h a n g el a n du s et y p e sc o n t r i b u t e sl e s si n p o l l u t i o nc o n t r o lb u tw i t ht h el o n gr u nf u n c t i o n a l lt h ep r a c t i c e sa r ee c o n o m i cf e a s i b l ea n da c c e p t a b l ee x c e p tr e t u m i n gf a r m l a n dt of o r e s t ， t h eo r d e ro fp r a c t i c e sb yt h ee c o n o m i ca s s e s s m e n ti s ：r e t u r n i n gf a r m l a n do n15 - 2 5 。s l o p i n gl a n d t oo r c h a r d h e d g e r o wo ns l o p i n gl a n d c o n s e r v a t i o n a lc u l t i v a t i o no nl 一15 0 s l o p i n gl a n d m a r s hg a st a n kf o rr u r a lf a m i l i e s r e t u m i n gg r a s s l a n do n2 5 0 s l o p et of o r e s t r e t u m i n g f a r m l a n do n1 15 。s l o p i n gl a n dt oc o n t o u rh e d g e r o w e s p e c i a l l yt h ef i r s tp r a c t i c eh a sm o r e e c o n o m i cb e n e f i tw h e r e a st h es e c o n do n eh a sm o r ee n v i r o n m e n t a lb e n e f i c ，b o t ha r ev e r y s u i t a b l ef o rt h es t u d ya r e aa n dw o r t ht oe x t e n da n dp o p u l a r i z e k e yw o r d s ：n o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n ；b e s tm a n a g e m e n tp r a c t i c e s ；e n v i r o n m e n t a le c o n o m y ； e c o n o m i ce v a l u a t i o n ；c o s t - b e n e f i ta n a l y s i s ；a s s e s s m e n to fe c o n o m i cc o s to fp o l l u t i o n 3 首都师范人学硕1 j 学位论义 首都师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 苏箍织 日期： 2 伏穆年月z 白 首都师范大学学位论文授权使用声明 本人完全了解首都师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文 并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利 。 目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据 库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规 定。 学位论文作者签名：苏豹双 日期：埘年l - 月上e t 首都师范人学颀：l ：学位论文 第一章概述 1 1 非点源污染与最佳管理措施 农业非点源污染是全球水体污染中最突出的问题之一。非点源污染同点源污染相 比，形成过程受地理、气候、土壤等多种因素影响，具有随机性大、分布范围广、影响因 子多、形成机理复杂、潜伏滞后性强等特点【2 】，使非点源污染的监测和治理都相对比较 困难。且随着点源污染控制能力的提高，非点源已成为主要污染来源，因此，对非点源污 染的研究是当前水环境研究的难点和热点之一，寻求经济、简便、科学、高效的非点源污 染的控制途径已成为当务之急。 美国的最佳管理措施( b m p s ) 提倡运用管理和工程措施防治非点源污染，并因其高 效、经济、环保的特性，完全符合经济效益、社会效益和环境效益相统一的原则，在控制 农业非点源污染中很快得到了重视和普遍的应用。 最佳管理措施( b e s tm a n a g e m e n tp r a c t i c e s ，b m p s ) 是一系列农业养分和农药管理措 施的总称( 综合考虑技术、经济和制度) ，是农业清洁生产的重要手段，它主要是针对非 点源污染而提出的农业控制性措施的总称，可包括不同的内容【3 l 。b m p s 通过控制农业 活动中污染物的产生和运移，防止污染物进入水体，避免农业非点源污染的形成，通过技 术、规章和立法等手段能有效的减少农业非点源污染，其着重于源的管理而不是污染物的 处理。美国环境署( u s e p a ) 将其定义为：任何能够减少或预防水资源污染的方法、措施或 操作程序，包括工程和非工程措施的操作和维护程序。现已提出并应用的最佳管理措施有： 免耕法、少耕法、综合病虫防治、灌溉水的生态化、防护林、人工湿地、植被过滤带、草 地缓冲带、岸边缓冲区、地下水位控制等方法和措施【4 】。 英、美等国是最早进行b m p s 的国家，2 0 世纪7 0 年代起，英、美等国开始实行b m p 管理方式，以有效控制非点源氮、磷素对水生环境的危害。1 9 7 2 年美国联邦水污染控制 法( f w p c a ) 首次明确提出控制非点源污染，倡导以土地利用方式合理化为基础的最优管 理实践( b m p s ) 。1 9 7 7 年的清洁水法( c w a ) 进一步强调非点源污染控制的重要性。1 9 8 7 年 的水质法案( w q a ) 则明确要求各州对非点源污染进行系统的识别和管理j 并给予资金支 持。美国e p a 已建立了最低水质标准和实行禽畜养殖场动物废弃物的限排措施。并根据 区域特征，实施相应的b m p 措施，展开了广泛的应用和研究【3 】。 有效控制非点源污染的b m p s 是一系列独立的b m p 的综合，其核心是防治和削减非 首都帅范人学硕i ：学位论文 点源污染，最大效率地保证物质循环、减少养分的损失，获得良好的环境，其中养分管理 是b m p 的核心。b m p 管理的目标是在不损害生产者的经济利益的基础上，维持并促进养 分的最大利用和最少损失，保护土壤资源和改善水质。制定有效的b m p s 系统时，需要考 虑流域的自然条件、土地利用类型、污染物的类型和气候环境等多方面因素【5 】。具体的来 说，b m p s 可分为工程措施和管理措施，管理措施分为耕作管理、养分管理、景观管理等； 工程措施既包括修建沉砂池、渗滤池和集水设施等传统的工程措施，也包括人工湿地、植 被缓冲区和梯田等新兴的生态工程措施。其中管理措施主要针对非点源控制中对污染源的 控制，从源头上控制污染物进入水体，这也是控制非点源污染最有效的方法；而工程性措 施多从污染物迁移转化的途径入手，改变或切断污染源的传播途径。 1 2 国内外b m p s 研究与应用概况 目前在国外，b m p s 被大量的应用于农业非点源污染的控制中，分为工程性措施和非工 程性措施两种类型。 1 2 1 工程性措施、 b m p s 中的工程性措施大多通过径流污染控制的方法，通过切断或改变污染物迁移转 化途径，达到非点源污染控制目的。主要原理是在严重污染的地段下方建造截留污染物和 使污染物循环利用的工程设施，针对非点源污染突发性、大流量、低浓度的特点，通过物 理、化学和生物过程，控制暴雨径流，分割污染源与河流、湖泊间的直接连接，截流与沉 淀径流中的悬浮物与n 、p 污染物等。近年来，欧美发达国家广泛采用生态工程措施控制 农业非点源污染，这方面的实践取得了良好的效果，其中主要包括人工湿地、植被缓冲区 和水陆交错带、灌溉技术等，而梯田、山边沟在国内得到了较大的发展。这些工程措施就 是通过减少污染物向受纳水体的运移，减少非点源污染的发生的。 国内外现有研究中，对各种工程措施的污染物控制效果的研究最为丰富，如对人工湿 地的研究方面。m i t s c h 等总结了一些地区不同水质保护目的所要求的湿地面积比例【6 1 。 h e y 等根据多个小流域的实验结果得出结论认为，占流域面积1 - 5 的湿地已足以完成 大部分过境养分的去除工作【7 1 。m a c d o n a l d 等研究了人工湿地的环境效益，发现人工湿地 作为b m p s5 1 2 程中的一部分，在降低农业非点源污染的同时，提供了额外的环境效益【8 1 。 国内段志勇等对用工业锅炉炉渣作为填料，由芦苇、茭草、菖蒲等水生植物组成的人工湿 地对废水处理进行研究，发现湿地对c o d 的平均去除率约为7 9 ，t n 平均去除率约 首都帅范人学硕i ：学位论文 为6 8 ，t p 去除率约为6 0 ，呈现出较好的去除效果【9 j 。这些研究通过试验或实际经 验对污染控制措施的控制效果、效率等方面进行了总结，为措施的推广提供了良好的依据。 植被缓冲区在美国被认为是防治非点源污染有效的b m p s ，不仅有较好的环境效益， 其经济效益也存在。如减少农田土壤的流失，促进生物多样性，使农产品多样化，对改善 生物栖息地和种群具有很好的效果【l0 1 。有研究表明，含粪肥的径流通过6 m 长的植物过滤 带后，7 5 的氮、磷、悬移质被吸附，完全过滤掉水中的大肠杆菌，水中p h 基本恢复中 性( p h = 7 8 9 ) 1 1 。而我国南方的人工多水塘系统作为一种独特的缓冲带，也具有很强的截 留来自于农田的径流和非点源污染物的生态功能，在巢湖两年研究发现多水塘系统对地表 径流截留平均比例达到8 5 5 ，总氮和总磷截留平均比例分别是9 8 0 和9 6 0 t 1 2 】。但 要农户接受缓冲区及缓冲区的管理与保护还需要进一步的工作。 近年来，由于水陆交错带在生态系统间的特殊地位，也受到国际生态和环保界的格外 重视【l0 1 。有研究表明，一个健康的水陆交错带可以对流经此带的水流及其所携带的营养 物质有截留和过滤作用，其功能相当于一个对物质具有选择性的半透膜。他们在白洋淀进 行的野外实验结果表明，水陆交错带中的芦苇群落和群落间的小沟都能有效截留来自上游 流域的污染物【l 引。充分利用这一资源，对于防治我国的水体污染问题具有十分重要的意 义。 梯f f l 工程是一种水土保持坡面治理工程措施，是控制坡耕地水土流失、保持水土和实 现农业高产与稳产的根本措施之一。梯f r 工程可以拦蓄天然降水以及上部来的径流和泥 沙，增加土壤水分和肥力，改变了土壤的理化性状、微生物状况、土壤水分状况、减蚀蓄 水作用及微地形小气候等具有良好的水土保持效益和生态效益【1 4 1 。试验表明，梯田的径 流系数仅为2 9 ，同顺坡种植相比，其拦蓄径流率达9 2 1 ，拦沙率达9 9 ，具有显著 的保持水土功效【l5 1 。山边沟是横跨坡向，每隔适当间距所构筑的一系列横沟，与梯田相 比，水土流失差异甚小，完全可以把土壤侵蚀控制在允许的侵蚀范围之内【b 】。山边沟配 合植物覆盖，可以增强水土保持效果，提高坡地农业的生产效率，又具有绿化美化环境等 多种功能。国内阮伏水、赵合理、史德明等的研究表明，梯田和山边沟等工程性措施在保 持水土、实现农业稳定高产上有显著效梨1 5 - 1 7 1 。 此外喷灌、滴灌以及灌溉尾水回收系统等节水灌溉系统，国外研究开展得较早，各项 技术也趋于成熟，已逐步开始推广应用。而我国在上世纪中叶才开始对喷灌、滴灌技术进 行研究和试点，经过半个世纪的发展，喷滴灌已经走上了稳定发展的阶段，至2 0 0 1 年底， 我国累计喷滴灌面积已经达到2 3 6 4 2 1 0 4h m 2 【1 8 】。而灌溉尾水回收系统目前在我国还很 首鄙师范人学烦i ：学位论义 少采用。 总之，最佳管理措施中的工程措施作为一种分割污染源与受纳水体之间的中间结构， 通过截流与沉淀作用有效的减少了最终进入水体的污染物。并且这些措施大多并非针对单 一污染源或污染物类型，它们可以同时对径流中泥沙、悬浮物、营养物质，甚至细菌起到 很好的过滤作用，达到更好的非点源污染控制效果。 1 2 。2 管理措施 b m p s 中各管理措施主要包括：保护性耕作、等高耕作、条状种植、植被覆盖及轮作 机制、营养物养分管理、有害物综合管理、精细农业，灌溉水生态化、地下水位控制等。 其原理是增加作物对化肥、农药和牲畜废弃物的利用率，通过不同作物种植技术、耕作方 式、农药化肥使用方法、灌溉制度等农田土地利用管理方式的相互组合，来降低污染物流 向地表和地下水体的程度，在非点源污染的源头控制污染物产生和扩散，从而降低污染环 境的风险。同时，管理措施也能促使生产者在生产过程中同时考虑坏境与经济因素的影响， 从源头上遏制农业非点源污染。 耕作管理是管理措施的一个主要方面，主要包括保护性耕作、等高线种植、合理轮作 等。与传统耕作方法相比，保护性耕作技术可以增加入渗，降低地表径流，保持一定的土 壤水份，增加土壤肥力和农田系统的生物多样化，同时还可减低人们的劳动强度和时间， 增加农业生产效益。据估计全球采用保护性耕作的耕地面积可能从1 9 9 5 年的1 2 0 1 0 8 h m 2 增长到2 0 2 0 年的5 3 7 1 0 8h m 2 ，2 5 年期间增加了4 1 7 1 0 8h m 2 1 9 1 。免耕一少免 耕法是一种主要的保护性耕作形式，是国外发展的一种土壤保护性的耕作方式，在美洲的 加拿大、美国、巴西和智利等国家得到了广泛的应用，并在国内得到推广和完善。众多研 究表明，少免耕、作物覆盖等保护性耕作可以有效控制农田泥沙和养分流失，提高土壤有 机质含量和持续效应，具有明显的水土保持作用和良好的生态效益【2 0 1 。等高线种植同顺 坡种植相比可多减少约3 0 的土壤流失量，一定程度上降低了农田土壤养分的流失，能 够实现对农业非点源污染的控制【2 1 1 。l a l 对尼同利亚西部不同轮作体系进行研究发现，合 理的轮作种植制度可减少土壤侵蚀3 0 以上和土壤氮素流失2 0 以上【2 2 1 。 有害生物综合治理策略在全世界范围内对减少农药的使用量起了很大的作用。我国对 有害生物综合治理认可的时间比较早，在上世纪5 0 年代提出了害虫综合防治的概念，而 1 9 7 5 年制订的“预防为主，综合治理”植物保护方针，就是基于有害生物综合治理理论 基础的【2 3 1 。 首都帅范人学硕i ：学位论文 养分管理也是b m p s 的重要组成部分。由于在农业生产中，单一的追求经济产量而盲 目的施用肥料，容易造成输入的养分超过了植物的生长和生理需求，导致多余的养分从土 壤中游离，从而随径流和渗漏进入水体，既造成了经济上的浪费，又形成了农业非点源污 染。研究发现n 、p 等营养元素随地表水流失的其中一个重要因素是田地中肥料投入量 的增加及施肥的不科学性【4 1 。因此，有效的养分管理，包括评估养分的需要、养分的施用 时间、养分的施用位置，这些措施有助于减少养分流失至环境而促进长期的持续的农业生 产。 地下水位的管理控制。为避免n 0 3 - 在水环境中尤其是在地下水中的迁移，许多学者 提出了控制地下水位的方法对非点源污染进行控制。如w i l l i s 等在美国路易斯安那州的一 项试验说明，对处于高水位的田地进行地下水位控制后，该田地径流水中的硝酸盐的浓度 有了较大幅度的下降【2 4 1 。 灌溉水的生念化，这种手段可作为一些实施难度大的保护措施的替代方案。此外，生 物废弃物的再利用如作物残茬覆盖、秸秆还田，对控制土壤侵蚀和养分流失，预防非点源 污染的发生，亦具有相当现实的生态意义。由此可看出，b m p s 的非工程措施对于非点源 污染的控制也是一种有效手段，与工程措施结合，将发挥更大的环境生态效益。 b m p s 从最初提出应用于控制土壤侵蚀，到现在被广泛应用于农业非点源污染的控 制，仅仅经历了短短几十年的发展时间。在此期间，国内外的学者进行了大量的研究，结 果已表明，世界上几个区域实行b m p 方法后，流域水质得到了明显的改善。1 9 9 1 1 9 9 4 年间，美国农业部资助了不同的水分生态区和示范项目，促进了不同地理环境农业区的农 户实行改进养分管理。美国政府部门还提供了教育、技术、经费资助，鼓励其采取养分 b m p s 管理或其他降低污染的措施。1 9 9 6 年美国农业部建立了环境质量鼓励方案( e q i p ) 以取代以往的经费资助方案，更好地针对那些最需要采取有关措施的地区，其中一半直接 用于养分的b m p 实践【3 】。而我国在农田非点源污染对地表水环境的影响方面的研究开展 较晚，基础薄弱，在系统的控制非点源污染的措施实施研究方面更是基本上处于起步状态， 还有许多问题和技术有待于进一步的研究和应用。尽管如此，目前非点源污染已经越来越 得到了重视，长期以来，我国在其他科研项目中进行了许多类似研究，如湿地生态系统、 水土保持、植树造林、村镇和乡镇企业污水处理、秸秆利用、生态农业和水肥的高效利用 等，开发了许多生态技术。这些成果都可以逐渐应用到非点源污染控制中。 首都师范人学颁h 学位论义 1 3 非点源污染措施经济评价研究进展 环境是一种资源，不仅具有使用价值，而且有价值。然而，通常情况下环境资源没有 市场价格，即它属于无价格的公共物品。其价值在量化上的困难，使之不易与工程经济评 价和财务评价的结果进行比较，往往造成决策者对其经济活动中环境资源的投入所付出的 代价失去应有的关注，而较注重眼前或近期的直接经济效益。显而易见，要在经济决策中 考虑环境的投入，必须给与环境和经济一个统一的计量单位，像计量投资或经济效益一样， 以币值的形式来衡量人类活动对环境造成的各种影响。从全社会的角度考察政府及农户环 境行为的成本和收益，不仅包括对个人的直接经济损益，还包括对环境和社会的间接损益 做出评估，是现代环境经济学的理论的必然要求，也是个研究热点。这与农业的可持续 发展，追求社会、经济和环境和谐统一的原则是完全一致的。2 0 世纪9 0 年代以来，环境经 济学的理论和方法开始应用于农业非点源污染控制的定量化研究，逐渐成为国外非点源污 染研究的一个重要方向。 h e n g l u ns u n 等1 9 9 6 年应用计算机模型在美国加姆河流域根据随机气象和市场观测 资料，对作物生长和非点源污染进行了模拟，预测了实施b m p s 对农民纯收入及对环境的 影响，结果表明项目区内成本分摊的化肥和灌溉管理措施会促使农民自觉采纳经济效益好 的管理措施【2 5 1 。纽约杰非森( j e f f e r s o n ) 县的一个农场，运用系统分析方法研究农场的非 点源污染管理与控制方案，以农场的经济收入最大为目标，氮磷平衡、土地利用面积、饲 养动物数量等为约束条件，优化农场的经济收入和控制措施，效果表明经济在得到发展的 同时，非点源污染能得到有效的控制 2 6 1 。n e d af 在2 0 0 0 年通过模拟实验评价了人工湿 地系统去除营养盐的效果，并在此基础上进行环境经济效益的综合评估，实现非点源污 染治理的社会总效益最优【2 7 1 。近几年将a n n a g n p s 模型与非点源污染管理措施进行结合 分析，也逐渐得到了世界各国的重视【2 8 l 。 2 0 0 4 年美国学者k s b r a c m o t 等人探讨研发了通过实地勘测对治理措施( 草皮水道、 固坡工程、田畦工程及水平梯i t t ) 进行评估的技术，并将其应用于布莱克河流域工程所实 施的各项措施，结果显示只有2 3 的措施留存下来并仍j 下常发挥作用，这项研究提供了评 估已有措施功能的方法，将有助于量化流域所实施的b m p s 的远期效益【2 9 】。2 0 0 5 年， 法国、荷兰、澳大利亚、意大利、挪威等许多欧洲国家的几十位科学家共同提出了 a g r i b m p w a t e r 工程，对已存在的或模拟的b m p 进行比较分析，从环境效应、经济效应 和社会、农民或土地拥有者的可接受程度等三方面综合评价农业非点源污染管理措施。 百郡帅泓人掌坝：f j 字位论义 弋 n a d i n et u r p i n 并对法国西部的d o n 流域进行了示范性研究 3 0 0 2 0 0 6 年台湾学者h s i e h ，c d ， y a n g ，w - f 等人利用微分离散动力学模型和零维水质模型对台湾地区的三种b m p s 的经济 成本和环境效益进行了评估和模拟，研究发现草沟和缓冲区可以在较短的时间内使水库达 到半自养状态，若想达到更好的贫营养状态，需要在水库周围建立若干截流池，同时保护 成本会有较大增长【3 1 1 。 在国外环境经济评估发展的带动下，我国的环境经济评估得到了相应的发展，但与国 外相比，研究在理论、方法上还存在很大的差距。自7 0 年代以来开始关注环境污染问题以 来，曾对不同行业的不同污染物进行过不同尺度上经济损失的评价工作；8 0 年代以来，开 展了对全国、区域生态系统服务功能价值的核算，以及对单个生态系统的服务价值与生态 系统单项服务价值的评估研究；9 0 年代后随着非点源污染研究和水土保持工作的逐渐展 开，对流域水土流失的价值估算的研究开始大幅度展开。如李云辉等利用环境经济学理论 与方法定量测算了云南金沙江流域水土流失的直接经济损失，包括养分、水分和泥沙流失 损失3 项内容，以1 9 9 0 年不变价格计算，全流域年均水土流失直接经济损失总量5 9 6 5 3 6 9 万元【3 2 】。冯孝杰从农户经济角度运用模糊数学模型对三峡库区农村面源污染造成的水资源 损失进行了经济估算，并分析了农业经济和农户行为与面源污染的关系，发现单位水资源 污染损失与国民经济发展速度显著相关，且其所占农业总产值比重逐步增大，在此基础上 采用环境经济学的几何模型分析法，从宏观上建立三峡库区农业面原污染防治的经济调控 体系【3 3 】。吴开亚用环境经济损失评估方法对巢湖流域非点源污染的主要因素如水土流失、 大气降尘、化肥施用和农药使用等造成的经济损失进行了系统的研究，并提出了相应的控 制对策【蚓。 但这些研究大部分针对污染所造成的环境价值损失，而对各项环境保护措施或污染控 制技术效果的经济评价还研究较少，已有研究也多为单项措施的评价。其中毛显强使用意 愿调查价值评估法( c v m 法) 评估了化肥施用的外部成本，通过对不同生态农业模式的环 境经济学分析，提出相应的对策措施盼3 6 1 。李季等使用市场价值法，分析南方水田农用化 学品的投入【3 7 】。张琦采用费用效益分析方法，对化肥农药减量技术进行环境经济评价，研 究结果表示如采用示范减量技术，上海郊区可净增环境经济效益6 5 5 1 0 8 元，效益显著【3 8 1 。 赵善伦等( 2 0 0 2 ) 采用水土流失生态一经济面积边际损失比的方法对山东省水土流失生态价 值进行了评估【3 9 】。 上述研究不再单纯地从技术角度研究农业非点源污染，而是从社会、经济和环境的综 合角度，考虑农业生产所带来的综合效益和相应的成本。这些研究从流域的生态效益、社 首都9 巾范人学硕i ：学位论文 会效益、经济效益的整体目标出发，综合考虑各方面因素和方法，提出了更合理的非点源 污染治理方法和选择建议，给非点源污染治理和控制提出了新的思路。 随着b m p s 研究的不断进展，所采用的措施手段的不断增多，以及为了实现农业和 环境的可持续性发展这一目标，其在农业非点源污染的控制方面必然有着更加广泛和深刻 的应用。b m p s 在国外已经过了多年的推广和实验，在大量理论和实地监测、实施数据的 基础上已形成一个较为成熟的最佳管理措施应用指南系统，通过立法、科研和教育等不同 层次不同方式，建立一套组织机构、项目管理、项目操作、监测评价、教育、技术指导和 财政经费等各方面的完整体系，对流域非点源污染控制措施的规划起到了很好的指导作 用。目前，对b m p s 实施有效性的评价和模拟、在实践基础上对b m p s 的丰富和修订、对 b m p s 措施提供的额外生态效益和经济效益的研究等逐渐成为欧美等国的研究趋势，得到 了更多地重视。而在我国，对非点源污染的研究工作起步较晚，大多局限于机理和经验模 型方面，利用b m p s 控制非点源污染尚未系统开展，缺乏该方面的完善经验，仅少数b m p 取得了一定的成就。在我国环境、经济与社会和谐发展的目标下，合理的b m p s 系统应该 是同时具备防治水污染和取得环境经济效益功用的。因此b m p s 的执行，不仅要具备明确 的环境管理目标，鼓励生产者志愿参与，同时还要综合考虑规划在经济上的可行性与最优 化，并与教育、规章制度和技术等相结合。并且，b m p s 的最终实施者是当地的农民，只 有充分了解措施的实施对个人生产、生活和经济收支的影响，农民才能更积极地参与到非 点源污染治理之中。因此，对最佳管理措施在控制农业非点源污染中的成本与效益进行经 济分析和评价，是十分必要的。 1 4 论文研究目的及意义 1 4 1 研究目的 本文探索将经济学分析引入对环境污染控制措施的评价体系当中，从经济学中利益最 大化的角度出发，综合分析非点源污染控制措施。在对不同b m p s 的选择、设计和组合的 基础上，利用现代经济学方法，评价在同一环境背景条件下，多种不同b m p s 措施在控制 农业非点源污染中的环境效益和经济效益，并对其进行经济评价与优选，以达到环境效益 与经济效益双赢的状态。进而为我国流域非点源污染控制措施的选择和设计提供一些合理 的规划建议和分析依据。 首都师范人学硕一l 学位论文 1 4 2 研究意义 在当今追求农业可持续发展的综合目标的情况下，仅仅以最优的环境保护效果为目标 是盲目的且代价巨大的，从生态、经济、社会三个角度综合研究非点源污染的控制措施， 在合理的经济付出基础上达到环境效益的最大化，或在一定环境目标约束下使经济成本最 小化，才是符合可持续发展要求的必然选择。因此，探索将经济学分析方法引入非点源污 染控制措施的评价体系，将经济学方法与环境学相结合，综合评价环保措施的思路，将引 导人们从一种新的更全面的角度看待污染控制措施，对今后环保项目的综合评价研究有重 要指导意义。 同时，对同一背景不同的环境目标下的非点源污染控制措施从经济性和环境效果方面 的综合评价、优选，让人们可以更清楚的看到各项措施的实际价值，将对非点源污染控制 技术的推广和发展有非常重要的实际意义。 1 5 技术路线 首都师范人学坝i j 学位论文 2 1 自然环境概况 第二章研究区概况 2 1 1 地理位置 太师屯镇位于北京市北部山区、密云县县城东北3 5 公里处，镇域面积2 0 3 平方公罩。 西临密云水库东岸，西北隔潮河与高岭镇相望，北与古北口镇、新城子乡紧邻，东北部与 河北兴隆县相邻，东部与北庄乡毗连，南部与穆家峪镇、巨各庄镇、大城子乡均有接壤。 镇域辖3 4 个行政村，含1 0 8 个自然村，总面积2 0 2 5 平方公里。 图2 1 太师屯镇地理位置 2 1 2 水文条件 本区属暖温带半湿润气候区，气候特征主要受季风影响，平均气温9 1 0 5 ，无霜 期1 8 0 天，多年平均降雨量1 0 5 5 m m ，日最小降雨量2 3 r a m ，年降雨量多集中在6 - 8 月，汛 期三个月的降雨量占全年降雨量的6 5 7 5 ，这种降水不均衡选成了春末夏初十年九旱， 夏季山洪暴发，降水难贮，水土流失严重，流失的土壤养分和泥沙最终被冲入水体，造成 了对水库的污染。 境内主要河流除潮河、清水河外，尚有安达木河。潮河作为与高岭乡界河自东北向西 南注入密云水库。安达木河属潮河的较大支流，流经镇域东北部，最终注入潮河。清水河 属潮河主要支流发源于河北省兴隆县前苇塘乡，自王家窝铺以东入镇境，曲折西流，注 入密云水库，全长6 l 公里，流域面积5 2 0 平方公里河道纵坡1 1 ，河道常年有基流， 1 n 首都师范人学硕i ：学位论文 多年平均径流量为1 1 7 亿m 3 。 2 1 3 地形地貌 太师屯镇自太古时代经过漫长的各个地质阶段的构造运动。形成了至今为止的复杂的 自然地貌景观，尤其是经过燕山山脉期造山运动的影响，地壳大规模的断裂活动和岩浆强 烈喷发、侵入，再加上长期的风化和雨水的侵蚀冲刷作用，形成了镇域山峦起伏、岭谷相 间的地貌特征。 镇域地势由东北向西南倾斜，至密云水库岸边达最低点，各地貌间阶梯显著，界限分 明，相对高差大。东北部、东南部均多山，属山地丘陵，山峰有四干顶山、猴山、太平山、 鹰窝楼山。西部为潮河和清水河冲积平原，地势平坦，河流走向与山脉走向一致。， 2 1 4 土壤类型 土壤条件来看，土壤有三大类，八个亚类。主要分布有褐土，包括淋溶褐土、山地碳 酸盐褐土、潮褐土等。土镶分布东部山地为淋溶褐土，西部河流冲积扇为普通褐土。镇域 内土地切割深，土层薄，耕地少，坡地多，平地少。 2 2 社会经济概况 太师屯镇共包括3 4 个行政村。据2 0 0 4 年统计，全镇境内共有1 0 1 5 3 户，人口2 6 5 9 8 人，其中家庭从业人员1 5 1 2 2 人，农业人口6 2 0 3 人，人均劳动所得6 0 8 7 元。镇内有绿色 农业、服装、机械、电子制造、旅游休闲五大主导产业，其中以绿色农业和第三产业发展 为主，工业所占比例较小。能源供应以煤为主，部分居民和共建单位使用瓶装液化石油气， 镇域半数以上居民以烧薪为生。 2 2 1 农业状况 镇境内部分村地区农业自然条件十分优厚，极利于植物生长，盛产玉米、小麦、油菜 等粮食和蔬菜作物。2 0 0 4 年全镇粮食总播种面积1 4 6 8 5 亩，总产量3 3 3 万公斤，粮食平 均亩产4 6 1 公斤，人均粮食产量1 2 5 公斤。农业总产值达2 5 8 7 7 万元，人均收入2 5 3 3 元。镇内果园面积4 1 9 4 7 亩，干鲜果总产量8 5 1 0 吨。 2 2 2 林业状况 森林植被情况对于密云水库来说是至关重要的在保护密云水库水源地诸多环境因 素中占有举足轻重的作用。它不但有涵养水源、防止水上流失、延长水库使用寿命的重要 11 首都帅范人学硕i ：学位论义 作用，而且能起到调节区城性气候、净化水质，保护和改善生态环境的特殊功能。2 0 0 4 年该镇造林面积8 8 7 公顷，中幼龄林赋予面积1 5 3 3 公顷，育苗面积1 0 2 公顷，四旁植树 3 5 万株，林地丌发保护得到了一定重视。 2 2 2 畜牧业状况 太师屯镇畜禽养殖主要以生猪、山绵羊、鸡为主。大牲畜主要以牛为主。2 0 0 4 年太 师屯镇年末生猪存栏量6 9 9 7 头，出栏肥猪2 3 2 4 1 头。山绵羊存栏合计1 3 9 4 2 只，出栏羊 3 9 5 8 3 只。肉鸡、产蛋鸡年末实有1 6 7 力只，鲜蛋产量5 2 4 吨，出栏肉鸡3 0 3 3 万只。 大牲畜总计3 6 2 5 头，其中牛3 2 0 7 只。该镇还有一定数量的养蜂业及水产业发展。 2 3 太师屯镇土地利用类型统计分析 地域内的植被主要分布于河岸的两侧阶地上及山区地带，由于该区域农作物生产和汛 期基本一致，密云水库周边地区地表水汛期污染占全年污染的7 0 一9 6 4 0 l 。由于本地区的 人类开发利用已有相当长的时间，可以认为能够为人类利用的耕地资源及其相应的土壤条 件已充分利用。在植被条件与土地利用的分等定级上，把山区的林、草地及平原地区的耕 地列为保护的主要对象。 利用a r c g i s 软件，结合北京市行政区划图和密云县土地利用图，对太师屯镇土地利 用情况作了初步的统计，统计结果如下图2 2 、表2 1 。 表2 1 太师屯镇土地利用面积统计 首都师范大学硕士学位论文 结合该地区地形情况，从研究区土地利用类型统计表2 1 中可看出，该地区土地利用 状况较为复杂，耕地、草地、林地面积均占一定比例，其中林地较多约占区域总面积的 4 5 ，草地与耕地相对较少，在2 0 左右，但在密云县这个多山的地区，耕地面积已占有 较大比例。 另该镇西临密云水库东岸，潮河作为该镇与高岭乡界河，自东北向西南流经整个研究 区注入密云水库。同时境内主要河流除潮河外，尚有清水河和安达木河。其中安达木河属 潮河的较大支流，流经镇域东北部，最终注入潮河。清水河属潮河主要支流，自王家窝铺 以东入镇境，曲折西流，注入密云水库。 进一步分析研究区耕地