（环境工程专业论文）农业非点源污染控制补偿研究——以南水北调中线安康水源区为例.pdf

摘要 - 一 一一 论文题目：农业非点源污染控制补偿研究 一以南水北调中线安康水源区为例 学科专业：环境工程 研究生：孙健 指导老师：党志良教授 摘要 签名： 签名： 扑7 逼l ，幺- 南水北调中线工程是国家为解决华北地区水资源短缺问题而实施的一项跨流域调水 工程。中线工程的建设使水源区调水水质标准提高，生态建设的力度加大，污染治理的成 本增加；同时也影响了水源区经济的发展，导致财政的收入减少。安康水源区是中线工程 水源区的重要组成部分，然而，安康水源区的生态环境比较脆弱，尤其是农业非点源污染 严重，达不到水源区水质的要求。对农业非点源污染的控制补偿研究，能够解决水源区农 业非点源污染治理资金短缺问题，保证水源区水质，促进水源区社会经济环境协调发展。 本文以南水北调中线安康水源区为研究对象，针对安康水源区的农业非点源污染控制 补偿进行研究，主要内容如下： 1 、根据安康水源区现有基础资料，利用层次分析法对水源区的基础条件进行了定量 分析和评价，提出了为了保证水源区水质，必须对农业非点源污染进行有效治理。并以北 京市和安康市为研究对象，利用博弈论方法研究了农业非点源污染治理补偿的必要性和紧 迫性。 2 、针对农业非点源污染来源，利用查阅文献法确定了污染输出系数。结合不同污染 来源的统计数据，利用输出系数法计算安康水源区的农业非点源污染负荷。得出农用地、 畜禽、农业人口、未利用土地是农业非点源污染的主要来源，其中农用地中耕地和林地的 污染负荷最大。 3 、参考国内外农业非点源污染治理措施，结合水源区已有治理经验，对主要污染来 源确定合理的治理措施。利用成本核算法和收益法计算了安康水源区的农业非点源污染治 理费用。结合发展机会损失，计算了安康水源区农业非点源污染控制成本。 4 、针对农业非点源污染控制补偿进行了经济学分析，在最优污染水平模型基础上， 对安康水源区农业非点源污染控制成本和生态价值损失进行比较，通过自愿协商原则确定 出农业非点源污染控制补偿量。 关键词：安康水源区；南水北调中线工程；农业非点源污染；补偿 t i t i e ：t h es t u d yo nc o m p e n s a t i o n o fc o n t r o l l i n ga g r i c u l t u 陀in o n p o i n t s o u r ep o l l u t i o n - - ac a s e s t u d yo na n k a n gw a t e rs o u r c ea r e a m a j o r ：e n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g n a m e ：j i a ns u n s u p e r v i s o r ：p r o f - z h i l i a n gd a n g a b s t r a c t s i g n a t u r e ：出i z f 盔塑 s i g n a t u r e ： s o u t b - t o - n o n l lw a t e rd i v e r s i o nm i d d l er o u t ei sa b a s i nc r o s s i n gp r o j e c tc a m e do u tb vt l l e n a t l o ni no r d e rt os o l v et h ew a t e r r e s o u r c es h o r t a g ei nn o r t hc h i n a 。t h ec o n s 觚c t i o no fm i d d l e k o u t ec o u i dn o to n l yr a i s e st h et r a n s f e rw a t e rc r i t e r i o no fw a t e r d i s t r i c t ，e n h a n c et h ee c o l o g i c a l c o n s 觚c t i o n ，1 n c r e a s et h ec o s to fp o l l u t i o nc o n t r o l ，b u ta l s oe f f e c tt h ee c o n o m yd e v e l o p m 咖o f 咖d l s t r i c t ，a n dd e c r e a s et h ef i n a n c i a li n c o m e s a n k a n gw a t e rd i s t r i c ti s o n eo fi m p o r t a n t w a t e rd i s t r i c t s h o w e v e r , t h ew e a ke c o l o g i c a le n v i r o n m e n t e s p e c i a l l yt h es e r i o u sa g r i c u l 慨 n o n - p o i n tp o l l u t i o nc a nn o tm e e tt h ec r i t e r i o no fb e i n gw a t e rr e s o u r c e a r e a r e s e a r c ho n c o m p e n s a t l o no fa g r i c u l t u r en o n - p o i n tp o l l u t i o nc a ns o l v et h es h o r t a g ep r o b l e mo f p o l l u t i o n c o n t r o lf u n d s ，p r o t e c tt h ew a t e rq u a l i t y , a n dp r o m o t eac o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n tw i ms o c i 2 l l e c o n o m ya n de n v i r o n m e n ti nw a t e rd i s t r i c t t h i sp a p e rt a k e sa n k a n gw a t e rd i s t r i c to fs o u t h t o n o r t hw a t e r d i v e r s i o nm i d d l er o u t ea s n l er e s e a r c ho b j e c t ，a n df o c u s e s 。nt h ec o m p e n s a t i o n p r o b l e m 。fa g r i c u l t u r en 。n 巾。i n tp 。l l u t i 。n c o n t r 0 1 m a i nc o n t e n ta sf o l l o w s ： 1 b yt h ee x i s t i n gb a s i cd a t ao fa n k a n gw a t e rd i s t r i c t ，m a k e saq u a n t i t a t i v ea i l a l y s i s a i l d e v a l 呦0 nf o rw a t e rd i s t r i c tb a s i cc o n d i t i o n sw i t ha p h t h er e s u l ts u g g e s t s 也a t 删c u l 眦 n o n p 0 i n tp o l l u t i o nm u s th a v eb e e ne f f e c t i v ec o n t r o l l e di no r d e rt og u a r a n t e ew a t e rq u a l i t y 1 a k eb e l j l n ga n da n k a n ga so b j e c t s ，s t u d yo nt h ec o m p e n s a t i o n s n e c e s s i t ya n du g e n c yf o r a 鲥c u l m r en o n _ 。p o i n tp o l l u t i o nc o n t r o lw i t hg a m et h e o r y z b y1 d e n t i t y i n gt h ee x p o r tc o e f f i c i e n to fe a c hs o h t c eb yc h e c k i n gl i t e r a t u r e ，w i 也s t a t i s t i c s o td i f f e r e n tp o l l u t i o nr e s o u r c e ，c a l c u l a t e sa g r i c u l t u r en o n - p o i n t p o l l u t i o nl o a do fa 敝a i l gw a t e r d l s t r i c tb ye x p o r tc o e f f i c i e n tm o d e l t h er e s u l tr e v e a l sm a i n r e s o u r c e so fa g r i c u l t u r en o n d o i n t p o l l u t l o na r ea 嘶c u l t 啵el a n d ，l i v e s t o c k ，a g r i c u l t u r ep e o p l e ，a n du n u s e dl a n d i na g r i c u l t u r el a n d a r a b l el a n da n df o r e s tl a n dt a k et h em o s t p o l l u t i o nl o a d 塑童墨三查堂塑主堂堡垒查 一 一一一一 3 b ym 掇n gr e f e r e n c e so fa g r i c u l t u r en o n p o i n tp o l l u t i o nc o n t r o lm e a s u r e s i nc h i n aa n d o t h e rc o u n i e s ，a n dc o m b i n i n ge x i s t i n ge x p e r i e n c e ，f o r m u l a t er e a s o n a b l ec o n t r o lm e a s u r e so f m a mp o l l u t i o nr e s o u r c e s t h e n ，c a l c u l a t et h ec o s to fa g r i c u l t u r en o n p o i n tp o l l u t i o n c o n t r o lo f a n k a n gw a t e rd i s t r i c tw i t h t h el o s so fd e v e l o p i n go p p o r t u n i t i e s 4 m a k ee c o n o m i c a la n a l y s i so fa g r i c u l t u r en o n p o i n tp o l l u t i o nc o n t r o lc o m p e n s a t m nb y c o m p a r i n gt h ec o n t r o lc o s ta n de c o l o g i c a lv a l u e l o s so fa n k a n gw a t e rd i s t r i c tb a s e do nt h eb e s t d o l l u t i o nl e v e lm o d e l ，a n da s c e r t a i na g r i c u l t u r en o n - p o i n tp o l l u t i o nc o m p e n s a t i o na m o u n tu n d e r t h ep r i n c i p l eo fv o l u n t a r yn e g o t i a t i o n k e yw o r d s ：a n k a n gw a t e rd i s t r i c t ；s o u t h - t o - n o r t hw a t e rd i v e r s i o n m i d d l er o u t e ；a g r i c u l t u r a l n o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n ；c o m p e n s a t i o n 目录 目录 1 前言。1 1 1 研究背景及意义1 1 2 生态补偿国内外研究进展2 1 3 非点源污染研究进展3 1 3 1 国外研究进展4 1 3 2 国内研究进展6 1 3 3 农业非点源污染控制措施7 1 3 研究内容及方法8 1 4 技术路线9 2 研究基础分析1 0 2 1 自然条件10 2 1 1 地质地貌1o 2 1 2 气候条件1 1 2 1 3 水资源1 1 2 1 4 生物资源1 2 2 2 经济条件1 2 2 3 环境条件1 2 2 4 水土流失概况13 2 5 基础条件评价1 4 2 5 1 递阶层次结构建立1 5 2 5 2 判断矩阵构造1 6 2 5 3 结果分析1 7 2 6 补偿的博弈论研究1 8 2 6 1 冲突确定1 8 2 6 2 博弈假设18 2 6 3 博弈论模型建立1 9 2 6 4 结果分析1 9 2 7 本章小结2 1 3 安康水源区农业非点源污染负荷分析2 2 3 1 非点源污染负荷计算方法2 2 3 1 1 经验统计法2 2 3 1 2 模型估算方法2 3 3 2 输出系数确定2 4 西安理工大学硕士学位论文 3 2 1 输出系数分类2 4 3 2 2 农用地输出系数2 4 3 2 3 建设用地输出系数2 5 3 2 4 未利用土地输出系数2 5 3 2 5 畜禽输出系数_ 2 6 3 2 6 农业人口输出系数2 7 3 3 农业非点源污染负荷计算2 8 3 4 结果分析2 9 3 5 本章小结- 3 0 4 农业非点源污染控制投入成本计算3 1 4 1 投入成本分析3 1 4 2 农业非点源污染治理费用3 2 4 2 。1 治理措施分析3 2 4 2 2 农用地治理费用3 4 4 2 3 畜禽及农业人口污染治理费用3 6 4 2 3 未利用土地治理费用。3 6 4 2 4 化肥治理费用一4 7 4 3 发展机会损失分析一4 8 4 3 1 税收受损4 8 4 3 2 农业减收：4 8 4 3 3 发展机会成本损失计算4 9 4 4 农业非点源污染控制投入成本分析4 9 4 5 本章小结51 5 农业非点源污染控制补偿量分析5 2 5 1 补偿的经济学分析5 2 5 1 1 对正外部性行为补偿5 2 5 1 2 对减少负外部性行为补偿5 2 5 1 3 最优污染水平模型5 3 5 2 补偿量确定5 4 5 2 1 农业非点源污染的生态价值损失5 5 5 2 2 基于自愿协商的补偿量分析5 6 5 3 本章小结5 7 6 结论及展望5 8 6 1 结 仑5 8 6 2 展望5 8 i i 目录 一 致谢5 9 参考文献。6 0 附录。6 6 i i 1 前言 1 前言 1 1 研究背景及意义 由于水资源在时间和空间上的分布不均，降雨在不同区域的差异，使得人们对于跨流 域调水的需求逐渐加强。跨流域调水指不同流域之间通过调剂水量余缺所进行的水资源合 理开发利用。这是解决水资源分布不均，改善水土资源原有格局，实现水资源合理配置， 保证社会、经济和环境持续协调发展的一项重要战略措施【l 】。大规模的跨流域调水开始于 2 0 世纪5 0 年代【2 1 。为了从根本上缓解我国华北水资源短缺，实现水资源最佳时空配置， 我国决定实施南水北调中线工程【3 】。南水北调中线工程南起湖北省丹江口水库。中线工程 从丹江口水库向北，沿途经过长江流域、淮河流域、唐白河流域和黄淮海平原西部，自流 到北京、天津等地。输水干渠全长1 2 7 3 公里。主要解决北京、天津、石家庄等华北地区 2 0 多座大中城市的水资源短缺问题，兼顾生态环境和农业用水。第一期规划多年平均调 水量为9 5 x 1 0 8m 3 【4 】。 南水北调中线水源区包括陕西省南部经济欠发达的3 1 个县( 区) 。水源区总面积6 2 7 万k m 2 ，占丹江v 1 水库控制面积9 5 2 万l 矗的6 5 9 ，年均入丹江口水库水量2 8 4 7 亿m 3 ， 占丹江1 ：3 水库多年平均入库水量4 0 8 5 亿m 3 的7 0 【5 】。从以上数据可以看出，陕西水源 区是南水北调中线工程的主要水源区，保证陕西水源区的水质水量是中线工程的关键。 中线工程的建立可以大大减轻京津地区的水资源危机，还极大地改善供水区以及沿线 地区的生态环境【6 j 。但同时中线工程又为陕西水源区带来一系列问题。首先，中线调水对 陕西水源区的水质要求提高，加大了水源区的生态建设；其次，为了保证水源区的水质， 陕西水源区就必须限制污水排放量，并且提高排放标准，加大了环境污染治理投资；最后， 保护水源在一定程度上限制和妨碍区域经济发展，导致财政收入减少【7 1 。另外，限制水源 区的发展加剧了当地的生态环境保护与居民的基本权益的矛盾，给陕西水源区的可持续发 展带来了负面影响【8 9 j 。 目前，陕西水源区非点源污染严重，已经影响了南水北调中线水源水质。其中水土流 失严重【1 0 儿j ，使得土地砂砾化越来越严重。另外，水土流失产生的大量泥沙吸附和携带大 量的营养元素随径流直接进入河流水体，引起水体水质的下降【1 2 】。根据史淑娟的研究， 陕西水源区汉江流域的非点源污染负荷在总污染负荷中占7 0 ，其中非点源污染主要是 农业非点源污染【1 3 】。农业非点源污染导致的农业资源短缺、生态破坏和环境污染问题， 日益成为制约当地可持续发展的重要因素。 现有的关于陕西水源区的生态补偿主要集中在水环境容量【1 4 】，水污染治理【1 5 】，水资 源价值【1 6 】以及防护成本【1 7 1 8 】方面，而关于农业非点源污染的控制补偿研究较少。本文以 一安康水源区为研究对象，针对区域内的农业非点源污染控制补偿进行研究。目前，安康水 源区的农业非点源污染是主要的污染类型，对农业非点源污染的控制补偿研究是安康水源 西安理工大学硕士学位论文 区保护水源的需要。研究有利于安康水源区的良性发展，能有效解决农业非点源污染治理 资金短缺问题，调动水源保护工作的积极性和主动性。 因此，对安康水源区农业非点源污染的控制补偿研究既必要又紧迫，同时具有十分重 要的现实意义： ( 1 ) 农业非点源污染的控制补偿是南水北调中线陕西水源区生态补偿最重要的一部 分。农业非点源污染的控制补偿研究为陕西水源区生态补偿机制的建立提供有力的支持。 ( 2 ) 安康水源区生态环境保护面临着严重困难，对安康水源区农业非点源污染控制 补偿研究，是涵养保护水源的需要，也是水源区良性发展的需要。 ( 3 ) 安康水源区农业非点源污染控制补偿研究将促进水源区的协调发展。在非点源 污染得到有效控制下，有效改善水源水质。同时又能解决农业非点源污染治理资金短缺的 问题。 1 2 生态补偿国内外研究进展 目前，关于生态补偿的概念还没有形成统一的、公认的定义，对生态补偿理论的研究 还处于探索阶段，还没有形成公认的生态补偿理论和完整的方法体系。生态补偿主要集中 在流域上下游、森林、生物多样性、景观生态、矿山、土地等领域【19 | 。自2 0 世纪5 0 年 代以来，鉴于在经济社会发展中存在的资源耗竭和生态破坏问题，一些国家和地区尝试采 用补偿的经济手段予以解决。 生态补偿起源于流域的生态服务市场【2 。流域生态服务市场起源于流域管理和规划 流域生态服务包括3 个方面：水质保护、水量保障和洪水控制。基于以上流域生态服务的 补偿，有助于水源区保护区的生态建设。例如，在美国的田纳西州，通过对耕地和草地的 所有者进行经济补偿，最终有效减少水土流失【2 1 j 。 在生态补偿的理论探讨方面，哥斯达黎加、英国伦敦的国际环境与发展研究所、美国 的森林趋势组织、世界银行环境局等国家或组织在不同的范围内对单独的生态补偿案例进 行研究和总纠2 2 j 。 其中，以美国政府对生态环境保护尤为重视。为了提高流域内上游地区的居民对水源 保护工作的积极性，政府部门采取相应的补偿机制，主要由下游获益地区的政府和居民向 上游地区做出水土保持贡献的居民进行经济补偿【2 3 】；德国易北河的生态补偿机制也达到 了很好的促进作用；而在以色列，生态补偿表现为到达水的循环利用，也就是排放者排出 多少污水，经过合理处理后排放者补偿处理成本【2 4 | 。 与国外相比，我国的生态补偿研究尚处于起步阶段。现有的生态补偿主要集中在林业、 矿业和水资源等领域【2 5 1 。目前，我国的森林与自然保护区的补偿研究由于国家的重视开 展较早，已经取得了一定的成果。我国建立了森林生态效益的补偿基金制度，而为了对生 态系统退化的补偿，大力推行了天然林保护、退耕还林等工程。尤其在2 0 0 4 年，我国根 据实际国情建立了森林生态效益补偿基金【26 l 。自2 0 世纪9 0 年代起，国家环保总部开始 1 前言 推动生态补偿机制方面的研究和实践，先后在河北、辽宁等1 1 个省( 自治区) 的6 8 5 个 县( 单位) 和2 4 个国家级自然保护区开展了征收生态环境补偿费的试点；2 0 0 5 年制定了 关于逐步建立矿山环境治理和生态恢复责任机制的指导意见，2 0 0 7 年印发了关于 开展生态补偿试点工作的指导意见，推动了相关生态补偿政策法规的制定和完善，为全 面建立生态补偿机制奠定了基础。 我国关于生态补偿的研究和实践始于2 0 世纪9 0 年代初期。目前已经从政策性的宏观 研究转为到利用统计学、数学等科学工具定量化研究。生态补偿的实践主要集中在城市饮 用水源地保护和中小流域的上下游间的生态补偿2 个方面。 目前，取得成功的典型案例主要包括：黑河流域生态补偿机制【2 。7 】；九寨沟旅游生态 足迹与生态补偿分析f 2 8 】；浙江、广东两地的“异地开发”的生态补偿模式，例如浙江省 金华市建立的“金磐扶贫经济开发区”【2 9 】；福建省的闽江、九龙江、晋江等流域的生态 补偿研究1 3 0 ；官厅水库流域基于生态系统服务的生态补偿机制研究【3 】；广东省东江流域 的生态补偿机制的研究【3 2 】。 2 0 0 6 年1 1 月，时任全国政协常委安启元和陕西省政协副主席李雅芳、刘石民等人， 在对南水北调中线的陕西水源区和湖北省丹江口等地进行视察期间，最早提出了中线工程 陕西水源区的生态补偿问题。各位领导一致认为，南水北调中线工程水源区的水质保护和 污染防治工作是非常有效的。另外，水源区为了保障水质，作出了巨大的牺牲。应当按照 调水量和水质对水源区给予一定的经济补偿，以保护和支持保护水源工作积极性，弥补因 保护水源而造成的地方收入损失。在2 0 0 8 年4 月在汉中举办的全球水伙伴会议上，与会 的专家、领导和地方工作者，就南水北调中线陕西水源区生态补偿的有关方面问题进行深 入广泛的探讨。大家一致认为，建立和完善陕西水源区生态补偿，是保证陕西水源区和受 水区达到双赢的需要。同时，可以有效解决水源区污染治理资金短缺的问题。最后建议， 国家应尽快建立南水北调中线水源区水土保持生态补偿机制。陕西省水土保持局和西安理 工大学于2 0 0 7 年8 月联合开展了南水北调中线陕西水源区的水土保持生态补偿研究。研 究在补偿定量分析和生态补偿途径、方法等方面取得了一定的成果【3 3 】。 虽然已经有了这么多的成功案例，但是生态补偿的研究还存在一些问题。补偿机制更 多地体现在“扶贫 的意义上，缺乏明确的法律法规或者政策依据；补偿仅仅局限于特定 的小型流域，而在大流域或跨区域调水管理中推广还有很多问题亟待解决；补偿资金的筹 措和运作缺乏相应体制和政策支持，实施难度较大；生态补偿计算方法与补偿标准研究严 重滞后，满足不了生态补偿实践的需要；水权不明晰是制约流域生态服务补偿市场的主要 因素，造成了对流域自然资源保护与利用的混乱现象。 1 3 非点源污染研究进展 非点源污染( n o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n ) ，指非特定区域的污染物，在降雨和径流的 冲刷下，随地表径流进入水体( 如河流、湖泊、水库等) 而引起的水体污染【3 4 。由于非 西安理工大学硕士学位论文 点源污染多起源于分散、多样的土地区，其地理边界和位置难以识别和确定。与点源污染 相比，非点源污染危害规模更大，防治更加困难。非点源污染的危害主要包括【3 5 】：( 1 ) 大量的泥沙造成水体淤积，影响水体的生态功能；( 2 ) 大量的营养元素进入水体，引起水 体的富营养化；( 3 ) 对饮用水源造成污染，影响人体健康；( 4 ) 造成建筑物和财产的直接 损失。一般，非点源污染按照来源分为城市非点源污染和农业非点源污染。目前，农业非 点源污染已经污染了全球3 0 5 0 的陆地面积1 3 酬。而且在不同程度退化的耕地中，农业非 点源污染贡献率达到了7 5 1 37 1 。所以说农业非点源污染已经成为非点源污染的主要来源。 农业非点源污染指在农业生产活动中，氮、磷等营养物质和农药、重金属等有机、无 机污染物及土壤颗粒等沉积物，通过地表径流和地下渗漏，对环境尤其是水体环境造成的 污染【3 8 】。引起农业非点源污染的原因主要包括【3 9 铷】：化肥农药的过量以及不合理施用， 导致土壤板结以及营养元素的损失；土壤侵蚀引起的水土流失和径流污染；畜禽粪便 未经处理随意排放导致的污染；农村未经处理的生活污水直接或者间接进入水体，尤其 是大量的洗涤用品；农村生活垃圾在雨水的冲淋下引起污染的迁移；土地结构和土地 类型的不合理利用。可以看出农业非点源污染主要由降雨径流、土壤侵蚀引起【4 ，这样 导致农业非点源污染具有污染范围广、确定模糊、潜伏时间长、难以治理等特点【4 2 1 。 1 3 1 国外研究进展 国外非点源污染研究起步于2 0 世纪6 0 年代，在美、英、日等一些发达国家率先开展， 2 0 世纪7 0 年代以后在世界各地逐渐受到重视。目前，非点源污染研究成为国际上环境问 题研究的活跃领域1 4 引。 在经历了农业非点源污染的沉痛教训后，欧美等发达国家认识到，控制非点源污染刻 不容缓，尤其是农业非点源污染的治理尤为重要。控制非点源污染成为改善水环境质量、 提高生活质量的关键【4 4 1 。经过多年对于非点源污染的研究，人们逐渐总结出控制与补偿 并举的非点源污染控制经验。主要包括【4 5 】：( 1 ) 政策法规；( 2 ) 高新技术；( 3 ) 税费调 整；( 4 ) 发放补偿。 a 政策法规 美国是最早利用政策法规控制非点源污染的国家。在1 9 7 2 年的清洁水法中，美 国政府首次将非点源污染的控制纳入国家法规，并提出了著名的“最大日负荷量计划”0 而在联邦水污染控制法中，提倡以合理利用土地基础的“最佳管理实践”；随后又在 颁布的安全饮用水法及修正案，海岸带管理法，总统水质动议法等法规汇总， 都有明确的针对非点源污染控制的条款和规定1 4 6 j 。 而欧盟关于非点源污染控制的第一项重要立法是在1 9 8 0 年颁布的饮用水法令。其 中规定了饮用水中硝酸根含量不得超过5 0m g l 。随后在1 9 8 9 年的欧盟委员会上，第一 次正式提出非点源污染问题，并且确定水质问题是由农业与城市非点源污染中的硝酸盐引 起的。而在1 9 9 1 年出台的欧盟硝酸盐法令中，欧盟要求各成员国将硝酸根超标的区 4 1 前言 域标定出来，而这些区域被列为硝酸盐污染敏感区域。在区内必须采用有效地强制措施减 少污染物的进一步增加。其中对农业规定最严格的一项规定是有机肥施用量( 以n 计) 不得超过1 7 0k g h m 2 a e 4 7 】。在2 0 0 0 年颁布的水框架法规中，对于农业非点源污染采 取了一定的污染管理措施。这些措施具有治理范围广、预防性强、经济效益好等特点。对 特殊要求的利用充分的监测点进行现场监测，以预测非点源污染对水体的风险影响【4 8 1 。 荷兰通过一系列的立法限制重点污染区域内的畜禽数量，并且对农田的养分流失量有 严格而明确的规定，一旦流失量超过标准，就必须缴纳费用，而且费用随流失量的增加而 大幅度增加。德国从1 9 9 6 年开始实行了德国肥料条例。其中规定了不同类型土地有机 肥的最大用量，并且限制了施肥时间。在法国，政府规定在硝酸盐污染区执行严格的施肥 标准，而且针对不同的作物制定了详细的肥料禁用时间。 b 高新技术 目前，控制非点源污染的主要技术是b m p s 。b m p s 全称最佳管理措施，是一系列的 管理措施的总称。其主要是针对非点源污染提出合理的农业控制性措施【4 9 1 。而现在已经 得到应用并且产生良好效益的措施有：少耕法、生态灌溉、综合病虫防治、防护林、人工 湿地、植被过滤带、草地缓冲带、岸边缓冲区等【5 0 。5 1 1 。 c 税费调整 征税能够解决污染排放造成的损失问题。因此，在生产过程总，如果税收远高于污染 物的控制成本，污染物排放者就会选择减少污染物排放量而不是交税。经过价格作用，污 染排放者就会减少成本高的生产行为，选择成本低的生产方式，这样可以达到低成本控制 非点源污染的目的。例如在控制畜禽粪便污染时，面对增加粪便无害化处理设施与缴纳高 额税费，大多数的养殖者考虑到经济因素大多都会选择增加粪便无害化处理设施。因此， 利用税收平衡农业非点源污染物和无害化处理设施的关系是非常有效的【5 2 1 。 d 发放补偿 没有补贴时，环境保护者没有任何削减污染的经济激励。而对于追求利益最大化的污 染物排放者在没有惩罚的前提下则会采取污染控制零投入的策略。在对污染排放者征收污 染排放税，而对环境保护者因削减污染进行补偿，这样便加强环境保护者对污染物削减的 积极性。对于污染排放者，只要削减成本低于相对应的税费，这是对其还是有经济利益的。 这种情况下，污染排放者就会变被动污染控制转变为积极主动的污染消减。 例如在英国的硝酸盐敏感区，农民接受了补偿，但是对自身的生产活动也进行了严格 限制。具体的限制规定有：部分耕地变为不能施肥并且不能放牧的草地；部分耕地严 格限制施肥量，如氮肥每年不得超过1 5 0k g h a ，另外还必须有一定面积的草地；严格 禁止马铃薯等作物的种植。根据不同程度的限制，硝酸盐敏感区的补偿资金从6 2 5 6 5 m a 不等【5 3 】。 而对于大流域的非点源污染控制，单一的技术远远达不到控制的目的，需要各种技术 和措施综合利用。例如，在北美的五大连湖流域，由于面积大，控制难度大。区域内的非 西安j e s - 大学硕士学位论文 点源污染来源多，包括土壤的径流、农业化肥农药、城市废弃物以及工业废料等。这些都 严重污染到了生物的栖息地，造成了生物多样性的减少以及影响人体健康。为了降低和消 除这些危害，美国政府采取了一系列的措施，其中包括：提高流域内公民的参与治理意识， 制定了美国环保局计划、海岸带面源污染管理计划和农业计划等。这些措施的实施，有效 地控制了流域的非点源污染【5 4 1 。 1 3 2 国内研究进展 我国的非点源污染研究始于2 0 世纪8 0 年代的湖泊富营养化调查，真正意义上的非点 源污染研究是北京城市径流污染研烈5 5 】，之后相继在上海、杭州、苏州、长沙、南京、 成都等城市开展了城市非点源污染研究；与此同时，农村非点源污染研究先后在于桥水库、 滇池、太湖、巢湖、晋江流域等地方开展了工作【5 6 - 5 7 】。 然而，我国的农业非点源污染形势仍然严峻。化肥施用量从1 9 9 0 年的25 9 0 3 万t 增加到2 0 0 8 年的52 3 9 0 万t 。而单位面积耕地化肥施用量从1 9 9 0 年的2 7 0 7 5k g h m 2 增 加到2 0 0 8 年的4 3 0 4 3k 酣1 1 1 1 2 【5 8 j ，远远超过了发达国家为阻止化肥对水体造成污染所设定 的2 2 5k g ，h i n 2 的安全上限【5 圳。再加上我国化肥的平均利用率仅为3 5 ，大量的营养元素 随地表径流进入水体，不但造成了粮食损失，更引起大面积的水体富营养化。仅仅因化肥 污染造成的粮食经济损失每年达到2 3 0 2 6 0 亿元【6 0 j 。此外，我国自1 9 9 0 年以来畜禽养殖 量保持世界第一。然而畜禽造成了严重的粪尿污染。全国9 0 以上的畜禽养殖场没有完 善的污水处理设施，导致污染物的随意排放1 6 。 大量河流湖泊水质的持续下降，饮用水水源遭到污染等问题的相继出现，使得非点源 污染的控制问题逐渐引起了全社会的关注。大量的非点源污染研究也取得了一定的成就。 吴电明等1 6 2 j 通过对坡耕地的氮、磷流失情况研究，发现氮磷流失是引起农业非点源 污染的重要原因。经过对国内外众多的坡耕地研究案例进行对比，发现土壤、降雨、耕作 方式是造成氮磷流失的主要影响因素。并提出了覆盖种植、保护性耕作以及坡改梯等有效 地控制措施。彭畅等【6 3 j 通过对国内外因农田氮磷流失引起的农业非点源污染的流失途径 进行分析，提出了建立相关政策法规、利用生态工程技术、模型预测报警和改善肥料管理 4 种防治对策。张红举等t 6 4 1 利用太湖流域的基础资料对流域内的非点源污染负荷进行定量 研究，分析了太湖流域的非点源污染现状。根据研究结果，提出了合理规范农业用水、科 学确定化肥施用量、对地表径流和渗漏采取生态拦截等治理措施。唐狲鹏【6 5 】等利用人工 沸石复合湿地对滇池流域内的一段区域的暴雨径流进行处理。研究表明，以人工沸石复合 湿地技术为核心的组合湿地在处理暴雨径流期间，对径流中的氮磷有稳定的去除效果，而 且表现出短时间内的强拦截率。陶春等f 6 6 】在农业非点源污染发生的机理和特征基础上， 通过对土地利用方式、地形条件、气候、水文条件等农业非点源污染影响因子的分析，研 究了国内外农业非点源污染最新的控制技术。最后根据我国实际情况，提出了今后的研究 重点从以下进行：( 1 ) 加强农业非点源污染对地下水污染的研究，尤其是农田生态系统中 1 前言 硝酸盐的淋失规律及其对地下水的影响研究；( 2 ) 重视大气干湿沉降氮在非点源污染中的 作用；( 3 ) 在生态脆弱的地带，进行定点的监测研究，加强这一区域的控制；( 4 ) 注重工 程措施和生态措施的结合使用。秦忠等【6 7 】对太湖流域2 0 0 5 年和2 0 0 0 年的污染物输入总 量分析，结果发现，流域内的点源污染物比例在逐年下降，而非点源污染所占比例增加迅 速。在非点源污染中，农村居民产生的污染物最多，其次是农田径流造成的污染。根据来 源分析，提出了太湖流域平原水网区的非点源污染控制措施：( 1 ) 农村居民的生活污水分 户进行生态处理；( 2 ) 农村生活垃圾进行集中收集处理；( 3 ) 根据水产养殖面积，实施入 河污染物总量控制；( 4 ) 在水稻种植区域推广节水抗旱的杂交水稻；( 5 ) 进行农业非点源 生态修复工程。张迎珍【6 8 j 以山西省运城市的盐湖区为研究对象，依据新农村建设，结合 该区域的非点源污染现状，提出了以控制乡镇道路的地表径流为主的控制措施，再辅以相 应的生态处理工程措施。李强坤1 6 9 】等通过对青铜峡灌区的农业非点源污染控制措施的分 析表明，水分是该区域的农业非点源污染的主要动力和载体。为了控制农业非点源污染， 加强了农田水分管理，推广了节水灌溉，利用了测土配方施肥技术。这些措施经监测表明， 对农业非点源污染具有良好的控制作用。 然而，我国现在的非点源污染研究还是比较落后。通过对国内外非点源污染控制研究 分析，我们可以看出国外现在的非点源污染控制研究已趋于成熟，而且在很多实际操作中 得到了应用并取得了很好的效果。而我国的非点源污染控制研究相对来说落后，具体的实 际应用不多。 1 3 3 农业非点源污染控制措施 通过对国内外的农业非点源污染控制措施分析，目前主要的措施包括以下5 种： a 保护性耕作 农民在平时的农业活动时，尤其在耕作时，由于采用传统的种植工艺，对土地的保护 不足，导致土壤营养物质的流失而产量较低。为了达到了对土壤养分、化肥和农药的控制， 目前多数地区采用保护性耕作技术。即通过增加地面的粗糙度，而改善土地结构，提高土 壤的保水保肥能力，通过拦截径流而减少水分蒸发，提高地表水的渗透，减少径流的产生， 从源头减少污染物。现在已经实施较多的措施包括：坡改梯田，合理轮作、套种混播，覆 盖种植，少耕法和免耕法。经过保护性耕作的农田，不仅污染明显减少，还大大提高了农 田产量【7 0 7 1 1 。 b 科学灌溉 根据现有研究，农田灌溉水量能引起土壤营养物质不容程度的流失