重慶市農(nóng)業(yè)面源污染測算與空間特征解析*

胡靜鋒

(重慶社會科學(xué)院農(nóng)村發(fā)展研究所，重慶 400020)

·持續(xù)農(nóng)業(yè)·

重慶市農(nóng)業(yè)面源污染測算與空間特征解析*

胡靜鋒

(重慶社會科學(xué)院農(nóng)村發(fā)展研究所，重慶 400020)

文章采用清單分析法對重慶市農(nóng)業(yè)面源主要污染物、污染負(fù)荷進(jìn)行估算，在此基礎(chǔ)之上，運用聚類分析、線性回歸以及實證調(diào)研等方法，對污染的空間分布特征、影響因素、污染成因作測算與分析。研究尺度定位區(qū)縣級空間，研究范圍依從經(jīng)濟功能區(qū)域劃分，囊括重慶市37個農(nóng)業(yè)區(qū)縣。重慶市平均水質(zhì)污染物濃度COD為11.995mg/L，TN為2.043mg/L，TP為0.457mg/L，綜合水質(zhì)指數(shù)為1.989，在輕度污染范圍內(nèi)，非常接近中度污染。重慶主城區(qū)周圍的農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重，兩翼地區(qū)污染較輕。秸稈、畜禽糞便、化肥是污染的三大主源頭，貢獻(xiàn)率依次為44.65%， 45.47%， 7.23%。聚類分析表明永川、榮昌、銅梁、大足、長壽、璧山等區(qū)縣的污染非常嚴(yán)重。農(nóng)村用電量、農(nóng)作物播種面積、地表水資源總量對污染負(fù)荷指標(biāo)具有強烈影響。在污染負(fù)荷空間特征分析及實證調(diào)研基礎(chǔ)之上，提出相應(yīng)的治理對策建議。

農(nóng)業(yè)面源污染 污染源 空間特征

0 引言

農(nóng)業(yè)面源污染具有多源性、排放持續(xù)且隨機、時空差異大、分布廣等特點，相較于城市生活污染和工業(yè)污染的點源性，治理難度更大。作為水體污染的主要源頭，在一定區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)面源污染能占到污染總量的約60%左右[1]。重慶直轄市的廣大農(nóng)村區(qū)域內(nèi)人口眾多、山地多，農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，土地開發(fā)利用強度大，環(huán)境承載壓力巨大。三峽庫區(qū)有2/3的面積位于重慶境內(nèi)， 175m高程蓄水的庫容達(dá)393億m3，作為國家戰(zhàn)略水資源儲備庫，環(huán)境保護責(zé)任重大。管理并控制農(nóng)業(yè)面源污染是當(dāng)務(wù)之急。

作為學(xué)界共識，農(nóng)業(yè)面源污染主要來自過量的農(nóng)業(yè)化學(xué)品、畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的日益擴大、農(nóng)村生活廢水隨意排放，不少的研究[8，10]集中于對污染排放強度的測算，而忽略對污染成因面向基層的深度挖掘。在影響因素方面的研究，多集中在國土面積、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)村人口等少數(shù)指標(biāo)上，沒有建立起系統(tǒng)性的多方位影響分析架構(gòu)。農(nóng)業(yè)面源污染源核算主要方法有數(shù)學(xué)模型法[1-3]、平均濃度法[4]、水質(zhì)水量相關(guān)法[5]、綜合調(diào)查法[6]、單元分析法[7]、清單法[8]等。文章使用清單法對重慶市所轄的各區(qū)縣來自種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)村生活等3個源頭的主要污染物需氧量(COD)、全氮(TN)、全磷(TP)的排放負(fù)荷進(jìn)行測算。并在污染壓力測算基礎(chǔ)之上，進(jìn)行污染空間特征分析，對污染成因展開鄉(xiāng)村基礎(chǔ)的調(diào)研分析，作出更為系統(tǒng)的影響因子分析。為該市制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展的環(huán)境保護政策，提供理論依據(jù)及科學(xué)借鑒。

1 重慶市農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷測算

1.1 數(shù)據(jù)來源與分析工具

各項原始數(shù)據(jù)來自《重慶市農(nóng)村經(jīng)濟主要數(shù)據(jù)(2014)》、《重慶調(diào)查年鑒(2015)》、《重慶統(tǒng)計年鑒(2015)》、《重慶水資源公報(2014)》，進(jìn)而對當(dāng)前重慶市農(nóng)村面源污染的空間分布特征進(jìn)行測算。重慶市共有40個行政區(qū)縣，除開渝中區(qū)，萬盛經(jīng)開區(qū)(包括在綦江區(qū)之內(nèi))，依據(jù)重慶五大發(fā)展功能區(qū)域*2013年9月重慶市綜合考慮人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會、文化等因素，將重慶市全域劃分五個發(fā)展功能區(qū)域，分別是都市功能核心區(qū)、都市功能拓展區(qū)、城市發(fā)展新區(qū)、渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)、渝東南生態(tài)保護區(qū)。，測算37個區(qū)縣的農(nóng)村面源污染負(fù)荷指標(biāo)。分析工具包括EXCEL和SPSS。

1.2 數(shù)據(jù)來源與污染排放核算公式

1.2.1 種植業(yè)污染實物排放量核算公式

種植業(yè)污染物排放主要有化肥施用和秸稈遺棄，以化肥的折純施用量來計算TN，TP，忽略化肥的COD排放量。

化肥施用物排放量=耕地面積×單位耕地氮肥、磷肥的折純施用量×污染物入河系數(shù)。氮肥、磷肥進(jìn)入水體(包括地表水與地下水)的入河系數(shù)為10.07%和5.99%*數(shù)據(jù)根據(jù)《三峽庫區(qū)化肥農(nóng)藥污染源監(jiān)測年報》(2014)。。

秸稈遺棄污染物排放量=某作物產(chǎn)量×某作物秸稈產(chǎn)出系數(shù)×秸稈養(yǎng)分含量×(1-秸稈利用率)×入河系數(shù)。秸稈利用率根據(jù)抽樣調(diào)查和相關(guān)資料取0.7[9]，平均入河系數(shù)為0.04[10]。各作物的秸稈產(chǎn)出系數(shù)和秸稈養(yǎng)分含量根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料獲得，大宗作物包括：水稻、玉米、小麥、豆類、薯類、油料，其中油料含油菜籽，其余油料作物按花生測算。秸稈COD負(fù)荷值取平均值1.3185kg/kg[11-13]。

1.2.2 養(yǎng)殖業(yè)污染實物排放量核算公式

養(yǎng)殖業(yè)污染物排放主要來自畜禽養(yǎng)殖污染和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染。

畜禽養(yǎng)殖污染物排放量=畜禽養(yǎng)殖總量×畜禽糞便排泄系數(shù)×畜禽糞便中污染物平均含量×畜禽糞便污染物入河系數(shù)*畜禽糞便排泄系數(shù)、畜禽糞便中污染物平均含量根據(jù)《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟手冊》，農(nóng)業(yè)出版社， 1984年版。。畜禽糞便排泄系數(shù)、畜禽糞便中污染物平均含量根據(jù)《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟手冊》(農(nóng)業(yè)出版社)，畜禽糞便污染物入河系數(shù)取0.3[14]。

水產(chǎn)養(yǎng)殖污染物排放量=淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量×污染物排放系數(shù)，污染物排放系數(shù)根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料獲得[15-18]。2014年重慶水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量為37.02萬t，各區(qū)縣淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量根據(jù)水產(chǎn)當(dāng)年產(chǎn)值占全市比例，進(jìn)而折算出對應(yīng)的淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量，以池塘養(yǎng)殖為準(zhǔn)，排污系數(shù)取各魚種的平均值，TN為4.754 g/kg，TP為0.641 g/kg，COD為43.133 g/kg*各魚種排污系數(shù)數(shù)據(jù)來自，農(nóng)業(yè)部漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心《水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》。。

1.2.3 農(nóng)村生活污染實物排放量核算公式

農(nóng)村生活污染物主要來自生活污水和生活垃圾。生活污水污染物排放量=農(nóng)村人口總數(shù)×產(chǎn)生系數(shù)×流失系數(shù)。流失系數(shù)根據(jù)重慶市環(huán)境監(jiān)測中心監(jiān)測數(shù)據(jù)，鄉(xiāng)村取0.30*據(jù)重慶市環(huán)境監(jiān)測中心2014年檢測結(jié)果。，產(chǎn)生系數(shù)以重慶市平均值為準(zhǔn)*重慶市居民生活污水污染物排放系數(shù)來自，環(huán)境保護部華南環(huán)境科學(xué)研究所《生活源產(chǎn)排污系數(shù)及使用說明(修訂版2011)》。

生活垃圾污染物排放量=農(nóng)村人口總數(shù)×人均垃圾產(chǎn)生系數(shù)×垃圾滲濾液中污染物平均含量×入河系數(shù)。農(nóng)村人均垃圾產(chǎn)生系數(shù)為0.67kg/(d·人)，入河系數(shù)鄉(xiāng)村取0.20[19]，垃圾滲濾液中污染物平均含量：COD為50mg/g，TN為1 mg/g，TP為0.2 mg/g*垃圾滲濾液中污染物平均含量數(shù)據(jù)來自，第一次全國污染源普查資料編纂委員會《全國污染源普查產(chǎn)排污系數(shù)手冊》 (2011)中國環(huán)境科學(xué)出版社， 2011年版。。

1.3 污染壓力指標(biāo)

1.3.1 等標(biāo)指數(shù)

污染絕對等標(biāo)排放量公式為：某污染物的絕對等標(biāo)排放量=該污染物絕對實物排放量/標(biāo)準(zhǔn)濃度*地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)濃度值為COD： 20mg/L，BOD5：4mg/L，TN： 1.0mg/L，TP： 0.2mg/L。。國土等標(biāo)排放系數(shù)表示區(qū)域內(nèi)的單位土地污染物負(fù)荷狀況，公式為：國土等標(biāo)排放系數(shù)=絕對等標(biāo)排放量/國土面積

1.3.2 農(nóng)業(yè)面源污染水質(zhì)指數(shù)

農(nóng)業(yè)面源污染物的水質(zhì)濃度計算公式為：某污染物水質(zhì)濃度=該污染物絕對實物排放量/該市地表水資源總量。水質(zhì)指數(shù)公式為：單項水質(zhì)指數(shù)=污染物排放濃度/標(biāo)準(zhǔn)濃度內(nèi)梅羅(Nemerow)綜合水質(zhì)指數(shù)公式為：

表1 內(nèi)梅羅綜合水質(zhì)指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)

指數(shù)值0

1.4 測算結(jié)果

在收集整理重慶市2014年的數(shù)據(jù)，按照上述計量公式和計算辦法，首先獲得各區(qū)縣的污染物絕對排放量， 2014年重慶市農(nóng)村面源污染物絕對實物排放量高達(dá)68.748 879 5萬t，其中COD達(dá)56.894 475 9萬t，TN達(dá)9.687 789 6萬t，TP達(dá)2.166 614 0萬t，分別占比82.76%， 14.09%， 3.15%*各區(qū)縣農(nóng)業(yè)面源污染絕對實物排放量，以及各生產(chǎn)源的污染絕對實物排放量，受篇幅限制，未列表。。

核算得出重慶市各區(qū)縣的農(nóng)村面源污染負(fù)荷狀況測算結(jié)果如表2所示。

表2 2014年重慶市農(nóng)業(yè)面源污染國土等標(biāo)排放系數(shù) 萬m3/km2

表3 2014年重慶市農(nóng)業(yè)面源污染水質(zhì)濃度與水質(zhì)指數(shù)

污染物水質(zhì)濃度(mg/L)綜合水質(zhì)指數(shù)污染物水質(zhì)濃度(mg/L)綜合水質(zhì)指數(shù)CODTNTPCODTNTP都市功能核心區(qū)大渡口5.3234.1780.3993.321渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)萬州12.311.990.391.77江北5.3951.5750.2731.346梁平14.983.2820.73.046沙坪壩6.0920.1851.606城口2.6350.3870.1280.53九龍坡8.6351.5910.4331.822豐都14.4282.310.52.196南岸7.0871.60.1431.294墊江31.5884.1840.8213.763都市功能拓展區(qū)北碚7.3271.6250.2481.378忠縣16.0682.7440.5062.412渝北19.9523.340.9844.106開縣12.6212.2310.3721.931巴南22.7452.9950.813.451云陽12.4321.7150.3641.618城市發(fā)展新區(qū)涪陵16.7863.1620.6232.795奉節(jié)7.8561.0670.2010.953綦江13.62.5280.4732.218巫山5.9720.9330.1810.83大足39.0625.821.3936.026巫溪2.7440.5440.1020.476長壽40.16.1911.7587.394渝東南生態(tài)保護區(qū)黔江9.1371.5440.2991.367江津20.3213.3720.743.237武隆5.1240.9280.1670.811合川26.7013.3240.8523.672石柱5.9391.0660.1570.908永川42.71910.4872.2979.913秀山5.7620.9720.1760.852南川12.1162.3680.5472.356酉陽4.9240.7110.1350.634潼南22.583.6950.6693.246彭水4.9521.0690.130.887銅梁35.3836.9462.2419.21全市平均11.9952.0430.4571.989榮昌53.7357.8112.55410.565璧山60.8811.6225.49421.815

2 農(nóng)業(yè)面源污染空間特征解析

2.1 污染源及致污成因分析

經(jīng)測算COD種植業(yè)源30.596 018 2萬t，養(yǎng)殖業(yè)源26.273 791 7萬t，生活源246.660 t，分別占比53.78%， 46.18%， 0.04%。TN種植業(yè)源4.940 256 7萬 t，養(yǎng)殖業(yè)源4.744 625 9萬 t，生活源1.109t，分別占比50.99%， 48.98%， 0.03%。TP種植業(yè)源1 298.920 t，養(yǎng)殖業(yè)源2.036 441 5萬t，生活源2.805 t，分別占比6.00%， 93.99%， 0.01%。測算結(jié)果表明，COD源主要為種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，其中秸稈遺棄分量尤重，禽畜養(yǎng)殖排放量大于水產(chǎn)養(yǎng)殖； TN源主要為種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，權(quán)重基本相當(dāng)； TP源主要為養(yǎng)殖業(yè)，其中畜禽養(yǎng)殖起到?jīng)Q定性作用。秸稈、畜禽糞便、化肥是污染的三大主源頭，依次占比為44.65%， 45.47%， 7.23%，水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)村生活源污染占比很小。

通過對當(dāng)前重慶市種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)村生活三大主要污染源的調(diào)研，面源污染的直接成因可歸納總結(jié)為以下3個方面*以下的數(shù)據(jù)分別來自《重慶調(diào)查年鑒(2015)》，及調(diào)研獲得的重慶市環(huán)境保護局、重慶市農(nóng)業(yè)委員會的統(tǒng)計資料。。

2.1.1 種植業(yè)源致污成因

(1)化肥粗放施用問題日益嚴(yán)重，施用量增長迅速，利用率低。2014年重慶市化肥施用量(折純)96.643 5萬t， 2004年為(折純)77.018 3萬t，相比10年前增加了19.625 2萬t，增幅達(dá)25.48%。當(dāng)前的化肥施用水平411kg/hm2，而國際公認(rèn)的安全上線是225kg/hm2，相比高出1.83倍，更為嚴(yán)重的是化肥利用率僅達(dá)35%左右，其余大部分流失。以此計算2014年化肥流失土壤高達(dá)62.818 3萬t。

(2)農(nóng)藥用量持續(xù)增加，造成殘留不斷積累。自2000年以來農(nóng)藥使用量均在1.8萬t以上， 2014年農(nóng)藥使用量為1.835 4萬t， 2008年使用量高達(dá)2.200 4萬t。目前農(nóng)藥使用強度達(dá)9.5kg/hm2，利用率僅為30%。以此計算2014年農(nóng)藥殘留土壤高達(dá)1.284 8萬t。散失農(nóng)藥不斷積累的毒性物質(zhì)，進(jìn)而持續(xù)污染土壤、地下水、地表水。

(3)農(nóng)膜使用量持續(xù)迅猛增加，殘留積累對土壤破壞嚴(yán)重。2014年農(nóng)膜使用量為4.286 0萬t， 2004年為2.683 4萬t，相比十年前增加了萬t，增幅達(dá)59.72%。當(dāng)前農(nóng)膜施用水平達(dá)81.9kg/hm2，殘留率高達(dá)40%左右，以此計算2014年農(nóng)膜殘留土壤達(dá)到1.714 4萬t。殘留在土壤中的農(nóng)膜在短期內(nèi)根本無法降解，殘留的化學(xué)顆粒破壞突然結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)，保水能力降低，并且重金屬元素不斷累積超標(biāo)。

(4)丘陵地區(qū)種植業(yè)負(fù)載過重，在強烈的侵蝕作用下，含有大量氮、磷、鉀、農(nóng)藥殘留的土壤進(jìn)入水體。重慶市丘陵山地約占總94%，坡度大于15°的山地面積占近85%，其中坡度大于25°的坡耕地面積占到耕地面積的16%，超過全國平均水平11個百分點。重慶降雨量大且集中，水土流失面積占到幅員的48.6%，每年土壤侵蝕總量達(dá)1.46億t，流失的土壤中含有大量的氮、磷等營養(yǎng)物，對水環(huán)境造成影響。

(5)精耕細(xì)作的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式使得農(nóng)地復(fù)種指數(shù)高，為快速恢復(fù)地力，尤其依賴農(nóng)用化學(xué)品。目前重慶市人均耕地面積僅0.072hm2，比全國平均0.14hm2少近一半。在大量青壯勞動力外出務(wù)工，農(nóng)業(yè)勞動力減少導(dǎo)致農(nóng)家肥使用減少的情況下，農(nóng)用化學(xué)品的用量激增。有機農(nóng)業(yè)發(fā)展滯后，由于有機農(nóng)產(chǎn)品沒有綠色環(huán)保認(rèn)證以作市場區(qū)分，從而沒有相應(yīng)的價格形成機制，使得農(nóng)戶生產(chǎn)綠色有機農(nóng)產(chǎn)品的激勵不足。大量使用農(nóng)用化學(xué)品以獲取更大的產(chǎn)出，是當(dāng)前市場環(huán)境下的農(nóng)戶最優(yōu)策略。

2.1.2 養(yǎng)殖業(yè)源致污成因

(1)禽畜養(yǎng)殖規(guī)模增長迅速，規(guī)模巨大。畜禽存欄數(shù)增長顯著，其中牛存欄數(shù)2013年對比2006年增幅達(dá)45.43%，生豬增幅達(dá)9.07%，羊增幅達(dá)51.93%，家禽增幅達(dá)57.22%，兔增幅達(dá)62.01%，水產(chǎn)品養(yǎng)殖面積增幅達(dá)152.55%，水產(chǎn)品產(chǎn)量增幅達(dá)134.76%。2014年重慶市畜禽規(guī)模養(yǎng)殖數(shù)折算為生豬當(dāng)量存欄約3 300萬頭，由此估算年排泄糞污約有8 866萬t，其中糞便5 522萬t，尿液3 344萬t。

(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變使得畜禽糞便用作肥料的勞動成本增加。由于農(nóng)牧分離和種養(yǎng)脫節(jié)，養(yǎng)殖場的畜禽糞便在廣闊地域內(nèi)作為肥料施用需要使用大量勞動力，相較于農(nóng)戶分散養(yǎng)殖的勞動成本顯著增加。

(3)建設(shè)污染治理設(shè)施成本高，養(yǎng)殖場無力承擔(dān)。目前重慶市范圍內(nèi)有近7萬家規(guī)?；B(yǎng)殖場(按年出欄50頭生豬豬當(dāng)年計算)，絕大部分沒有排泄物處理設(shè)施。目前針對畜禽糞便的環(huán)保處理方法的技術(shù)支撐很少，簡單深埋處理往往造成地下水污染。在增收致富以經(jīng)濟發(fā)展為中心的政策環(huán)境中，各區(qū)縣重視增加畜禽產(chǎn)量，對于養(yǎng)殖業(yè)過度發(fā)展相關(guān)的環(huán)境承載力壓力、養(yǎng)殖場空間布局、污染物環(huán)境吸納降解能力等問題缺乏認(rèn)識，也很少開展治理應(yīng)對。

(4)社會監(jiān)管缺失。不同于工業(yè)廢水、廢氣，畜禽糞便在很長一段時間并不認(rèn)為是污染源之一，對養(yǎng)殖業(yè)污染重視不夠，缺乏技術(shù)支持。公眾對養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞便污染認(rèn)知度不高，對養(yǎng)殖場污染的投訴大多來自附近居民，多數(shù)指向空氣臭味上面，而忽視畜禽糞便導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化和人畜飲水安全問題。因而社會監(jiān)管力度不大，相關(guān)的政府部門如農(nóng)委、環(huán)保局、市政局沒有明確的對口管理部門和管理機制，一方面造成對污染的投訴無門，部門相互推諉，另一方面各相關(guān)部門似乎都有職責(zé)管理，但事實上卻無人管理。

2.1.3 生活源致污成因

(1)農(nóng)村生活垃圾清理工作滯后，無害化處理覆蓋率較低。全市1 012個鎮(zhèn)街中，僅534個納入垃圾清運處理系統(tǒng)； 8 467個行政村中，納入垃圾清運處理的僅2 200余個。全市城區(qū)以外的850個集鎮(zhèn)(鄉(xiāng)場)中，僅36%(307個)的集鎮(zhèn)(鄉(xiāng)場)的生活垃圾納入了垃圾無害化處理系統(tǒng)。

(2)農(nóng)村垃圾無害化處理率低。重慶市所轄8 818個行政村(社區(qū))中，生活垃圾實行集中收運的個數(shù)比例為30%。目前重慶主城區(qū)、萬盛、大足、榮昌、長壽和南川已實現(xiàn)鎮(zhèn)鄉(xiāng)垃圾無害化處理全覆蓋，綦江、永川、銅梁和開縣達(dá)到了85%，然而全市鎮(zhèn)鄉(xiāng)生活垃圾無害化處理率僅達(dá)60%。日均無害化處理鎮(zhèn)鄉(xiāng)生活垃圾僅2 907t。

(3)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)滯后。全市833個鎮(zhèn)鄉(xiāng)中仍有398個鎮(zhèn)鄉(xiāng)無污水處理設(shè)施，已建好的469座鎮(zhèn)鄉(xiāng)污水處理設(shè)施有一半運行不正常(含試運行)。全市8 467個行政村中只建成了937座集中式生活污水處理設(shè)施。截止2014年，全市8 467個行政村(含774個撤鄉(xiāng)場鎮(zhèn))建設(shè)了937個集中污水處理設(shè)施(覆蓋672個行政村和167個撤鄉(xiāng)場鎮(zhèn))，建成配套管網(wǎng)716km，污水處理廠建設(shè)覆蓋率僅達(dá)10%。

(4)農(nóng)村集中居住程度日益提高，相關(guān)環(huán)保設(shè)施建設(shè)滯后。集中居住點(包括農(nóng)民新村、高山移民村)的環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯，沒有同步規(guī)劃和建設(shè)相應(yīng)的生活污水和垃圾處理設(shè)施。當(dāng)前有2 000個美麗鄉(xiāng)村和50萬人高山生態(tài)移民集中居民點的生活污水設(shè)施未同步納入計劃配套建設(shè)。

(5)農(nóng)村沼氣未達(dá)農(nóng)戶全覆蓋，建成設(shè)施大量閑置。2014年重慶農(nóng)村沼氣覆蓋6 330個項目村，并且建成的沼氣池嚴(yán)重閑置，閑置率高達(dá)80%。沼氣池閑置主要有兩個方面的原因，一是農(nóng)村青壯勞動力減少，很多家庭沒有勞力投入設(shè)施維護，二是維護資金成本問題，大量農(nóng)村人口外出務(wù)工兩地分居，為節(jié)約家庭生活成本，不少農(nóng)戶削減了沼氣池維護資金開銷。

2.2 污染排放量地區(qū)差異分析

首先從污染物實物排放量來看，都市功能核心區(qū)和都市功能拓展區(qū)的農(nóng)村區(qū)域排放量很小，排放量為3.982 830 1萬t，占比污染排放總量68.748 879 5萬t的5.79%； 都市發(fā)展新區(qū)為主要的污染物排放區(qū)域，排放量為31.553 185 9萬t，占比45.90%； 渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)污染物排放量也較大，排放量為23.788 314 9萬t，占比34.60%； 渝東南生態(tài)保護區(qū)污染物排放量較小，排放量為9.424 548 8萬t，占比13.71%。污染物COD、TN、TP的排放結(jié)構(gòu)方面，都市功能核心區(qū)的COD排放占比在八成以下，TN占比明顯較高，其余各個區(qū)域COD排放占比均高于八成，TN在15%左右，TP在3%左右。

合川區(qū)、永川區(qū)、開縣的污染物排放絕對數(shù)量很高，依次為3.585 513 3萬t、3.512 263 7萬t、3.312 395 3萬t，城口縣的排放量最小，僅為7401.345t。地處都市發(fā)展新區(qū)和渝東北生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)的各區(qū)縣，污染物排放量大多超過2萬t，渝東南生態(tài)保護區(qū)的各區(qū)縣的污染物排放量則在1萬～2萬t之間。都市功能核心區(qū)和都市功能拓展區(qū)的各區(qū)縣中，渝北區(qū)和巴南區(qū)的排放量超過1萬t，其余區(qū)縣排放量很小。

2.3 污染承載壓力特征

由于各個區(qū)縣的幅員面積和地表水資源總量之間差異，導(dǎo)致生態(tài)承載壓力顯著不同，重慶市農(nóng)業(yè)面源污染的國土等標(biāo)排放系數(shù)為532.941 3萬m3/km2。按地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)濃度值折算，重慶市各污染物國土等標(biāo)排放系數(shù)如下：COD為6.906t/km2，TN為1.176 t/km2，TP為0.762 t/km2，污染物合計為8.844 t/km2?？梢娋蛪毫Y(jié)構(gòu)而言，重慶市污染壓力系數(shù)從高到低依次為COD、TN、TP。COD的污染源主要為種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，TN、TP的污染源主要為化肥，這從側(cè)面反映經(jīng)濟發(fā)展程度對農(nóng)業(yè)面源污染的影響作用。

從區(qū)域分布來看，璧山縣的國土等標(biāo)排放系數(shù)最高，達(dá)1 358.919萬m3/km2，銅梁縣的國土等標(biāo)排放系數(shù)也高達(dá)1 044.717萬m3/km2。一圈(包括都市功能核心區(qū)、都市功能拓展、都市發(fā)展新區(qū))的各區(qū)縣生態(tài)承載壓力巨大，其國土等標(biāo)排放系數(shù)均在500萬m3/km2以上?？傮w來看長江、嘉陵江沿岸各區(qū)縣的生態(tài)承載壓力較小，國土等標(biāo)排放系數(shù)大多在500萬m3/km2以下，渝東南生態(tài)保護區(qū)的生態(tài)承載壓力最小。

2.4 水質(zhì)狀況空間分布特征

從水質(zhì)污染物濃度的絕對數(shù)值來看，水質(zhì)污染非常嚴(yán)重的區(qū)縣主要有：大足區(qū)、長壽區(qū)、江津區(qū)、合川區(qū)、永川區(qū)、潼南縣、銅梁縣、璧山縣、墊江縣?？梢娝|(zhì)污染最嚴(yán)重的區(qū)域是主城區(qū)周圍的農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)縣。長江沿岸各縣地表水資源總量大，由于巨大的稀釋作用，水質(zhì)污染較輕，總體來看渝東南各縣水質(zhì)污染程度最低，水質(zhì)較好。

根據(jù)內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)，重慶市農(nóng)業(yè)面源污染造成的綜合水質(zhì)指數(shù)均值為1.989，在輕度污染范圍內(nèi)，已經(jīng)非常接近中度污染。從各區(qū)縣差異來看，指數(shù)很高的區(qū)縣有璧山縣、榮昌縣、永川區(qū)、銅梁區(qū)、長壽區(qū)、大足區(qū)，分別高達(dá)21.815、10.565、9.913、9.210、7.394、6.026。指數(shù)最低的區(qū)縣是巫溪縣，為0.476，城口縣的指數(shù)也很低，為0.530。

表4 2014年重慶市各區(qū)縣的水質(zhì)估計狀況

水質(zhì)狀況區(qū)縣安全城口縣、巫溪縣、酉陽縣警戒奉節(jié)縣、巫山縣、武隆縣、石柱縣、秀山縣、彭水縣輕度污染江北區(qū)、沙坪壩區(qū)、九龍坡區(qū)、南岸區(qū)、北碚區(qū)、萬州區(qū)、開縣、云陽縣、黔江區(qū)中度污染涪陵區(qū)、綦江區(qū)、南川區(qū)、豐都縣、忠縣嚴(yán)重污染大渡口區(qū)、渝北、巴南、大足區(qū)、長壽區(qū)、江津區(qū)、合川區(qū)、永川區(qū)、潼南縣、銅梁縣、榮昌縣、璧山縣、梁平縣、墊江縣

2.5 空間聚類分析

對表2和表3的國土等標(biāo)排放系數(shù)和綜合水質(zhì)指數(shù)進(jìn)行度量標(biāo)準(zhǔn)為Euclidea距離的聚類分析，前者劃分出不同的污染壓力態(tài)勢區(qū)域，后者則劃分出不同的污染響應(yīng)態(tài)勢區(qū)域。聚類結(jié)果圖1、圖2所示。

圖1 國土等標(biāo)排放系數(shù)聚類 圖2 綜合水質(zhì)指數(shù)聚類

污染壓力分為3個類型，第一類為輕度污染型，包括江北區(qū)、江津區(qū)等30個區(qū)縣，其平均等標(biāo)排放系數(shù)為473.382 4(萬m3/km2)； 第二類為中度污染型，包括永川區(qū)、銅梁縣等6個區(qū)縣，其平均等標(biāo)排放系數(shù)為873.722 2； 第三類為嚴(yán)重污染型，只有璧山縣，其等標(biāo)排放系數(shù)高達(dá)1 358.918 7。

污染響應(yīng)也分為3個類型，第一類輕度污染結(jié)果，包括江津區(qū)、潼南縣等31個區(qū)縣，其綜合水質(zhì)指數(shù)平均值為1.962； 第二類中度污染結(jié)果，包括永川區(qū)、榮昌縣等5個區(qū)縣，其綜合水質(zhì)指數(shù)平均值為8.622； 第三類為嚴(yán)重污染結(jié)果，只有璧山縣，其綜合水質(zhì)指數(shù)為21.815。分析結(jié)果表明，當(dāng)前重慶主城周邊一圈地區(qū)的重要農(nóng)業(yè)區(qū)縣，包括永川、榮昌、銅梁、大足、長壽、璧山，農(nóng)業(yè)污染嚴(yán)重，渝東北和渝東南兩翼地區(qū)無論是污染壓力還是響應(yīng)結(jié)果則較輕。

3 污染影響因素分析

3.1 影響因素分析框架

生態(tài)環(huán)境演變驅(qū)動力可分為直接驅(qū)動力和間接驅(qū)動力[22]，直接驅(qū)動力通過物理、化學(xué)、生物變化直接改變生態(tài)環(huán)境，劇烈變化形成的直接驅(qū)動力能在短時間內(nèi)改變生態(tài)環(huán)境，如氣候變化、地質(zhì)災(zāi)害、物種入侵等； 間接驅(qū)動力則主要來自人類活動的深刻影響，如經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r、人口數(shù)量增長、生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)、社會政治狀況、文化變化等，間接驅(qū)動力通過改變或者影響造成直接驅(qū)動力的變化。由于間接驅(qū)動力來自人類活動，因而也是可控的，并且間接驅(qū)動力影響作用持續(xù)而緩慢，顯然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活歸屬于間接影響作用。依托環(huán)境演變驅(qū)動力分析框架，從間接因素出發(fā)，構(gòu)建影響農(nóng)業(yè)面源污染影響因素分析框架。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)是社會化大生產(chǎn)的有機組成部分，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟活動導(dǎo)致的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、資源投入量變化、技術(shù)水平狀況變化、經(jīng)濟環(huán)境狀況變化，通過間接驅(qū)動力機制，對農(nóng)業(yè)面源污染產(chǎn)生各自的作用影響。綜合考量列出4類影響因素：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源投入、經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境容量。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化是適應(yīng)市場及經(jīng)濟發(fā)展的結(jié)果，如經(jīng)濟作物種植量大，會提高化肥和農(nóng)藥的使用量，畜禽養(yǎng)殖數(shù)量增加，也會增加更多污染物。資源投入量越多，相應(yīng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出量越大，必然也會增加更多污染。經(jīng)濟發(fā)展程度對農(nóng)業(yè)影響作用較大，經(jīng)濟越發(fā)達(dá)對農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量的要求越高，相應(yīng)的作為副產(chǎn)品的污染排放也會增加。環(huán)境容量是一種客觀因素，一般來說環(huán)境容量越大，在一定區(qū)域內(nèi)對污染的稀釋作用越大。

確定各類影響因素的具體指標(biāo)：

(1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由種植業(yè)結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)種養(yǎng)結(jié)構(gòu)等2種指標(biāo)組成。這里用經(jīng)濟作物產(chǎn)量對糧食產(chǎn)量比例表示種植業(yè)結(jié)構(gòu)(Plastr)，用養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)值占比農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值表示農(nóng)業(yè)種養(yǎng)結(jié)構(gòu)(Anistr)*Plastr為經(jīng)濟作物產(chǎn)量比糧食產(chǎn)量，Anistr為牧業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)值總和比農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值。。

(2)資源投入。包括人均勞動力的農(nóng)作物播種面積(Acrops)*Acrops為農(nóng)作物播種面積比第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量。和農(nóng)村用電量(Ele)等2個指標(biāo)。農(nóng)村用電量一定程度也代表了農(nóng)業(yè)科技投入水平。

(3)經(jīng)濟發(fā)展程度。經(jīng)濟發(fā)展程度包括農(nóng)業(yè)市場化程度(Comr)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率(Pagr)等2個指標(biāo)。市場化程度用農(nóng)業(yè)商品率表示，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率用當(dāng)年農(nóng)業(yè)增加值比當(dāng)年第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)得到*以上指標(biāo)所需數(shù)據(jù)來自《2014年重慶市農(nóng)村經(jīng)濟主要數(shù)據(jù)》和《重慶市統(tǒng)計年鑒》 (2015)由于篇幅限制未列表。。

(4)環(huán)境容量。包括幅員面積(Are)和地表水資源總量(Wter)等2個指標(biāo)。

3.2 實證檢驗與分析

表5 農(nóng)業(yè)面源污染影響因素分析

CODTNTPα-42.301-248.453-170.287Plastr-0.0610.1670.698Anistr0.4800.6060.754Acrops0.0730.0780.048Ele1.1481.5582.444Comr0.1520.1820.079Pagr0.0510.1570.083Are3.4181.171-2.071Wter-4.599-2.746-0.344 注:COD指標(biāo)、TN指標(biāo)、TP指標(biāo)的F值為2.107、2.813、7.682,F檢驗表明分別在0.10、0.05、0.01顯著性水平與所有影響因素的線性關(guān)系顯著,總體顯著性較好

首先看產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對農(nóng)業(yè)面源污染的影響。回歸結(jié)果表明，種植業(yè)結(jié)構(gòu)對COD污染有輕微的負(fù)影響，表明經(jīng)濟作物在種植業(yè)中的比重越高，COD污染會有輕微的減小，種植業(yè)結(jié)構(gòu)對TN有輕微正影響，對TP有較強的正影響，表明經(jīng)濟作物占比越高，則TN和TP污染壓力加重。農(nóng)業(yè)種養(yǎng)結(jié)構(gòu)對3類污染具有一定的正影響，且影響作用從小到大依次為COD、TN、TP，表明隨著畜牧業(yè)在農(nóng)業(yè)比重中的提高，農(nóng)業(yè)面源污染將顯著增加。

其次看資源投入的影響?；貧w結(jié)果表明，農(nóng)作物播種面積對3類污染有輕微的正影響，表明農(nóng)業(yè)播種面積越大,3類污染將輕微增大。農(nóng)村用電量則對3類污染都有巨大的正影響。農(nóng)村用電量一定程度上代表了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，就檢驗結(jié)果來看，當(dāng)前以化肥、農(nóng)藥巨大投入為模式的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染壓力不斷增長。

其次看經(jīng)濟發(fā)展程度的影響?；貧w結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)商品率對3類污染有輕微的正影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率也對3類污染有輕微的正影響，并且農(nóng)業(yè)商品率的影響作用大于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，表明農(nóng)業(yè)市場化程度對農(nóng)業(yè)面源污染壓力的增大作用較強于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

最后看環(huán)境容量的影響?；貧w結(jié)果表明，區(qū)域的幅員面積對COD和TN有巨大的正影響，對TP則有較大的負(fù)影響，表明幅員面積越大則COD和TN污染壓力會大幅增大，而TP污染壓力則會大幅減小。地表水資源總量則對3類污染有負(fù)影響，其中對COD和TN的負(fù)影響作用巨大，對TP的負(fù)影響作用輕微。

4 結(jié)論及對策建議

重慶市農(nóng)業(yè)面源污染的主要污染物為COD，秸稈、畜禽糞便、化肥是污染的三大主源頭，農(nóng)村生活污染占比很小。重慶主城區(qū)周圍的農(nóng)業(yè)面源污染壓力非常大，由于人口多、農(nóng)業(yè)產(chǎn)出量高、地表水資源量相對較少，地域局限使得污染稀釋作用小，主城周邊地區(qū)的污染響應(yīng)結(jié)果為水質(zhì)嚴(yán)重污染，為主城供應(yīng)農(nóng)產(chǎn)品的近郊農(nóng)業(yè)大縣的污染承載已近極限。高密度生產(chǎn)資源投入的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式是農(nóng)業(yè)面源污染的主要原因。囿于資料及數(shù)據(jù)來源限制，該文的研究還存在不足，尤其針對農(nóng)業(yè)面源污染的影響因素的研究還能展開更為深入全面的分析與探討，實證調(diào)研也更待進(jìn)一步扎根源頭、全面深入。

根據(jù)研究結(jié)論，提出如下治理措施建議。

(1)重點開展針對三大污染源秸稈、畜禽糞便、化肥的污染治理工作。加強采用最新的生物質(zhì)能技術(shù)，提高秸稈資源利用率。家禽糞便可作有機肥利用，應(yīng)重視加強養(yǎng)殖場牲畜糞便沼氣化利用，對魚類糞便污染的水體應(yīng)作無害化處理，杜絕無處理排放。尤其應(yīng)關(guān)注化肥利用技術(shù)和使用效率問題，建議形成課題予以研究攻關(guān)，取得成果后及時推廣運用。

(2)將重慶主城周邊區(qū)域設(shè)定為農(nóng)業(yè)面源污染重點整治區(qū)域。著力從源頭上控制污染排放量，舉措包括加強農(nóng)村環(huán)境監(jiān)管能力建設(shè)，加大農(nóng)村環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，比照工業(yè)污水治理模式建設(shè)農(nóng)田、養(yǎng)魚廢水處理工程，加強建設(shè)農(nóng)村集中居住區(qū)生活污水處理設(shè)施等。

(3)改善、優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，使其向污染壓力較小的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，注重發(fā)展循環(huán)生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)模式。改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)模式，對施用農(nóng)家肥予以補貼，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式向綠色環(huán)保轉(zhuǎn)變，增大有機農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)比重。

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MEASUREMENT AND SPATIAL FEATURE ANALYSIS OF AGRICULTURALNON-POINT SOURCE POLLUTION IN CHONGQING*

Hu Jingfeng

(Institute of Rural Development of Chongqing Academy of Social Sciences，Chongqing 400020， China)

This paper calculated the main source, pollution load of agricultural non-point source pollution in Chongqing using list analysis method, and then analyzed influencing factors, spatial distribution characteristics, and pollution causes using clustering analysis, linear regression and empirical research. The scale of the research was based on the county level, and the scope of study was in line with the regional division of economic function, which included 37 agricultural districts and counties of Chongqing. The results showed that among the average water pollutant concentration, the COD was 11.995 mg/L, TN was 2.043 mg/L, and TP was 0.457 mg/L, the comprehensive water quality index was 1.989, which was within the scope of the light pollution and very close to the moderate pollution. The agricultural non-point source pollution around downtown was serious. Straw, excrements of livestocks, and chemical fertilizer were the main sources of pollution, which contributed 44.65%, 45.47%, 7.23%, respectively. Cluster analysis showed that the pollution in Yongchuan, Rongchang, TongLiang, Dazu, Changshou, Bishan county was very serious. Rural electricity consumption, crop planting area and total surface water resources had a strong influence on the pollution load. On the basis of the analysis of the pollution load spatial feature and the empirical investigation, the corresponding countermeasures and suggestions were put forward.

agricultural non-point source pollution; pollution sources; spatial feature

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170121

2016-03-17 作者簡介：胡靜鋒(1977—)，男，四川資陽人，博士、助理研究員。研究方向：農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與管理、微觀經(jīng)濟理論與應(yīng)用。Email： 153787738@qq.com *資助項目：重慶社會科學(xué)聯(lián)合會重點項目“長江上游生態(tài)屏障建設(shè)的全流域成本分擔(dān)機制和利益分享機制研究”(2015ZDJJ34)

X52

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1005-9121[2017]01135-10