農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的協(xié)調耦合發(fā)展研究

李 辰

(遼寧省丹東水文局，遼寧 丹東 118000)

0 引 言

農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展受水資源環(huán)境的影響具有長遠性、全局性的特征，現(xiàn)階段我國農業(yè)水資源普遍存在用水效率偏低、開發(fā)利用不合理等問題，農業(yè)用水缺口逐年增大及水資源質量持續(xù)下降加劇了農業(yè)生態(tài)環(huán)境的進一步惡化[1]。2015年，中國干旱和洪澇災害引起的農作物成災面積達到5863×104hm2、3327×104hm2，因干旱帶來的經(jīng)濟損失約占農業(yè)生產(chǎn)的3.5%。中國不僅面臨著嚴峻的水資源短缺形勢，每年超量施用的農藥和化肥更加激發(fā)了水危機，水環(huán)境惡化極大的危害了農業(yè)生態(tài)安全，對農村經(jīng)濟發(fā)展和農業(yè)生產(chǎn)的影響也越來越嚴重，在降低糧食產(chǎn)量的同時還會對農民居民身體健康造成直接或者間接的威脅。所以，研究農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的耦合關系對保持農業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展意義重大。

1 農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的概念

1.1 農業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)的概念

對于農業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)國內外諸多學者從生態(tài)視角開展了深入研究，如李元[2]認為它是以農業(yè)為主結合農林牧副漁的經(jīng)濟單元，該復合系統(tǒng)涵蓋技術、經(jīng)濟、農業(yè)生態(tài)等子系統(tǒng)，且兼具社會屬性；朱鵬碩等[3]提出生態(tài)與農業(yè)經(jīng)濟為該系統(tǒng)的主要構成，生態(tài)系統(tǒng)在農業(yè)生產(chǎn)過程中將能量和物質輸入經(jīng)濟系統(tǒng)，并對經(jīng)濟系統(tǒng)的功能與結構產(chǎn)生影響，反過來生態(tài)系統(tǒng)運行又受經(jīng)濟系統(tǒng)的影響，二者構成相互交織的復雜關系；藍盛芳等[4]提出它由漁業(yè)、林業(yè)畜牧業(yè)、種植業(yè)4個子系統(tǒng)構成的各部門緊密結合、協(xié)同發(fā)展、相互聯(lián)系的有機整體。所以，農業(yè)生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)既要符合農業(yè)經(jīng)濟效益要求，又要實現(xiàn)環(huán)境污染減少和資源高效利用的目標，堅持農業(yè)生態(tài)循環(huán)發(fā)展理念促進生態(tài)環(huán)境與農業(yè)經(jīng)濟的協(xié)調發(fā)展。文章將農業(yè)經(jīng)濟的生態(tài)環(huán)境視為水資源環(huán)境，以農林牧漁等用水產(chǎn)業(yè)部門作為農業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)的主要構成。

1.2 水資源環(huán)境的概念

水資源既是維持農業(yè)經(jīng)濟的第一生產(chǎn)要素又是農業(yè)生產(chǎn)的基礎性資源，其價值屬性具有經(jīng)濟與生態(tài)的雙重特征。借鑒世界氣象組織(WMO)的相關資料，水資源是指可能被利用或可利用的水源。狹義上的水環(huán)境是指可以間接或直接影響人類發(fā)展、生活及圍繞人群空間的水體質量。實質上，水環(huán)境與水資源是從不同利用視角上對自然水體的稱謂，當分析使用后對水體產(chǎn)生重要影響或形成污水排放時稱為水環(huán)境，而開發(fā)利用時的水體則稱為水資源，將兩者按系統(tǒng)分析的原則統(tǒng)稱為水資源環(huán)境。石麗忠等[5]提出農業(yè)水資源是指達到區(qū)域農業(yè)用水水質要求，以現(xiàn)有經(jīng)濟技術手段可利用的所有水源地可供水量；高升榮等[6]以灌溉水和天然水作為農業(yè)水資源的兩種來源，其中灌溉水是從江河湖泊中利用農田水利設施汲取獲取而來，天然水以土壤潮濕和降雨為主要來源；李友生等[7]指出為了滿足農作物生長發(fā)育和生命維系等農業(yè)生產(chǎn)過程中所需要的水源就是農業(yè)水資源。

農業(yè)水環(huán)境是指對農村居民生活及農業(yè)生產(chǎn)發(fā)展等造成間接或者直接影響的水體質量，主要以農業(yè)生產(chǎn)空間為核心[8]。所以，農業(yè)水資源是指農田水利設施可以有效利用，供農、林、牧、副、漁等農業(yè)使用，并且符合用水水質要求的灌溉水和天然降水。農業(yè)水環(huán)境指與水體功能、水質密切相關的農業(yè)生產(chǎn)所處的水環(huán)境，受影響污染源較多，超出其承載能力將產(chǎn)生嚴重的水體污染。

2 農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的耦合關系

農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的耦合目標是實現(xiàn)農業(yè)水資源的可持續(xù)利用，該耦合具有雙向、深度兩種屬性。為了更好的發(fā)揮農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的功能作用，在耦合過程中必須受到約束條件的限制，見圖1。

圖1 農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的耦合關系

2.1 農業(yè)經(jīng)濟與水資源的雙向耦合

中國農業(yè)水污染源以農村生活污染、水產(chǎn)養(yǎng)殖垃圾、農田固體廢棄物、禽畜糞便及農田化肥使用為主，其中占主導地位的有禽畜糞便和化肥使用，水環(huán)境受COD、氮磷等影響而產(chǎn)生污染。直接將受污染的水用于農田灌溉會對農作物生長造成影響或者水污染會減少用于農業(yè)生產(chǎn)的水量，對糧食安全與農業(yè)生產(chǎn)構成威脅，并進一步制約農業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。所以，農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境存在雙向耦合。

2.2 農業(yè)經(jīng)濟與水環(huán)境的深度耦合

對于種植業(yè)而言最關鍵的農業(yè)水資源就是土壤水，這是因為所有水資源被農作物利用時必須轉化為土壤水。另外，水資源屬于維持農作物生長的必要條件，必須在一定的細胞水分條件下才能維持農作物的正常生長，被吸收利用后水資源轉變成動植物生長發(fā)育和生命維系所需的體水。在農作物體重中水分所占的比例達到70%-90%，也是有機物合成、呼吸以及參與光合作用的重要元素。所以，從轉化為土壤水直到參與動植物體內生長的全過程都涉及農業(yè)經(jīng)濟與水資源的耦合，這還是一種深度耦合。

2.3 耦合過程受約束條件限制

目前，水要素變化的主要特征表現(xiàn)在水環(huán)境惡化和水資源短缺兩個方面，現(xiàn)已成為制約糧食安全和農業(yè)發(fā)展的關鍵因素。農田灌溉用水占農業(yè)總用水的90%以上，并且灌溉用水水質下降所帶來的不利影響已超過用水量缺乏，現(xiàn)已對農業(yè)生產(chǎn)以及農作物生長構成潛在的威脅[9]。水污染對農作物的危害體現(xiàn)在污水灌溉造成農產(chǎn)品污染物超標、農產(chǎn)品質量下降以及農作物減產(chǎn)等方面，其帶來的經(jīng)濟損失表現(xiàn)為對生態(tài)系統(tǒng)、人體健康和農業(yè)發(fā)展的不利影響。所以，持續(xù)惡化的水資源環(huán)境逐漸成為制約農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。

3 農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的協(xié)調發(fā)展

農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的耦合機理非常復雜，見圖2。從圖2可知，按系統(tǒng)維度可分為水環(huán)境、水處理、農業(yè)經(jīng)濟和農業(yè)水資源4個耦合子系統(tǒng)，按過程維度分為系統(tǒng)投入、生產(chǎn)、產(chǎn)出三個耦合過程。另外，還受到水環(huán)境安全、水污染治理、生態(tài)環(huán)保以及及水資源承載力等因素的制約。

圖2 農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的耦合機理

3.1 耦合機理

1)系統(tǒng)間的耦合。農業(yè)經(jīng)濟與農業(yè)水資源子系統(tǒng)相互耦合構成相互依存、相互作用的復合系統(tǒng)，從而形成有機的整體。通過直接降水或水利工程設施將水資源轉變成農業(yè)用水，主要有養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)、種植業(yè)等灌溉用水，其中保障農業(yè)正常生產(chǎn)和農村居民生活質量的必要條件是確保農業(yè)用水的充足?？紤]水生態(tài)文明建設要求利用水處理系統(tǒng)對農業(yè)污水進行有效處理，處理后形成污水排放至水環(huán)境或者重新回到農業(yè)用水中使用，即耦合農業(yè)水處理與農業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)構建水生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)。農業(yè)生產(chǎn)過程中禽畜糞便、農藥化肥等污染源造成的農村河岸、湖泊、河流等生態(tài)污染，在明顯降低水環(huán)境質量的同時，還會對地表水、地下水供給農業(yè)用水產(chǎn)生直接影響，并進一步影響農業(yè)經(jīng)濟總產(chǎn)出及農村居民生活質量[10]。

2)系統(tǒng)過程的耦合。水資源系統(tǒng)的投入包括從江河湖泊中利用農田水利設施所提取的農業(yè)供水和自然降水兩部分，其中農業(yè)用水量是經(jīng)過農業(yè)各行業(yè)使用的系統(tǒng)投入，這是保障農業(yè)產(chǎn)值及農業(yè)生產(chǎn)的物資資源基礎。農業(yè)水處理系統(tǒng)的投入是農藥化肥等污染物排放產(chǎn)生的農業(yè)污水，經(jīng)過污水處理系統(tǒng)的處理部分重新可回用至農業(yè)用水，其它部分通過地表徑流沖刷和降雨將地表、大氣中的污染物帶入水體，從而造成農業(yè)面源污染，進一步對農業(yè)的水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。

3.2 約束條件分析

在農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境耦合過程中各個系統(tǒng)、整個系統(tǒng)都會受各種約束條件的限制，具體如下：

1)農民生態(tài)環(huán)保意識對農業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)的影響。農村居民環(huán)保意識受到生活環(huán)境、教育水平等因素的影響比較薄弱，往往忽視水污染的潛在危害而更多地關注經(jīng)濟效益，未意識到農業(yè)水環(huán)境受禽畜養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；l(fā)展以及農藥化肥等廣泛超標使用造成的嚴重危害[11]。所以，必須以生態(tài)經(jīng)濟為導向不斷提升農民生態(tài)環(huán)保意識，加快形成農業(yè)循環(huán)型發(fā)展模式。

2)水環(huán)境安全和水污染治理對農業(yè)水環(huán)境系統(tǒng)的制約。近年來，隨著城鎮(zhèn)工業(yè)、現(xiàn)代農業(yè)的不斷發(fā)展，農村水環(huán)境呈現(xiàn)出加速惡化的趨勢，嚴重影響者農民生活和農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。另外，不合理、不科學的污水灌溉使得農田逐漸成為排污新場所，導致重金屬等有害物質在農作物體內嚴重超標以及農作物減產(chǎn)，直接危及農業(yè)可持續(xù)發(fā)展、農村生態(tài)安全和人體健康。

3)水資源承載力對農業(yè)水資源系統(tǒng)的制約。在不引起環(huán)境污染及農業(yè)生態(tài)惡化的情況下，農業(yè)水資源承載力能供給農業(yè)生產(chǎn)的最大用水能力，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展水平和時代特定技術條件的限制，具有動態(tài)變化的特征。若區(qū)域環(huán)境和生態(tài)條件良好，則能夠實現(xiàn)水資源的科學配置，也會提升水資源系統(tǒng)的極限值和支撐能力。所以，為了持續(xù)增加農業(yè)水供給能力需要不斷改善水資源承載力狀況。

3.3 協(xié)調發(fā)展構思

1)創(chuàng)新多主體治理模式，強化治理主體意識。貫徹落實控制與治理農村、農業(yè)水污染相關規(guī)定，充分發(fā)揮農業(yè)水污染防治中農業(yè)主管部門的監(jiān)督、指導、組織作用。采取社會資本、住戶付費、村集體補貼和財政等多種污染治理投入運行模式，加快建設農村垃圾、污水處理等環(huán)保設施。采用績效合同服務等方式鼓勵規(guī)?；B(yǎng)殖場、農業(yè)龍頭企業(yè)成為農業(yè)水污染治理的第三方，加快形成經(jīng)營性組織購買服務機制。構建由多主體共同參與、由信貸支持、稅收優(yōu)惠、財政扶持等措施共同支持的農業(yè)水污染防治經(jīng)營性服務體系，有效改善農業(yè)水污染狀況。

2)加快建設水資源環(huán)境保護機制，推動資源循環(huán)型農業(yè)發(fā)展。積極探索農業(yè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)循環(huán)體系，加快推進廢棄物和農業(yè)中間產(chǎn)品的互換利用，有效結合種養(yǎng)體系轉變粗放型傳統(tǒng)農業(yè)生產(chǎn)模式[12]。此外，加快形成農業(yè)水資源環(huán)境保護制度提升約束資源利用的方式與強度。將長效管理、工作機制、財政投入、生態(tài)補償、紅線保護、規(guī)劃引導等相結合建立完善的農業(yè)水資源環(huán)境保護機制體系。

3)加強水污染治理和水資源合理開發(fā)，提升農業(yè)承載力。目前，農業(yè)的粗放型水資源利用方式使得水資源保護與水環(huán)境污染、水資源短缺、水資源浪費間的矛盾更加突出。對此，要提高水資源利用效率必須發(fā)展節(jié)水型農業(yè)，減少灌溉、使用和輸送過程中農業(yè)水資源的浪費和損失。堅持污染源治理與控制并舉、資源合理開發(fā)、種植制度創(chuàng)新等，努力實現(xiàn)農產(chǎn)品安全生產(chǎn)、禽畜排泄物整治和農藥化肥的合理使用，最大程度的減少水環(huán)境污染。通過有效治理水污染問題、科學實施水資源開源節(jié)流等一系列措施，以實現(xiàn)農業(yè)水資源承載力的全面提升。

4)增強民眾參與的責任感，增強各組織的認識。切實提升社會各界組織、政府部門、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)主以及廣大農業(yè)大戶的生態(tài)環(huán)保意識，采取輿論陣地和各種宣傳形式開展全方位、多形式、多層次的教育宣傳，普及和宣傳到位國家有關法律法規(guī)、政策文件，讓民眾意識到農民生活質量、農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展與水環(huán)境保護緊密聯(lián)系?？茖W合理的制定獎懲機制，在農業(yè)水環(huán)境治理和保護工作中鼓勵農村居民的參與，增強其參與水污染治理和環(huán)境保護的責任感。

4 結 論

通過水環(huán)境與水處理、水處理與農業(yè)經(jīng)濟、農業(yè)經(jīng)濟與水資源等多個相互關聯(lián)環(huán)節(jié)的耦合實現(xiàn)農業(yè)經(jīng)濟與水資源環(huán)境的復雜耦合過程，并且在耦合過程中受到農業(yè)生態(tài)意識、水資源環(huán)境承載力等多種條件的約束。文章未定量評價耦合過程的科學合理性，為建立更加科學的耦合機制還需做更深入的研究。