所屬欄目:農業環境科學論文 發布日期:2014-07-02 14:59 熱度:
農村水利是改善農業生產、農民生活、農村生態環境條件的基礎設施,是促進農業增產、農民增收的物質保障措施[1]。農村水利現代化建設是實現水利現代化和農業現代化的前提和基礎條件,是落實最嚴格水資源管理制度的重要保障。
摘要:隨著水利現代化的快速發展,農村水利現代化建設日益受到關注。分析認為,農村水利現代化的在宏觀戰略上具有突出的必要性與迫切性,在農村水利現代化建設中需注重農業面源污染防治這一關鍵問題,而解決的根本途徑是發展環境友好型農業。為此,提出了發展環境友好型農業,落實最嚴格水資源管理制度的有效措施和對策。
關鍵詞:水利水電工程專評職稱用的論文,農村水利現代化,環境友好型農業,農業面源污染
隨著糧食需求總量的持續增長、化肥農藥施用量的快速增加,以及存在農業結構不合理、用水效率低下等因素,農業用水較大,農業面源污染日趨嚴重,生態不斷惡化,不僅影響著地表水水質,還直接威脅著土壤、地下水和農作物的健康與安全。本文針對日益嚴重的農業面源污染現狀,結合中國特色的農村水利現代化建設,研究如何構建環境友好型的農業生產體系,這對于減少農業面源污染,改善農村生態環境是非常必要的。
1農村水利現代化的宏觀戰略意義
農村水利現代化是一個相對的概念。所謂相對,是指在不同的歷史時期,由于科學技術和社會、農業生產力的發展,農村水利現代化的內涵會發生變化,其標準也會不斷提高。現階段僅是對世界發達國家農村水利所達到的先進狀態的反映。目前農村水利現代化較普遍的定義為:遵循人與自然和諧相處的原則,運用現代先進的科學技術和管理手段,以水安全性和水環境建設為主線,以優化配置水資源為中心,以建設節水防污型社會為重點,充分發揮水資源多功能作用,不斷提高水資源利用效率,改善環境與生態,實現水資源的可持續利用,保障經濟社會的可持續發展[2]。從這個定義可以看出,農村水利現代化的目標是充分利用水資源的多功能性,提高水資源利用效率,改善環境和生態。農村水利現代化范圍包括:防洪除澇安全、飲水安全、農業灌排設施完善、水資源高效利用、水資源管理體制科學、生態環境良好。
1.1農村水利現代化是落實最嚴格水資源管理制度的客觀需要
2011年中央一號文件《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》聚焦水利,實行最嚴格的水資源管理制度。確立水資源開發利用控制紅線,建立取用水總量控制指標體系。確立用水效率控制紅線,把節水工作貫穿于經濟社會發展和群眾生產生活全過程。確立水功能區限制納污紅線,嚴格控制入河湖排污總量。農村水利現代化以提高水資源利用效率,改善環境和生態為目標,與最嚴格水資源管理制度的“三條紅線”不謀而合。農業作為用水大戶,每年的用水量占總水量最大,2011年,全國農業用水3743.5億m3,占總用水量的61.3%[3]。因此用水總量控制紅線聚焦農業用水,能達到事半功倍的效果。農村水利現代化通過建立節水型社會,合理開發利用水資源,降低農業取用水總量,使用水總量達到控制目標。我國農業水資源利用效率低下,全國農田灌溉水利用系數為0.45,而以色列等國家達0.70以上[4]。農村水利現代化通過推廣節水灌溉,采用先進灌溉技術,實行全要素節水,提高灌溉水利用系數,使用水效率達到控制紅線。在農村地區,長期、無節制的未經處理的廢污水直接排放以及日益加劇的面源污染,使水環境越來越惡化。農村水利現代化通過水土保持、河湖整治、河道修理、水環境保護等措施,控制入河湖排污總量,是水功能區限制納污紅線的重要部分。因此,農村水利現代化是控制“三條紅線”和落實最嚴格水資源管理制度的客觀需要。
1.2農村水利現代化是農業現代化的前提
洪澇干旱災害頻繁是制約我國農業綜合生產能力提高和農民收入穩步增加的主要因素之一。受大陸性季風氣候影響,我國降雨時空分布不均勻,一半以上國土面積屬于干旱或半干旱地區,天然降水不能滿足作物的生長需要,需要灌溉補充。在南方地區雖然雨量充沛,但降雨時空分布不均,季節性干旱與集中降雨造成的旱澇災害對農業生產仍具有威脅。我國水資源短缺與利用率低并存,水資源人均占有量僅為世界平均水平的1/4,灌溉水的利用率只有45%。此外,農業干旱缺水情況日益嚴重,全國農田受旱面積由20世紀70年代的平均每年1.13×107hm2,增加到90年代以來的年平均近2.67×107hm2,其中成災面積占一半左右[5]。據國家防汛抗旱總指揮部辦公室統計,2010年,云南、貴州、廣西、重慶、四川5省(區、市)耕地受旱面積6.73×106hm2,占全國的84%,作物受旱5.3×106hm2,2088萬人、1368萬頭大牲畜因旱飲水困難。種種不利的自然條件,對我國農業生產發展構成了嚴重制約。
由于水利對農業發展起著重要的保障支撐作用,因此沒有農村水利的現代化,農業生產就擺脫不了自然條件的制約,農業綜合生產能力就不能進一步提高。作為農業基礎設施的農村水利,不但要實現現代化,而且應適度超前實現現代化,這樣才能保證實現農業現代化。農村水利現代化通過改善灌排水設施,可以提高灌排水保證率,改善農業的生產條件,高效利用水資源;農村水利現代化通過水土保持、改變農業耕作方式等措施,也可以改善水質,減少農業面源污染。
1.3農村水利現代化是保護和改善農村生態環境的重要機遇
隨著農業生產集約化程度和農民生活水平的提高、城鎮化的推進、工業化的深入發展和農村生活方式的改變,大量的工業廢棄物、生活垃圾、畜禽養殖排放廢物和農村面源污染等造成了農村水環境的嚴重污染。全國農村每年產生生活污水約80多億t,而96%的村莊沒有污水處理設施,約3.2億人用水不安全[6]。農村水環境惡化不僅造成糧食減產,而且使我國廣大農村地區居民的基本飲用水安全得不到保障,從而成為制約農業可持續發展、農村生態環境改善和農民身體健康的重要因素,如不加以治理,將會造成比城市水環境更復雜、更有害、更難治理和恢復的局面。農村水環境污染治理是一個復雜的系統工程,涉及到技術、經濟、社會及環境等多個方面,許多問題的解決已超過了農民個體所能承擔的范圍。在此情況下,只有抓住農村水利現代化的契機,重視農村水污染的治理,根據各地的具體情況,采取針對性措施,完善管理體制,健全法律法規,發展利用新技術,加強農民的環保意識并在經濟上大力扶持,充分發揮廣大農民的積極性,才能促進我國農村經濟和水環境的可持續發展。
2我國農業發展評述及出路
2.1改革開放以來的農業發展成就
改革開放以來,我國農業生產取得了舉世矚目的成就,以不到世界10%的耕地,基本解決了世界20%的人口吃飯問題[7]。不僅滿足了全國十幾億人口的吃飯問題,而且推動了與農業相關產業的發展,解決了農民的就業問題,極大的緩解了社會的就業難題。圖1是根據1995年-2010年《中國統計年鑒》整理的糧食產量變化圖。由圖1可以看出,1995年-1998年,糧食產量波動上升;1998年-2003年,由于糧價下跌,農業產業結構調整等因素,糧食產量逐年下降;2004年以來,國家實行減免農業稅、增大投入、糧食最低價收購等一系列惠農措施,農民的種糧積極性空前高漲,糧食產量穩定增加,從2003年的43069.5萬t增加到2010年的54647.7萬t,年均增長3.5%,最大增長率在2004年,達到9.0%。
農田水利建設也取得巨大成就,以有效灌溉面積為例(見圖2),在1995年—2010年由4928.1萬hm2增加到6034.8萬hm2,增加了1106.6萬hm2,年均增長率1.4%,為我國農業增長增收提供了穩定的物質條件。
2.2農業發展過程中存在的問題
2.2.1耕地面積增加受限
隨著經濟發展及城鎮化、工業化的快速推進,在農業結構調整、退耕還林、災害損毀和非農建設占用等因素影響下,耕地總面積卻不斷減少(圖2):在1995年-2010年間,耕地總面積由13048.82萬hm2減少到12235.87萬hm2,減少了6.29%。根據《國家糧食安全中長期規劃綱要(2008年-2020年)》,2007年,全國人均耕地面積為0.092hm2,約為世界平均水平的40%。受干旱、陡坡、瘠薄、洪澇、鹽堿等多種因素的影響,質量相對較差的中低產田約占2/3。2007年以后國家實行了最嚴格土地制度和堅守耕地紅線,耕地面積逐年大幅減少的趨勢得到遏制,并在2009年實現了增加。但由于工業化和城鎮化進程加快,工業和城市占地快速增加,擠占稀有的土地資源,今后擴大耕地面積的空間極為有限。
中國人口發展的糧食安全與耕地保證程度研究表明,隨著人口增長和消費擴張,中國未來的耕地規模和人均耕地面積會進一步下降,人均糧食消費水平和糧食需求總量將進一步提高[11],耕地面積的增長空間有限與糧食需求總量的不斷增加造成不可調和的矛盾。在過去,主要依靠不斷加大化肥的投入量(見圖3),提高單位面積的作物產量,來解決糧食的供求矛盾。但施入過多的化肥,土壤水溶性養分等物質被農田灌溉用水和雨水淋溶到地下水及河流中,造成部分地區的地下水及河流污染,形成農業面源污染,造成水體富營養化,導致藻類滋生,繼而破壞農村水環境。在受到污染的地下水中,硝酸鹽含量增加,若長期飲用此類水源會對人類的身體健康造成危害。
2.2.2農業生產效率不高
農業生產效率指將自然因素和勞動力、經濟和技術等要素作為投入量,把農業總產值作為產出量,通過數據包絡分析計算出要素投入的效率值[12]。農業生產效率反映了國家的農業產值與可能的最大產值間距離的比值,能夠反映國家的農業生產的靜態效率[13]。由圖4(圖中黑色虛線為中國的農業生產效率)可知,我國農業生產效率雖然比發展中國家高,但與發達國家相比仍存在較大差距。
2.2.3農業面源污染嚴重
農業活動具有廣泛性,許多國家的資料已證實農業活動是主要的面源污染源,也是導致水污染的主要原因之一[14]。中國受農業面源污染影響的耕地面積已近2000萬hm2[15],而地表水污染中農業面源污染占很大比重,其中湖泊的氮磷50%以上來自于農業面源污染,如太湖中農業面源的氮量占入湖總氮量的77%,磷占33.4%[16]。據2010年2月第一次全國污染源普查公報,全國主要污染物排放總量中,化學需氧量3028.96萬t,總磷42.32萬t,總氮472.89萬t,而其中僅農業污染源的化學需氧量就達1324.09萬t,總磷28.47萬t,總氮270.46萬t,分別占全國總量的43.71%,67.27%和57.19%。可以看出面源污染的貢獻率已超過點源污染,成為影響水環境的主要因素。
農村地區是農業面源污染排放的氮磷等污染物的第一接納區域,其受到的農業面源污染更為嚴重,影響更為直接。農村面源污染的特點是污染物種類多、數量大、分布廣,面源的監測、管理及防控比較困難。在農村周邊大部分河流均存在被污染的現象,不僅造成糧食減產,而且使我國廣大農村地區居民的飲用水安全得不到保障。據調查,我國患病人群的88%、死亡人數的33%都與生活用水不潔直接相關[17]。農村水環境的惡化,不但直接影響到農業生產的經濟效益,同時也不利于社會經濟的穩定發展和農村居民身體素質的提高。
2.3農業發展的出路
在當前農村水環境亟需治理和改善情況下,農村水利現代化建設必須重視農業面源污染的防治工作,加大對水污染的治理力度。反之,如果不注重農業面源污染的防治,水質惡化、水環境污染和水生態問題等得不到根本解決,就無法實現現代化的農村水利。因此,維系和恢復良好的水環境生態系統是農村水利現代化的基本目標和重要任務之一。由農業面源污染引發的農村水環境問題已嚴重影響到農村居民的小康化進程和社會經濟的發展。農村水環境污染是問題的表象,從深層次分析重要的實質性問題與解決途徑是農村水利現代化建設、實施農業生產方式和農村生活習慣轉變的需要,對改善農村居民生活環境、提高生活質量,保障國家糧食和農村飲水安全均有重要意義。環境友好型農業是人類在面對農業面源污染、應對人口和經濟規模趨近日益緊張的環境承載力的情況下,反思常規農業對水環境的危害后,建立起來的一套持續穩定的環境友好型的、以循環農業為中心的清潔農業生產體系,其主要措施包括減量使用農藥和化肥,改進種植技術,發展農業生態工程、廢棄物循環再利用工程,實現農業生產無害化和農業廢棄物的資源化利用。環境友好型農業通過改進種植技術和廢棄物循環再利用工程等措施,改進灌溉方式,減少灌溉用水,是用水總量控制的重要組成部分;通過減少無效用水損失,提高農田灌溉水有效利用系數,是用水效率控制目標之一;通過減量使用農藥和化肥、廢棄物循環再利用工程等措施,從源頭減少農業面源污染的排放,控制入河湖排污總量,為水功能區限制納污做出貢獻。
在國家尤其是在部分經濟發達地區具備了一定的工業反哺農業、城市支持農村的能力的條件下,運用現代工業發展的文明成果來提升農業的物質裝備水平,對傳統農業進行改造,進而減輕農業面源污染,促進環境友好型的農業生產體系的形成,是完全可行的。
3發展環境友好型農業,落實最嚴格水資源管理制度的措施3.1編制環境友好型農業發展規劃
根據我國建設資源節約型、環境友好型社會和節能減排及落實最嚴格水資源管理制度的工作需求,制訂國家層面環境友好型農業發展戰略和規劃,制訂環境友好型農業發展考核評價體系和機制,指導和引領政府、企業和消費者的行動方向和行為方式。這對環境友好型農業的有效發展和推廣應用非常重要,對緩解農業水環境制約“瓶頸”具有普遍意義。
編制能指導環境友好型農業發展的規劃是一件難度很大的工作。難在它既要有現實可操作性,又要有較強的前瞻性。需要深刻理解環境友好型農業的發展理念,還要掌握國內外農業發展現狀和趨勢。
3.2建立有效的經濟補償機制
環境友好型農業體系的構建是一項投資大、周期長的復雜系統工程,作為公共產品僅靠市場機制難以達到資源優化配置。因此,為了提高生產者的積極性,需要建立和完善農業生態補償機制,為其提供強有力的政策支持和穩定的資金渠道,以此來完善現有的公共物品支付體系,彌補國家財政撥款的不足,實現生態和經濟的可持續發展。
農業生態經濟補償主要表現為政府、社會對積極采取新技術和新模式來提高農業資源的利用率,減少農業系統廢棄物輸出,并以此來減輕農業面源污染的生產者進行經濟補償或生產者通過這種長效發展機制來實現自我補償;政府為環境友好型農業體系的實施創造條件,如科技、文化、教育、衛生事業的發展,基礎設施的建設等。
3.3加大對環境友好型農業的研究力度
在環境友好型農業生產體系中,其具體的生產技術和方式在不同地區、不同生產者間相差很大,其采取的環境友好型農業措施也不盡相同。因此,非常有必要對這些不同的生產技術和生產系統進行生產成本和環境效益評估。
目前,我國有關環境友好型農業氮、磷的流失排放規律的研究還處于初步階段,可信的結論更是鳳毛麟角。因此,應加大對環境友好型農業控制農業面源污染的科學研究,在分析農業生產物質投入、產出的基礎上,定點采樣分析環境友好型農業與常規生產系統的農田徑流水、溝渠排水的污染負荷,得出定量化的環境友好型農業生產控制農業面源污染的科學依據,為環境友好型農業的宣傳和推廣應用提供科技支撐。
3.4加強示范區建設,發揮“以點帶面”效應
中國幅員遼闊,跨越經緯度較大,各地氣候、土壤、種植制度、水資源條件等均有差異。如果在沒有充分考察和調研的情況下,就在全國采取硬性的推行措施,一旦失敗,代價過于高昂。而若在局部進行試點,在實踐中不斷探索經驗,在取得經驗的基礎上逐步推廣到其他相似地區,擴大實施范圍,就可以避免推行錯誤的決策。而且在推廣應用過程中,農業從事者可以看到環境友好型農業的益處,樂于接受環境友好型農業這一新型事物,減少推廣阻力,保證環境友好型農業生產體系的構建工作能夠沿著正確的軌道前進。
在全國環境友好型建設試點區和國家環境保護生態區建立示范基地,樹立典型。組織農業和水利科研單位,進行環境友好型農業的相關研究開發與實踐應用工作。通過宣傳引導、技術培訓與服務、政府補助或貸款扶持等措施提高環境友好型農業從事者的積極性,引導現代農業向環境友好型農業發展。
3.5切實推進農村河道整治與農田水生態修復
河道由于地處郊區,且屬于公共設施,長期以來疏于管理和缺乏監督機制,導致河道淪為公共垃圾場,淤淺嚴重,嚴重影響行洪和排澇等基本功能。隨著工業化的快速發展,廢污水直接排放入河,使河道污染嚴重,臭氣熏天。農業如使用污染的水用于灌溉,則農產品產量降低,質量下降,甚至耕地受到污染,農田水生態惡化。
長期以來,人們只注重河道的排水、灌溉等功能,忽視了其景觀、生態、資源等功能,所以在傳統河道整治中,采取的措施都比較單一,造成即使經過整治的河道仍然結構簡單、功能單一,不能充分發揮河道作為農業生產重要組成部分的作用。在發展環境友好型農業中,應切實推進農村河道的整治,更新整治理念,在保障河道供排水的前提下,充分發揮河道的生態、景觀等功能,并在有條件地區實行溝塘濕地系統,構建河道生態系統,吸附排水中氮磷等營養物質,減少排水污染物的濃度[18],促進農田水生態修復。同時要加大管理力度,保證河道功能的發揮,創造人與自然和諧相處的環境,促進環境友好型農業的健康發展。
3.6切實推進智慧灌溉、精細管理與節水減污
我國大部分地區農業用水效率低,不僅用水浪費大,也是面源污染的主要來源。針對農業中“水肥利用效率低下”和“面源污染嚴重”兩大突出問題,需切實開展智慧灌溉研究與應用,以節水與減污的交互作用角度實現高效用水與施肥的耦合關鍵技術,將灌溉、排水、施肥、凈化和利用等系統集成,并因地制宜提出相應的運行調度及管理制度,建立排水-生態溝渠-濕地系統,實現排水、生態農溝、濕地系統灌排精準配送,提升用水效率,降低農田系統排水及其污染負荷的排放。實現農田用水的精細管理和節水減污,加快轉變農業用水方式,達到用水效率提高和面源污染減排雙重目標,建設高效節水的環境友好型農業,提高我國農業用水管理水平、用水效率和效益。3.7加大環境友好型農業的宣傳力度,提高農民環保意識
我國大部分地區農業生產水平還比較落后,生產力仍比較薄弱,尤其廣大從事農業生產的組織、單位及農民的生態、環保意識還不夠強,沒有看到發展環境友好型農業與防治農業面源污染的迫切性和重要性,對環境友好型農業的含義理解得不深透,有的甚至很陌生,不利于環境友好型農業推廣工作的開展和推動,因此,需要結合環境友好型農業新型實用技術的推廣,下大力氣不斷提高農民對生態保護的認知水平,積極宣傳發展環境友好型農業對保護環境和人類健康的意義及環境友好型農業產生的社會、經濟效益,擴大環境友好型農業的社會影響。
充分利用各種媒介進行多層次、多形式、全方位的宣傳,提高農民對農業面源污染及農村環境保護的意識和責任感,引導農民樹立文明意識、環保意識、健康意識,逐步形成良好的農業可持續生產理念和方式,不斷提高農民生態文明水平和環境保護意識。
4結語
農村水利現代化是落實最嚴格水資源管理制度的需要,是實現農業現代化的前提,是保護和改善農村生態環境的契機,因此是在我國農村地區實現經濟效益、社會效益和生態效益最大化的重要舉措。針對農業面源污染日趨嚴重的現狀,通過相關措施發展環境友好型農業,防治農業面源污染,落實最嚴格水資源管理制度,從而實現農村的水利現代化,是改善農業生態環境的必由之路。
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