施用化肥对农业生态环境的负面影响及对策

论述了肥料的过量使用对我国的农业生态环境质量的负面影响，提出了合理施用化肥防治环境污染的对策。认为过量施用化肥引起土壤酸化和板结、重金属污染、硝酸盐污染和土壤次生盐渍化，从而导致土壤肥力下降，并且造成水体富营养化，淋溶污染地下水，致使作物品质下降，硝酸盐含量超标，并通过食物链危害人体健康。此外，认为化肥对大气环境的影响主要集中在氮肥上，氨挥发和NOx、CH4及CO2的释放，不仅能引起温室效应，而且还能够引起臭氧层的破坏。提出了相应的对策：增加科技教育的投入，提高农民的科学文化素质，提高全民的环境意识；合理施肥；结合国家的调控政策，在粮食产量与环境保护、作物产量与产品品质之间找到平衡点。     

淮河流域化肥施用空间特征及环境风险分析

深入认识淮河流域化肥施用环境风险,对提高化肥施用风险意识、加强风险管理、防治农业面源污染有着重要作用。综合考虑化肥施用强度、效率、环境安全阈值、环境影响效应及作物复种指数等5种因素,构建了化肥施用农田污染环境风险评价指数模型,对淮河流域化肥施用空间特征和环境风险进行研究。应用层次分析法,确定氮磷钾三因子对环境影响的权重系数。根据国家环境保护部2010年设定的生态乡镇建设化肥使用强度单位播种面积小于250 kg·hm-2的标准,按照氮磷钾1∶0.5∶0.5的比例,确定氮磷钾三因子的环境安全阈值。在不考虑氮磷钾单质化肥环境影响效应权重的情况下,以作物复种指数为1、化肥利用率为50%为基准,建立化肥环境风险评价等级标准。结果表明,淮河流域化肥施用强度最高的地市是淮南市,为1 242.2 kg·hm-2,是强度最低的淄博市478.7 kg·hm-2的2.6倍。淮河流域平均化肥施用强度为776.6 kg·hm-2,是我国生态乡镇建设化肥施用标准的3.1倍。化肥施用强度分布有一定的规律性,大致沿着偏东北西南走向有4个带状分布区,高过量施肥区和中过量施肥区从南到北依次交替出现。淮河流域化肥施用环境风险总指数是0.74,属于中等程度风险,处于Ⅱ级预警。35个地市化肥污染风险预警级在Ⅰ和Ⅳ之间,分别呈连片状聚集分布。单质肥料氮磷钾风险指数分别是0.74、0.81和0.64,分别属于中度风险、严重风险和轻度风险,处于Ⅱ、Ⅳ、Ⅰ级预警。总的来看,淮河流域过量的化肥施用普遍存在较为严重的中等环境风险,已经对流域的生态环境产生了较为严重的影响。     

耕地细碎化和劳动力老龄化对水稻化肥施用强度的影响

化肥过量施用已成为中国农业生产中较普遍现象,且小农家庭经营仍是中国当前乃至今后相当长时期内农业经营的主要形式,因此,探究小农户化肥过量施用行为内在机理,是中国农业实现化肥减量增效政策调控的焦点。基于湖北东南地区775份水稻种植户调查数据,采用有序Logit模型分析耕地细碎化和劳动力老龄化对水稻化肥施用强度的影响。结果表明：(1)耕地细碎化和劳动力老龄化对化肥施用强度呈显著正向影响,且耕地细碎化对化肥施用强度的正向影响远大于劳动力老龄化;(2)耕地细碎化和劳动力老龄化对化肥施用强度的影响受地貌类型制约,其中,耕地细碎化对低山丘陵区化肥施用强度的正向影响远大于岗地平原区,而劳动力老龄化对低山丘陵区化肥施用强度的正向影响略大于岗地平原区;(3)耕地质量等级和水稻种植规模对化肥施用强度呈显著负向影响,而稻谷商品化率对化肥施用强度呈显著正向影响。     

限制肥料施用量减少化肥的面源污染

农业高速发展需要化肥,但过量施用会造成人为性面源污染,直接或最终危害人体健康和人类生存。目前最大量推荐施肥是不可取的。实测和理论数值表明,即使对目前的推荐施肥量减少20％,也不会使产量减少>2％。这对提高肥料利用率,减少面源污染是完全有利的。     

不同施肥模式对芋艿产量及菜地土壤中氮素迁移累积的影响

以太湖流域的临安市太湖源镇具有代表性的大田蔬菜地为研究对象,通过9种不同施肥量模式的田间试验,探讨芋艿Colocasia esculenta L．Schoot季蔬菜地速效氮在土壤中的动态变化、剖面垂直分布及累积,了解施肥措施对蔬菜种植的生态及环境影响。各施肥处理均能提高芋艿产量,但增加幅度因施肥措施不同而不同,适量施肥已满足芋艿生长对养分的需求,继续增施对边际产量的增效不明显。在芋艿生长过程中,不同施肥模式下土壤中的铵态氮、硝态氮、速效氮质量分数动态变化的趋势不同;芋艿收获后,硝态氮、铵态氮、速效氮在土壤剖面中质量分数的垂直分布因氮肥投入水平的不同而有所差异;土壤剖面中速效氮的累积量与氮肥投入密切相关;综合评价来看,低量控释肥＋低量化肥是各施肥模式中比较具经济效益、环境效益的合理施肥模式;因而,在实际蔬菜生产中,要适量施用氮肥,适当采用混合施肥模式如低量控释肥＋低量化肥,防止因过量施用氮肥而导致硝态氮的过量累积及其带来的水环境污染等环境问题。     

中国农业非点源污染控制的经济措施探讨--以北京密云水库为例

针对我国农业非点源污染特征,提出污染控制经济政策体系,包括基于限制和约束功能的税费政策,基于引导和鼓励功能的补贴、补偿等优惠政策,以及创建基于流域的使污染削减总成本最小化的排污权交易市场。选择北京市重要水源地———密云水库的2大汇水流域之一的潮河流域(密云县境内)为政策设计示范区,从经济、技术及制度方面分析了各经济政策的功能和适用情况,提出本区以鼓励扶持引导为主、收费惩罚为辅控制削减农业非点源污染的经济政策构想,并估算了对农民环保行为给予补贴和补偿的额度。     

生态肥料 NutriSmartTM在甜椒生产中应用的生态效应

过量施用肥料导致产品质量下降,引发水体和土壤的严重污染;减少施用农田化肥或施用对环境影响较小的肥料将有利于减少农田N、P损失。因此,世界各国尝试研究和开发既能提高作物产量和质量又可降低环境风险的新型肥料。生态肥料Nutrismart在甘蔗、野菜种植上均取得较好的成效,但在蔬菜上的应用研究及其施用后的N、P损失研究鲜见。本研究以甜椒(Capsicum annuum var.grossum)为例,进行温室培养试验,共设8个处理,采用不施肥、纯施常规化肥和混施不同比例的生态肥料NutriSmartTM和常规化肥的技术,比较生态肥料NutriSmartTM和常规化肥混施与单独使用常规化肥对甜椒产量及品质的影响,并进一步通过土柱淋溶试验模拟研究生态肥料对土壤氮磷损失的影响,评价其生态风险。结果表明,生态肥料NutriSmartTM的施用,不仅大幅度降低化肥的用量,还保持了甜椒的产量和质量,且施用量的提高未增加土壤中氮、磷的淋溶,造成水体富营养化的风险降低,在蔬菜中有良好的应用前景。     

区域种养平衡估算与养殖场种养结合意愿影响因素分析:基于江苏省的实证研究

种养结合是实现畜禽粪便资源化利用、防控畜禽养殖污染和减少农田化肥施用的重要途径。2001—2013年江苏全省及各地市普遍存在农田氮磷盈余现象,氮磷盈余强度总体上呈现先上升后下降的阶段性特征,苏北各地市氮磷盈余强度普遍高于苏南、苏中地区,化肥过量投入是农田氮磷盈余的主要驱动因素。与2001年相比,2013年全省及多数地市氮磷盈余强度下降幅度较大,全省农田氮磷平衡状况正在改观。运用Logistic模型研究养殖场种养结合意愿的影响因素,发现养殖场是否获得过养殖环保政策补贴、环保部门的监管压力、养殖规模和配套土地面积等因素对养殖场种养结合意愿具有显著正向影响。     

安徽省化肥面源污染环境风险分析

为了深入了解化肥施用对农村生态环境的威胁,在综合考虑化肥施用强度、效率、生态安全标准、环境效应权数及作物复种指数等多种因素的基础上,构建了化肥面源污染环境风险评价指数模型,对安徽省化肥施用时空分异与面源污染环境风险进行研究。结果表明,2013年安徽省总化肥施用强度平均为853.6 kg·hm~(-2),化肥面源污染环境风险指数为0.72,总环境污染风险程度为中度;氮、磷、钾施用比例平均为1∶0.52∶0.49,氮、磷和钾3种单质肥料的环境风险指数分别为0.72、0.78和0.65,风险程度分别为中度、高度和低度,其空间分布具有明显的聚集效应。安徽省16个地级市目前普遍存在农田化肥过量施用的问题,区域差异大,分布规律比较明显。其中淮南为严重风险,蚌埠、六安、芜湖和铜陵4个地区为高度风险,其余各市为中度风险。     

化肥经济过量施用行为的影响因素研究

基于浙江省4个县(市)的山区农户调查数据,通过运用CD生产函数方法对化肥经济投入是否过量进行分析。研究发现:被调查的浙江省4个县(市)化肥施用量均超过了经济意义上的最优施肥量,农户对粮食作物、经济作物种植中的化肥投入均过量,其中粮食作物化肥过量施用程度较严重。运用计量经济模型对化肥经济过量施用量的影响因素进行分析,结果表明农户参与非农就业的比例以及地块的质量、灌溉条件等因素是导致化肥经济过量施用行为的重要影响因素。     

我国化肥施用量及其可能污染的时空分布特征

近年来，随着化肥施用量的增加，由化肥污染所引起的环境问题逐渐被人们所认识。文章利用我国各省历年主要农作物播种面积和化肥用量资料，提出了化肥施用量评价指数。我国总的化肥施用量没有超过适宜施用量；氮肥实际施用量基本接近于适宜施用量，而磷肥、钾肥的实际施用量严重不足。但对全国各省情况的研究表明，东部地区的氮肥施用量普遍超过或接近于适宜施用量，而中西部地区的氮肥施用量普遍小于适宜施用量；各省磷肥和钾肥的施用量普遍严重不足。因此，应降低东部的氮肥用量以减少污染，同时增加中西部的氮肥施用量。全国各省均应增加磷、钾肥施用量，调整氮、磷、钾肥的比例，有计划地安排我国氮、磷、钾肥的施用量及合理比例，从化肥污染的源头减少化肥污染。     

Is there an inverted U-shaped curve? Empirical analysis of the Environmental Kuznets Curve in agrochemicals

As the largest contributor to water impairment, agriculture-related pollution has attracted the attention of scientists as well as policy makers, and quantitative information is being sought to focus and advance the policy debate. This study applies the panel unit root, heterogeneous panel cointegration, and panel-based dynamic ordinary least squares to investigate the Environmental Kuznets Curve on environmental issues resulting from use of agricultural synthetic fertilizer, pesticide, and film for 31 provincial economies in mainland China from 1989 to 2009. The empirical results indicate a positive long-run co-integrated relationship between the environmental index and real GDP per capita. This relationship takes on the inverted U-shaped Environmental Kuznets Curve, and the value of the turning point is approximately 10,000–13,000, 85,000–89,000 and over 160,000 CNY, for synthetic fertilizer nitrogen indicator, fertilizer phosphorus indicator and pesticide indicator, respectively. At present, China is subject to tremendous environmental pressure and should assign more importance to special agriculture-related environmental issues.     

我国东南丘陵区化肥和农药污染状况分析

过分省和典型地区化肥和农药使用情况对比,结合实地调查采样分析的研究方法,从不同尺度上分析了我国东南丘陵区化肥、农药扩散污染的状况及其发展趋势。结果表明,浙江、广东和福建３省化肥和农药施用量较高,引起的扩散污染也较为严重;广西、湖南、海南和江西４省化肥和农药的施用量还不高,但近期有迅猛上升的势头。     

特定小流域水质模型的选择

根据特定小流域的水文特点和实际要求，建立一个流域综合水质模型，它由三个子模型支持，即：河流水质模型、水库富养营化模型和非点源污染模型。本工作对河流水质模型（ＱＵＡＬ２ＥＵ）加以改进，使之适应Ｗ河的具体情况，并在ＱＵＡＬ２ＥＵ增加了模拟ＣＯＤ、网箱养鱼和底泥泛起的功能。完成了作了水源地的水库地的水库富营养化模型，解决了流域内农业耕作、污水灌溉等造成的非点源污染随降雨径流进入水体过程的模拟和计算，使之     

内蒙古乌梁素海水质时空分布特征

将地质统计学理论与地理信息系统相结合对乌梁素海富营养化指标、有机污染指标和盐化污染指标进行了kriging空间插值,结果表明：从时间角度分析,冬季总氮浓度、总磷浓度、化学需氧量质量浓度明显高于其他季节;叶绿素a质量浓度浓度冬季最低;时空电导率平均值在4.0 ms.cm-1左右波动。从空间角度分析,总氮浓度、总磷浓度、叶绿素a质量浓度呈现出由北向南递减的趋势;夏秋季化学需氧量空间分布与春冬季节相反;冬季电导率空间分布与其他季节明显不同。从浓度大小分析,乌梁素海复合污染已十分严重。     

施肥及作物生长对田间非点源产污的影响

为了揭示施肥及作物生长对田间非点源污染的影响,分别在节瓜地布设不施肥、无机肥、无机肥＋有机肥、有机肥、有机肥＋多肽肥、多肽肥等6种施肥处理的小区,并于节瓜生长的初瓜期、盛瓜期、清藤期采用放水浸泡土壤的方法,测试不同施肥及作物生长状态下田间非点源产污强度。研究表明：在节瓜的生长过程中,各试验小区非点源产污强度呈现初瓜期〉清藤期〉盛瓜期的趋势。各营养元素的主要输出时段有所差异,总N、NH4-N的为初瓜期,总P、总K的为清藤期,NO3-N的为盛瓜期。在灌溉水作用下整个作物生长阶段的非点源产污总量从大到小依次为,有机肥、无机肥＋多肽肥、无机肥＋有机肥、不施肥、多肽肥、无机肥,试验表明该多肽肥具有一定的减污效果。     

Redistribution and pollution taxes with non-linear Engel curves

This paper analyses optimal corrective taxation and optimal income redistribution. The Pigouvian pollution tax is higher if pollution damages disproportionally hurt the poor due to equity weighting of pollution damages. Moreover, under general utility functions, optimal pollution taxes should be set below the Pigouvian tax if the poor spend a disproportionate fraction of their income on polluting goods. However, if Engel curves are linear, optimal pollution taxes should follow the first-best rule for the Pigouvian corrective tax even if the government wants to redistribute income and the poor spend a disproportional part of their income on polluting goods. The often-used quasi-linear, CES and Stone-Geary utility functions all have linear Engel curves. If Engel curves are linear, and if pollution taxes are not optimised, Pareto-improving green tax reforms exist that move the pollution tax closer to the Pigouvian tax. Simulations demonstrate that optimal corrective taxes should be Pigouvian if the demand for polluting goods is derived from a LES demand system, but deviate from the Pigouvian taxes if demand for polluting goods demand is derived from a PIGLOG demand system.     

有机肥与化肥的生产能耗、投入成本和环境效益比较分析——以污泥堆肥生产有机肥为例

针对目前国内肥料生产和施用现状,分别从能耗、成本和污染物排放等三个方面对有机肥和化肥进行比较分析。化肥生产呈现高能耗和高污染排放,而有机肥则表现为低能耗、无污染的特点,同时还可消纳废弃物,减轻污染负荷。从投入成本上分析,化肥相对于有机肥具有一定优势,其单位面积和折纯养分投入分别是有机肥的53%和26%。有机肥相对于化肥,其污染物排放负荷很低。从节能减排和降低投入的角度,提出支持基于废弃物资源化的有机肥产业化发展。     

Control division of agricultural non-point source pollution at medium-sized watershed scale in Southeast China

This paper presents the study carried out for controlling agricultural non-point source pollution (NSP) in a medium-sized watershed covering 1.47 × 10⁴ km² in Southeast China using quantitative analysis coupled with geographic information system (GIS), universal soil loss equation (USLE), soil conservation service-curve number (SCS-CN), nutrient loss equations, and annualized agricultural nonpoint source model (AnnAGNPS). Based on the quantitative results derived from GIS and environmental models, five control division units were generated for NSP control in Jiulong River watershed, namely, controlling unit for soil losses, controlling unit for livestock breeding and soil losses, controlling unit for excessive fertilizer use and livestock breeding, controlling unit for soil losses and fertilizer use, and controlling unit for excessive fertilizer use and soil losses. This study proved that integrating GIS with environmental models can be adopted to efficiently evaluate major sources and contributors of NSP, and identify the critical source areas of NSP, which enables adjusting measures to local conditions by further control division units developed through such study for control and management of water quality degradation induced by NSP in the Jiulong River watershed.