中国农业科学 ２００４，３７（７）：１００８－１０１７
Ｓｃｉｅｎｔｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａ Ｓｉｎｉｃａ
中国农业面源污染形势估计及控制对策
Ｉ．２１世纪初期中国农业面源污染的形势估计
张维理１，武淑霞１，冀宏杰１，Ｋｏｌｂｅ Ｈ．２
（１中国农业科学院土壤肥料研究所，北京 １０００８１；２德国撒克森州立农业科学院，莱比锡 Ｄ－０４１５９）
摘要：２０世纪７０年代以来，中国重要的湖泊和河流水域如五大湖泊、三峡库区、滇池、白洋淀、南四湖、异龙湖等氮、磷富营养化问题急剧恶化。研究结果表明，在中国水体污染严重的流域，农田、农村畜禽养殖和城乡结合部的生活排污是造成水体氮、磷富营养化的主要原因，其贡献率大大超过来自城市生活污水的点源污染和工业的点源污染。２０世纪８０年代初以来，在各重要流域菜果花（蔬菜、水果、花卉）播种面积增加了４．４倍。菜果花种植为新型产业，农民并未掌握合理的施肥技术。由于种植效益高，菜农为了追求效益，超高量使用氮、磷肥料，单季作物化肥纯养分用量平均为５６９～２０００ ｋｇ?ｈａ－１，为普通大田作物的数倍甚至数十倍，成为水体富营养化的主要潜在威胁之一。与此同时，农村养殖产业带的发展，使得一些地方畜禽养殖产生的氮、磷数量剧增，最大已达到１ ７２１ ｋｇＮ?ｈａ－１和６３９ ｋｇＰ２Ｏ５?ｈａ－１，大大超过了农田可承载的安全负荷，成为各大水域的重要污染源。而城乡结合部地带缺少排污管网等基础设施，加上这一地带城区快速扩张，使之成为城区面源污染的主要来源。分析结果还显示，尽管中国农业面源污染的程度已十分严重，然而，各主要驱动因素仍然有增无减，进入２１世纪初，中国农业面源污染对水体富营养化的影响将进一步加剧，农业和农村发展引起的水污染将成为中国可持续发展的最大挑战之一。
关键词：水体富营养化；地下水硝酸盐污染；面源污染；滇池；太湖
收稿日期：２００４－０２－０６基金项目：农业部重点资助项目、国家科技部“９７３”资助项目（Ｇ１９９９０１１８０６、２００２ＣＢ４１０８００）、国家科技部重大专项资助项
目（Ｋ９９－０５－３５－０２）和上海市农委资助项目［农科功字（２００２）第４－１－４号］
作者简介：张维理（１９５３－），女，北京人，研究员，博士，主要从事农业面源污染与数字土壤研究。Ｔｅｌ：０１０－６８９１８６４５；
Ｆａｘ：０１０－６８９７６９００；Ｅ－ｍａｉｌ： ｗｌｚｈａｎｇ＠ｃａａｓ．ａｃ．ｃｎ
编者按：进入２１世纪，随着我国人口的迅速膨胀，农业集约化程度的高速增长，许多地区的湖泊、河流、近海域都出现了严重的富营养化问题，严重影响了这些地区的水质。我国是农业大国，为在有限的农田上实现农民增收、农业增效、农村致富，高面源污染风险的菜果花农田、畜禽养殖业在各大流域发展迅速。如何减少其目前和未来昂贵的环境代价？我国是一个水资源极为短缺的国家，为解决用水问题，国家投入巨资通过南水北调等措施，以缓解缺水的矛盾，怎样保证这些工程建设的成果不致由于水质问题付诸东流？我国是一个发展中国家，如果用有限的国力，更有效地应对农业面源污染给我们带来的这一世无先例的挑战，使滇池、太湖等严重富营养化的水域早日恢复其美丽的面容？作者根据多年的研究工作，对我国农业面源污染状况及在治理中存在的误区进行了深入分析，提出了发人深省的问题。为了使读者对本研究提出的面源污染问题及其观点有一个连续、清晰的认识脉络，并希冀对此观点引发出不同的认识与争鸣，本刊特安排将３篇文章一并刊发。
７期 张维理等：中国农业面源污染形势估计及控制对策Ｉ．２１世纪初期中国农业面源污染的形势估计 １００９
Estimation of Agricultural Non-Point Source Pollution in
China and the Alleviating Strategies
I ． Estimation of Agricultural Non-Point Source Pollution in China in Early 21 Century
ZHANG Wei-li 1, WU Shu-xia 1, JI Hong-jie 1, KOLBE H.2
(1Soil and Fertilizer Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences ,Beijing 100081;
2
S?chsische Landesanstalt für Landwirtschaft, Gustav-Kühn-Str. 8,D-04159 Leipzig )
Abstract : Since 1970s, the N and P eutrophication of major Chinese lakes and water systems has been getting worse rapidly. Investigation revealed that non-point source pollution from agriculture and rural region is the leading source of water pollution. The contribution of non-point source pollutants from fertilization of crop land, rural animal husbandry and living sewage of transition region between rural and urban area is much greater than that of point-source from wastes of civil domestic and industry in urban area with developed wastewater pipe nets. Since 1980s, the acreage of vegetables, fruits and flowers has been increased by 4.4 times. Due to high profit, it is common using very high rates of N and P fertilizers on these crops. The average fertilizer application rate is 569-2000 kg (pure nutrient)·ha -1 in single crop, about 10 times as that for grain crops. The increasing vegetable area with high fertilizer input is one of the biggest potential problems for eutrophication of water bodies in watersheds. At the same time, animal breeding farmers in rural region intended to be developed in a pattern that certain townships with very high concentration of animal breeding farmers. N and P amount from animal husbandry in such concentrated region has reached very high level, as much as 1721 kg N and 639 kg P 2O 5 per hectare agricultural land area, far more surpassing the acceptance capacity of soil to these organic nutrients. In almost all of the important watersheds in China, non-point source N- and P-discharge to aquatic ecosystem from animal husbandry is becoming a crucial pollution source. Fast expansion of new city zones without wastewater pipe nets in transition region between rural and urban area makes such zones the main non-point source pollution. The research results also showed that although the non-point source pollution is already serious in the country, the growing influence factors will lead to even worse situation in the early 21 century. The non-point source pollution from agriculture and rural area will become one of the biggest challenges to sustainable development of China.
Key words : Eutrophication; Nitrate pollution in groundwater; Non-point source pollution; Dianchi lake; Taihu lake
１％，但到目前为止水体富营养化的程度仍然有增无
减［３］。
中国农业科学院土壤肥料研究所新近的研究结果显示，２１世纪初期，在中国流域面积较大的水域，如滇池、五大湖泊、三峡库区等，农业面源污染对水体富营养化的影响将进一步加剧。
１ 中国水污染的核心问题是水体的
氮、磷富营养化
中国水污染的核心问题是水体的氮、磷富营养化。如太湖、巢湖水质按ＣＯＤ指标评价，多数可达到地面水三类标准，全国其它主要湖泊、水系，制约水体水质的主要原因基本上也是总氮、总磷浓度高［４～７］。根据中国国家环保局在太湖、巢湖、滇池、三峡库区等流域的调查，工业废水对总氮、总磷的贡献率仅占１０％～１６％，而生活污水和农田的氮、
直至２０世纪６０年代，中国水体污染问题尚不突出，７０年代以后各大湖泊、重要水域的水体污染，特别是水体的氮、磷富营养化问题急剧恶化。重要的湖泊水质持续下降，五大湖泊中太湖、巢湖已进入富营养化状态，水质总氮、磷指标等级已达劣五类［１］。洪泽、洞庭、鄱阳湖和一些主要的河流水域如淮河、汉江、珠江、葛洲坝水库、三峡库区也同样面临着富营养化的威胁。
这些流域是中国人口最为密集，经济最为发达的区域，而水质下降造成的水质性缺水，已经对这些地区人民生活用水构成威胁，对生产和经济发展造成巨大损失，对南水北调和三峡水库等国家重大工程的作用构成影响。根据世界银行和中国有关专家的研究，水污染在中国造成的经济损失约占ＧＤＰ的１．４６％～２．８４％［２］。近年来尽管国家和地方每年都投入巨资，“十五”期间用于包括水污染治理的环境整治的投资规划为７０００亿元，已达到中国ＧＤＰ的
１０１０ 中 国 农 业 科 学 ３７卷
表２ 中国重要水域水体总氮、磷浓度的变化［５，１３～１５］
Ｔａｂｌｅ ２ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ＴＮ ａｎｄ ＴＰ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｍａｊｏｒ ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ
水域
时段 水体总氮、磷浓度来自施肥和畜禽养殖的氮、磷发生量１）
Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ
Ｐｅｒｉｏｄ
ＴＮ ａｎｄ ＴＰ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｎ ａｎｄ Ｐ２Ｏ５ ｌｏａｄｓ ｆｒｏｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎｉｍａｌ ｈｕｓｂａｎｄｒｙ ｔｏ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ
ＴＮ（ｍｇ·Ｌ－１）
ＴＰ（ｍｇ·Ｌ－１）
Ｎ（ｋｇ·ｈａ－１） Ｐ２Ｏ５ （ｋｇ·ｈａ－１）
滇池（外海）２０世纪８０年代１．１８０．０９７１８３１０１
Ｄｉａｎｃｈｉ ｌａｋｅ１９８０ｓ（Ｗａｉｈａｉ）目前 Ｐｒｅｓｅｎｔ１．９８０．２８５２３３７０太湖２０世纪８０年代 １９８０ｓ１．１１０．０５２３６７１１８Ｔａｉｈｕ ｌａｋｅ目前 Ｐｒｅｓｅｎｔ２．５４０．１４６２１３０巢湖２０世纪８０年代 １９８０ｓ１．４３０．０８８１３０５２Ｃｈａｏｈｕ ｌａｋｅ目前 Ｐｒｅｓｅｎｔ３．１９
０．１９
３８４
１９８
１）
以流域农田每公顷耕地平均养分发生量计
Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ
磷流失是水体富营养化的主要原因［８］。
中国农业科学院土壤肥料研究所的研究结果显示：在中国水体污染严重的流域，农田、农村畜禽养殖和城乡结合部地带的生活排污是造成流域水体氮、磷富营养化的主要原因，其贡献大大超过来自城市地区的生活点源污染和工业点源污染。对中国重要流域如滇池、五大湖泊、三峡库区的分析结果显示，自２０世纪６０年代以来，随着这些水域农田氮、磷肥料用量和畜禽养殖业的大幅度增加，氮、磷富营养化程度逐步升级（表１、２）。自６０年代以来，由于化肥用量的增长和畜禽养殖业的发展，称之为水体污染元凶的磷素发生量在这些流域平均增加了１２倍，折合为每公顷耕地平均发生量达２４３ ｋｇ（表３）。构成磷素发生总量的主要三组分：农田化肥、畜
禽排放和农村人口排污比例，由６０年代的１：５：４演
变为目前的６：３：１。中国农业科学院土壤肥料研究所在太湖流域、滇池流域的多点长期定位试验，在江苏、浙江、云南、山东、北京、上海等十多个省市上百个县的实地考察和５０００余个田间的采样调查显示，在中国流域面积大的水域，如滇池、五大湖泊、三峡库区等，水体富营养化最主要的驱动因素有以下３个：
（１）高氮、磷肥料用量的菜果花（蔬菜、水果、花卉）农田面积大幅度增长；
（２）流域农村地区畜禽养殖业密集发展；（３）基础设施差的城乡结合部地带城镇建设快速扩展。
表１ 中国重要水域的水质等级变化［４，７，９～１２］１）
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｍａｊｏｒ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ
水域 ２０世纪６０年代 ２０世纪７０年代 ２０世纪８０年代 ２０世纪９０年代 现在 主要污染物Ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ １９６０ｓ １９７０ｓ １９８０ｓ １９９０ｓ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍａｉｎ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ滇池（草海）ⅡⅢＶ劣Ｖ劣Ｖ总氮、磷Ｄｉａｎｃｈｉ ｌａｋｅ（Ｃａｏｈａｉ）Ｐｏｏｒ ｔｈａｎ ＶＰｏｏｒ ｔｈａｎ ＶＴＮ， ＴＰ滇池（外海）ⅡⅢⅣＶ劣Ｖ总氮、磷Ｄｉａｎｃｈｉ ｌａｋｅ（Ｗａｉｈａｉ）Ｐｏｏｒ ｔｈａｎ ＶＴＮ， ＴＰ太湖 Ｔａｉｈｕ ｌａｋｅＩ～ⅡⅡⅢＩＶ～Ｖ劣Ｖ总氮、磷
Ｐｏｏｒ ｔｈａｎ ＶＴＮ， ＴＰ
巢湖 Ｃｈａｏｈｕ ｌａｋｅ水质尚好ⅢⅣＶ劣Ｖ总氮、磷
Ｑｕｉｔｅ ｇｏｏｄＰｏｏｒ ｔｈａｎ ＶＴＮ， ＴＰ
洪泽湖水质尚好中～富营养富营养化总氮、磷Ｈｏｎｇｚｅｈｕ ｌａｋｅＱｕｉｔｅ ｇｏｏｄＭｉｄｄｌｅ ｔｏ ｈｉｇｈ ｌｅｖｅｌＥｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎＴＮ， ＴＰ
ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ
洞庭湖 Ｄｏｎｇｔｉｎｇｈｕ ｌａｋｅ水质尚好贫～中营养富营养化总氮、磷
Ｑｕｉｔｅ ｇｏｏｄＰｏｏｒ ｔｏ ｍｉｄｄｌｅ ｌｅｖｅｌＥｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎＴＮ， ＴＰ
ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ
鄱阳湖 Ｐｏｙａｎｇｈｕ ｌａｋｅ水质尚好中营养富营养化总氮、磷
Ｑｕｉｔｅ ｇｏｏｄＭｉｄｄｌｅ ｌｅｖｅｌＥｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎＴＮ， ＴＰ
ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ
三峡库区水质尚好富营养化总氮、磷Ｙａｎｇｔｓｅ Ｒｉｖｅｒ Ｄａｍ ＡｒｅａＱｕｉｔｅ ｇｏｏｄＥｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎＴＮ， ＴＰ
１）
依据国家环保局制订的水质标准（Ｉ：一级；Ⅱ：二级；Ⅲ：三级；Ⅳ：四级；Ｖ：五级）
Ｇｒａｄｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｍａｄｅ ｂｙ ＥＡＰ ｏｆ Ｃｈｉｎａ （Ｉ： ｈｉｇｈ； Ⅱ： ｇｏｏｄ； Ⅲ： ｆａｉｒ； Ⅳ： ｐｏｏｒ； Ｖ：ｂａｄ）
７期 张维理等：中国农业面源污染形势估计及控制对策Ｉ．２１世纪初期中国农业面源污染的形势估计 １０１１２ 集约化农区面源污染造成地下水硝酸盐污染十分严重
在中国主要湖泊、水系和近海海域面临着由于严重的富营养化造成的水体污染的同时，中国许多地区特别是农业集约化程度高、氮肥用量大的地区，已面临着严重的地下水硝酸盐污染问题。自１９９４年以来中国农业科学院在北京、山东、陕西、河北、天津等地２０个县６００多个点位的抽样调查显示，在北方集约化的高肥用量地区２０％地下水硝酸盐含量超过８９ ｍｇＮＯ－３·Ｌ－１（中国饮用水硝酸盐含量限量标准），４５％地下水硝酸盐含量超过５０ｍｇＮＯ３－·Ｌ－１（主要发达国家饮用水硝酸盐含量限量标准），个别地点硝酸盐含量超过５００ｍｇＮＯ３－·Ｌ－１［１６，１７］。江苏、云南、山西等地也报道在高化肥用量农区地下水硝态氮含量超标［１８，１９］。
中国许多城市地下水是重要的饮用水资源，目前集约化种植的菜果花农田主要集中于人口密集的城市周边地区，地下水硝酸盐污染已经对这些城市的饮用水安全造成了威胁。如北京市约５０％饮用水资源取自地下水，据北京市环保局对２０５眼水源井的抽样监测，地下水硝酸超标率２３．４％，硝酸盐超标面积１４６．８ ｋｍ２，硝酸盐已经成为北京地区地下水两种主要污染物之一。研究显示，农业面源污染是地下水的硝酸盐污染的首要原因［２０］。目前中国高氮肥用量的集约化农田已占农田总面积１５％以上，城市周边地带通常可达３０％以上，由农业面源污染引起的地下水硝酸盐污染将对上亿人口的饮用水质
量安全造成威胁。
３ 菜果花农业面源成为流域水体富营养化最大潜在威胁之一
直至２０世纪６０年代末期，中国农田氮、磷化肥用量水平还很低，每公顷耕地氮、磷化肥用量分别只有３４ｋｇ和９ｋｇ（以Ｎ、Ｐ２Ｏ５计）。滇池、五大湖泊、三峡库区等流域地区多数农田土壤氮、磷养分十分缺乏，农民有施用塘泥、湖泥肥土的习惯。至８０年代初，这些流域的农田氮、磷化肥用量水平仍较低，每公顷耕地氮、磷化肥用量分别为１３５ｋｇ和２２ｋｇ（表３），与全国同期平均水平（１２５ ｋｇ和２４ｋｇ）接近。８０年代以来数量大幅度的增长，２０００～２００１年平均达到３６８ｋｇ和１５４ ｋｇ，为全国同期平均水平（１８３ｋｇ和５４ｋｇ）的２～４倍。
在这些经济发达的流域地区，近年来菜果花农田面积大幅度增长。从８０年代至目前，滇池、五大湖泊、三峡库区等流域地区平均增长了４．４倍，要高于全国同期的平均水平（３．７倍）。菜果花作物效益高，农药、化肥和有机肥的超高量使用十分常见。３１个省２０余种作物的调查显示，菜果花农田上单季作物氮化肥纯养分用量平均为５６９～２０００ ｋｇ·ｈａ－１［２１］为普通大田作物的数倍甚至数十倍，而作物氮素吸收总量一般不超过４００ ｋｇ·ｈａ－１，氮肥利用率仅１０％左右，远低于中国大田作物的平均氮肥利用率（３５％）成为流域水体富营养化最大的潜在影响因素之一。根据２０００年的调查结果，位于滇池流域呈贡县大渔乡湖滨带的５个村，蔬菜、花卉种植面积约６６６ｈａ，
表３ ２０世纪６０年代以来中国重要流域耕地氮、磷发生量变化１）
Ｔａｂｌｅ ３ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｌｏａｄｓ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｏｕｒｃｅｓ ｔｏ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ｉｎ ｍａｉｎ ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｓｉｎｃｅ １９６０ｓ
来源 ２０世纪６０年代１９６０ｓ ２０世纪８０年代 １９８０ｓ 目前 Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ
Ｓｏｕｒｃｅ
Ｎ （ｋｇ·ｈａ－１）Ｐ２Ｏ５（ｋｇ·ｈａ－１）
Ｎ （ｋｇ·ｈａ－１） Ｐ２Ｏ５（ｋｇ·ｈａ－１
） Ｎ （ｋｇ·ｈａ－１）Ｐ２Ｏ５（ｋｇ·ｈａ－１）
化肥 Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ
５ １ １３５ ２２ ３６８ １５４畜禽粪便 Ａｎｉｍａｌ ｈｕｓｂａｎｄｒｙ １９ １１ １０１ ５６ １２８ ７４农村生活排污 Ｒｕｒａｌ ｌｉｆｅ ２９ ８ ４９ １３ ５６ １５总养分量 Ｔｏｔａｌ ｌｏａｄ
５３ ２０ ２８５ ９１ ５５２ ２４３化肥：畜禽排放：农村生活排污１：４：５１：５：４５：４：２２：６：２７：２：１６：３：１
Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ： Ａｎｉｍａｌ
ｈｕｓｂａｎｄｒｙ ： Ｒｕｒａｌ ｌｉｆｅ
１）
为对滇池、五大湖泊（太湖、巢湖、鄱阳湖、洪泽湖、洞庭湖）、河北白洋淀、山东南四湖、云南异龙湖和三峡库区流域状况的汇总结果，流域农田耕地面积为流域总面积的１７．５％，（各流域变化范围为６％～６１％），农村人口为流域总人口的８６％（８０％～８７％）；氮、磷发生量指分别来自化肥、畜禽和农村生活排污３个方面的氮、磷养分量，以ｋｇＮ·ｈａ－１、ｋｇＰ２Ｏ５·ｈａ－１表示
Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｄａｔａ ｏｆ Ｄｉａｎｃｈｉ ｌａｋｅ， ｆｉｖｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｌａｋｅｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ （Ｔａｉｈｕ ｌａｋｅ， Ｃｈａｏｈｕ ｌａｋｅ， Ｐｏｙａｎｇｈｕ ｌａｋｅ， Ｈｏｎｇｚｅｈｕ ｌａｋｅ，Ｄｏｎｇｔｉｎｇｈｕ ｌａｋｅ）， Ｂａｉｙａｎｇｄｉａｎ ｌａｋｅ ｉｎ Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｎａｎｓｉｈｕ ｌａｋｅ ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｙｉｌｏｎｇｈｕ ｌａｋｅ ｉｎ Ｙｕｎｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄＹａｎｇｔｓｅ Ｒｉｖｅｒ Ｄａｍ Ａｒｅａ． Ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ ａｃｃｏｕｎｔｓ ｆｏｒ １７．５％ ｏｆ ｔｏｔａｌ ａｒｅａ ｏｆ ａｌｌ ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ， ｗｉｔｈｉｎ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ６％ ｔｏ ６１％． Ｒｕｒａｌｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ａｃｃｏｕｎｔｓ ｆｏｒ ８６％ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｌ ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ， ｗｉｔｈｉｎ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ８０％ ｔｏ ８７％． Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｌｏａｄｓ ｍｅａｎ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔｆｒｏｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ， ａｎｉｍａｌ ｈｕｓｂａｎｄｒｙ ａｎｄ ｒｕｒａｌ ｌｉｆｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ Ｎ ａｎｄ Ｐ２Ｏ５ ａｍｏｕｎｔ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ
１０１２ 中 国 农 业 科 学 ３７卷
占农作物播种面积的１００％。单季作物氮化肥（纯
Ｎ，以下同）用量平均为８００ｋｇ·ｈａ－１，磷化肥用量
（Ｐ
２Ｏ
５
，以下同）为４３０ｋｇ·ｈａ－１，耕地氮、磷化肥
用量平均分别为１６００和８６０ ｋｇ·ｈａ－１，远远高于滇池流域化肥平均用量４０１和２４８ｋｇ·ｈａ－１［１９］。
仅在滇池流域，２００１年菜果花播种面积已达全流域作物总播面的２３．４％，仅嵩明、呈贡、晋宁３个县自８０年代初以来蔬菜播种面积增加了近１．７７倍，同期农田氮、磷化肥用量增加了５倍，绝对增长量和增长速率均远超过其它来源的氮、磷产生量（表４）。在约占流域农田面积１５％的菜果花农田上，尽管多年来大量施用氮、磷肥料，农田土壤有效氮、磷含量大幅度增加，但农民仍然偏施氮、磷肥料。如滇池流域湖滨带菜田土壤，目前速效磷含量平均已超过８０ ｍｇ·ｋｇ－１，较７０年代末的１６ ｍｇ·ｋｇ－１增长了５倍，而农民仍然大量施用高氮磷含量的化肥和鸡、猪粪，每季作物氮素盈余为２２５～１０００ｋｇ·ｈａ－１，磷素盈余１５０～６００ ｋｇ·ｈａ－１，钾素亏缺 ０～５０ ｋｇ·ｈａ－１，极易引起农田氮、磷养分流失，也因作物养分不平衡造成减产和病害。
以下３个重要原因使得高肥料用量的菜果花农田成为上述流域水体富营养化最大的潜在威胁。其一，土壤富含水溶性氮、磷，成为氮、磷污染物释放源。其二，集约化种植方式下，各种速溶性肥料的频繁施用，极易造成降雨与施肥期的偶合，引发大量的农田氮、磷径流损失。其三，在中国南方河网地区，纵横交错的河网、渠系成为连接陆域农田与主河道、湖泊水体的直接通道，使得距离主河道和湖区较远的农田，即使在地表径流较小的条件下，也很容易形成面源污染。水田交错的特殊条件和水旱轮作、粮菜轮作的生产方式也使得这一地区水域、陆域的边界在一个轮作周期中不断变换，加剧了这些氮、磷养分用量高的农田对水体的直接影响。
中国农业科学院土壤肥料研究所的初步试验结果显示，目前在水体污染严重的滇池、太湖、巢湖
表４ 滇池流域嵩明、呈贡、晋宁县农村种植、养殖结构变化对流域氮、磷发生量的影响［２２］１）
Ｔａｂｌｅ ４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｎ Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｌｏａｄｓ ｉｎ Ｓｏｎｇｍｉｎｇ， Ｃｈｅｎｇｇｏｎｇ ａｎｄＪｉｎｎｉｎｇ ｃｏｕｎｔｉｅｓ ａｔ Ｄｉａｎｃｈｉ ｌａｋｅ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ
项目 １９８０ ２０００净增长率（％）
ＩｔｅｍｓＩｎｃｒｅｃｍｅｎｔ
耕地 Ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ （ｈａ）４７３３３．３４００００－１５
蔬菜播种面积 Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｓｏｗｎ ａｒｅａ （ｈａ）２３３３．３６４６６．７１７７
蔬菜占作物总播种面积的比例 （％）
Ｒａｔｅ ｏｆ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｓｏｗｎ ａｒｅａ ｔｏ ｔｏｔａｌ ｐｌａｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｒｅａ２．７１３３８１
农村人口 Ｒｕｒａｌ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ（×１００００）５６６５１６
牛存栏量 Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃａｔｔｌｅ ｏｎ ｈａｎｄ （×１００００）２４４０６７
猪存栏量Ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｐｉｇｓ ｏｎ ｈａｎｄ （×１００００）７．６１０３２
氮产生量 Ｎ－ｌｏａｄ
农田化肥 Ｆｒｏｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ （Ｎ， ｔ）３１８０１９２００５０４
畜禽养殖 Ｆｒｏｍ ａｎｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ （Ｎ， ｔ）３２８９４７８８４６
农村生活排污 Ｆｒｏｍ ｒｕｒａｌ ｌｉｆｅ （Ｎ， ｔ）１１７６１３６５１６
每公顷耕地总产生量 Ｔｏｔａｌ ｌｏａｄｓ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ（ｋｇＮ·ｈａ－１）１６２６３４２９２
化肥：畜禽排放：农村人口排污 Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ： Ａｎｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ： Ｒｕｒａｌ ｌｉｆｅ０．４２ ： ０．４３ ： ０．１５ （１９８０年）
０．７６ ： ０．１９ ： ０．０５ （２０００年）
磷产生量 Ｐ－ｌｏａｄ
农田化肥 Ｆｒｏｍ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ （Ｐ
２Ｏ
５
，ｔ）１３２５８０００５０４
畜禽养殖 Ｆｒｏｍ ａｎｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ （Ｐ
２Ｏ
５
，ｔ）３２１６４６４０４４
农村生活排污 Ｆｒｏｍ ｒｕｒａｌ ｌｉｆｅ （Ｐ
２Ｏ
５
，ｔ）３３６３９０１６
每公顷耕地总产生量 Ｔｏｔａｌ ｌｏａｄｓ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ（ｋｇ Ｐ
２Ｏ
５
·ｈａ－１）９６３１６２２９
化肥：畜禽排放：农村生活排污 Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ ： Ａｎｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ： Ｒｕｒａｌ ｌｉｆｅ０．２７ ： ０．６６ ： ０．０７ （１９８０年）
０．６１ ： ０．３６ ： ０．０３ （２０００年）
１） 滇池流域实际有４１个乡镇，包括昆明市直辖区、呈贡县全县和嵩明、晋宁县的一部分乡镇，流域总面积２９２０ ｋｍ２，其中农业区汇水面积１ ５３６ ｋｍ２，径流总量４．６１亿ｍ３，占流域总径流量的８０％。２００１年的统计数据显示，流域４１个乡镇的耕地总面积为３７ ３７９ ｈａ，作物总播种面积为７１ ７５４ ｈａ，菜果花播种面积为１６ ７７５ ｈａ，占全流域作物总播种面积的２３．４％
Ｄｉａｎｃｈｉ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ｃｏｎｔａｉｎｓ ４１ ｔｏｗｎｓｈｉｐｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｋｕｎｍｉｎｇ ｃｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｇｏｎｇ ｃｏｕｎｔｙ ａｎｄ ｐａｒｔ ｏｆ Ｓｏｎｇｍｉｎｇ ｃｏｕｎｔｙ ａｎｄ Ｊｉｎｎｉｎｇ ｃｏｕｎｔｙ．Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ｉｓ ２ ９２０ ｋｍ２， ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｒｅａ ｉｓ １ ５３６ ｋｍ２， ｔｏｔａｌ ｒｕｎｏｆｆ ａｍｏｕｎｔ ｉｓ ４．６１×１０８ ｍ３，ｗｈｉｃｈ ａｃｃｏｕｎｔｓ ｆｏｒ ８０％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ ｒｕｎｏｆｆ ａｍｏｕｎｔ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ２００１， ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ４１ ｔｏｗｎｓｉｓ ３７ ３７９ ｈａ， ｃｒｏｐ ｓｏｗｎ ａｒｅａ ｉｓ ７１ ７５４ ｈａ， ｓｏｗｎ ａｒｅａ ｏｆ ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ， ｆｒｕｉｔ ｔｒｅｅｓ， ａｎｄ ｆｌｏｗｅｒｓ ｉｓ １６ ７７５ ｈａ， ｗｈｉｃｈ ａｃｃｏｕｎｔ ｆｏｒ２３．４％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｓｏｗｎ ａｒｅａ
７期 张维理等：中国农业面源污染形势估计及控制对策Ｉ．２１世纪初期中国农业面源污染的形势估计 １０１３
和三峡库区，占流域农田总面积１５％～３５％的菜果花农田，对流域水体富营养化的贡献率，接近或大大超过约占农田总面积７０％的大田作物。
４ 农村畜禽养殖是农业面源污染的主要来源
自６０年代以来，中国畜禽养殖业始终保持高速发展的势头，畜、禽存栏量每１０年增加１～２倍。１９８８年中国畜禽粪便产生量为１８．８亿吨，是当年工业固废量的３．４倍；１９９５年达２４．９亿吨，约为当年工业固废量的３．９倍；２０００年达３６．４亿吨，相当于同期工业固废产生量（９．５亿吨）的３．８倍。由于以下３方面的情况使得农村畜禽粪便污染已成为农业面源污染的主要来源。
第一，在畜禽存栏量成倍增长的同时，一方面农村城镇化的发展和城镇建设占地，使得可有效消纳畜禽粪便的农田面积不断减少。另一方面，产业带的发展模式造成养殖专业户集中于某些地区，使得农村一些村、镇本地的人畜禽粪便产生量已经大大超出当地农田可承载的最大负荷。在经济发达的流域，这一问题更为突出。目前在滇池、太湖流域
的一些乡镇，每公顷农田对农村人畜排出有机氮、磷养分承载量已经分别达到１０００、６００ｋｇ（表５），大大超过了许多国家规定的每公顷农田可承载的畜禽粪便的最大负荷（１５０ｋｇＮ·ｈａ－１）。在这些乡镇，即便完全不使用氮、磷化肥，本地的农田也不能有效消解当地的畜禽养殖业产生的氮、磷养分，成为水域的重要污染源。
第二，养殖规模的变化导致畜禽养殖粪便与农田的距离拉大，而规模化养猪场常用的水冲式清粪方式，造成猪场的流质厩肥体积庞大而养分含量低，使得将这些粪水运往农田的费用大大增加。一个存栏量为５０００头的养猪场，将每年产生的流质厩肥运至周边最近的农田，年运输量为４０３１３吨公里，平均每头猪为８吨公里，１５０００头的养猪场，年运输量为２０９ ４７０吨公里，平均每头猪为１４吨公里（表６）。由于运费高，并且也缺乏运送和施用流质厩肥的专用设施，许多养殖专业户通常是用简易的沉淀池将液态粪水排到沟渠中，仅将固体粪肥卖给种植专业户。根据调查和测算，仅液态粪水排放一项，对流域水体氮富营养化的贡献率达到１０％～３０％，磷达到３％。
第三，目前绝大多数农村畜禽场贮粪池建设不
表５ 流域城乡结合带农田对人、畜排出有机氮、磷养分承载量
Ｔａｂｌｅ ５ Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｌｏａｄｓ ｆｒｏｍ ａｎｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｗａｓｔｅ ｔｏ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｌａｎｄ ａｒｅａ ｉｎ ｓｏｍｅ ｔｏｗｎｓｈｉｐｓａｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｕｒａｌ ａｎｄ ｕｒｂａｎ ａｒｅａｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒｓｈｅｄｓ
流域 乡镇 农田对人畜排出有机养分负荷
Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ Ｔｏｗｎｓｈｉｐｓ Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｌｏａｄ ｆｒｏｍ ａｎｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｏｍｅｓｔｉｃ
ｗａｓｔｅ ｔｏ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｌａｎｄ（ｋｇ·ｈａ－１）
ＮＰ
２Ｏ５
太湖流域 Ｔａｉｈｕ ｌａｋｅ吴县，东山镇 Ｄｏｎｇｓｈａｎ ｔｏｗｎｓｈｉｐ， Ｗｕ ｃｏｕｎｔｙ３８４２３１
奉贤县，太日乡 Ｔａｉｒｉ ｔｏｗｎｓｈｉｐ， Ｆｅｎｇｘｉａｎ ｃｏｕｎｔｙ５９２６８６
松江县，松江镇 Ｓｏｎｇｊｉａｎｇ ｔｏｗｎｓｈｉｐ， Ｓｏｎｇｊｉａｎｇ ｃｏｕｎｔｙ９６７４９２
滇池流域Ｄｉａｎｃｈｉ ｌａｋｅ呈贡县，龙城镇 Ｌｏｎｇｃｈｅｎｇ ｔｏｗｎｓｈｉｐ， Ｃｈｅｎｇｇｏｎｇ ｃｏｕｎｔｙ７３８３５３
官渡区，关上镇 Ｇｕａｎｓｈａｎｇ ｔｏｗｎｓｈｉｐ， Ｇｕａｎｄｕ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ１７２１６３９
晋宁县，昆阳镇 Ｋｕｎｙａｎｇ ｔｏｗｎｓｈｉｐ， Ｊｉｎｎｉｎｇ ｃｏｕｎｔｙ１０２５４０６
表６ 各种规模畜禽场吨半径分析１）
Ｔａｂｌｅ ６ Ｔｏｔａｌ ｋｉｌｏｍｅｔｅｒ ｔｏｎｎａｇｅｓ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｗａｓｔｅ ｆｒｏｍ ｓｗｉｎｅ ｆａｒｍｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｚｅｓ
规模（猪存栏头数） 最近耕地有效容纳面积半径 产生粪水重量 吨公里
Ｆａｒｍ ｓｉｚｅ Ｒａｄｉｕｓ ｏｆ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ａｒｅａ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｔｏ ａＷｅｉｇｈｔ ｏｆ ｓｏｌｉｄ ａｎｄ Ｋｉｌｏｍｅｔｅｒ（ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｐｉｇｓ ｏｎ ｈａｎｄ）ｓｗｉｎｅ ｆａｒｍ ｆｏｒ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｌｏａｄｉｎｇ ａｎｄ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｍａｎｕｒｅ （ｍ） ｌｉｑｕｉｄ ｍａｎｕｒｅ （ｔ） ｔｏｎｎａｇｅｓ３ ０００１ ９３６９ ６７５１８ ７３６５ ０００２ ５００１６ １２５４０ ３１３１５ ０００４ ３３０４８ ３７５２０９ ４７０
１） 按一头猪年产粪水量３．２２５ ｔ，其中总Ｎ量为５．５～８ ｋｇ Ｎ， 总Ｐ量为５ ｋｇ Ｐ
２Ｏ
５
，农田对粪水的有效承载量为１ ｈａ耕地可消纳８头猪的粪水，相当于每
公顷耕地承载的Ｎ、Ｐ养分量分别为４４～６４ ｋｇＮ和４０ ｋｇＰ
２Ｏ５
Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｅｘｃｒｅｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｐｉｇ ｗｉｔｈ ３．２２５ ｔｏｎｓ ｓｏｌｉｄ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｍａｎｕｒｅ， ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ５．５－８ ｋｇＮ ａｎｄ ５ ｋｇＰ
２Ｏ５．
Ｓｏｌｉｄ ａｎｄ ｌｉｑｕｉｄ ｍａｎｕｒｅ ｏｆ ｅｉｇｈｔ ｐｉｇｓ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｌｏａｄｉｎｇ ａｎｄ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｃｒｏｐ
ｌａｎｄ， ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ４４－６４ ｋｇＮ ａｎｄ ４０ ｋｇＰ
２Ｏ５
１０１４ 中 国 农 业 科 学 ３７卷
规范，密封性差、容量小。由于缺少场地，一些小型的家庭养殖场，将畜禽场清出粪便随便堆放。有机肥施用受作物生长季节的限制，在有机肥使用淡季时，贮粪池常溢满外泻。降雨时，堆放和外泻的粪肥冲入河沟，易形成大量氮、磷径流。根据中国农业科学院土壤肥料研究所的初步测算，即使只有１０％畜禽粪便由于堆放或溢满随场地径流进入水体，对流域水体氮富营养化的贡献率可达到１０％，磷可达到１０％～２０％。
５ 城乡结合部地带的生活、生产排污是流域水体污染主要原因之一
中国城乡结合部地区是经济发展最为迅速，农村城镇化发展速度最快的地带。在所有流域，城乡结合部基本都处于近水域地带，不仅人口密集，而且小型的乡镇企业密集。由于农村地区原有基础设施跟不上，处于这一地区的绝大多数城镇没有排污管网。又因为距离农区较远，难以通过农田施肥消解城镇生活、生产产生的固液废弃物。太湖、滇池流域许多地区是通过小型的沉淀池将生活污水、小企业的生产污水就地排入污水沟或河道，再直接进入主河道或通过降雨径流进入主河道或入湖。在各大流域城乡结合部地区的面积、总人口及相应的生活、生产排污量都超过基础设施好的城市地区。
中国农业科学院土壤肥料研究所的研究结果显示，在太湖流域，来源于农田、农村畜禽养殖业、城乡结合部地区的总磷分别为２０％、３２％和２３％， 总氮分别为３０％、２３％和１９％，贡献率超过来自工业和城市生活的点源污染（表７）。对滇池流域和其它流域的初步研究结果也获得同样的结论。
表７ 太湖流域不同污染源对水体总磷、总氮的贡献率１）
Ｔａｂｌｅ ７ Ｔｏｔａｌ Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ ｔｏ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｔａｉｈｕ Ｌａｋｅ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ
污染源类型 Ｐ贡献率 Ｎ－贡献率
Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓＰ－ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ （％）Ｎ－ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ （％）
农田面源 Ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｆｒｏｍ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｌａｎｄ１９２９
畜禽业面源 Ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｆｒｏｍ ａｎｉｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ３５２３
城乡结合部地区生活面源 Ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｆｒｏｍ ｌｉｖｉｎｇ ｓｅｗａｇｅ ｉｎ２２２１
ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｕｒａｌ ａｎｄ ｕｒｂａｎ ａｒｅａ
农村生活面源 Ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｆｒｏｍ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｒｕｒａｌ ｌｉｆｅ８１０
工业、城市生活点源 Ｐｏｉｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ ｃｉｖｉｌ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｗａｓｔｅ１６１７
１） 贡献率指各来源所排放到水体的氮、磷数量分别占排放到水体的氮、磷总量的百分比
Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｍｅａｎｓ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ ｆｒｏｍ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ
６ ２１世纪初期中国农业面源污染对水体富营养化的影响将进一步加剧
２１世纪初期中国面源污染的影响将继续升级，其原因有四个方面。
６．１ 菜果花生产对中国农业产业发展和农民生存竞争有很大优势，面积还将继续增长
中国耕地资源紧缺，农村劳动力人均耕地只有０．２８ ｈａ，在广东、上海、福建、浙江等省、市，农村劳动力人均耕地不足０．１３ ｈａ。由于国家建设用地需求，耕地面积还将进一步减少。在国际化的农产品市场竞争中，水稻、小麦、油料等大宗粮油作物对土地资源依赖性高，难以为中国农村庞大的劳动人口提供足够的就业机会，而菜果花生产属于劳动力密集型产业，可充分发挥农村人力资源优势，有望成为中国农业生产中最具国际竞争力的产业。仅最近１０年中，中国菜果花种植面积增长了约３倍，常年播种面积已超过３×１07ｈａ。全国三分之一省市菜果花播种面积占作物总播种面积的比例已达到２０％以上，福建、广东超过３０％。许多省份在菜果花播种面积仅为作物总播种面积２０％的条件下，实现了产值超过种植业总产值的一半以上。据中国农业部２００３年３月份发布的对全国６６８个农业统计调查基点县种植意向的调查结果显示，２００３年全国蔬菜面积增幅仍在４％以上［２３］，预计最近几年内各主要流域菜果花种植面积仍将大幅提高。由于菜果花生产属于新兴产业，缺乏相应的技术储备，缺乏适合当地农民采用的技术标准，因此，过量施肥的现象很难在短期内迅速扭转，土壤氮、磷养分富集还将继续，菜果花农田对水体富营养化的潜在威胁将有增无减。
６．２ 畜禽养殖业也将继续增长
与菜果花生产类似，目前畜禽养殖业仍保持增长的势头。对滇池、五大湖泊、三峡库区的分析
７期 张维理等：中国农业面源污染形势估计及控制对策Ｉ．２１世纪初期中国农业面源污染的形势估计 １０１５
结果显示，除太湖外，目前这些流域猪存栏量平均年递增２％，禽存栏量平均年递增７．５％。太湖流域猪存栏略有下降，禽存栏量仍在继续增加，平均年递增约２％。
６．３ 农村城镇化将继续有较快发展
中国人口众多，仅靠原有大城市很难消化向非农行业转移的庞大农村劳动人口。小城镇的迅速发展成为带动农村经济繁荣和推动城镇化进程的重要力量，发挥着农村地域性经济、文化及各种社会化服务中心的作用。发展小城镇已经成为中国的一项国策。１９７８年到２０００年，中国城市数量由１９３个增加到６６３个，建制镇由２ １７３个增加到２０ ３１２个，市镇总人口由１．７亿人增加到４．５６亿，在全国总人口的比重由１７．９％提高到３６．１％。预计在２１世纪初期，随着国民经济的快速增长，所有流域地区农村城镇化将继续保持较快增长。６．４ 对症下药的控制对策十分微弱
如前所述，２１世纪初期在中国重要的流域地区，菜果花种植面积、畜禽养殖业和基础设施较差的城乡结合部地区城镇化将继续增长，而目前各地对这三方面发展可能对环境产生负面效应的控制却十分微弱。
７ 中国农业面源污染形势严峻，治理难度超过发达国家
中国农业面源污染引起水域富营养化的程度和广度已经远远超过发达国家，而潜在的压力更是其它国家无法与之相比的。由于这一问题关乎农民收入、农村地区基础设施建设、农业产业政策，使得治理难度远超过发达国家。
例如，如果将控制流域近水域地带高污染风险的菜果花农田面积，作为流域水体富营养化治理的一项措施，仅在滇池、五大湖泊、三峡库区，影响的农村人口将超过１ ０００万，这些农民年平均收入将减少１０００～５０００元。
又如，就控制化肥用量而言，中国农田单位面积氮、磷化肥养分平均用量在国际上已经处于高水平（表８），除氮肥用量较蔬菜、花卉生产大国荷兰低外，氮、磷化肥养分已经高于欧美发达国家。
由于中国复种指数高，目前这一平均用量尚可接受。主要的问题是中国普遍存在的氮、磷、钾比例失调和区域间、农户间的不平衡。自然条件相近的地区，单位面积化肥用量悬殊也非常大。在过去２０年中，这种区域间肥料用量的贫富悬殊进一步拉大（表９）。
目前在中国用量最低的２００个县（占全国的近１／１０），每公顷播种面积化肥用量仅为４３ ｋｇ·ｈａ－１，而用量最高的２００个县已达５３２ ｋｇ·ｈａ－１。虽然，一个地区内肥料、农药用量和养殖业可在较短时间内成倍增长，农民的经营规模、文化水平和专业化水
表８ 中国与世界一些国家和地区人均耕地和每公顷耕地氮、磷化肥用量比较［２４］
Ｔａｂｌｅ ８ Ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ ｐｅｒ ｃａｐｉｔａ， ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅ ｌａｎｄ Ｎ－ ａｎｄ Ｐ－ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ
项目时期国家和地区 Ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ ａｎｄ ｒｅｇｉｏｎｓＩｔｅｍｓ
Ｐｅｒｉｏｄ
中国
美国
欧洲
德国 荷兰 东亚和东南亚
ＣｈｉｎａＵＳＡ Ｅｕｒｏｐｅ
Ｇｅｒｍａｎｙ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ Ｅａｓｔ ａｎｄ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ａｓｉａ人均耕地
６０年代初期０．１５４０．１６７０．０８５Ｐｅｒ ｃａｐｉｔａ ａｒａｂｌｅＥａｒｌｙ １９６０ｓｌａｎｄ ａｒｅａ （ｈａ）２０００年以来０．０９７０．１４４
０．５７
Ｆｒｏｍ ２０００２０３０
０．０７３耕地氮化肥用量
６０年代初期８２０３６８０２８５９Ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅＥａｒｌｙ １９６０ｓｌａｎｄ Ｎ－ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ８０年代初期１１０５５１１３１８４６００３７ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅＥａｒｌｙ １９８０ｓ
（ｋｇ Ｎ·ｈａ－１）
２０００年以来１９０５８４８１２０３９１８６Ｆｒｏｍ ２０００
耕地磷化肥用量６０年代初期２１６３６７６１１１６Ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ａｒａｂｌｅＥａｒｌｙ １９６０ｓｌａｎｄ Ｐ－ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ８０年代初期２１２６７１１０８１０５１３ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅＥａｒｌｙ １９８０ｓ（ｋｇ Ｐ２Ｏ５·ｈａ－１）２０００年以来
７１
２３
１６
３４
６７
２８
Ｆｒｏｍ ２０００
１０１６ 中 国 农 业 科 学 ３７卷
平却难以在短期内迅速提高，盲目施肥、不科学、不标准的种、养方式将不易在短期内扭转。贫困地区尽管化肥的经济效益较高，但由于农民无钱，化肥用量不足，影响了土壤肥力的提高和经济效益的增长。另一方面，由于蔬菜播种面积的增加和地方经济水平较高等原因，而不是土壤养分不足或是作物生产需要，大量养分高度集中于少数地区的农田土壤，如菜果花生产大县的山东寿光、滇池流域的呈贡县，单位面积化肥纯养分用量平均已达到１１４６和１２１９ｋｇ·ｈａ－１，对这些地区的面源污染造成巨大的潜在压力［１９］。
在欧洲，在农业和环境专家讨论水环境安全的农田氮素盈余最大限量标准时，专家们争论的焦点之一是将这一限额定为每公顷农田１０ｋｇ还是２０ｋｇ，而目前在中国许多流域的乡镇，通常已经是这一数额的十倍，高的可达上百倍。应当说，农业环境污染将是２１世纪中国面临的最大挑战之一，问题的程度之严重和范围之广世无先例。实际上这一问题处理不当，将直接影响２１世纪中国农业的可持续发展。为此深入剖析中国农业面源污染控制中存在的问题，在吸收国外技术和治理经验的基础上发展适合中国的面源污染控制技术和对策，已成为保证中国经济可持续发展的关键。
致谢：本文成稿过程中得到了刘更另院士、屠清瑛老师、张燕卿研究员、金相灿老师等人指教。参与研究工作的人员还有刘宏斌、徐爱国、李志宏、龙怀玉、姚政、段宗颜、张怀志、张云贵、张认连、雷秋良、左强、张继宗等，在此一并致谢。
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表９ １９８０～２０００年期间中国２ ３００个县单位播种面积化肥用量变化范围１）
Ｔａｂｌｅ ９ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ｓｏｗｎ ａｒｅａ ｉｎ ａｌｌ ｏｆ ２ ３００ ｃｏｕｎｔｉｅｓｏｆ Ｃｈｉｎａ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ １９８０－２０００（ｋｇ·ｈａ－１）
年份 Ｙｅａｒ
１９８０２０００
中国２３００个县平均８７２３４
Ａｖｅｒａｇｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ｓｏｗｎ ａｒｅａ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｔ ａｌｌ ２３００ ｃｏｕｎｔｉｅｓ ｏｆ
Ｃｈｉｎａ
用量最低的２００个县１２４３
Ａｖｅｒａｇｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ｓｏｗｎ ａｒｅａ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｔ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ２００ ｃｏｕｎｔｉｅｓ
用量最高的２００个县２０７５３２
Ａｖｅｒａｇｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｐｅｒ ｈｅｃｔａｒｅ ｓｏｗｎ ａｒｅａ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ２００ ｃｏｕｎｔｉｅｓ
１） 播种面积化肥用量以纯养分计 Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｐｕｒｅ ｎｕｔｒｉｅｎｔ
７期 张维理等：中国农业面源污染形势估计及控制对策Ｉ．２１世纪初期中国农业面源污染的形势估计 １０１７
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２００３．
Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ． Ｓｔａｔｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ： Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｏｎ ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ － Ｒｅｐｏｒｔ ｆｏｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ
ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．２００３． （ｉｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２０］ Ａｒｃｈｅｒ Ｊ Ｒ，Ｍａｒｋｓ Ｍ Ｊ．Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｌｏｓｓｅｓ ｔｏ ｗａｔｅｒｆｒｏｍ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｉｎ Ｅｕｒｏｐｅ． Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９７， ４０５
［２１］ 国家发展改革委价格司编．全国农产品成本收益资料汇编．北京：中国物价出版社，２００１．
Ｐｒｉｃｅ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ＲｅｆｏｒｍＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ． Ｃｏｍｐｉｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｓｔ ａｎｄ Ｉｎｃｏｍｅ ｏｆ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ， ２００１． Ｂｅｉｊｉｎｇ： Ｃｈｉｎａ Ｐｒｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ （ｉｎ
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［２２］ 中国农业科学院土壤肥料研究所．中国土壤肥料信息系统２．０版．２０００．
Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ． Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ
Ｃｈｉｎａ．Ｖｅｒｓｉｏｎ ２．０． ２０００． （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２３］中国农网．２００３年第一季度蔬菜市场分析．２００３年４月１６日．Ｈｏｍｅｐａｇｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ
ｍａｒｋｅｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｑｕａｒｔｅｒ ｉｎ ２００３． Ａｐｒｉｌ １６，
２００３．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｗｅｂ．ｃｏｍ．ｃｎ／２００３／４／１６／２００３４１６８５５２４．ｈｔｍ（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［２４］ Ｆｏｏｄ ａｎｄ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｎａｔｉｏｎｓ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆａｏ．ｏｒｇ／Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ｄａｔａｂａｓｅｓ／／ＦＡＯＳＴＡＴ－Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， １９６０， １９８０， ２０００．
（责任编辑 李云霞）