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尚杰等:中國化肥面源污染現(xiàn)狀及其減量化研究

[ 作者:尚杰?尹曉宇?  文章來源:中國鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)  點(diǎn)擊數(shù): 更新時間:2017-07-12 錄入:王惠敏 ]

前言:農(nóng)業(yè)面源污染作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的負(fù)面伴隨產(chǎn)物,其對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的桎梏性日益凸顯,已經(jīng)引起了世界各國的高度重視。大量權(quán)威研究表明,因過量和不合理施用的化肥所帶來的養(yǎng)分流失已經(jīng)成為現(xiàn)階段中國農(nóng)業(yè)面源污染最主要的來源之一。

我國化肥利用效率僅為33%,其中,氮肥約為30%~50%,磷肥為10%~20%,鉀肥為35%~50%,僅每年在糧食和蔬菜作物上施用的氮肥,就約有17.4 萬噸流失掉,給農(nóng)田、流域乃至整個生態(tài)系統(tǒng)都造成了嚴(yán)重影響。加之,我國對農(nóng)產(chǎn)品的需求一直呈剛性增長,化肥施用壓力有增無減。

統(tǒng)計(jì)資料顯示,2014 年,中國化肥施用總量達(dá)到5996 萬噸,接近世界總量的1/3;單位農(nóng)作物播種面積平均施用量達(dá)362.41 kg/hm2,是國際公認(rèn)的化肥施用安全上限(225 kg/hm2 )的1.61 倍。如何控制化肥投入所產(chǎn)生的面源污染、轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的以透支環(huán)境為代價的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

我國對化肥面源污染的研究始于20 世紀(jì)80 年代,側(cè)重于對化肥面源污染現(xiàn)狀、影響因素、控制政策制定等方面的研究,從農(nóng)戶視角探析如何促使農(nóng)戶減量施肥的研究相對較少。而農(nóng)戶作為化肥施用的主體,規(guī)范農(nóng)戶的化肥投入行為是對化肥面源污染進(jìn)行源頭控制的重要手段。

本文在對我國當(dāng)前化肥面源污染現(xiàn)狀進(jìn)行描述性分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合調(diào)研數(shù)據(jù),對影響農(nóng)戶化肥施用的因素進(jìn)行研究,最終提出促進(jìn)農(nóng)戶減量化施肥的對策建議,以期為我國化肥面源污染的治理提供科學(xué)依據(jù)。

1、中國化肥面源污染的現(xiàn)狀分析

筆者在參考已有的關(guān)于化肥面源污染定量測度方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)據(jù)的可獲得性,選取尋求相應(yīng)替代指標(biāo)的方法來對我國當(dāng)前的化肥面源污染現(xiàn)狀進(jìn)行分析,利用化肥施用強(qiáng)度(單位農(nóng)作物播種面積上化肥的施用量)指標(biāo)來表示化肥施用帶來的面源污染。

其中,化肥施用量按折純量計(jì)算,將氮肥、磷肥、鉀肥分別按含氮、五氧化二磷和氧化鉀的百分之百成份折算,復(fù)合肥中的氮磷鉀含量根據(jù)大多數(shù)情況按1:1:1 折純后加到氮肥、磷肥、鉀肥中。污染界定以國際公認(rèn)的化肥施用安全上限為準(zhǔn),從時間和空間兩個角度對其進(jìn)行分析。

1.1 中國化肥面源污染的時間序列分析

如表1 所示,從21 世紀(jì)初開始,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥施用強(qiáng)度就已經(jīng)明顯超過了國際公認(rèn)的化肥施用安全上限,且呈現(xiàn)遞增狀態(tài),化肥面源污染嚴(yán)重。從化肥的種類來看,20 世紀(jì)末農(nóng)戶在進(jìn)行化肥施用時,投入的氮肥偏多,投入總量將近磷肥和鉀肥兩者施用量之和的兩倍,雖然該時期化肥投入強(qiáng)度不高,但氮磷鉀肥比例的嚴(yán)重不均衡也會導(dǎo)致化肥利用率低,造成一定的化肥面源污染。

21 世紀(jì)以來,氮磷鉀肥的施用比例逐漸穩(wěn)定,2014 年為1:0.50:0.43,與發(fā)達(dá)國家的1:0.5:0.5 和世界平均水平1:0.46:0.36 相比相差不大,說明施肥結(jié)構(gòu)不均衡已經(jīng)不是造成化肥面源污染的一個主要誘因,化肥面源污染主要來源于農(nóng)戶的過量施肥。

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1.2 中國化肥面源污染的空間序列分析

從2014 年我國31 個省市(區(qū))的化肥施用強(qiáng)度可以看出,除了黑龍江、西藏、青海三地區(qū)因耕地質(zhì)量或地理特征等條件,其化肥施用強(qiáng)度未超過國際公認(rèn)的化肥施用安全上限外,其余地區(qū)均存在不同程度的化肥過量施用狀況,導(dǎo)致了不同程度的化肥面源污染。其中,北京市的化肥施用強(qiáng)度最高,達(dá)到了591.53 kg/hm2 ;青海的化肥施用強(qiáng)度最低,僅為175.19 kg/hm2。

極重度化肥面源污染(>500 kg/hm2 )的有北京、海南、陜西、福建和廣東五個地區(qū);重度化肥面源污染(400 kg/hm2 < a ≤ 500 kg/hm2)的有河南、天津、廣西、新疆、湖北、山東、江蘇和吉林八個地區(qū);中度化肥面源污染(300 kg/hm2 ≤ a ≤ 400 kg/hm2)的有浙江、河北、安徽、遼寧、山西、寧夏、云南、內(nèi)蒙古八個地區(qū);輕度化肥面源污染(225 kg/hm2 < a ≤ 300 kg/hm2)的有上海、湖南、重慶、四川、江西、甘肅五個地區(qū)。

從施肥結(jié)構(gòu)來看,除了天津、河北、吉林、安徽、山東和寧夏6 個地區(qū)的氮磷鉀比例較接近世界平均水平和發(fā)達(dá)國家水平外,其他地區(qū)的施肥結(jié)構(gòu)均存在不合理現(xiàn)象,說明,當(dāng)前我國各省市(區(qū))的化肥面源污染是由農(nóng)戶過量施肥和施肥結(jié)構(gòu)的不合理共同導(dǎo)致的,其中過量施肥是主要因素。具體情況見表2。因此,從我國化肥面源污染的時間和空間兩個角度分析都證明,控制農(nóng)戶的過量施肥,促進(jìn)其化肥施用減量化是目前防治我國化肥面源污染的根本途徑。

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2、影響農(nóng)戶化肥施用減量化行為因素的實(shí)證分析

2.1 數(shù)據(jù)來源與模型構(gòu)建

2.1.1 數(shù)據(jù)來源及說明

要實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶減量化施肥,首先必須對影響農(nóng)戶化肥施用行為的因素進(jìn)行分析。本文選取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和化肥施用總量大省—河南省作為研究對象,于2015 年8 月至2015 年9 月深入河南省農(nóng)村對農(nóng)戶的化肥施用行為進(jìn)行實(shí)地調(diào)研。此次調(diào)研選取了河南省南陽市五個鄉(xiāng)鎮(zhèn)200 戶農(nóng)戶作為樣本對象,共發(fā)放200 份問卷,最終獲得有效問卷196 份,問卷有效率為98.0%。

根據(jù)研究目的,選取化肥施用強(qiáng)度(Y)作為被解釋變量。根據(jù)農(nóng)戶行為理論以及前人研究成果,從農(nóng)戶個人、家庭及其所處的社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境特征中選取戶主受教育程度(X1)、農(nóng)戶從事農(nóng)業(yè)種植時間(X2)、農(nóng)戶對待風(fēng)險的態(tài)度(X3)、種植業(yè)收入占家庭總收入的比重(X4)、耕地的細(xì)碎化程度(X5)、是否加入農(nóng)民專業(yè)合作社(X6)、是否施用有機(jī)肥(X7)、是否接受過化肥施用技術(shù)培訓(xùn)(X8)和對化肥面源污染的認(rèn)知程度(X9)共9 個變量作為理論影響因素即解釋變量。各變量的定義及描述性統(tǒng)計(jì)見表3。

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2.1.2 模型的建立

本文選取多元回歸分析方法對影響農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度的因素進(jìn)行分析。以化肥施用強(qiáng)度(單位農(nóng)作物播種面積上化肥的施用量折純量)作為Y,上述8 個理論影響因素(X1,X2,…, X8)作為解釋變量,構(gòu)建多元線性回歸模型如下:

Y=b0+b1X1+b2X2+…+b8X8+е    (1)

其中,b0 為常數(shù)項(xiàng),b1, b2, …, b8 為回歸系數(shù),е 為隨機(jī)干擾項(xiàng)。

2.2 回歸結(jié)果及分析

根據(jù)多元回歸的過程,在進(jìn)行回歸分析前,先對各個因變量之間的共線性進(jìn)行檢驗(yàn)。運(yùn)用SPSS16.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析可知,各因變量之間不存在明顯的多重共線性,適合做多元線性回歸分析。

通過回歸結(jié)果可知,模型擬合度R2=0.906,可調(diào)整R2=0.868,模型擬合度較高。農(nóng)戶對待風(fēng)險的態(tài)度和種植業(yè)收入占家庭總收入比重對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度具有顯著的正向影響;戶主受教育程度、是否加入農(nóng)民專業(yè)合作社、是否施用有機(jī)肥、是否受過化肥施用技術(shù)培訓(xùn)和對化肥面源污染的認(rèn)知程度對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度具有顯著的負(fù)向影響,從事農(nóng)業(yè)種植時間和耕地的細(xì)碎化程度對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度影響不顯著。

由回歸系數(shù)的絕對值大小可知,各因素對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度的影響程度由強(qiáng)到弱依次為是否受過化肥施用技術(shù)培訓(xùn)> 是否施用有機(jī)肥> 種植業(yè)收入占家庭總收入比重> 是否加入農(nóng)民專業(yè)合作社> 對化肥面源污染的認(rèn)知程度> 戶主的受教育程度> 農(nóng)戶對待風(fēng)險的態(tài)度。

農(nóng)戶對待風(fēng)險的態(tài)度和種植業(yè)收入占家庭總收入比重對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度具有顯著的正向影響。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)戶越傾向于風(fēng)險規(guī)避,越愿意施用更多的化肥來保障農(nóng)作物產(chǎn)量,也就越不愿意采用自己不了解的新型配方肥料、施肥技術(shù)等能夠促使其合理施肥的途徑。種植業(yè)收入占農(nóng)戶家庭總收入的比重越高,農(nóng)戶更傾向于選擇高投入、高產(chǎn)出、高收益的過量施肥方式,以確保家庭的經(jīng)濟(jì)收入水平不會受到威脅。

戶主受教育程度、是否加入農(nóng)民專業(yè)合作社、是否施用有機(jī)肥、是否受過化肥施用技術(shù)培訓(xùn)和對化肥面源污染的認(rèn)知程度對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度具有顯著的負(fù)向影響。

戶主一般都是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的決策者,其受教育程度越高,越了解化肥的信息和養(yǎng)分,能夠根據(jù)作物類型合理選擇所施用的化肥種類及數(shù)量,從而提高化肥利用率,降低化肥施用量,且受教育程度較高的農(nóng)民更容易選擇并有能力實(shí)施精準(zhǔn)施肥、測土配方施肥等施肥技術(shù),這將直接促進(jìn)化肥施用的減量化。

農(nóng)戶加入農(nóng)民合作社會更易接受到化肥技術(shù)培訓(xùn)及施肥指導(dǎo),且農(nóng)戶以農(nóng)民合作社為市場依托,將大大降低其種植和銷售風(fēng)險,施肥行為較零散農(nóng)戶也更趨于規(guī)范和理性。

農(nóng)戶選擇施用農(nóng)家肥、商品有機(jī)肥等環(huán)保肥料,將直接相應(yīng)減少其化肥施用量。農(nóng)戶是否接受過施肥技術(shù)培訓(xùn)是影響農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度的最主要因素,通過加強(qiáng)對農(nóng)戶化肥施用技術(shù)的教育培訓(xùn),并切實(shí)提高農(nóng)戶精準(zhǔn)施肥、測土配方施肥等施肥技術(shù)的技術(shù)采用率,能有效降低農(nóng)戶的過度施肥量。

農(nóng)戶對于化肥面源污染的認(rèn)知對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度也有很明顯的負(fù)向影響,對過量施用化肥給農(nóng)業(yè)和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成的不良影響認(rèn)知程度越高,農(nóng)戶出于對自身利益的考慮,也會傾向于少量施肥和合理施肥,傾向于采用環(huán)保高效的化肥和施肥技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)化肥施用的減量化。

3、結(jié)論及減量化施肥的對策建議

3.1 結(jié)論

本文首先對我國化肥面源污染現(xiàn)狀進(jìn)行了分析;其次,基于化肥面源污染大省—河南省的調(diào)研數(shù)據(jù),運(yùn)用多元線性回歸模型對影響農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度的因素進(jìn)行了計(jì)量分析。

結(jié)果顯示:

(1)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥施用強(qiáng)度就已經(jīng)明顯超過了國際公認(rèn)的化肥施用安全上限,且呈現(xiàn)遞增狀態(tài),化肥面源污染嚴(yán)重,主要來源于農(nóng)戶的過量施肥。

(2)2014 年,我國31 個省份中,除了黑龍江、西藏、青海三地區(qū)的化肥施用強(qiáng)度未超過國際公認(rèn)的化肥施用安全上限外,其余地區(qū)均存在不同程度的化肥面源污染,且化肥面源污染達(dá)到中度以上程度的地區(qū)占絕大多數(shù)。

(3)農(nóng)戶對待風(fēng)險的態(tài)度和種植業(yè)收入占家庭總收入比重對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度具有顯著的正向影響;戶主受教育程度、是否加入農(nóng)民專業(yè)合作社、是否施用有機(jī)肥、是否受過化肥施用技術(shù)培訓(xùn)和對化肥面源污染的認(rèn)知程度對農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度具有顯著的負(fù)向影響,其中,農(nóng)戶是否接受過施肥技術(shù)培訓(xùn)是影響農(nóng)戶化肥施用強(qiáng)度的最主要因素。

3.2 促進(jìn)農(nóng)戶減量化施肥的對策建議

3.2.1 加大對農(nóng)戶化肥施用技術(shù)的培訓(xùn)力度

要促進(jìn)農(nóng)戶的減量化施肥,必須為農(nóng)戶提供一定的化肥施用技術(shù)培訓(xùn),并指導(dǎo)農(nóng)戶將技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。可以通過農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門直接下鄉(xiāng)入戶為農(nóng)戶提供技術(shù)培訓(xùn)和實(shí)施指導(dǎo)或農(nóng)技部門對種植大戶、農(nóng)業(yè)種植示范戶、農(nóng)民專業(yè)合作社代表等農(nóng)戶代表進(jìn)行培訓(xùn),然后由農(nóng)戶代表向其他農(nóng)戶進(jìn)行培訓(xùn)和指導(dǎo)的方式提升精準(zhǔn)施肥、測土配方施肥等科學(xué)施肥技術(shù)在農(nóng)戶生產(chǎn)中的采用率;考慮到農(nóng)戶的文化素質(zhì)相對較低,也可通過各地區(qū)農(nóng)技部門深入田間采取該區(qū)域的樣土,進(jìn)行分析并配出配方肥后,讓農(nóng)戶直接施用配方肥的措施來達(dá)到讓農(nóng)戶采用化肥施用技術(shù)的目的。

3.2.2 提升農(nóng)戶對化肥及其面源污染的認(rèn)知程度

鼓勵農(nóng)技部門向化肥銷售商進(jìn)行不同種類的化肥養(yǎng)分、適用農(nóng)作物、高利用率施肥方式(撒明肥、機(jī)械深施肥或水肥一體化施肥等)等化肥信息的培訓(xùn),不僅可以通過化肥銷售商這一媒介來提升農(nóng)戶的化肥知識,也會為銷商本身在化肥選購和銷售環(huán)節(jié)帶來益處,因此是可行的。此外,可以通過開展文化講座、化肥科普問答等活動,向農(nóng)戶展示受到化肥面源污染的土壤及水源,讓農(nóng)戶切實(shí)感受到化肥面源污染給生態(tài)環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品、水源及空氣帶來的影響,提升農(nóng)戶對化肥過量施用所帶來的污染的認(rèn)知程度,進(jìn)而主動規(guī)范自己的施肥行為。

3.2.3 對促進(jìn)施肥狀況改善的主體進(jìn)行獎勵或補(bǔ)貼

對于施用有機(jī)肥的農(nóng)戶,政府應(yīng)當(dāng)根據(jù)有機(jī)肥與普通化肥的差價、農(nóng)戶施用有機(jī)肥所產(chǎn)生的其他成本制定補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。此外,通過對進(jìn)行綠色產(chǎn)品或無公害產(chǎn)品認(rèn)證的農(nóng)戶、與此類農(nóng)戶進(jìn)行產(chǎn)品對接的農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)進(jìn)行一定的獎勵或補(bǔ)貼,鼓勵種植經(jīng)濟(jì)作物的農(nóng)戶進(jìn)行綠色產(chǎn)品或無公害產(chǎn)品的認(rèn)證,并鼓勵綠色農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)與其形成對接,從而可以有效降低化肥施用強(qiáng)度,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)品的高品質(zhì)發(fā)展。同時,通過對促進(jìn)施肥狀況改善的主體進(jìn)行獎勵和補(bǔ)貼,能夠起到一定的示范帶動作用,從而帶動更多農(nóng)戶減量化施肥。

3.2.4 加強(qiáng)農(nóng)戶生產(chǎn)的規(guī)模效應(yīng)及其與市場的對接緊密度

鼓勵種植類型相近的農(nóng)戶成立或加入農(nóng)民專業(yè)合作社,有利于加強(qiáng)農(nóng)戶與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后市場的對接緊密度,提升農(nóng)戶商品有機(jī)肥、高效化肥等生產(chǎn)資料及施肥技術(shù)獲得的便利性、訂單農(nóng)業(yè)形成的易達(dá)性和農(nóng)產(chǎn)品銷售渠道的暢通性,從而降低農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險,提高其化肥施用的規(guī)范性和理性。對農(nóng)戶的種植規(guī)模進(jìn)行監(jiān)管,鼓勵有能力的農(nóng)戶通過流轉(zhuǎn)的方式經(jīng)營管理更多耕地,從而將大量粗放經(jīng)營的土地集中起來進(jìn)行規(guī)范管理,進(jìn)而降低化肥的平均施用強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)化肥施用減量化,減少化肥面源污染。

作者單位:東北林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院

 

中國鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自:《生態(tài)經(jīng)濟(jì)》2016年第5期


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