华北平原农业开发中的主要环境问题

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1、华北平原农业开发中的主要环境问题摘要: 文章概述了华北平原地区由于各种不合理的农事活动所带来的各种环境 问题。通过分析, 造成华北平原农业开发中主要环境问题的主要原因是作物秸秆 管理不当、肥料施用不合理、农药使用不当、农膜残留及养殖废弃物管理不当等。 并对防治这些环境问题的的主要技术途径进行了探讨。关键词: 华北平原；农业；环境问题；防治途径华北平原是典型的冲积平原, 该区地势低平、土地肥沃、自然条件较好, 是 我国粮棉油作物的主要生产基地。改革开放以来, 随着农民对农田投入的迅速增 加,农业生产水平迅速提高 , 但农业生产过程对环境所造成的污染也日益严重 , 正在引起政府及农业、环境等科技工

2、作者的重视。 1.华北平原农业开发中的主要环境问题对于华北地区地下水的污染状况, 赵同科等曾对环渤海 7 个省(市) 地下水 的硝酸盐含量进行了大面积调查, 结果显示, 7 个省(市) 地下水中的 NO3-N 含 量平均值为11.9m g/L,约34.1%的地下水超过WHO制定的饮用水标准。农田利 用类型对地下水的影响较大,在粮田、菜地、果园、养殖等几种类型中, 菜地的 影响最大，NO3-N平均含量达到21mg/L,其次是果园。随着地下水深度的加深, NO3-N 含量呈现明显下降的趋势, 其中 10m 以内的水体 NO3-N 含量最高, 达到 了 21.7mg /L。华北地区土壤的污染情况大致

3、有以下 4类。( 1) 物理性土壤污染。其中最典型的是农膜残留引起的物理污染, 存在于 几乎所有曾使用过农膜的农田, 涉及面很广。( 2) 污水灌溉等造成的以重金属为主要污染物的土壤污染。这种污染多分 布于城镇周边地区、河流两侧等。( 3) 农药残留造成的土壤污染。( 4) 不合理施肥造成的土壤理化性质的恶化。关于农业措施对生物污染的状况, 如果蔬硝酸盐含量超标、农药残留超标、 重金属含量超标等在各种媒体上可偶见报道, 一些区域性的、专题性的研究报道 比较常见, 但大区域的综合调查资料非常少见。由于缺乏有效的市场监管与监督 机制, 农民在生产过程中主要受利益驱动 , 农产品的实际污染情况要比所

4、见的报道更为普遍。2造成开发中主要环境问题的主要成因2.1 作物秸秆管理不当随着人民生活水平的提高，随着煤气电器等生活用品的推广，作物秸秆已不 再是农民生活取火燃料的主要来源，利用量大大下降; 秸秆用于堆肥时, 由于费 工、费力且肥力不高, 农民不愿采用; 在目前畜牧业养殖水平下, 用作饲料的秸 秆消耗量也较少。因此作物秸秆在处置不当的情况下, 就会成为一大污染源。秸秆造成污染的原因主要是在田间的就地焚烧或堆放弃置 , 其导致的污染 后果主要有3 个方面:( 1) 就地焚烧造成烟尘污染 , 导致空气质量严重下降 , 容易引起呼吸道疾 病的发生; 另外, 还使能见度下降, 对交通安全构成威胁;(

5、 2) 焚烧秸秆造成大量 CO2 等温室气体排放,对大气环境造成不良影响 ; ( 3) 将秸秆随意堆放弃置于路边、沟渠等处 , 秸秆分解后养分淋洗进入水 体, 加剧水体富营养化。秸秆焚烧除造成秸秆中有机养分的大量损失外 , 还造成严重的环境污染 , 以至于整个华北地区, 在每年麦收期间和秋收期间 , 尽管政府有关部门对秸秆 禁烧的管理力度很大,但也总会有几天烟雾弥漫的天气。2.2 肥料施用技术不合理过量施肥问题在我国部分地区非常严重 , 华北平原地区就是我国化肥用量 较高的地区之一。施肥对于地表水的污染主要是地面径流将施用于农田的养分带 入江河湖泊之中, 造成水体的富营养化。施肥对地下水的污染

6、主要是由于施用的氮肥在土壤中发生硝化作用 , 形成 硝态氮或亚硝态氮 , 并进一步随着降水或灌溉水向下淋洗进入地下水 , 造成地 下水硝酸盐或亚硝酸盐超标。张维理等调查表明, 我国北方14 个县 69 个调查点 中, 地下水硝酸盐含量超标的占半数以上, 其中 10 个粮菜轮作取样点中超标的 占7 个,而9个粮田取样点中超标的仅有1 例。由此表明, 地下水硝酸盐含量与 农田施氮量有直接关系。施肥对大气的污染 , 主要是由于施肥后氮素反硝化过程向大气中释放 N2O 所致。研究表明, 华北地区小麦玉米两熟种植制度下, 不施氮肥农田 N2O 的排 放通量为N0.93kg/(hm2 );而正常施肥量的农

7、田其N20排放通量为N 1.62 2.11 kg / ( hm2 a),排放量占施肥量的0.54% 0.70%。据此估算，华北平原 区因施用氮肥导致的每年N2O排放量为2.25万t。另一项研究则显示，华北地 区麦玉两熟农田 N2O 排放量为 6.9 kg /hm2, 且麦季高于玉米季。施肥对土壤的污染来自多个方面 ， 施用磷肥往往会造成土壤中重金属的累 积， 因为生产磷肥的磷矿石一般含有较高的重金属成分 ， 而在磷肥生产过程中 的酸化工艺又使重金属的活性大大提高。另外， 某些磷肥产品中还含有一些其他 重金属元素如砷、铬、镍、锌等。因此， 通过施肥导致土壤中重金属积累， 也是 造成农业污染的原因

8、之一。因施肥不当或过量施肥等造成的土壤养分失调、肥力 下降、次生盐渍化等问题， 也是对土壤的污染， 造成土壤生产能力严重下降。2.3 农药使用不当我国是农业大国， 也是农药使用大国。资料显示，2004年我国农药使用量为 138.60 万 t， 位于华北地区的山东省、河南省、河北省农药使用量分别为 15.39 万t、10.11万t和7.57万t,使用量在全国分别占第1位、第4位和第8位。 可见， 华北地区为全国农药使用量较高地区之一。有资料显示, 中国每年使用农药估计可以挽回约 15%的作物损失, 总价值 约300亿元。农药在控制作物病虫害的同时, 也造成了不可忽视的环境与产品污 染。据估计,

9、采用我国目前通用的农药施用方法, 即使训练有素的操作人员操作, 农药在作物上的沉积回收率一般也不会超过 30%, 一般农民不规范操作时 , 药 液的损失量可超过 80%, 宽行作物和作物苗期损失量可更大。直接被作物吸收的农药则造成不可忽视的农产品污染。农业部2006年对全 国37个城市60种蔬菜18523个样品农药残留例行监测, 结果显示, 按国家标准 判定平均合格率为93.0%, 较2005 年上升了1.6 个百分点,2007年12月监测合 格率上升为 95.3%。因此认为, 我国农产品总体上是安全的。但从另一个角度看 问题, 那就是, 5% 7%的产品农残超标率是不应该被忽视的, 而且农残

10、的检出 率可能也会远远高于超标率。2.4 农膜残留华北平原使用地膜覆盖已有近30 a的历史，该技术对提高作物产量和经济 效益发挥了非常重要的作用, 目前包括地膜在内的农膜已成为农业生产中不可 或缺的生产资料之一。然而农膜的使用也带来了严重的环境污染。华北地区受地 膜污染较为严重的农田当属棉田, 尤其是多年覆膜的棉田。表一农膜残留量与时间的关系系列1/量) 残2 膜 农杜晓明等研究表明, 华北地区典型温室大棚、蔬菜田和作物田的农膜土壤残留量 平均值分别为5.629 kg /hm2、7.369 kg /hm2 和 2.822 kg /hm2。使用农膜导致残膜污染的原因主要有 3 个方面:( 1)

11、农膜本身性质所致: 由于目前生产上采用的多为普通农用地膜 , 一般 具有极高的物理、化学和生物稳定性, 在自然条件下不易降解, 有人估计其在土 壤中可存在 200 400 a;( 2) 使用地膜厚度不达标准 : 调查资料表明 , 河北邯郸地区使用的地膜厚 度 0 . 004mm, 远低于国家的 0 . 008mm 标准 , 导致回收困难 ;( 3)农民对残膜回收不够重视 : 因此, 残膜大量残留在土壤中 , 造成持久 性污染。研究表明, 我国目前生产条件下地膜回收率不足 1/3 。也有研究认为, 农膜在土壤中的年平均残留率可按 20%计算。地膜残留对土壤的污染主要是物理性的 , 对土壤结构会造

12、成一定影响 , 对 土壤中水肥运移形成一定的阻碍, 甚至可能会影响作物根系的生长发育。研究认 为,土壤中残膜达到37 45 kg /hm2 时, 棉花减产10% 15%, 小麦减产7% 10%, 蔬菜减产 10% 20%。但是, 在目前的研究报道中还极少看到这方面严格的试验 资料。另外, 残膜与秸秆、牧草混在一起被牛羊误食后, 会影响胃肠消化, 甚至 引起死亡。2.5 养殖废弃物处置管理不当华北地区规模化养殖业发展迅速 , 据粗略估计, 近年来仅河北省养殖业每 年产生的废弃物就达 2 亿 t 以上。目前废弃物的处理方式多为自然堆放、风干或 晒干, 然后施入农田。堆放过程对环境状况构成的危害主要

13、表现在以下几个方 面:( 1) 污染空气: 导致空气污染的原因是畜禽废弃物中恶臭物质的产生 , 包 括氨、硫化氢、吲哆、硫醇等, 造成空气质量下降, 对人畜健康有很大影响;( 2) 污染水体: 由于降雨淋洗等原因 ,废弃物中的大量硝酸盐、磷酸盐等 有害成分进入水体,导致水体污染或富营养化;( 3) 污染土壤: 由于饲料添加剂的应用 , 废弃物中某些有害物质如重金 属铜、砷以及抗生素、激素等含量过高;( 4) 有害生物污染 : 废弃物中含有大量致病微生物和寄生虫卵 , 同时堆 放地也是蚊蝇孳生地, 极易造成疾病的传播和蔓延。4.主要环境问题防治的主要技术途径4.1 大力推广循环农业技术 循环农业

14、技术是增加农业产物的利用环节、减少污染物排放的有效途径, 如 秸秆直接还田技术、保护耕作技术、秸秆过腹还田技术、沼气技术、畜禽废弃物 资源化利用技术等。4.2 推广药肥减量高效施用技术 重点推广测土施肥技术、平衡施肥技术、作物专用肥技术、肥药精量化施用 技术和水肥耦合配合施用技术等 , 减少对农田的农用物资投入, 最大限度地降 低肥药损失, 提高肥药效率, 减少对环境的污染。4.3 利用生物技术防控农业立体污染 重点推广生物农药、转基因抗病虫技术、生物肥料技术、生物固氮技术、培 育养分高效作物品种等, 利用生物进行病虫害防治、活化土壤养分及摄取气态养 分、提高养分利用效率, 逐渐替代或减少农用

15、化学品的投入。4.4 积极推广使用环境友好型农业投入品 重点推广使用现代高科技材料生产的可降解的及环境友好型的农用化学投 入品, 包括新型可降解地膜、可降解低毒高效农药、缓控释肥料、肥料增效剂、 土壤调理剂等, 以减少投入品在土壤、环境和产品中的残留。4.5 推广作物简化栽培管理技术 推广简化栽培管理技术是为了最大限度地减少农田作业环节和农机作业量, 从而降低农田燃油消耗, 减少温室气体排放。参考文献：1. 贾树龙 ,孟春香等，华北平原区农业立体污染现状与特征，河北农业科学 , 2010, 14 ( 6) ；2. 严昌荣，梅旭荣等，农用地膜残留污染的现状与防治. 农业工程学报, 2006, 22 ( 11)；3.胡 梅，齐述华等，华北平原秸秆焚烧火点的MOD IS影像识别监测，地球信 息科学第 10 卷第 6 期。