maryna.strokal@wur.nl

作者单位：荷兰瓦赫宁根大学水系统和全球变化小组。

Cite this article:

Maryna STROKAL,Annette B.G. JANSSEN,Xinping CHEN,Carolien KROEZE,Fan LI,Lin MA,Huirong YU,Fusuo ZHANG,Mengru WANG.GREEN AGRICULTURE AND BLUE WATER IN CHINA: REINTEGRATING CROP AND LIVESTOCK PRODUCTION FOR CLEAN WATER.Front. Agr. Sci. Eng., 2021, 8(1): 72‒80

· 文 章 摘要·

作物和畜禽生产对于维持粮食安全至关重要。过去我国作物生产和畜禽生产结合相对紧密。现今，小农户庭院式生产仍然保持着种养结合模式，但是规模化养殖场由于缺少配套的农田，其畜禽养殖与作物生产在空间上存在较大分离。种养分离导致我国畜禽粪便循环率和养分利用效率降低。养分的大量流失给我国水环境带了严重的污染问题。为扭转这一局势，需要通过重新结合作物生产与畜禽生产以促使农业“绿色”发展，生产满足人们需求的食物，同时以此实现中国的水系统“碧水”化，以确保当代和后代有清洁安全的水源。本研究总结了当前关于中国农业的科学认知，在此基础上确定了可行的种养结合干预措施，以控制农业对水体的污染；讨论了技术、社会、经济、政策和环境方面的干预措施，并进行了举例说明；重点介绍了能够在中国实现“绿色”农业和“碧”水的下一步举措。

关键词：农业绿色发展、中国、净水、种养结合

·文章 亮 点·

1.农业绿色发展的目标是实现绿色环境、可持续农业和水质清洁。

2. 本文举例展示了农业对水质的影响。

3. 本文举例展示了能够同时实现可持续农业和改善水质的解决方案。

4. 农场内或农场间的种养结合系统是可行的。

5. 本文为进一步发展可持续农业提供了建议。

· 研 究 内 容·

▎引言

中国是世界上人口最多的国家，粮食生产对维护国家的粮食安全至关重要。2017年，国家各部委联合制定《“十四五”全国农业绿色发展规划》，以实现未来的粮食安全。农业绿色发展的目标是实现绿色环境、可持续农业和水质清洁。2018年，国家农业绿色发展研究院和国际发展与全球农业学院成立，他们为当前和未来的中国农业可持续转型寻求解决方案。

在中国，水污染的主要原因是种植业和养殖业的地理分离，种植业和养殖业的重新融合对于实现清洁水至关重要。本研究中，我们首先解释了种植业和养殖业的分离如何导致水污染。其次，我们确定了可行的种养结合干预措施，并举例进行了说明。最后，本文为我国实现“绿色”农业和“碧”水提出了建议。

▎作物和动物生产的分离导致了水体污染

作物和畜禽生产的分离导致了湖泊、地下水、河流和海洋的污染，水体富营养化致使有害藻类大量繁殖。富营养化产生的主要原因是作物和畜禽生产过程中的大量养分，通过直接排放或者过量施用化肥流失到水体中。在城市化地区，生活废水也增加了湖泊的污染水平。许多具有重大经济、文化和生态价值的湖泊已成为富营养化湖泊，如太湖、巢湖和滇池。1970–2000年，中国河流的氮和磷输入量增加了2–45倍。2000年，作物生产过程中的粪肥未得到有效回收利用，动物粪便被直接排放到河流中，这成为中国河流中氮和磷最主要的来源。Wang等通过研究发现，2012年中国12条大型河流共输入溶解无机氮328.7万吨、有机氮156.7万吨、无机磷29.5万吨、有机磷41.1万吨。这些输入到河流的养分中有15%–76%直接来自于动物粪便。合成肥料对南方河流养分输入的影响普遍高于其对北方河流的影响。生活废水和水产养殖也是重要的污染源，但它们对水环境的影响随规模而变化。在全国范围内，畜禽和作物生产是水环境污染的主要来源。（图1）

图1（a）当今中国与水体污染相关的农作物生产和畜禽生产概况，（b）采取干预措施来发展绿色农业进而贡献未来的碧水（净水）的美好未来。

▎对绿色农业和清洁水的干预措施

1.技术干预

技术干预措施是指应用先进技术，重新整合畜牧业和养殖业以实现更小环境代价的相关措施。减少作物生产和畜禽养殖场之间的距离，对于促进粪肥还田和利用作物残茬作为动物饲料非常重要。除了减排措施，粪肥管理是促进作物和畜禽生产间营养循环的关键。将粪便还田，而不是直接排放到水中，这种方法在粪便管理中至关重要。这将促进作物和畜禽生产之间的养分循环利用，并避免养分流失到水体。

2.社会干预

社会干预措施是指为农民提供社会福利的行动，如更好的福利和教育。由专家和现场农业从业人员合作开展知识整合和技术创新，将有效提高农业的可持续性发展。例如中国的科技小院模式的发展，在该模式中，专家（来自不同相关学科的科学家）与农村地区的利益相关者（特别是小农户）一起工作。通过培训、田间交流和示范，专家和不同利益相关者共同开发的农业技术和探索的知识与农民共享。农民们也会与专家们分享他们的农业实践经验，实践与知识的共享促进了技术创新。

3.经济干预

经济干预是通过对可持续农业和清洁水方面的监管、税收和补贴来减少市场环境中的不公平的行为。重新整合作物和畜禽生产需要不同行政规模（县、省和国家）的经济激励。对粪肥还田的补贴可以促进农民使用动物粪便取代无机肥。需要考虑不同干预措施相关的成本和效益在不同经济规模上的可持续性，以制定成熟的政策。实现可持续粮食生产需要经济激励、公平秩序和自然资源的充分整合。然而，中国在这方面的进展仍然有限。

4.政策干预

政策干预是制定措施以促进种植业和养殖业重新整合。近年来，中国在畜禽生产和粪便管理方面出台了几项重要的政策，这些政策通过重新整合种植业和养殖业以减少水污染。一些政策干预措施虽然有助于减少生态脆弱地区的水污染，但却将污染转移到其他地区。比如，将生猪养殖从水道密集的南部地区重新分配到西南和东北省份的政策。Bai等人的研究表明，这种重新分配可以使中国东南部水域的营养污染减少27%–48%。然而，它将营养污染转移到中国的西南和东北，并威胁到森林和草原的生态环境。未来的政策应集中在空间规划上，并考虑在城镇化加快的情况下，增强农业实践与环境（如水、土壤和空气）之间的协同效应。未来的政策可以考虑通过土地转让或增加农业服务来增大种植农场的规模，以实现作物和畜禽生产的重新整合。

5.环境干预

环境干预是指改善自然环境健康的行动，可有效促进农业可持续发展。例如，通过在污染的水中种植水生植物或养殖鱼类，有助于减少地表水的富营养化。中国水产养殖中有通过水生植物实现水体恢复的例子，环境干预在种植业和养殖业重新整合方面显现出光明前景。通过这种方式，人工湖和湿地等半自然系统可以用来吸收营养物质，避免营养物质向下游流失。通过收获水生生物可以去除营养物质，将富营养化水域的生态恢复与动物-作物可持续生产联系起来。环境干预措施是上述其他干预措施的协同解决方案的有效组成部分。(图2）

图2五种促使作物生产与畜禽生产结合而实现清洁水体的干预措施。这五项干预措施分别为技术、社会、经济、政策和环境。图中给出了每种干预措施的示例。

· 本 文 观 点·

我们提出了五种关于种植业和养殖业重新整合的干预措施。包括（1）技术干预措施（通过技术干预使作物和畜禽生产更紧密）、（2）社会干预措施（通过宣传教育将专家的科学知识与农民的实践知识结合）、（3）经济干预措施（考虑具有成本效益的解决方案）、（4）政策干预措施（考虑农业实践和环境之间的协同和权衡）、（5）环境干预措施（基于营养循环和生态弹性）。这些干预措施可以在不同的层次上实施（例如，省和县等行政级别）。我们呼吁综合实施五类干预措施，以期在中国实现“绿色”农业和“碧”水的美好愿景。

文章链接：