行讀徽州水景觀系列（四）：徽州地區(qū)鄉(xiāng)村小流域農業(yè)面源污染治理景觀規(guī)劃與設計途徑

MCR 模型（即最小阻力累計模型）最早用于景觀規(guī)劃中的生境破碎性評價，后也被應用于農業(yè)面源污染防控研究，探索農業(yè)面源污染的擴散與傳播過程。本研究通過 MCR 模型構建了農業(yè)面源污染的“源 -匯”風險空間格局，識別了農業(yè)面源污染潛在風險區(qū)域，為中觀尺度的研究與后續(xù)的景觀規(guī)劃設計提供基礎。

根據嚴溪流域農業(yè)面源污染“源-匯”風險格局識別結果，嚴溪小流域農業(yè)面源污染高風險區(qū)域主要以團塊和細條帶狀分布于河流附近的平原地帶。

以嚴田流域現狀所有農田為研究對象，以 100 m × 100 m 為一個單元設置漁網，對現有的農田區(qū)域進行劃分，總面積為 1.798 km2  ，共得到約 100 個較為完整的漁網斑塊。在綜合考慮景觀要素類型、空間位置、要素用地屬性的基礎上，從田內、田邊2個空間維度，面狀、線狀2個要素形式維度，以及水、林、草3個元素類型維度，通過SWAT模型模擬不同景觀元素對農業(yè)面源污染產生與傳播的影響情況。

研究最終確定了田間植草水道（10m寬）、田間林帶（20m寬）、田間水塘（半徑10m）、田間林斑（半徑10m）、農田邊緣緩沖帶（20m寬）、河岸邊緣緩沖帶（20m寬）為主要景觀改造方法。

小流域農田景觀要素組織模式

SWAT模型運行過程

模擬結果顯示，田間林帶、田邊緩沖帶對氮、磷等污染物的削減作用最為明顯；田間植草水道、田間林斑、河岸緩沖帶對污染物的凈化也起到了較為明顯的作用。田間水塘對氮、磷等污染物的削減作用較小。在生態(tài)系統(tǒng)服務價值方面，田間水塘的生態(tài)系統(tǒng)服務價值最為優(yōu)秀，在食物生產、水資源供給、水文調節(jié)方面均優(yōu)于其余景觀改變策略。各景觀改變策略在生物多樣性保持、維持養(yǎng)分循環(huán)等方面都具有積極的作用，但不同策略間差異并不明顯。

不同景觀改造策略及其生態(tài)績效

依據 SWAT 模型所劃分出的子流域，參考不同區(qū)域的自然地理特征，將農業(yè)面源污染極高風險區(qū)域劃分為山地梯田流域、山谷平原流域、河流平原流域、近居民點流域四個區(qū)域。

嚴溪流域四大典型子流域類型

針對嚴溪各流域當前面臨的生態(tài)系統(tǒng)問題，本研究運用上述6種景觀改造策略對嚴溪流域面源污染極高風險區(qū)的農田生態(tài)系統(tǒng)進行了改造設計。以基于自然的解決方案（NbS）為指導，充分運用各類景觀元素在農業(yè)面源污染削減上的生態(tài)價值，以期實現氮、磷等面源污染物的源頭削減與過程防治。

嚴溪流域總體規(guī)劃平面圖

針對近居民點流域出現的駁岸硬化、生活污水直排、缺乏林地與濱水生境等問題，規(guī)劃設計通過增修村莊凈化塘，處理村莊生活污水達到截污減排的目的；通過建設田間林帶與田邊緩沖帶，構建農田植物群落；通過恢復自然駁岸，重構水生生境。

針對山地梯田流域出現的農田灌渠硬化、且水流流速過快，缺少陂塘等生態(tài)滯蓄與凈化設施等問題，規(guī)劃設計通過構建陂塘系統(tǒng)、恢復自然水渠，減緩水流流速，起到調蓄水源、凈化水質的作用；通過增加田間森林斑塊，加強植物對面源污染物的過程消納。

針對河流平原流域出現的河道硬化、農田景觀元素單一、農藥化肥施用過量、缺乏坑塘水面等問題，規(guī)劃設計通過去硬還生的手段恢復自然駁岸形式；通過有機種植，探索“生態(tài)優(yōu)農”的實踐形式；通過興修坑塘水面，復興傳統(tǒng)農耕水智慧。

針對山谷平原流域出現的農田脅迫山林、農業(yè)灌渠硬化、種植結構單一等問題，規(guī)劃設計通過退耕還林還草等手段，修復山麓植被群落；通過合理輪作、間作優(yōu)化現有農田種植結構；通過在水庫下游增設田畔濕地，增強農田生態(tài)系統(tǒng)的污染削減能力。

研究以種植大戶李某的承包田為案例地。此田塊位于上嚴田村與王村之間的梯田，北至王村水塘，南至嚴溪，東側為田間山丘，西側為田間硬化道路，總面積約90畝。

田塊地表徑流方向和水渠、水圳等分布

農田氮磷流失過程

種植大戶李某的化肥農藥使用情況

農藥或肥料的流失系數是指農藥或肥料在土壤中的流失量與施用量之比，農藥或肥料的流失系數越大，對面源污染的影響也越大。根據《第一次全國污染源普查農藥流失系數手冊》和《第一次全國污染源普查肥料流失系數手冊》計算農藥和化肥的流失量，估算出相應的污染量。

調研和估算結果顯示，農田面源污染具有以下特征：

· 化肥施用總量遠超過農藥，進而對農田面源污染起到決定性作用；

· 種田大戶李某的田塊中，面源污染主要集中分布在中下游關鍵田塊。

生態(tài)經濟效益模型可有效兼顧生產與生態(tài)的經濟效益，指導作物生產的農藥化肥合理施用量。農業(yè)生態(tài)經濟效益的核算，有助于在兼顧生產效益的同時，減少化肥農藥施用量，從源頭減少面源污染；并為使用生態(tài)設計進行污染消納提供科學依據。其計算方法如下：

生態(tài)經濟效益 = 生產效益 - 生態(tài)負效益

設計消納量 = 化肥施用量 - 化肥適用量

其中，生產效益，是種植并銷售水稻、油菜等農產品的利潤，即銷售農產品的收益扣除種植成本。生態(tài)負效益，是種植中化肥施用產生面源污染，對農田生態(tài)系統(tǒng)帶來的負面影響。

通過計算生產效益最大化和生態(tài)經濟效益最大化時的化肥施用量得出，生產效益最大化時的化肥適用量為 72.5斤/畝, 生態(tài)經濟效益最大化時的化肥施用量為 60.9斤/畝。

如何最大化農戶收益同時保產？

如何最大化生態(tài)經濟效益同時保收？

生態(tài)補償是以保護和可持續(xù)利用生態(tài)系統(tǒng)服務為目的，以經濟手段為主，調節(jié)相關者利益關系，促進補償活動、調動生態(tài)保護積極性的各種規(guī)則、激勵和協(xié)調的制度安排。嚴田村暫無減少污染物排放的生態(tài)補償政策，可參考部分省區(qū)對農業(yè)生產過程中減少氮、磷等污染物排放予以補償，例如《江蘇省環(huán)境資源區(qū)域補償辦法》。與此同時，從農民教育培訓、環(huán)保宣傳、統(tǒng)一組織管理等角度，改善小流域農業(yè)面源污染防治管理對策。