1.土地利用格局的变化
改革开放以来,太湖流域经济快速发展,农业结构调整,乡镇企业异军突起,各类开发区、高新技术产业区相继崛起,导致工厂企业、交通、基础设施等用地迅速扩张。人口城市化进程的加快,非农人口比重的增加,造成对建设用地和耕地需求的不断增加,城镇范围不断扩大。而政府的开发意识、土地管理政策、对土地的利用更是起到导向性作用。在国家沿海开放战略和沿江发展战略的带动下,太湖流域各地的工业园区、小商品城、商贸区、度假村、游乐园等不断涌现,更是加剧了土地利用格局的变化。
太湖流域西侧的宜兴市,从新中国成立到1984年,城市面积增加到3.1平方公里,城区面积增加1倍,平均年增幅不到5公顷,年均增长率3%。而1984年至2000年,16年间城区面积增加13.5平方公里,年均增长幅度达65公顷,年均增长率达21%。城镇扩展用地中90%以上来自耕地。自1984年以后,耕地因城镇扩展平均每年减少60.4公顷,约占年均扩展面积的93%。[57]苏州市1984年居民点、工矿用地构成中,农村居民点比重达80.8%,工矿用地与城镇用地分别占10.1%与8.6%。至1996年,工矿用地与城镇用地的比重分别提高到22.8%与18.7%,而农村居民点用地比重减少为56.9%。[58]
据金洋等人的研究(见表9-10),太湖流域的城镇用地占流域面积的9.31%,到2000年变为12.65%,其中有123 371平方公里来源于1985年的耕地。在1985年到2000年的15间,耕地、林地分别减少了3.76%和0.18%。
表9-10 1985年和2000年太湖流域不同土地利用的变化
续 表
注:第一行标识为1985年的土地利用类型,第一列标识为2000年的土地利用类型,各列对应的数据表示1985年的土地利用向2000年的转化情况。
资料来源:金洋、李恒鹏、李金莲:《太湖流域土地利用变化对非点源污染负荷量的影响》,《农业环境科学学报》2007年第4期。
另据徐嘉兴等人的研究,自1990—2008年,太湖流域江苏(部分)耕地减少14.41%,建设用地增加了13.74%;浙江(部分)耕地减少了3.60%,建设用地增加6.17%;上海地区耕地减少了16.49%,建设用地增加了14.80%。(见表9-11)
表9-11 1990—2008年太湖流域内江苏(部分)、浙江(部分)、上海土地利用结构变化(单位:%)
资料来源:徐嘉兴等:《近18年太湖流域土地利用变化及区域差异分析》,《地理空间信息》2009年第4期。
土地格局的变化,尤其是农田转化为建设用地引发了一系列生态环境问题,加剧了水环境的污染。
因为“路面防护和建筑的遮盖,可使下垫面的透水性质急剧变差,地表产流增加,汇流时间变短,土地原有的拦污、自净能力大幅度下降,给周边河湖带来巨大的水、盐输入压力;建设用地的增加,必然会形成新的城镇、工业企业,伴随新的污染源的产生”[59]。研究结果表明,1985—2000年,全流域城镇扩展导致年平均地表径流增加1.14×108 m3,约为总径流量的2.9%。在城市化过程较快的苏锡常区和浦东浦西区,地表径流量分别增长了6.01%、3.91%。[60]1985年到2000年,整个太湖流域的TN(总氮)、TP(总磷)分别增加86.503t和0.568t。[61]
2.网围养鱼
太湖渔业在20世纪60年代中期以前,主要以天然捕捞为主;60年代中期至80年代中期,除天然捕捞外,出现了沿岸围垦区的池塘养殖。改革开放后,渔业从集体所有制转向个体经营模式,渔民的生产积极性得到充分发挥,捕捞方式发生很大变化,捕捞强度大大增加。“捕捞渔船从1979年的2 141条上升至1983年的6 238条。”[62]随着大规模的过度捕捞,渔业资源遭到严重破坏,渔业产量急剧下降。
到20世纪80年代中期,太湖流域主要是在东太湖、贡湖出现了网围养殖。网围养殖初期以粗放型为主,即用网将局部水域进行围拦,投放一定数量鱼种(以草鱼、鳊鱼为主),主要利用天然水草资源养殖,围拦面积从数百亩到数千亩不等,亩产量大致在300—600斤。随着网围数量的扩大,围栏内水草迅速消失,这种粗放式的养殖很快被淘汰。1988年后,东太湖、贡湖出现了“小、精、高”高密度养鱼模式,并很快盛行。以投喂饲料为主,每块围栏面积缩小至30—50亩,亩产600—1 000斤。90年代前以养殖草鱼、鳊鱼、鲫鱼为主;90年代后着重发展河蟹等水产品。至1993年东太湖养鱼围栏数达946个,385.4公顷,养蟹围栏数511个,248.5公顷(见表9-12)。
表9-12 1993年东太湖围栏养殖统计
资料来源:杨清心、李文朝:《东太湖围网养鱼后生态环境的演变》,《中国环境科学》1996年第2期。
贡湖网围养殖规模比东太湖小得多,1990年为0.69平方公里,2003年为1.25平方公里,占贡湖水域总面积的0.79%。[63]加上鱼簖面积共计1.58平方公里,占水域总面积的0.99%。
据统计,1991年太湖网围养蟹1 882.7亩,1993年4 158.97亩,至1998年达42 704亩。[64]另据江苏省太湖鱼管会办公室的调查,2006年太湖网围总量为1.31万公顷,养殖户4 096户,其中专业渔民3 229户,农民797户,外市县70户。其中东太湖网围面积最大,达1.13万公顷,渔民养殖户2 908户,农民养殖户650户,外市县养殖户38户。[65]
养殖产量也发展很快,东太湖养鱼产量1990年为1 766吨,1997年发展到3 993吨;养蟹产量1993年为55吨,1996年474吨,1998年上升至1 700吨,进入21世纪已超过2 000吨。[66]
过度的网围养殖不但占据了许多天然鱼类繁殖和育苗的栖息地,而且也加重了水质污染,引起湖泊环境的退化。大面积的网围养殖几乎分割包围了整个湖面,妨碍了水草的收割与清理,从而阻碍了湖泊氮、磷的输出。围网养殖还使得大量残剩饲料和水生植物残骸沉积湖底未能分解而污染水体,加速了水体的富营养化。据杨清心等人对东太湖网围养殖的研究,1984年至1993年,东太湖围栏养殖累计产鱼11 164.55吨,每生产1吨鱼向湖内释放氮141.25公斤,磷14.14公斤,累计释放氮1 576.97吨,磷157.9吨;产蟹109.09吨,每生产1吨蟹向湖内释放氮517.81公斤,磷71.57公斤,累计释放氮56.49吨,磷7.81吨;围栏养殖累计已向湖内释放氮1 633.46吨,磷165.75吨;折合单位湖面污染负荷量为氮12.45克/平方米,磷1.26克/平方米。[67]谷孝鸿等人的研究也表明,东太湖1980—2000年,除湖底泥营养盐及有机质大量积累外,水体中各种污染物和营养盐含量均有不同程度的上升。(见表9-13)
表9-13 1980—2000年东太湖水质状况
资料来源:谷孝鸿等:《东太湖渔业发展对水环境的影响及其生态对策》,《上海环境科学》2003年第10期。
3.农业面源污染
农业面源污染包括化肥与农药流失、家禽水产养殖及农村生活污水污染等方面,它是构成太湖流域水质下降的最重要因素之一。据江苏太湖规划区1998年污染物排放量统计,在构成水污染的氮磷污染源中,城镇生活污水分别占总氮的23.4%,总磷的51.2%;农业面源污染占总氮的45.1%,总磷的38.4%;水产养殖占总氮的27.4%,总磷的8.2%。[68]
(1)化肥与农药污染
太湖流域在新中国成立前施用化肥水平很低(每亩不足500克),新中国成立后化肥施用量逐年增加。如上海郊区,1950年每亩为600克左右,到1982年增至161千克,1982年是1950年的214.7倍,且单位面积施用化肥量也居全国之首,每公顷的用量是全国平均数的2.16倍。[69]至2000年,上海郊区的平均氮磷肥施用总量为577公斤/公顷,其中最高为奉贤区达955公斤/公顷,最低的市郊农场也达246公斤/公顷。(见表9-14)
表9-14 2000年上海郊区化肥用量(纯量)
资料来源:国家环境保护总局编著:《全国生态现状调查与评估》(华东卷),中国环境科学出版社2006年版,第789页。
20世纪90年代后,整个太湖流域化肥使用量均已突破适宜用量(400公斤/公顷)的水平,如1995年,环太湖的苏州、无锡、常州、嘉兴、湖州五市的年公顷用量分别达639.2公斤、741.8公斤、551.8公斤、621.6公斤、747.5公斤。(见表9-15)
施用到农田里的化肥,除部分被农作物吸收,土壤固定及挥发外,一部分经雨水冲洗,随地面径进入水体。根据相关资料,“按照氮的流失率为11%、磷的流失率为2%计算,上海郊区‘九五’期间化肥(氮磷纯量)年平均流失量为1.49万吨,即每年大约有1.5万吨的氮和磷流入水体,其中氮为1.46万吨,占流失总量的98%,是水体化肥污染源的主体”[70]。另据张振克等人的研究,“通过农田流失进入太湖的氮占入湖总量的72%—75%”[71]。
表9-15 太湖地区部分地区农药化肥用量(1995年)
资料来源:杨桂山、王德建等编著:《太湖流域经济发展·水环境·水灾害》,科学出版社2003年版,第120页。
由于大量的氮肥进入水体,而使地下水中的NO3—N含量增高,也使地表水中氮素营养增加,造成水体富营养化。
施用农药虽是减轻农民劳动强度、防止农作物遭受病虫危害、提高农业生产力的重要手段,但大量高毒农药的使用同样对地下、地表水体造成严重污染,农业生态环境遭受严重破坏。以上海市郊为例,1991—1995年,每年的农药施用量在1万吨左右。1996—2000年,每年农药使用总量增加23%,农田每公顷农药用量为42.3公斤,超过全国平均水平13公斤的2.9倍。试验表明,上海郊区的农药流失率约为11%。1991—1995年期间农药流失量为1 089吨,1996—2000年,流失量为1 353吨。这些流失农药进入水体后,上海水体的农药负荷量为0.01公斤/平方米,即每年每亩的水面约承受6 670克的农药负荷量。[72]又如,嘉兴市2000年农药用量为0.62万吨,平均26.7公斤/公顷,其中高毒高残留有机磷的农药占43%[73],相当一部分因使用不当而流失。这些流失农药,部分在空气中挥发,部分则随着渗漏和径流进入水体,造成农药对水体的污染。
(2)畜禽养殖污染
随着经济的发展和生活水平的提高,人们对肉蛋奶的需求不断增加,太湖流域畜禽养殖业得到快速发展,集约化程度也愈益提高。1988年上海市郊全年饲养生猪593.14万头,上市352.98万头。其中上市超过万头的乡有虹桥、平桥、庙行、六星、彭浦、江湾、长征、新浜等。同年,上市家禽7 763万羽,其中超过100万羽的乡有新桥、宣桥、泗联、四团、九亭、佘山、盈中、泗泾、塘湾等。[74]
1998年上海市共有大中型畜禽场1 600家,其中奶牛场126家,奶牛饲养规模4.2万头;猪场596家,肉猪饲养规模330万头/年;蛋鸡场103家,饲养蛋鸡390万羽;肉鸡场575家,饲养肉鸡8 600万羽;种禽场200家,饲养种禽260万羽。(见表9-16)
表9-16 1998年上海郊区规模化畜禽场的数量及其分布
资料来源:国家环境保护总局编著:《全国生态现状调查与评估》(华东卷),中国环境科学出版社2006年版,第797—798页。
至2006年,太湖流域内畜禽总数(存栏数和出栏数)已达3.8亿头(口),其中大牲畜(猪、牛、羊)2 800万头,畜禽3.52亿只。[75]畜禽粪便原是传统的优质有机肥料,但20世纪80年代后,化肥不断替代有机肥,畜禽粪便的利用率越来越少,除少数直接或堆放发酵还田、作膨化饲料、喂鱼及进行沼气发酵外,相当部分不经过无害化处理直接随意排放。不仅浪费了有机肥料,而且也污染了生态环境。据计算,上海市郊21世纪初,畜禽粪尿年流失进入水体量为245万吨/年(其中粪72万吨/年,尿173万吨/年),流失进入水体的污染物为TN1.30万吨/年、TP0.33万吨/年、COD7.51万吨/年、BOD55.62万吨/年和NH3—N0.84万吨/年。[76]太湖流域畜禽粪尿排泄量达3 730万吨,每年进入水体的COD、TN、TP分别达13.2万吨、3.9万吨和0.65万吨。(见表9-17)
(3)农村生活污染
农村生活污染主要是由农村生活垃圾及生活污水,如洗浴、洗衣、厨房洗涤及冲厕废水造成的污染。据统计,上海郊县1989年每天产生4 380吨左右的生活垃圾,一年约159.87万吨,其中上海县129 556吨、嘉定154 760吨、川沙186 150吨、南汇203 670吨、奉贤151 840吨、松江147 460吨、金山159 870吨、宝山120 085吨、青浦133 225吨、崇明212 430吨。此外上海市区一年共产生240.28万吨生活垃圾,这些垃圾都运至市郊各县。[77]它们既有集中堆置,也有分散堆放或自存自灭。不少垃圾因无人管理,任其风吹雨淋,腐烂发臭。在降雨时产生高浓度的径流污染,其渗漏液也污染地表水和地下水,加剧农村生态环境的恶化。
近年来,太湖流域农村生活水平迅速提高,水冲厕所也快速发展,人粪尿回收率降低,农村家庭产生的污染物总量和强度大为上升,生活污水大都未经处理直接排放河道。如上海市郊,2000年农村地区污水产生量为61.18万立方米/天,而当时污水处理设施实际处理能力为17.36万立方米/天,占污水总量的23.38%,大量未经处理的生活污水直接排放进入水体,造成水环境严重污染。[78]据李萍萍、曲福田等人的研究,太湖流域每年生活污水进入水体的COD为126 593吨、TP为2 202吨、TN为8 806吨,人粪尿进入水体的COD为5 791吨、TP为1 327吨、TN为13 270吨。(见表9-18)。
表9-17 太湖流域各分区的畜禽污染物、耕地负荷及进入水体量
资料来源:王浩主编:《湖泊流域水环境污染治理的创新思路与关键对策研究》,科学出版社2010年版,第76页。
表9-18 太湖流域生活污水与人粪尿进入水体的污染物(单位:吨)
资料来源:王浩主编:《湖泊流域水环境污染治理的创新思路与关键对策研究》,科学出版社2010年版,第78页。
4.乡镇企业发展与产业结构调整
太湖流域是我国综合性的工业基地,工业发达,工业门类齐全,配套能力强。改革开放后,乡镇异军突起,如1979—1987年,苏南13个县的乡镇工业总产值年均增长率约达30%;1987年乡镇工业产值达368.9亿元,占苏南工业总产值的76.0%,工农业总产值的68.5%。[79]但大多乡镇企业由于技术含量低,生产工艺落后,治污技术和能力较差,也带来严重污染。据测算,1987年,苏南乡镇工业废水排放总量达1.62亿吨,废水主要来自印染、电镀、化工、金属酸洗、造纸、食品、制革等七个行业。又如上海郊区,1988年废水排放总量为64 365万吨,其中县乡镇工业排放29 493万吨(见表9-19),排放污水以川沙县最多,计19 567万吨,占30.4%,其次为金山县,14 374万吨,占22.3%。
表9-19 1988年上海市郊区工业废水排放量(单位:万吨)
资料来源:章家骐主编:《上海农村环境保护战略对策》,上海科学技术出版社1993年版,第14页。
太湖流域的产业结构在改革开放后有较大的变化,第一产业比重明显下降,第三产业比重显著上升,第二产业比重一直保持在较高比例。如无锡市1978年第一、第二、第三产业比重为14.3∶68.3∶17.4,至2004年,产业结构比例为4.0∶56.9∶39.1。湖州市1978年第一、第二、第三产业比重为45.1∶36.3∶18.6,至2000年演变为13.8∶56.5∶29.7。[80]从1995年至2006年整个太湖流域产业结构中第二产业比重一直稳定在50%以上。
表9-20 太湖流域产业结构(1995—2006年)(单位:%)
续 表
资料来源:傅春主编:《中外湖区开发利用模式研究——兼论鄱阳湖开发战略》,社会科学文献出版社2009年版,第142页。
第二产业结构中,又以传统产业为主,化工、机电、食品、医药、纺织为支柱产业,导致太湖流域结构型污染矛盾突出。如1984年无锡市日排放工业污水35万吨,日处理5.5万吨;1985年日排放工业污水36.29万吨,日处理6.15万吨。[81]1988年常州市排放废水22 224万吨,其中工业废水17 734万吨;无锡市排放废水26 473万吨,其中工业废水22 647万吨;苏州市排放废水43 430万吨,其中工业废水37 003万吨。[82]这些废水排放源以化工行业最多,再是造纸、食品、印染、纺织等行业。
20世纪90年代后,太湖流域电子、电气制造、交通运输设备制造业等高新技术产业及服务业有了较快发展,但产业结构和工业布局仍不尽合理。传统高污染行业如印染、造纸、化工、酿造在部分地区特别是村镇一级工业中仍占较高份额。加之,不少企业污染防治意识落后,污染治理技术、力度不够,偷排、超标排放等违法行为时有发生,工业废水排放情况仍十分严重。期间,政府采取了一些强制措施,如开展工业废水达标排施,实施“零点行动”,关停并转部分企业,进行技术改造等,起到一定的作用,污水排放量曾一度下降。根据各市环境统计年报,上海的工业污水排放量由1991年的132 500×104吨减至2000年的72 400×104吨;苏锡常地区工业污水排放量由1993年的68 661.28×104吨减至1999年的65 923.48×104吨;湖州市工业废水排放量从1996年的9 640×104吨,降为2000年的8 830×104吨。[83]但由于“零点行动”等措施属应对性措施,缺乏长期的治污战略统筹,到2000年,太湖流域水质再度恶化,当年江苏太湖地区工业废水排放达18×108吨。[84]
2006年,杭嘉湖三市废水排放总量为13.68亿吨,比上年增加4.09%,其中工业废水8.86亿吨,占废水总量的64.77%。[85]2007年,无锡市45 634家企业,废水排放总量为63 873.7万吨,其中工业废水排放总量为45 302.64万吨,占总量的71%(见表9-21)。
表9-21 无锡市工业废水污染物排放表(1997年)
资料来源:无锡市人民政府:《无锡市太湖水环境综合治理实施方案》(2009年3月),第16页。
另据孔祥智、郑凤田等人研究,2006年太湖流域点源排放总量为62.1亿立方米。就不同地区看,江苏为29.2亿平方米,浙江为11.1亿平方米,上海为21.8亿平方米,安徽为0.01亿平方米。其中第二产业废水排放量为36.3亿立方米,第三产业废水排放量为9.7亿平方米。[86]
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