劉 鑫,王 蕾,胡飛龍,馬 月,于賜剛,盧曉強,劉 立①,鄭蘇平 (1.中國科學院沈陽應用生態研究所,遼寧 沈陽 110016;2.中國科學院大學,北京 100049;.生態環境部南京環境科學研究所,江蘇 南京 210042;4.溫州市生態環境局蒼南分局,浙江 溫州 25800)
化肥農藥等資源投入與農業生產力的提升密切相關,特別是在農業發展初期,對于保障國家糧食安全、促進社會進步具有重要實踐意義,但化肥農藥的長期、不合理施用,也對農業可持續發展、生物多樣性保護與人類健康產生不利影響[1-3]。聯合國糧食及農業組織(FAO)最新資料顯示,2018年全球農藥、化肥總量約為412.2萬和1.9億t,分別比2000年提高33.4%和39.7%[4]。自20世紀50年代以來,農業施肥或大氣沉降導致的活性氮被認為是全球氣候變化的主要驅動因素之一[5],其產生的氮污染,包括通過對土壤微生物施加影響,導致植物多樣性的大范圍喪失,同時引發其他后續問題,如水生生態系統富營養化,土壤和地表水酸化以及空氣質量降低等[6-7]。農藥的不合理使用不僅會對自然環境造成影響,還會危害生物多樣性,危害人類健康。一方面,土壤中殘留的農藥會使土壤無脊椎動物種群、微生物種類和數量顯著降低,害蟲天敵數量也會隨之減少,導致抗藥性害蟲大量繁殖,從而破壞了農田昆蟲的群落結構;通過對水體的污染,農藥會造成水生生物急劇減少,有些物種甚至已瀕臨滅絕。另一方面,農藥會殘留在農作物表面或者進入農作物體內,通過食物鏈進入人體,嚴重威脅人類的身體健康和生命安全[8-9]。2019年4月,生物多樣性和生態系統服務政府間科學政策平臺(IPBES)通過了《全球生物多樣性和生態系統服務評估報告》及其決策者摘要,提出污染與棲息地喪失、資源過度利用、氣候變化和外來入侵物種等因素一起,成為影響全球自然與生物多樣性變化的5大直接驅動力之一。從“愛知生物多樣性目標”(以下簡稱“愛知目標”)到“2020年后全球生物多樣性框架”(以下簡稱“2020年后框架”),化肥農藥的進展不僅涉及污染問題,同樣涉及有害補貼、可持續供應鏈、主流化等重難點議題,是《生物多樣性公約》(以下簡稱《公約》)履約中不可或缺的重要組成部分,引發越來越多締約方、非政府組織和專家的關注[10-11]。
2021年10月,聯合國《公約》第十五次締約方大會(COP15)將在云南昆明召開,大會最核心成果是制定并通過“2020年后框架”,引領未來十年全球生物多樣性保護工作。該文通過系統搜集、研究國內外化肥農藥施用現狀,深入分析其使用過程中面臨的污染、可持續供應鏈等相關重難點議題,為“2020年后框架”的成果達成奠定基礎,也為中國實現農業可持續轉型提供重要支持。
化肥(chemical fertilizers)是“化學肥料”的簡稱,指用化學和物理方法制成的含一種或幾種農作物生長需要的營養元素的肥料,包括氮肥、磷肥、鉀肥和復合肥等[12]。農藥(pesticide)指在農業上用來防治病蟲害并可以調節植物生長的化學藥劑,主要包括殺蟲劑、殺螨劑、殺菌劑、除草劑和植物生長調節劑等[13]。根據FAO對化肥與農藥定義,當前以氮(N)、磷(P2O5)和鉀(K2O)3種養分之和表示化肥總量;農藥則包括旨在殺滅、破壞或控制任何害蟲的殺蟲劑(insecticides),殺真菌劑(fungicides),除草劑(herbicides),消毒劑(disinfectants),以及其他物質或物質混合物,包括人類或動物疾病的載體、對植物或動物有害的物種等,還包括用作植物生長調節劑(plant growth regulator)、脫葉劑(defoliant)、干燥劑(desiccant)或用于防止蔬菜或水果過早衰落的物質等。
聯合國于2010年在日本名古屋正式通過了《2011—2020年生物多樣性戰略計劃》及其“愛知目標”,其中,目標,即“到2020年,污染,包括過多養分造成的污染被控制在不危害生態系統功能和生物多樣性的范圍內”與化肥農藥的施用密切相關[14]。2020年9月15日,《公約》秘書處發布第5版《全球生物多樣性展望》(GBO-5),就“愛知目標”完成情況和所取得進展發布最終報告,認為愛知目標8是進展最差的5個目標之一[15]。COP15即將制定“2020年后框架”,不僅不能重蹈“愛知目標”的覆轍,而且要對“愛知目標”中的優勢進行繼承與發展。經過國際上多輪磋商,目前已形成“2020年后框架”案文1.0版,包含21個行動目標,其中與化肥農藥最為緊密相關的是行動目標7:“把所有來源的污染降低到對生物多樣性和生態系統功能以及人類健康無害的水平,包括為此把進入環境的營養物流失至少減少一半,把進入環境的農藥至少減少三分之二和消除塑料廢物的排放”[16],同時與農業生物多樣性(行動目標10)、主流化(行動目標14)、可持續供應鏈(行動目標15)以及激勵措施(行動目標18)密切相關,協同增效。
2008年,我國對生產銷售和批發、零售有機肥料、有機-無機復混肥料及生物有機肥免征增值稅,這一稅收優惠政策的出臺和實施,有力地促進了有機肥產業的發展。自2014年起,我國大力推進高毒農藥定點經營示范和低毒低殘留農藥示范補貼工作,引導農民減少高毒農藥使用。這一工作的開展導致我國農藥施用結構開始進入轉型期,高毒的殺蟲劑施用量得到極大限制。2015年,原農業部印發《到2020年化肥使用量零增長行動方案》《到2020年農藥使用量零增長行動方案》等文件,成為我國化肥農藥施用發生轉折的契機。正是遵循這一行動方案,在中央財政的支持下,地方政府與農民共同采取有效措施,近年來化肥農藥施用總量得到有效降低。
2016年5月,財政部、原農業部印發了《關于全面推開農業“三項補貼”改革工作的通知》,將種糧農民直接補貼、農作物良種補貼和農資綜合補貼合并為農業支持保護補貼。引導農民綜合采取秸稈還田、深松整地、減少化肥農藥用量、施用有機肥等措施,切實加強農業生態資源保護,自覺提升耕地地力。自2017年以來,每年安排資金開展畜禽糞污資源化利用試點,選擇175個重點縣(市、區)推進果菜茶有機肥替代化肥試點,積極探索有機養分資源利用的有效模式。結合實施測土配方施肥、耕地保護與質量提升、東北黑土地保護利用試點等項目,采用物化補貼方式,鼓勵和引導農民增施有機肥、實施秸稈還田和種植綠肥。北京、江蘇、上海和浙江等省市相繼出臺了農民施用商品有機肥補貼政策,補貼金額為150~480元·t-1。據統計,2018年全國有機肥施用面積超過5億畝次,比2015年增加1.1億畝次。同年,中共中央辦公廳和國務院辦公廳印發《關于創新體制機制推進農業綠色發展的意見》,提出:“到2020年,主要農作物化肥、農藥使用量實現零增長,化肥、農藥利用率達到40%;秸稈綜合利用率達到85%,養殖廢棄物綜合利用率達到75%,農膜回收率達到80%。到2030年,化肥、農藥利用率進一步提升,農業廢棄物全面實現資源化利用”。通過一系列公共社會政策的發布實施,形成全民環保的社會氛圍,促進國家經濟社會健康持續發展。
FAO最新發布的數據顯示:2018年全球化肥施用總量為1.9億t,包括1.1億t氮(占總量的58%),4 100萬t磷(22%)和3 900萬t鉀(21%),分別比2000年增加40%、26%和80%;2018年全球單位面積耕地施氮量為69.7 kg·hm-2,施磷量為26.0 kg·hm-2,施鉀量為24.9 kg·hm-2,化肥施用總量達到120.7 kg·hm-2,比2000年增加32.5%,相當于增施30 kg·hm-2化肥(表1[4])。

表1 全球化肥施用量/施用強度Table 1 Amount and intensity of global fertilizer utilization
2000—2018年,全球農藥使用量增加約1/3,至2018年達到412.2萬t,但幾乎所有的增長都發生在2013年之前,之后大致處于平穩期。2000—2018年,全球農田農藥單位面積使用量從2.1 kg·hm-2增加到2.6 kg·hm-2,增加23.8%(圖1[4])。
2019年,IPBES發布的《生物多樣性和生態系統服務全球評估報告》[17]指出,全球在減少殺蟲劑使用造成的污染方面沒有取得總體進展,殺蟲劑的使用仍舊持續增長。在國際上,歐盟部分成員國提出農藥減量化,以降低農藥對農業生態環境的影響,歐盟農藥施用量呈明顯下降趨勢。其中,法國作為歐盟最主要的農業大國,在2008年提出農藥減量計劃,目標是在10 a內將農藥使用量降低至50%,但由于近年不利天氣條件的影響,又不得不將該目標完成時限推遲7 a;在亞洲地區,日本作為化學工業大國,其對農藥的管理控制起步較早,自20世紀90年代開始農藥使用量就逐年降低,從農藥種類來講,主要為殺菌劑用量大幅下降[18];美洲是世界上農業發達地區,作為最主要的農業生產、農產品出口地區,為了保障農業生產,美洲各國農藥使用量較大,截至目前,美洲大多數國家農藥年使用總量仍處于增長狀態[19]。
我國是化肥農藥施用大國,在提升糧食產量的同時,也深刻認識到削減化肥農藥用量對于農業可持續發展的重要性。圖2顯示,2001年,中國化肥施用總量為4 235.1萬t,其中,氮肥施用量最高(2 164.1萬t),復合肥次之(983.7萬t),鉀肥最低(399.6萬t)。此后化肥施用量保持持續增長,到2015年達到峰值(6 022.6萬t),之后開始降低,直至2019年的5 403.6萬t。在化肥施用強度上,2001—2014年一直處于增長狀態,從2001年的273.15 kg·hm-2增長至2014年的363.0 kg·hm-2,此后逐年降低,2019年已降低至325.65 kg·hm-2。
圖3顯示,在農藥施用總量方面,我國從2001年的127.5萬t增長到2013年的峰值(180.8萬t),此后逐年降低,2019年農藥施用總量為139.2萬t,較2013年降低23.0%。在單位面積農藥施用量方面,2011—2012年達到平衡點,為11.1 kg·hm-2,2019年為8.4 kg·hm-2,降低幅度為24.3%。
可見,隨著我國近年來加大對生態環境問題的重視,農藥生產過程綠色化與產品低毒、高效化,原藥、制劑一體化等多策略的協同創新發展成為農藥產業新的發展趨勢[20]。同時,現代化農業的發展也促使我國農業化肥施用結構發生巨大改變,最為明顯的就是復合肥施用總量占比逐漸增大,氮肥施用總量占比則逐漸減小[21]。但是,由于我國農作物種植結構的改變,加上施用方式不規范、管理不嚴謹、監管不全面等一系列影響,目前國內化肥農藥壓力長期存在。
一是污染依舊嚴重。2014年首次全國土壤污染狀況調查結果顯示,全國土壤總的點位超標率為16.1%,其中輕微、輕度、中度和重度污染點位占比分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。在各土地利用類型中,耕地土壤點位超標率最高,為19.4%[22]。二是資源利用率較低。2019年,我國水稻、玉米、小麥3大糧食作物化肥利用率為39.2%,農藥利用率為39.8%,化肥和農藥利用率雖然持續提高,但比發達國家低10~20個百分點[23]。三是科技支撐力度不足。在生態功能多元化開發與科學利用、農業綠色發展與增值服務、區域農田土壤污染防治等方面仍存在不少短板,特別是在適應和支撐未來發展的許多“卡脖子”理論、關鍵核心技術以及產品裝備研發方面還未完全突破,大部分成果還沒有完全熟化落地[24],亟待在新時代背景下實現轉型變革。
愛知目標8與污染密切相關,其下設兩個要素,分別為“污染不產生有害影響”和“營養過剩不產生有害影響”。IPBES全球評估均表明,兩個要素均無進展;GBO-5評估則表明,一個要素有一定進展,另一個要素則偏離軌道。在最新“2020年后框架”談判上,很多締約方對于哪些污染物納入“2020年后框架”以及削減多少比例方面仍存在相當大分歧,相關目標應協同推進主流化、消費和生產、循環經濟等方面的工作,并尊重化學品相關公約的相關進程。因此,化肥農藥等污染問題作為影響《公約》履約的重要內容,需充分考慮其與其他要素的協同增效問題,以進一步凝聚共識,推動各方相向而行。在“2020年后框架”目標附件中,針對行動目標7設置了4個要素、11個一般指標和14個具體指標(表2),表明污染目標與指標談判達成尚有很長一段距離。

表2 “2020年后框架”行動目標7中有關定性和定量指標Table 2 Qualitative and quantitative indicators related to Goal 7 of the “Post-2020 Global Biodiversity Framework”
根據最新的“2020年后框架”案文,化肥農藥的進展與污染(行動目標7)直接相關,但同樣涉及可持續農業(行動目標10)、主流化(行動目標14)、可持續供應鏈(行動目標15)和激勵措施(行動目標18),因此,我國應以此為契機,推動化肥農藥的轉型變革。
“2020年后框架”行動目標10提出:“確保所有農業、水產養殖和林業地區都得到可持續管理,特別是為此保護和可持續利用生物多樣性,提高這些生產系統的生產力和復原力”,該目標主要涉及化肥農藥與生態系統可持續性與復原力的問題。作為對污染的響應,許多物種正在以很快的速度發生進化。昆蟲、雜草和病原體等會進化出對殺蟲劑、除草劑和其他農藥的耐抗性,但庇護區、作物輪作和作物多樣性等管理策略可以極大地減緩這種性質的演化。截至2020年初,我國3大糧食作物病蟲害統防統治覆蓋率達到40.1%,同時通過加力推進集成創新,加力推廣新產品新機具,加力推進機制創新,因地制宜地科學推進綠色防控的相關技術是確保農業可持續發展的關鍵一環[25]。GBO-5中指出,中國浙江傳統的稻田養魚做法的水稻產量與水稻單作相似,但所需農藥和化肥分別減少68%和24%。
因此,建議將具有不同生態習性、植被形態的農作物有機地結合在一起,以充實和拓展農田生態位,建立生態農業生產體系,包括混合農業制度、有機農業、病蟲害綜合治理、豆科植物等有機肥料、輪作、回收農作物和動物廢棄物、無耕作或最低耕作農業、間作或多茬復種、遮蓋作物等,關注傳統品種和多樣性,利用機械或生物學方法清除雜草或防治病蟲害,平衡《公約》3大目標。
“2020年后框架”行動目標15提出:“所有企業(公營和私營企業以及大、中、小型企業)評估和報告自己從地方到全球對生物多樣性的依賴程度和影響,逐步將負面影響至少減少一半和增加正面影響,減少企業面臨的與生物多樣性相關的風險,并逐漸使開采和生產做法、采購活動和供應鏈以及使用和處置方式實現充分的可持續性”。可持續供應鏈之根本目的在于,采取經濟、環保和對社會有益的方式利用大自然提供的產品和服務,并為未來和子孫后代留下豐富的動植物資源,實現人類與自然的可持續。但目前供應鏈監管體系與生態經濟關系結構失調,兩者的發展相互獨立,致使供應鏈與生態經濟的關系結構陷入惡性循環,生態環境污染問題也難以解決。此外,決策者、企業和消費者的意識不足以及執行相關規定協定的政治意愿不強,這也導致不能達到預期目標。
農藥化肥施用對供應鏈各個環節均會產生一定影響,因此為確保供應鏈的可持續發展,應探索新的創新機制,嚴格相關工作的監管,并建立相關監管體系。在機制構建方面,可以建立相互信任機制,以可持續供應鏈體系的利益最大化為目標,使監管合作組織、供應鏈提供商及消費者實際所獲利益大于各自能獲得的最大利益;建立激勵約束機制,實現信息共享,最大化利用信息資源的價值;建立利益分配機制,各成員之間的相互利益沖突是導致可持續供應鏈發展滯后的根本原因之一,通過有效的利益分配機制可以提高政策的執行力,有利于供應鏈體系的可持續發展[26]。在具體措施方面,可以分階段采取不同措施管理,如銷售前嚴禁劣質化肥、違禁農藥等進入市場,完善農藥和化肥的認證、監管體系;銷售期間保證人們對相應化肥農藥的施用量、施用時間和施用方式等有著正確認識;施用后應嚴格落實環境監測制度,定期對化肥農藥污染狀況進行評估,以減少整個供應鏈中的污染和生物多樣性損失。
“2020年后框架”行動目標18提出:“以公正和公平的方式改變對生物多樣性有害的激勵措施的方向,調整其用途,對其進行改革或予以取消,每年至少將其減少5 000億美元,將那些最有害的補貼全部包括在內,并確保激勵措施,包括公共和私營部門的經濟和監管激勵措施,對生物多樣性具有正面影響或是無害”。激勵措施最本質的問題在于明晰有害補貼的范疇,幾乎所有經濟部門都存在補貼現象,但部分補貼也存在有害性,它們可以通過扭曲市場價格和資源配置決策對環境造成負面影響。目前,國際上有關生物多樣性有害補貼的確切定義、范圍有待最終明確,在分析取消相關有害環境補貼時也存在著爭議。在人類生產生活中,各種政策措施的實施都可能影響著生產或消費活動,而相應的生產或消費活動都可能對環境產生正面或負面影響。因此,明確取消補貼會對生產或消費決策產生什么影響以及這些影響與環境之間存在怎樣的相互關系是明晰并取消有害補貼的前提[27]。但自2015年起,我國就開始以綠色生態為導向實行農業補貼改革,大力推進低毒低殘留農藥示范補貼工作,開展畜禽糞污資源化利用試點、果菜茶有機肥替代化肥試點等工作。在化肥農藥領域,雖然還有補貼,但已并非對生物多樣性有害的補貼,相關補貼亦整合為農業支持保護補貼,政策目標調整為支持耕地地力保護和糧食適度規模經營。
由此可見,依據現有實踐及綠色轉型方案,我國在化肥農藥領域已不存在對生物多樣性有害的補貼。雖然我國農藥化肥施用總量及強度均較高,但我國積極履行《公約》義務,在農藥化肥減量及政策支持方面取得積極進展,特別是在2020年實現農藥化肥零增長且目前無相關生物多樣性有害補貼的客觀事實,有力地捍衛了中國負責任大國形象。
主流化是“2020年后框架”的重要議題之一,各部委應加強配合與協作,采取積極措施,將化肥農藥因素納入國家農業、生態政策,并將可持續農業發展與綠色發展、循環經濟等其他部門戰略相結合。通過建立雙邊和多邊伙伴關系,加大對發展中國家在農業可持續發展技術方面的援助,并推動那些可持續實踐的做法。在適當情況下,與農民建立合作伙伴關系,為那些采用農業生產友好實踐的農民支付額外成本,包括獎勵為減少化肥農藥施用作出貢獻的農民。根據可利用資源(包括傳統農業知識)的情況,為化肥農藥施用提供培訓、教育、咨詢和財政支持。保護和恢復重要農業生態系統,在生態系統層面促進農業的可持續利用,并采用《公約》中的生態系統方法指導景觀層面的規劃。
化肥農藥的大量、無序施用,導致環境污染等一系列連鎖反應,已引起了社會和政府的廣泛關注與重視。作為世界農業大國,中國勇于正視自己的國際責任,積極推動化肥農藥的減量與替代,并與可持續農業、經濟和社會發展緊密結合。作為COP15的東道國和候任主席國,中國將以COP15召開為契機,堅定不移地堅持多邊主義,與各方一道,共同為全球可持續農業目標制定和“2020年后框架”達成出謀劃策,實現污染問題與有害補貼、可持續供應鏈、主流化等重難點議題的協同、有效解決,努力推動“人與自然和諧共生”2050年愿景的實現。