Friday, August 17, 2018

化肥污染:考验地球承受力

海岸边漂浮着的海藻层层堆叠,看起来好似绿色的积雪。这些堆积如山的藻类已经成为中国沿海海洋污染的鲜明标志。在受影响最为严重的山东省青岛市,当局甚至动用推土机来清除海滩上数千吨的藻类。海面上每年都有藻华大面积爆发的现象,但不经常蔓延到海滩上。黄海上最大面积的藻华出现在2013和2017年,近3万平方公里的沿海水域(相当于朝鲜领土面积的四分之一)被海藻覆盖。
中国面临着海藻带来的问题。藻类大多无毒,尚未死亡堆积的海藻还可以作为景色吸引游客,但这种微小的海洋植物仅有几天的寿命,且分解时会消耗海洋中的氧气,并且散发出恶臭,形成几乎没有生命的死亡区。
海洋中存在自然形成的死亡区。但中国海岸线上的死亡区主要是氮等营养物质过剩造成的。氮的来源有很多,例如发电站和汽车尾气排放到空气中的氮氧化物,以及随着河流进入海洋的未经处理的污水、来自增长迅速的牲畜养殖场的粪肥、以及农民施在田间的过量的化肥。
为了养活全国超过13亿人口,中国农民单位土地面积的化肥施用量是世界上最高的,比其他国家高出200多公斤。这个数字是欧洲的两倍,也是上世纪60年代中国单位土地面积化肥施用量的50倍。
20多年前,美国环保主义者莱斯特·布朗在一本具有警示意义的书中问道“谁来养活中国?
这里的衡量标准是氮利用率——即植物所能吸收氮元素的比率。马里兰大学张鑫教授近来一项研究估计,中国的氮利用率仅有25%,居世界末位。全球的平均值为42%,美国为68%。
此外,半个世纪以来,中国一直在努力提高农业产量,随之而来的是氮利用率的持续下降。张鑫估计1961年中国的氮利用率为今天的两倍,大概在60%左右。
无独有偶,大多数发展中国家也试图提高产量,所以氮利用率也出现了下降。过去20年间,印度的利用率指数从40%降至30%,撒哈拉以南非洲使用化肥较少,所以指数仍然很高,但这种情况可能不会长久。
中国的氮利用率比其他国家下降更快的原因在于其氮肥的用量更大,这是因为化肥生产有专门的政策补贴造成的。
另一个原因在于中国的农作物结构。上世纪80年代以来,中国的水果和蔬菜产量出现大幅增长。这些作物本身的氮吸收率就不高,而目前水果和蔬菜种植占中国氮肥使用量的30%。另一方面,中国从国外,尤其是巴西进口大量大豆作为牲畜饲料,而大豆的氮利用率恰恰非常高。
”。最终中国实现了粮食自给,但这建立在大量的化肥之上。中国的化肥使用量占目前全球总量的30%,而其中越来越多的化肥并没有被作物吸收,而是被冲入排水沟,随着河流进入海洋。
农民面临的问题是,化肥的作用遵循收益递减的规律。对于已经几乎肥料饱和的土壤来说,所增加的肥料中,被农作物吸收的越来越少,冲入河里的越来越多。如果肥料足够便宜,农民仍有利可图,但环境遭受的损失会越来越大。
除了黄海的藻华,中国另一处反复出现的海洋死亡区位于东海的长江入海口附近。2013年这片海域估计损失了500万吨以上的氧气。科学家认为东海鱼类减少与藻华爆发、以及未能禁止拖网捕捞,使得鱼类种群得不到恢复都有关系。
除了通过河流进入海洋的氮肥,一些人还把死亡区的出现归咎于海草养殖业。中国东海沿岸海域有着大面积的紫菜养殖场,产量占全球三分之二。令人担忧的是,春天养殖户处理海草垃圾时,会直接扔进海里,任其腐烂,消耗氧气。
但另一方面,活体海草在生长过程中会吸收周围海水中过量的营养物质。所以如果能解决养殖场的垃圾问题,海草也不失为一个解决海水养分过量的方法,浙江大学的肖溪副教授说。

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