水基金的水稻方法论

　　10月，浙江省淳安县安阳乡柏园村，一块特殊的稻田迎来了丰收。

　　这块稻田约30亩，与周围几百亩稻田看起来别无二致，但其生长过程却大相径庭。从今年4月开始，这块稻田被赋予“环保科技+人工智能”的生长路径，承担起治理千岛湖流域面源污染的实验任务。它的丰收，意味着今年2月启动的千岛湖水基金终于有了一个阶段性成果。

　　水源保护从源头做起

　　千岛湖水基金采用慈善信托的形式，由万向信托负责运营，首期1000万元资金来自阿里巴巴公益基金会和民生人寿保险公益基金会，TNC（The Nature Conservancy，大自然保护协会）作为科学顾问，负责保护项目的设计与实施。

　　此前，浙江和安徽两省曾就千岛湖流域和新安江上游流域水资源保护项目做了相关规划，浙江省以此向世界银行申请贷款。但对于治理面源污染，即农业种植业造成的污染，世界银行方面并无经验，于是找到TNC，希望这个在国际上具有丰富水资源保护经验的公益组织能找到治理面源污染的办法。

　　TNC对于水源保护的思路是，在上游水源地进行土地保护和改进土地使用模式，比如保护森林、恢复森林、改善农业管理实践和实施河岸带修复等生态治水措施，这样能有效减少下游营养物质和沉积物等非点源污染。

　　以此思路成立的“水基金”在国外已有过成功实践，比如在厄瓜多尔的首都基多。TNC于2000年启动基多水基金项目，将下游城市居民、自来水公司、政府等利益相关群体整合起来，对上游水源地进行投资保护，确保基多获得干净的饮用水。

　　所以，水基金的运作模式可以总结为“受益者付费”—下游受益者环节通过捐赠和投资的形式参与上游水源地保护，为其提供可持续的资金和资源。

　　另外，从今年开始，千岛湖成为杭州及周边城市1000万人的饮用水水源地，从这一层意义上来说，TNC的探索更具标本意义—这一模式成功之后可为其他城市提供水源保护思路。

　　根据2016年TNC发布的《中国城市水蓝图》报告，11个大中型城市如果在水源集水区实施生态治水，相比单纯的下游处理，成本上明显降低。

　　在千岛湖水基金启动之前，水基金模式在中国已有先例。TNC在杭州余杭区的青山村成功实施了水源地保护项目，秉承水资源保护从源头做起的思路，将当地林地流转到“善水基金信托”之下，从而彻底消除了农药化肥的使用，使当地的龙坞水库水质从四类水提升到一类水标准。

　　“对于传统种植业，当地农民的传统是喜欢过量施用农药化肥，觉得这样对产量比较好，但其实作物并不能完全吸收这些化肥，而一旦降雨，残留的化肥会直接流入到水体当中，形成过量的富营养物质，之后顺流进入到湖体。”TNC淡水项目科学人员说。

　　面对更大面积的千岛湖流域，TNC科学团队经过研究，将其分为377个子流域，根据土地利用价值、地形地貌、气候条件、种植方式等情况，考察总氮、总磷和泥沙三个指标，从而筛选出合适的实验地—水稻田面积只占6%而污染贡献量却占到将近20%的千岛湖支流上梧溪。上梧溪位于淳安县安阳乡，该乡水稻田集中连片，易于操作，试验田遂落在此处。

　　“试验田的目的有两个，一是减少污染物的产生，从而改善水质；二是利用新型技术方案，在降低成本的前提下，保证水稻的产量。”该科学人员说。

　　对比实验

　　以减少化肥用量和有机肥替代为主要实验思路，柏园村的30亩水稻大致分为四部分：第一块全部施用有机肥，第二块传统化肥削减与有机肥施用相结合，其余两块利用新型有机肥施用方案，另外还留出两块空地做生态岛，以达到生态截污与生态保护的目的。

　　上述技术方案由一家智能无人机供应商的农业顾问团队制订并实施，整个试验田框架则由TNC协调完成。

　　TNC的思路是，将水稻田分成不同块的试验田，每个试验田采取不同的有机肥替代方式和不同的比例，最终看哪一种方式能够达到效果最大化，或者说成本最低。

　　除了化肥实验，农药使用同样与传统人工喷洒方式不同，智能无人机供应商负责30亩稻田的病虫害防治工作。在收割现场，这款专门为农业设计的无人机进行了一次喷洒展示。其前方设计有视觉收集系统，相当于机器人的“眼睛”，可以识别农作物的行数和高度等指标，以极为精准的动作，按照之前设置好的参数，将“农药”喷洒在作物上。

　　这里用的“农药”为环境友好型的生物制剂，与传统农药不同，不会对土壤产生污染。另外无人机还被用于喷施微量元素，通过叶面补充。“庄稼不是氮磷钾三个元素就行了，需要一二十种微量元素，如果某一种特别少的话，产量和品质是上不来的。”水稻试验田的农业专家说。

　　上述新型技术的应用目的在于改良土壤，改良之后的土壤能够保持水分和肥料，水土不流失就不会有污染。

　　该农业专家算了一笔账：从经济价值来讲，生物制剂替代传统农药之后，成本只有原来的一半，而有机肥用量只有传统施用的60%，成本也只有传统化肥的80%；而在人工成本上，无人机的工作效率为人工喷洒的60倍。在当前人工成本高涨的形势下，无人机的优势非常明显。

　　水稻收割完成后，TNC将组织科学团队对试验田进行四个指标统计，即面源污染减少量、土壤健康度、生产成本和稻米质量及产量。面源污染测试指标为氨氮、硝氮、总氮和总磷等，其中总氮和总磷也是土壤健康度的测试指标。

　　TNC团队对此次实验结果抱有足够的信心，如果这套方案被证明有效，很可能被世界银行采纳，以此指导具体贷款项目的操作。届时，整个千岛湖流域的水稻田将利用这套“环保科技+人工智能”的模式，为千岛湖水源保护提供助力，而水基金也将在走通中型流域之后，最终应用在中国的大河流域。

　　撰文_杨百会