重磅好文：中國耕地健康問(wèn)題及防治對策

1 中國耕地不健康類(lèi)型診斷

1.1 耕地本底質(zhì)量低

中國耕地地力偏低,平均質(zhì)量等別為 9. 96 等,其中,優(yōu)等地的面積還不到全國耕地總面積的 3%,中低產(chǎn)田面積則達到 70%,大部分耕地的肥力狀況不容樂(lè )觀(guān)。土壤有機質(zhì)含量是土壤養分供應能力和肥力的重要指標之一,中國的有機質(zhì)含量低于世界土壤有機質(zhì)含量平均水平的 43%。東北地區的黑土層在逐年變薄,有機質(zhì)含量與開(kāi)墾之初相比下降了 4% -7%。

此外中國耕地土壤結構性問(wèn)題突出,主要表現為耕層變淺,土壤板結。全國有 65. 5%的監測點(diǎn)耕層厚度較淺,上海、江蘇、廣東等省(市)耕層平均厚度低于 18 厘米,而適宜作物生長(cháng)的耕層厚度在 20 厘米以上。有 25. 9%的監測點(diǎn)土壤容重大于適宜作物生長(cháng)的標準,土壤孔隙少、孔隙度小,板結現象較為嚴重,其中北京、天津、河北、河南、山東等省(市)土壤容重較高,容易導致土壤板結現象。

1.2 耕地退化

1.2.1 土壤酸化

大部分的農作物適宜生長(cháng)在 pH 為中性或者微酸性的土壤中,土壤中的鉀、鈣、鎂等堿性鹽基離子的大量流失會(huì )使土壤呈強酸性或極強酸性。土壤酸化會(huì )加重土壤板結、使作物根系發(fā)育不良,肥料利用率降低,作物長(cháng)勢差、免疫力降低。土壤酸化還會(huì )導致某些有害微生物在酸性條件下大量繁殖,病蟲(chóng)害頻發(fā),造成作物產(chǎn)量下降、品質(zhì)差。目前中國種植水稻、玉米、小麥的耕地有 70%出現土壤酸化,據 21 世紀初調查,中國亞熱帶地區糧食作物種植土壤的平均 pH 值已由 20 世紀 80 年代的 5. 37 下降至 5. 14,尤其是中國南方熱帶和亞熱帶地區土壤酸化速度較快。

1.2.2 土壤鹽堿化

土壤含鹽量超過(guò)3%時(shí)會(huì )造成土壤鹽堿化,鹽堿化的土壤會(huì )使作物出現生理干旱,嚴重時(shí)會(huì )導致作物脫水,土壤中的堿性鹽過(guò)多,會(huì )降低鐵、錳、鋅等營(yíng)養元素的有效性,同時(shí)影響作物根系的呼吸和養分的吸收,抑制土壤微生物活性。中國耕地有5%為鹽堿耕地,主要分布在華北平原、東北平原、西北內陸地區及濱海地區。

1.2.3 水土流失

耕地水土流失一般多發(fā)生在坡耕地,在降水集中的季節,容易匯成小型徑流,又由于坡耕地的地勢陡峭、坡面長(cháng),會(huì )加大降水徑流的速度,侵蝕土壤,破壞土壤耕作層。中國長(cháng)江、黃河中上游地區長(cháng)期以來(lái)毀林開(kāi)荒、在陡坡進(jìn)行不合理耕作,已成為世界上水土流失最嚴重的區域。水土流失和沙化的加劇,造成耕地的生產(chǎn)力嚴重衰退。

1.3 耕地污染

1.3.1 耕地無(wú)機污染

土壤中的無(wú)機污染物主要指鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳 8 種元素,中國耕地重金屬點(diǎn)位超標率增加至 21. 49%,五大糧食主產(chǎn)區的耕地重金屬元素污染問(wèn)題也在逐年加劇。其中鎘污染比重增加趨勢最為顯著(zhù),點(diǎn)位超標率從 1. 32%增至 17. 39%,20 多年間增加了 16. 07%。土壤重金屬具有不易降解而易于積累的特性,其濃度一旦超出土壤的緩沖過(guò)濾的能力,就會(huì )轉化為其他有害化合物,進(jìn)入到地下水和農作物中,通過(guò)食物鏈和水供給以有害濃度在人體內蓄積,危害人體健康。

1.3.2 耕地有機污染

耕地中的有機污染物包括六六六、滴滴涕、多環(huán)芳烴等,中國耕地土壤中這 3 類(lèi)有機污染物點(diǎn)位超標率分別為 0. 5%、1. 9%、1. 4%。耕地中的抗生素超標也是耕地有機污染的一個(gè)重要方面。有機污染物主要來(lái)源于有機類(lèi)農藥、工業(yè)“三廢”以及不合格的有機肥,污染物進(jìn)入土壤后,會(huì )破壞土壤的凈化功能,殘留在土壤中,影響作物的生長(cháng)發(fā)育,危及土壤微生物的生存。土壤有機污染物可直接和間接的進(jìn)入人體,影響人體的新陳代謝,甚至誘發(fā)癌癥等疾病。

中國的地膜覆蓋栽培技術(shù)在近 30 年來(lái)發(fā)展迅速,但由于管理措施不嚴,殘膜回收率低、造成了具有中國特色的耕地“白色污染”,成為了一種新型的有機污染物。新疆目前成為中國白色污染最嚴重區域,有近一半的農膜殘留在土壤中。白色污染會(huì )降低土壤的通透性,破壞土壤結構、抑制作物對水分和養分的吸收,造成農作物減產(chǎn)。

2 耕地不健康誘因

2.1 自然災害頻繁發(fā)生嚴重威脅耕地健康

中國是一個(gè)自然災害頻發(fā)的國家,平均每 3. 0-3. 5 年出現一次嚴重的自然災害,干旱、洪澇、地震、水土流失、病蟲(chóng)害等不僅造成農作物產(chǎn)量下降,還會(huì )導致耕地流失,質(zhì)量下降。目前中國災害種類(lèi)、危害程度和受損面積在逐年增大。例如汶川地震期間局部地區伴生了泥石流、山體滑坡等次生災害,導致耕地絕對量有所減少,此次地震造成 50. 46 萬(wàn)畝耕地遭到破壞,受災耕地面積占 2007 年四川省耕地面積的 0. 49%,受損土壤含水量和土壤孔隙度降低,土壤氮素、磷素、速效鉀和有機質(zhì)含量明顯低于未受損的土壤,并且在短期內很難重新恢復。

2.2 工業(yè)化、城鎮化發(fā)展與耕地健康矛盾加劇

中國正處于工業(yè)化、城鎮化快速推進(jìn)時(shí)期,城鎮化率從 17. 92%提高到 58. 52%;工業(yè)化方面也成為世界制造大國,工業(yè)增加值年均增長(cháng)率達 14. 6%。在社會(huì )經(jīng)濟增長(cháng)的過(guò)程中所產(chǎn)生的有害物質(zhì)也大量進(jìn)入耕地生態(tài)系統,造成耕地不健康。硫氧化物、氮氧化物等廢氣會(huì )快速散布到大氣中,與水蒸氣結合形成酸雨,酸雨使土壤酸化,還會(huì )促使土壤中的鉀、鈣、鈉、鋁等元素釋放出來(lái)隨雨水淋溶流失,使土壤日漸貧瘠,肥力降低。建筑垃圾、裝修垃圾、工礦排放的固體廢棄物等通常經(jīng)過(guò)粗糙分揀被焚燒或填埋到土壤中。廢水會(huì )污染河流水系,中國 70%的江河水系都受到了污染,每年大約 3 800 億立方米的農業(yè)灌溉用水中,很大一部分都來(lái)自被污染的江河湖泊,因污水灌溉而遭受污染的耕地已達 3 250 萬(wàn)畝。

此外,廢舊電池、廢棄的電子產(chǎn)品等一些“高科技”產(chǎn)品在降解過(guò)程中會(huì )釋放出大量重金屬和放射性物質(zhì)。如何權衡工業(yè)化、城鎮化發(fā)展與耕地健康可持續是中國面臨的巨大挑戰。

2.3 利用方式不當損害耕地健康

黑龍江三江平原從 1975 年到 1990 年期間,沼澤面積占平原面積下降了 26%。新中國成立初期部分地區開(kāi)始毀林開(kāi)荒造地,隨后又啟動(dòng)退耕還林工程,但目前中國還有 6500 萬(wàn)畝陡坡耕地、4000多萬(wàn)畝嚴重沙化耕地在耕作,地表植被破壞,造成嚴重水土流失,土壤中的有機質(zhì)、養分元素等也隨之流失,地力下降。由于長(cháng)期無(wú)節制地開(kāi)采地下水,以保定、衡水、滄州等地區為中心的華北平原區形成多個(gè)漏斗群,對土壤厚度及土體構型造成嚴重破壞,衍生出一系列次生災害和環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。

中國農業(yè)生產(chǎn)過(guò)分依賴(lài)農藥、化肥、除草劑等,造成土壤有機肥減少。中國每公頃耕地的化肥用量是世界平均用量的4 倍,而農藥用量每年高達 180 萬(wàn)噸,其中高毒農藥占 70%,而有 2 / 3 的農藥殘留在土壤中,化肥農藥的利用率低,造成土壤板結和污染,還會(huì )導致病蟲(chóng)害產(chǎn)生抗藥性。

2.4 制度不健全難以保障耕地健康

中國實(shí)行最嚴格的耕地保護制度,多次提出嚴守 18 億畝耕地保護的紅線(xiàn),但長(cháng)期以來(lái)主要側重對耕地數量的保護,忽視了維持耕地健康可持續發(fā)展,有關(guān)耕地質(zhì)量和耕地健康的管護相對薄弱,缺乏對影響耕地質(zhì)量和耕地健康核心指標的調查監測與評價(jià)體系,難以掌握耕地健康狀況的動(dòng)態(tài)變化趨勢以及不健康隱患。沒(méi)有建立和完善耕地健康保護的約束激勵機制和責任追究制度,一些地方政府單純追求當地經(jīng)濟發(fā)展,疏于對耕地的監管,耕地健康保護難以落到實(shí)處。

3 耕地健康診斷案例分析

目前正在開(kāi)展的《全國耕地健康產(chǎn)能試點(diǎn)與技術(shù)體系完善》項目已經(jīng)初步構建了基于土壤污染調查指標集和耕地健康評價(jià)補充指標集的耕地健康評價(jià)指標體系,并已經(jīng)在中國標準耕作制度二級區中選取了沿江平原區、松嫩平原區、燕山太行山山前平原區進(jìn)行了試點(diǎn)研究,評價(jià)了各試點(diǎn)耕地的健康狀況。

沿江平原區某市是中國重要的稻米產(chǎn)區,由于其產(chǎn)業(yè)結構的影響,化工廠(chǎng)、陶瓷廠(chǎng)、琉璃瓦廠(chǎng)等數量多,導致該地區的土壤污染問(wèn)題嚴重,主要是土壤中的重金屬含量超標,耕地恢復力下降,尤其是太湖沿岸地區。通過(guò)評價(jià)分析可知,該地土壤重金屬超標的主要元素是鎘元素,耕地污染會(huì )使絕大多數的農產(chǎn)品品質(zhì)下降,例如生產(chǎn)出“鎘稻米”,土壤污染也嚴重威脅了當地居民的身體健康,據相關(guān)研究表示當地稻米中含有 120 多種致癌物質(zhì)。

松嫩平原區某市耕地健康主要存在的問(wèn)題有兩方面:一是由于化肥農藥過(guò)度施用、農膜殘留等造成的土壤污染;二是耕地出現了退化現象,土壤中有機質(zhì)含量偏低,此外鹽堿地面積在不斷增加,其中旱地大約 65% 是沙化、 堿化、 鹽化的中低產(chǎn)田,而水田一般在鹽堿化草甸土上開(kāi)發(fā)。燕山太行山山前平原區選取了兩個(gè)試點(diǎn)。試點(diǎn)一是國家重要糧食主產(chǎn)區,總體來(lái)看,該地區大部分耕地健康狀況良好。南部一些地區土壤本身質(zhì)地差,養分含量低,微生物活性不高。還有一些零星地塊由于輕微的重金屬污染、白色污染、農藥殘留導致了耕地不健康。試點(diǎn)二的耕地整體來(lái)看也都較為健康,沒(méi)有污染、農藥殘留等問(wèn)題,在西部和南部地區,土壤本身質(zhì)地多為砂質(zhì),有機質(zhì)含量偏低,導致耕地的蓄水保肥能力差。

4 耕地“疾病”防治對策

4.1 轉變農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構和利用方式

傳統農業(yè)發(fā)展方式浪費和損害了大量的耕地,農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構和利用方式亟待升級,要扭轉對耕地“只用不養”的觀(guān)念,采取循環(huán)利用的種植結構,因地制宜地走產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節約、環(huán)境友好的現代農業(yè)發(fā)展道路。減少化肥、農藥的用量,提高利用效率,逐步實(shí)現農藥、化肥用量零增長(cháng)。積極開(kāi)展耕地質(zhì)量和健康提升的整治工作,注重綜合治理,進(jìn)行土壤修復改良、污染超標治理,改善土壤環(huán)境,完善田間基礎設施,有效控制耕地酸化、鹽堿化、水土流失、污染等問(wèn)題。

對永久基本農田實(shí)施用途管制,優(yōu)先保護高等級、無(wú)污染的永久基本農田;對中低等級、有輕度污染存在的永久基本農田,要實(shí)行安全利用,同時(shí)要加強在安全利用過(guò)程中的自然恢復和耕地健康建設,例如增加有效土層厚度、提升土壤有機質(zhì)含量、完善農田健康防護體系,減少農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對耕地健康的損耗,逐步提高耕地健康水平;對有中重度污染的永久基本農田要嚴格管控,直至退出農業(yè)生產(chǎn)。集中力量推進(jìn)土地平整、土壤肥沃、集中連片、設施完善、農電配套、生態(tài)良好、抗災能力強,與現代農業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式相適應的旱澇保收、持續高產(chǎn)穩產(chǎn)的高標準農田建設,為發(fā)展優(yōu)質(zhì)農產(chǎn)品提供健康的耕地資源基礎。

4.2 建立中國耕地健康監測預警機制

目前中國正在開(kāi)展第三次全國土地調查工作,在對國土資源利用類(lèi)型和權屬調查的基礎上,應增加對土壤質(zhì)量屬性、健康水平方面的調查,例如將土壤微生物、農產(chǎn)品品質(zhì)、土壤恢復力等指標,探索耕地健康調查和評價(jià)的技術(shù)方法,對典型區域進(jìn)行試點(diǎn)研究,集成全國耕地健康評價(jià)指標評價(jià)技術(shù)體系,制定相關(guān)標準和技術(shù)規程。建立全國范圍內的耕地健康監測網(wǎng)絡(luò )和預警機制,尤其是在糧食生產(chǎn)功能區和重要農產(chǎn)品生產(chǎn)保護區這“兩區”,充實(shí)監測網(wǎng)點(diǎn),保持對耕地質(zhì)量、健康動(dòng)態(tài)變化的常年有效監控,定期對耕地做“體檢”,發(fā)布全國耕地質(zhì)量和健康水平變化的信息,開(kāi)展自上而下的耕地健康年度監測成果更新與評價(jià),做到“早預防、早治療”,指導優(yōu)質(zhì)健康的耕地優(yōu)先劃入永久基本農田,切實(shí)履行耕地數量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”的保護責任。

4.3 推動(dòng)土地科技創(chuàng )新發(fā)展

中國農業(yè)科技在近年來(lái)有了很大的提高,通過(guò)測土配方施肥、旱作節水、病蟲(chóng)害防治等技術(shù),促進(jìn)了農業(yè)的高產(chǎn)穩產(chǎn),科技創(chuàng )新成為農業(yè)可持續發(fā)展的關(guān)鍵。呵護耕地健康、投資自然資本是關(guān)系中華民族生存發(fā)展的戰略科技創(chuàng )新工程。目前中國農業(yè)科技貢獻率與發(fā)達國家相比還有很大的差距,因此應加大對農業(yè)科技創(chuàng )新的投入和補償力度,建設專(zhuān)業(yè)的科研隊伍,增強國際交流與合作。出臺禁止和鼓勵措施,針對不同類(lèi)型的耕地健康障礙因素,采取相應的生物技術(shù)、工程措施等來(lái)提升耕地健康水平,例如研究新型肥料、實(shí)現作物平衡施肥、加快農業(yè)生物育種創(chuàng )新和推廣應用,提高土壤的有機質(zhì)含量和生物活性,增強耕地的“免疫力”和“恢復力”。

4.4 加強建立耕地健康保護的法律制度

借鑒國外相關(guān)的立法經(jīng)驗,修改和完善中國耕地保護的相關(guān)條款,增加有關(guān)耕地質(zhì)量、耕地污染和退化等與耕地健康相關(guān)內容,為耕地健康保護提供直接的法律依據。建立完善的耕地健康保護績(jì)效評價(jià)體系和責任追究制度,上下聯(lián)動(dòng),逐級落實(shí)耕地健康保護責任。目前中國已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施《中華人民共和國土壤污染防治法》,國務(wù)院統一領(lǐng)導自然資源部、農業(yè)農村部等部門(mén),每十年至少組織開(kāi)展一次全國土壤污染狀況普查,這也將成為中國耕地健康保護的重要法律依據。

本文來(lái)源：中國發(fā)展 2019年第4期

作者單位：鄖文聚 自然資源部國土整治中心；吳克寧、張小丹 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)。