1 中國耕地不健康類型診斷

1.1 耕地本底質量低

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

此外中國耕地土壤結構性問題突出,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,而適宜作物生長的耕層厚度在 20 厘米以上。有 25. 9%的監測點土壤容重大于適宜作物生長的標準,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使土壤呈強酸性或極強酸性。土壤酸化會加重土壤板結、使作物根系發育不良,肥料利用率降低,作物長勢差、免疫力降低。土壤酸化還會導致某些有害微生物在酸性條件下大量繁殖,病蟲害頻發,造成作物產量下降、品質差。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3%時會造成土壤鹽堿化,鹽堿化的土壤會使作物出現生理干旱,嚴重時會導致作物脫水,土壤中的堿性鹽過多,會降低鐵、錳、鋅等營養元素的有效性,同時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,會加大降水徑流的速度,侵蝕土壤,破壞土壤耕作層。中國長江、黃河中上游地區長期以來毀林開荒、在陡坡進行不合理耕作,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,造成耕地的生產力嚴重衰退。

1.3 耕地污染

1.3.1 耕地無機污染

土壤中的無機污染物主要指鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳 8 種元素,中國耕地重金屬點位超標率增加至 21. 49%,五大糧食主產區的耕地重金屬元素污染問題也在逐年加劇。其中鎘污染比重增加趨勢最為顯著,點位超標率從 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濾的能力,就會轉化為其他有害化合物,進入到地下水和農作物中,通過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、多環芳烴等,中國耕地土壤中這 3 類有機污染物點位超標率分別為 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重要方面。有機污染物主要來源于有機類農藥、工業“三廢”以及不合格的有機肥,污染物進入土壤后,會破壞土壤的凈化功能,殘留在土壤中,影響作物的生長發育,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入人體,影響人體的新陳代謝,甚至誘發癌癥等疾病。

中國的地膜覆蓋栽培技術在近 30 年來發展迅速,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。

2 耕地不健康誘因

2.1 自然災害頻繁發生嚴重威脅耕地健康

中國是一個自然災害頻發的國家,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、病蟲害等不僅造成農作物產量下降,還會導致耕地流失,質量下降。目前中國災害種類、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 工業化、城鎮化發展與耕地健康矛盾加劇

中國正處于工業化、城鎮化快速推進時期,城鎮化率從 17. 92%提高到 58. 52%;工業化方面也成為世界制造大國,工業增加值年均增長率達 14. 6%。在社會經濟增長的過程中所產生的有害物質也大量進入耕地生態系統,造成耕地不健康。硫氧化物、氮氧化物等廢氣會快速散布到大氣中,與水蒸氣結合形成酸雨,酸雨使土壤酸化,還會促使土壤中的鉀、鈣、鈉、鋁等元素釋放出來隨雨水淋溶流失,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過粗糙分揀被焚燒或填埋到土壤中。廢水會污染河流水系,中國 70%的江河水系都受到了污染,每年大約 3 800 億立方米的農業灌溉用水中,很大一部分都來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 萬畝。

此外,廢舊電池、廢棄的電子產品等一些“高科技”產品在降解過程中會釋放出大量重金屬和放射性物質。如何權衡工業化、城鎮化發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始毀林開荒造地,隨后又啟動退耕還林工程,但目前中國還有 6500 萬畝陡坡耕地、4000多萬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、養分元素等也隨之流失,地力下降。由于長期無節制地開采地下水,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境地質問題。

中國農業生產過分依賴農藥、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,還會導致病蟲害產生抗藥性。

2.4 制度不健全難以保障耕地健康

中國實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,但長期以來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展,有關耕地質量和耕地健康的管護相對薄弱,缺乏對影響耕地質量和耕地健康核心指標的調查監測與評價體系,難以掌握耕地健康狀況的動態變化趨勢以及不健康隱患。沒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濟發展,疏于對耕地的監管,耕地健康保護難以落到實處。

3 耕地健康診斷案例分析

目前正在開展的《全國耕地健康產能試點與技術體系完善》項目已經初步構建了基于土壤污染調查指標集和耕地健康評價補充指標集的耕地健康評價指標體系,并已經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行了試點研究,評價了各試點耕地的健康狀況。

沿江平原區某市是中國重要的稻米產區,由于其產業結構的影響,化工廠、陶瓷廠、琉璃瓦廠等數量多,導致該地區的土壤污染問題嚴重,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。通過評價分析可知,該地土壤重金屬超標的主要元素是鎘元素,耕地污染會使絕大多數的農產品品質下降,例如生產出“鎘稻米”,土壤污染也嚴重威脅了當地居民的身體健康,據相關研究表示當地稻米中含有 120 多種致癌物質。

松嫩平原區某市耕地健康主要存在的問題有兩方面:一是由于化肥農藥過度施用、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、 鹽化的中低產田,而水田一般在鹽堿化草甸土上開發。燕山太行山山前平原區選取了兩個試點。試點一是國家重要糧食主產區,總體來看,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。試點二的耕地整體來看也都較為健康,沒有污染、農藥殘留等問題,在西部和南部地區,土壤本身質地多為砂質,有機質含量偏低,導致耕地的蓄水保肥能力差。

4 耕地“疾病”防治對策

4.1 轉變農業產業結構和利用方式

傳統農業發展方式浪費和損害了大量的耕地,農業產業結構和利用方式亟待升級,要扭轉對耕地“只用不養”的觀念,采取循環利用的種植結構,因地制宜地走產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的現代農業發展道路。減少化肥、農藥的用量,提高利用效率,逐步實現農藥、化肥用量零增長。積極開展耕地質量和健康提升的整治工作,注重綜合治理,進行土壤修復改良、污染超標治理,改善土壤環境,完善田間基礎設施,有效控制耕地酸化、鹽堿化、水土流失、污染等問題。

對永久基本農田實施用途管制,優先保護高等級、無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,要實行安全利用,同時要加強在安全利用過程中的自然恢復和耕地健康建設,例如增加有效土層厚度、提升土壤有機質含量、完善農田健康防護體系,減少農業生產過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,直至退出農業生產。集中力量推進土地平整、土壤肥沃、集中連片、設施完善、農電配套、生態良好、抗災能力強,與現代農業生產和經營方式相適應的旱澇保收、持續高產穩產的高標準農田建設,為發展優質農產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

目前中國正在開展第三次全國土地調查工作,在對國土資源利用類型和權屬調查的基礎上,應增加對土壤質量屬性、健康水平方面的調查,例如將土壤微生物、農產品品質、土壤恢復力等指標,探索耕地健康調查和評價的技術方法,對典型區域進行試點研究,集成全國耕地健康評價指標評價技術體系,制定相關標準和技術規程。建立全國范圍內的耕地健康監測網絡和預警機制,尤其是在糧食生產功能區和重要農產品生產保護區這“兩區”,充實監測網點,保持對耕地質量、健康動態變化的常年有效監控,定期對耕地做“體檢”,發布全國耕地質量和健康水平變化的信息,開展自上而下的耕地健康年度監測成果更新與評價,做到“早預防、早治療”,指導優質健康的耕地優先劃入永久基本農田,切實履行耕地數量、質量、生態“三位一體”的保護責任。

4.3 推動土地科技創新發展

中國農業科技在近年來有了很大的提高,通過測土配方施肥、旱作節水、病蟲害防治等技術,促進了農業的高產穩產,科技創新成為農業可持續發展的關鍵。呵護耕地健康、投資自然資本是關系中華民族生存發展的戰略科技創新工程。目前中國農業科技貢獻率與發達國家相比還有很大的差距,因此應加大對農業科技創新的投入和補償力度,建設專業的科研隊伍,增強國際交流與合作。出臺禁止和鼓勵措施,針對不同類型的耕地健康障礙因素,采取相應的生物技術、工程措施等來提升耕地健康水平,例如研究新型肥料、實現作物平衡施肥、加快農業生物育種創新和推廣應用,提高土壤的有機質含量和生物活性,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

借鑒國外相關的立法經驗,修改和完善中國耕地保護的相關條款,增加有關耕地質量、耕地污染和退化等與耕地健康相關內容,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效評價體系和責任追究制度,上下聯動,逐級落實耕地健康保護責任。目前中國已經開始實施《中華人民共和國土壤污染防治法》,國務院統一領導自然資源部、農業農村部等部門,每十年至少組織開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。

本文來源：中國發展 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 中國地質大學(北京)。