江苏沿海地区耕地质量研究进展及提升对策——以盐城沿海地区为例

王 凯，高 波，李红阳，孙星星，秦光蔚

（江苏沿海地区农业科学研究所，江苏盐城224002）

耕地是农业生产最基本的生产要素之一，是保障国家粮食安全最重要的战略性资源。2021 年中央一号文件再次提出“坚决守住18 亿亩耕地红线”，明确耕地利用优先序，强调健全耕地数量和质量检测监管机制，保护耕地数量、提升耕地质量已成为我国“十四五”发展规划的重要任务。江苏沿海地区位于江苏省东部，濒临黄海，北接山东，南至长江入海口与上海隔江相望，包括南通、连云港和盐城市的18 个市（县、区），土地总面积约304 万hm2，其中农用地165 万hm2，耕地资源丰富，是我国重要的粮、棉、油产地[1]。由于国家和江苏省对沿海地区耕地后备资源的战略定位，耕地一直是该地区最主要的土地利用类型[2]。然而在城镇化和工业化的背景下，该地区耕地质量现状如何？本文综述了针对江苏沿海地区耕地质量的评价研究，分析了当前该地区耕地质量存在的问题，提出现阶段耕地质量提升的相关措施，从认识和改善耕地质量入手，真正落实“藏粮于地”，为促进该地区耕地质量的可持续发展提供参考。

1 耕地质量现状

1.1 总体评价

江苏沿海地区属于北接赣榆沙质海岸，南接长江入海口的广阔的滨海平原，整个区域地势低平，平均海拔在5 m 以下。该区域主要被覆第四纪沉积物，且以盐城中南部（射阳、大丰与东台）沿海最厚，沉积物物质组成主要为灰褐色淤泥质黏土、棕黄色亚黏土、中粗砂和细粉砂等，具有海陆交互沉积的特征，沉积物深厚松软。沿海地区土壤在气候、母质、生物、水文、地质和人类活动等成土条件的影响下，具有不同的发育阶段和程度，因而也就形成了不同类型的土壤，具有不同的属性。土壤的地域性分布规律是：串场河以西里下河平原区分布着水稻土类；串场河以东平原，由东向西分布着滨海盐土、潮盐土及潮土类的盐潮土、灰潮土、棕潮土亚类；苏北灌概总渠以北分布着棕潮土、潮盐土、黄黏土、盐潮土和盐碱性潮土亚类等，土壤有机质相对较低；沿灌溉总渠到射阳河两岸分布着渗育型水稻土亚类；斗龙港以南主要分布着灰潮土等亚类，质地多为轻壤—中壤，有机质含量相对较高。总体而言，该区域土壤大都是由滨海盐土发育而来，呈连片带状大面积分布。滨海盐土主要属于氯化物盐渍土类型，耕作土壤表层含盐量一般为0.1%～3.0%，pH 值为7.5～8.5，地下水位1～2 m，矿化度为5～20 g/L；土壤质地以壤土为主，约占74%，黏土占24%，砂土占2%。滨海盐土原生土壤类型均不利于作物生长，当人们将滩涂围垦并整治为耕地后，人为干预增加频繁，如土地整理、耕作与灌排等基础设施建设，可较快促进沿海土壤的早耕熟化，土壤质量性状总体上得到了较大程度的改善，土壤碳汇功能增强，生物多样性增加，土壤生态系统的稳定性得到了显著提高，并逐渐建成了大面积连片的高标准农田，成为江苏沿海地区粮棉油生产基地，其中尤以射阳、大丰、东台等县域较为典型。

但是，随着城镇化、工业化进程的推进，沿海土地资源的利用强度增加，耕地资源被侵占已成不可避免的事实。为认识这一地区耕地质量发展的总体状况，前人利用多种方法进行了综合评价。张文华等采用GIS（地理信息系统）空间分析方法，提炼江苏沿海地区耕地空间分布格局变化，结果显示，江苏沿海地区耕地面积占比超过70%，但在1990—2010 年间有逐年降低的趋势（如在盐城市市辖区等），耕地流失情况值得重视，尤其2000—2010 年耕地退化尤为突出；江苏沿海地区耕地类型以水、旱交替分布格局为主，耕地分布集中并呈现中南部高、北部略低的空间分布特征，且在时间序列上有进一步加强的趋势[3]。许艳等通过遥感影像解译和野外采集土样分析相结合的方法，揭示江苏中部沿海滩涂围垦耕地质量因子4 种演变趋势，结果表明，该地区滩涂土壤总体呈现盐碱度高、养分贫瘠等特征，但随着人类耕作向土壤中输入作物秸秆等有机物，土壤有机质及养分呈一定的上升趋势，土壤盐分和pH 值也不断降低，不过，因垦区耕地形成时间短，耕地质量对耕作管理等因素敏感度高[4]。金志丰等研究指出，为确保耕地占补平衡目标的实现，要促进废弃盐田土地整治为耕地，在废弃盐田土地整治过程中要重点考虑整治措施的经济成本，尽可能采取低成本的技术，尽管滩涂围垦创造了大量的耕地资源，但如何选择不同的整治技术是未来的重点研究方向之一[5]。综上所述，江苏沿海地区目前仍以耕地为主要土地利用类型，集中分布的趋势明显，说明该地区耕地面积得到一定程度的保障，集约化程度和经济价值正在不断提升，但耕地质量存在一定的脆弱性。

1.2 存在问题

1.2.1 地力提升缓慢。近年来因实现土地占补平衡的目标，土地资源利用空间趋紧。又随着利用类型的转变，现有的相当一部分耕地为沿海滩涂围垦开发而来，土壤发育时间较短，其质量呈现出离海越近地力水平越差的趋势，土壤总体呈现盐碱度高、养分贫瘠（缺N 少P）等特征[6-7]。但随着人类耕作向土壤中输入作物秸秆等有机物，土壤有机质等养分呈一定的上升趋势，土壤盐分和pH 值也不断降低[4]。通过对近20 年盐城市域的沿海农区土壤（发育不成熟）和里下河农区土壤（发育成熟）性状的对比来看（表1）[8-9]，前者土壤有机质含量、全氮含量、速效磷含量等指标有明显提升，这可能与有机肥等的施用密切相关，但总体上依然处于较低水平，且速效钾还有所流失、pH 值有所增加，多年的秸秆还田还表现出一定程度的消化不良的现象，土壤总体质量性状仍较为脆弱，地力提升仍较为缓慢，土壤发育仍不充分。

表1 盐城沿海地区土壤理化性状变化

1.2.2 农田塑料与重金属污染。地膜覆盖是农业生产上广泛使用的栽培技术手段，地膜除了能起到提高地温、保持土壤湿度、促进种子发芽的作用，还能抑制杂草生长，可有效提高作物产量。然而，近年来随着农膜投入数量不断增加，大量残留的地膜对农田生态环境造成了许多不良影响。除了地膜以外，废弃的遮阳网、农药包装等塑料制品也存在随意丢弃的现象，这些塑料制品残留在土壤中很难在自然条件下降解或消除，严重污染耕地环境[10]。目前人们对土壤中塑料污染风险的认识还较为浅显[11]，污染治理难度较大。

随着工业化进程加快，土壤重金属污染日趋严重，不仅影响耕地质量，也会影响作物的正常生长。以镉（Cd）为例，Cd 进入植物体后会影响作物的光合和呼吸作用，减少矿质元素的正常吸收，具有较高的生物毒性[12]。吴为等基于大量土壤重金属实测数据，采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和Hakason 潜在生态危害指数法，全面评估了江苏沿海南部耕地土壤重金属污染情况，结果显示Cd 是该地区土壤最主要的重金属污染元素[13]。因而要重点关注Cd 污染，将其作为土壤修复和环境治理的首要目标，并避免其向其他沿海地区土壤扩散。

1.2.3 有机肥施用不合理。有机肥具有有机质含量高、养分全面、肥效长等特点，能改善土壤微生物群落结构，提高农产品品质等优点而被广泛使用[14-16]。刘晓红于2010—2017 年在江苏沿海地区中部的大丰区设置31 个监测点，长期监测该地区耕地质量变化，发现施用有机肥的耕层土壤有机质含量明显上升，说明有机肥的使用对该地区耕地质量提升贡献突出[9]。但近年来有机肥在生产和使用中出现了一些问题，使其对农产品安全和耕地质量产生了潜在的负面影响。如奚振邦等研究指出，畜禽粪便等多数有机肥所含的有害物质（如重金属、抗生素、微生物病原体等）普遍高于化肥[17]。刘赫等报道也显示，由于畜禽饲料中通常含有大量重金属，导致以畜禽粪便为主要原料的有机肥重金属含量经常超标[18]。传统观念虽认为施用有机肥会提高土壤肥力，但是有机肥种类繁多，成分复杂，其质量管控又难以到位，在土壤中变化的历程较长，易对土壤肥力和耕地环境质量造成诸多不确定影响。

1.2.4 生态保护意识缺乏。江苏沿海地区耕地资源不但具有较大的经济价值，随着城市化和工业化进程的加快，其生态价值也日益凸显。徐慧等采用能值分析方法，对该地区耕地生态经济系统的能值结构及发展水平进行分析，认为随着江苏沿海地区耕地生态经济系统各类资源投入强度不断增加，耕地利用强度和集约化水平正在不断提高，但同时化石能量输入和土壤资源能量损耗使得该区域环境所承受的压力也在增大，生产要素投入结构也存在不合理现象，这些可能造成耕地生态系统储存的能值减少，不利于其长期发展[6]。刘康等利用ArcGIS 软件将自然、生态、经济适宜性评价结果进行空间叠加得到沿海滩涂耕地后备资源开发适宜性的综合评价，结果显示，当前所有未利用的滩涂不仅具有经济开发价值，也具有很重要的生态价值，特别是一些自然保护区和湿地的生态服务价值远大于开发后带来的经济价值[19]。因此，尽管开发部分后备土地资源可以缓解人地矛盾，但不可盲目以开发滩涂资源的方式增加耕地数量，其生态价值应同样值得重视。

2 耕地质量提升对策

在工业化和城市化快速发展的背景下，大量耕地资源被转化为建设用地，耕地数量面临严峻考验，耕地质量也有退化风险，因此需不断提升耕地质量，深入实施“藏粮于地”的国家战略，以达到在有限的耕地数量上创造更高的农产品产量与质量的目的。根据江苏沿海地区耕地土壤质量的区域特点，面对外在农用化学品不断投入发展的总体态势，总结前人在耕地质量提升方面的相关研究，针对性地提出以下改良和提升措施。

2.1 从源头规范农田塑料制品使用

由于限塑令的执行，城市环境中塑料污染有所缓解，但农用塑料制品尚未受到严格限制，耕地土壤残留的塑料制品污染越来越严重。尽管目前对土壤中塑料已有多种分离和提取方法，但都无法大规模地投入应用，更缺乏有效的清理技术。因此，现阶段控制耕地土壤塑料污染首先要从源头入手，加强农用塑料制品科学使用以及废弃塑料制品的管理，建立健全农村生活垃圾处理机制，相关部门尽可能做到集中处理塑料垃圾，减少随意丢弃。推广使用可生物降解的塑料产品也能有效降低塑料污染，虽然可能会增加农民的成本，但可以逐步替代，特别是可降解地膜值得推行。此外，还要加强宣传，引导农户科学回收和重复利用农用塑料制品，这既能降低生产成本，又能减少对耕地土壤生态环境的不利影响。

2.2 从源头科学管控药肥投入品

农药和化肥都是农田土壤污染物的重要来源。农药对土壤的不利影响主要有：部分高毒高残留农药仍残留在土壤中，影响土壤结构功能及下茬作物的生长；改变土壤酶活性及理化性状，降低土壤中无机和有机养分的可利用性；杀灭土壤中有益的微生物、动物或影响土壤中的生态环境，进而降低土壤品质等[20-21]。因此要提倡使用高效、低毒、环境友好型绿色农药，以降低农药的使用频率和风险，实现经济效益和环境效益兼备之目的[22]。化学肥料对土壤的不利影响主要有：改变土壤理化性状，使养分比例失调，土壤发生酸化及盐渍化，以及带来重金属污染等[23]。宋莹等研究表明，Cd 污染与耕地长期使用磷肥等无机肥料有关[22]。尽管测土配方施肥已推广多年，许多地区由此建立了完整的土壤信息库，甚至可以做到精准施肥等高效的肥料管理措施，但江苏沿海地区由于其滩涂资源开发和耕地利用等特点，该地区的土壤信息需要不断更新，因此，建议针对滩涂围垦区建立独立的土壤信息库，不断更新，为科学指导施肥提供参考。

施用有机肥可有效改善土壤性状，提高作物产量，但施用有机肥也有增加土壤重金属和抗生素的污染风险，还会增加农田温室气体的排放。近年来，生物有机肥在农业上的应用逐渐成为国内外关注的热点，生物有机肥与化肥或传统有机肥配施可显著提高根系土壤的物理、化学和生物性质[24]。施入土壤后，生物有机肥可显著增加土壤有机质，再经矿化和腐殖化过程形成的腐植酸能增加土壤团粒结构，减小土壤容重，增加孔隙度，提升土壤蓄水保肥能力[25]。施用有机碳源可有效增加微生物对化学氮的固定，减少氮素流失，提高土壤养分的有效性，并提高土壤的适耕性[26]。此外，生物有机肥中含有大量功能性微生物，施入土壤后可被活化用于固定土壤养分，进而提升土壤肥力[27]。李北齐等研究发现，施用生物有机肥可明显改善土壤质量，提升土壤有机质含量，降低土壤pH 值[28]。因此，相比于传统有机肥，施用生物有机肥可能更有利于沿海地区耕地质量的健康发展。

2.3 大力推广绿色病虫草害防控技术

推广作物病虫草害的绿色防控技术是现代农业发展的必然趋势。绿色防控技术主要有生态调控、生物防治和物理防治等手段。生态调控通常以培育健康种苗、筛选优质高抗品种为主要手段，在自然环境下人为增强作物抗病虫草害的能力；生物防控可以采用蜘蛛等生物天敌的形式来祛除病虫害，借助人工饲养蜘蛛等益虫实现生物病虫害治理；物理防治技术则包含杀虫灯、防虫网等物理诱控技术。近年来，发展有益微生物菌剂或生物有机肥处理技术，也可抑制土壤中的有害微生物或害虫，联合改善作物根系土壤的物理、化学和生物性质，为提升土壤健康水平及发展绿色农产品创造良好条件[24-28]。

3 小结与展望

在国家和地方政府相关政策的重视下，江苏沿海地区耕地质量近年来总体上有所提升，但依然比较脆弱，还存在农田塑料和重金属污染以及有机肥的不合理使用等问题。今后需要采取更严格的管控措施来防范外部化学投入品输入的风险，包括规范农用塑料制品的使用，从源头上控制农田塑料污染来源、化学农药及肥料施用；同时要推广使用生物农药、生物有机肥及微生物菌剂等环境友好型农用投入产品，发展作物病虫草害绿色防控技术等，以实现沿海地区土壤的健康保育。

江苏沿海地区不仅拥有丰富的耕地资源，还由于其独特的区位优势而拥有宝贵的滩涂和湿地资源，沿海滩涂作为海陆交接带不断演变的特殊生态系统，提供了大量的新生陆地[29]，且每年仍在以不低于2%的速度增长，是重要的耕地后备资源，开发利用潜力巨大[30-31]。尽管滩涂围垦增加了耕地面积，缓解了人地矛盾，但同时有加速滨海湿地退化的风险[32]。因此，提升耕地质量不仅要考虑其经济价值，还需综合考虑其生态价值，才能保障该地区耕地土壤质量的可持续发展。