江晶,张文政
(甘肃农业大学 管理学院,甘肃 兰州 730070)
土壤是我们日常生活中十分常见却又异常珍贵的资源。土壤孕育了植物,植物又为动物提供了食物来源,可以说,土壤为地球生态系统的存在、运行和发展提供了基本的物质支撑。改革开放以来,我国经济社会发展迅猛,人们生活水平不断提升,大量的工业废弃物和生活垃圾也随之而来。无论是焚烧,还是填埋,这些垃圾和污染物的最终归宿都是土壤。而当土壤中的污染物积累量超过其承载能力时,土壤功能和土壤生态系统就会遭破坏。毫无疑问,这将对农业生产活动产生严重的消极影响。民以食为天,粮食安全是国家稳定的基本保障,而土壤又是农业生产和粮食安全的基本物质基础。因此,农业土壤资源是决定我国经济社会能否可持续发展的关键基础因素。对土壤生态环境破坏问题,我们必须加以高度重视,积极分析其形成原因,妥善采取措施,不断提升我国土壤生态环境质量,为我国农业生产和经济社会健康发展提供坚实的物质基础。
大豆是我们获取植物蛋白的重要来源,在中国人的膳食结构中占有不可替代的地位。以往我国大豆主要依赖进口,但近年来受复杂国际关系影响,我国于2019年提出了大豆振兴计划,开始大规模扩大本国大豆生产规模。大豆产量提升的关键在土壤,但过去我国长期粗放式的农业耕作方式导致大量农业污染物遗留在土壤中,我国不少地区的土壤功能已经开始退化,农田生态系统质量和稳定性也逐年下降,这对我国大豆振兴计划顺利实施构成了威胁。为此,我们迫切需要从微观土壤环境层面出发,探寻影响我国大豆产量提升的关键制约因素,提出相应的土壤保护对策建议,才能从根本上提升国产大豆产量,维护国家粮食安全。2021年2月,发表在《土壤学报》杂志上的《新形势下大豆产地土壤环境保护与功能提升的研发建议》一文对该问题进行了较好地分析和阐释,该文作者何艳、黄晓伟、程中一等均来自浙江大学土水资源与环境研究所、浙江省农业资源与环境重点实验室等科研机构,同时该研究也得到了国家基金创新研究群体项目、国家现代农业产业技术体系建设项目支持。该文以Web of Science(WoS)核心数据库为支撑,检索和回顾了全球近20年来大豆土壤环境和微生态领域相关研究,并就“大豆与除草剂”“大豆与重金属”“大豆与地下病害”等热点问题进行了详细的梳理和综述。以前人研究为基础,该文作者提出了未来我国大豆土壤研究发展的建议,包括大豆产地土壤典型除草剂复合污染防控与修复、基于根际免疫的大豆病害综合防控新原理与方法、南方重金属污染土壤上青贮大豆替代种植技术与强化应用的成套措施。这些研发建议契合当前我国大豆农业生产实际,对未来我国大豆土壤生态研究具有积极的参考价值和指导意义。
目前影响我国农业土壤环境质量的污染物主要是重金属,其中镉污染最为严重,其次为汞、铅、铜、锌、砷、铬等元素。从全国来看,目前我国南方农业土壤中重金属含量显著高于北方,其中湖南、云南、贵州、四川以及上海等地的土壤重金属污染最为严重。此外,有数据表明我国长三角地区已有10%的农田无法进行农业生产,江苏省南京市郊区土壤污染比重已达到30%左右,浙江省超过15%以上土地正在遭受污染,我国华南部分地区甚至超50%的耕地都遭受过毒重金属和无机物污染,农产品重金属污染超标严重。我国东北地区土壤重金属污染主要以铅、镉、汞为主,受污染土壤主要分布在东三省的污水灌溉区、旧工业区以及城市郊区。我国西部地区农业污染物主要以汞、镉、砷、铜、铅等重金属为主,其中云南、四川、甘肃白银市、内蒙古河套等地农田污染尤为严重。
导致我国农业土壤生态环境破坏的原因主要包括以下方面:一是农药化肥的过量施用。为实现高产增量,在农业生产中施用化肥农药是十分普遍的现象。农业监测数据显示,2019年我国农药施用量为26.29万吨,农用化肥施用量5 403.6万吨,虽然已连续多年施用总量下降,但由于部分农民缺乏农药化肥科学施用的知识和技能,在实际耕作中过量施用的现象仍普遍存在。农药化肥中含有大量重金属,长期大量施用极易导致土壤重金属污染。以常见的磷肥为例,其基本原材料磷矿石中往往伴生重金属镉,过量施用会导致镉元素在土壤中不断积累,而水稻对镉有极强的吸附能力,最终导致大米中的镉超标,近年来我国南方曝出的“镉大米”事件就是由此而来。二是通过固体废弃物渗漏。在一些乡镇企业、金属冶炼工业园区以及采矿区附近,往往会堆放大量工业垃圾和金属废弃物,经风吹日晒,这些含重金属元素的固体废弃物会逐渐锈蚀,渗漏进周边农田,破坏土壤生态环境。三是大气沉降。在道路交通运输以及金属冶炼锻造、能源化工、水泥建筑等企业生产作业过程中会产生大量粉尘和废气,这些气态污染物最终会沉降至周边农田,导致重金属等污染物不断积累,最终引发土壤污染。四是污水灌溉。在我国一些偏远落后的农村地区,部分农民仍会用工业污水进行农田灌溉,这必然会导致工业污水中成分复杂的污染物沉降入土壤,长期积累后会破坏土壤生态环境。
与一般的环境污染类型不同,农业土壤生态环境破坏具有多种独特特性。一是土壤污染具有隐蔽性和滞后性。土壤污染的潜伏性和积累性,导致其危害具有隐蔽性和滞后性。污染物进入土壤后需要经过长期积累才会产生危害,因此,容易使人们麻痹大意,降低对其危害的敏感性和警惕性。同时,土壤污染物一般也不易被人类五官察觉,在实际的土壤污染案例中往往都是污染已经对人畜健康产生了实际危害,才被检测发现,但损失已经无法挽回。二是土壤污染分布不均匀。与大气、水体中的污染物相比,土壤污染物的流动性较差,在没有风力、水力的作用下一般不会迁移、扩散。这就导致土壤污染物空间分布不均匀,区域差异大。三是土壤污染修复难度大。由于土壤特殊的性质,导致污染物一旦进入其中,就很难再被分离,部分污染物如重金属在土壤中也极难被降解,因此,导致土壤污染修复和治理的难度大、成本高、周期长。
为严控土壤污染,提升我国土壤生态环境质量,本文认为我国应该在以下方面采取措施。一是积极开展土壤环境质量监控调查,全面系统掌握我国土壤污染质量。我国农业部门应积极布局农业土壤生态监测站点,加大监测人员培训力度,进一步构筑和加密土壤生态环境监测网络。同时,不断提升我国土壤污染信息管理水平,借助数字技术构建全国互联互通的农业土壤质量信息系统,为污染源治理、城乡规划以及农业生产提供真实可靠的数据支持。二是进一步加强我国土壤立法工作,建立健全土壤法律政策体系。目前我国已经出台了《中华人民共和国土壤污染防治法》等法律,但土壤污染防治涉及的领域较多,要实现彻底根治,还需要我国在城乡规划、土地管理、农产品质量、农业废弃物回收、工矿用地环境管理等领域进一步细化和扩展土壤污染防治内容,才能构筑全面系统的土壤污染防治法律体系。此外,我国还应严肃土壤污染执法,特别是对工矿企业严重污染土壤的行为进行严厉打击,树立土壤保护法律威严,增强其震慑力。三是加强土壤污染源监管,做好土壤污染预防工作。土壤污染具有不可逆性,修复难度大、成本高,因此,预防是土壤生态环境保护的最好方式。各地方政府应全面排查本地区土壤污染重点企业的空间分布和排污情况,确立土壤污染重点企业名单,并不断更新相关数据。对重点企业要加强周期性和不定时污染物排放监测,同时建立土壤污染物排放预警监测机制,最大限度地杜绝污染排放超标问题。四是加大已污染土壤修复工作,不断提升区域土壤环境质量。一方面,我国各级政府要按照“谁污染、谁治理”原则,明确本地区土壤污染治理主体,积极督促责任主体承担已污染土壤的修复治理工作;另一方面,我国各级政府应根据本地区土壤污染实际情况,科学合理地制订区域性的土壤修复治理规划,明确本地区土壤修复工作的主要任务、责任单位和年度规划,提升土壤修复治理效果。五是加大土壤修复科研投入,积极培育环保产业发展。未来,我国还需要积极加强土壤污染修复领域的研发投入,深刻了解土壤污染生态效应、污染迁移转化规律,加强土壤修复关键技术攻关,提升土壤修复技术水平。此外,我国还应积极培育土壤修复等环保产业发展,借助市场力量推动我国土壤污染防治工作的进步和发展。六是加强土壤生态环境保护宣传工作。农民是土壤保护的主要执行者和受益者,因此,应积极向他们宣传土壤生态保护的重大意义和技术方法,提升他们的科学耕作水平,最大限度地降低和消除农业生产中的污染物排放。
《中国生态环境状况公报2021》有关数据显示,2021年我国土壤生态环境风险得到了基本管控,土壤污染风险加重趋势得到初步遏制,目前全国受污染耕地安全利用率稳定在90%以上。虽然经过长期治理,目前我国土壤污染问题得到了有效遏制,但在部分地区这一问题依然严峻,我们绝不能掉以轻心,未来还应继续加强农业土壤生态环境监控,采取有力措施,不断提升我国农业土壤质量,为我国粮食安全、经济社会可持续发展以及生态文明建设提供坚实基础。