長江經(jīng)濟(jì)帶土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)及產(chǎn)地適宜性初步研究

劉紅櫻， 姜月華， 楊輝， 許乃政， 楊國強(qiáng)， 金陽

(中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心，南京 210016)

0 引言

長江經(jīng)濟(jì)帶具有豐富的農(nóng)業(yè)生物資源，大農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)地位也居全國首位，沿江省市的糧棉油產(chǎn)量占全國的40%以上，是我國最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，也是我國今后15 a經(jīng)濟(jì)增長潛力最大的地區(qū)，其土壤質(zhì)量狀況對(duì)區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)環(huán)境有重要影響。因而，開展長江經(jīng)濟(jì)帶土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)及產(chǎn)地適宜性研究可為區(qū)域國土空間規(guī)劃與用途管制、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、基本農(nóng)田劃定、城市邊界劃定、生態(tài)保護(hù)區(qū)劃定提供依據(jù)，具有重要的理論和實(shí)踐意義[1-2]。

自20世紀(jì)60年代以來，世界上已開展近38項(xiàng)大規(guī)模的區(qū)域地球化學(xué)環(huán)境調(diào)查研究計(jì)劃[3-13]，這些計(jì)劃的主要目的是為資源環(huán)境研究提供基礎(chǔ)資料。70年代，蘇聯(lián)在其西北地區(qū)進(jìn)行了廣泛的農(nóng)業(yè)地球化學(xué)調(diào)查。1980—1986年，芬蘭、挪威、瑞典聯(lián)合對(duì)北蘇諾斯坎迪亞進(jìn)行了地球化學(xué)填圖，美國和加拿大也進(jìn)行了類似的大規(guī)模區(qū)域地球化學(xué)環(huán)境調(diào)查研究工作[14]。90年代以來，由于環(huán)境問題日益突出，俄羅斯于1991年提出了“俄羅斯地質(zhì)生態(tài)學(xué)和俄羅斯地球化學(xué)填圖”計(jì)劃(1991—2005年)，主要研究內(nèi)容為生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)、土地合理利用、解決自然和人為環(huán)境問題。西歐各國經(jīng)過長達(dá)8 a的研究，提出了“21世紀(jì)西歐地球化學(xué)填圖”的基本方案[3,6,10-11,13-14]。日本、印度、波蘭、捷克、斯洛伐克、立陶宛、越南、印度尼西亞、尼泊爾、韓國、羅馬尼亞、肯尼亞、津巴布韋、所羅門群島、塞拉利昂、斯威士蘭和玻利維亞等國家針對(duì)各自不同的問題，也廣泛開展了區(qū)域土壤地球化學(xué)調(diào)查與研究[3]。隨著以土壤為主的環(huán)境介質(zhì)的增加，密度的提高，分析元素或指標(biāo)的增多，規(guī)模的擴(kuò)大，土壤環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)的內(nèi)容和應(yīng)用服務(wù)范圍也在不斷拓展，從以自然環(huán)境為主到自然和人為環(huán)境并重。

涉及長江經(jīng)濟(jì)帶的土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查評(píng)價(jià)與研究始于20世紀(jì)60年代，1985年以前進(jìn)行了2次全國性土壤普查，編制了1∶150萬和1∶100萬系列圖件[15-19]。20世紀(jì)七八十年代，農(nóng)牧漁業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所組織了科研、高校、環(huán)保等二十幾個(gè)主要單位，在上海、四川、貴州、浙江、江蘇等地進(jìn)行了農(nóng)業(yè)土壤部分元素背景值調(diào)查研究，至1990年全區(qū)土壤背景值的調(diào)查研究全部完成[20-23]。自20世紀(jì)90年代以來，農(nóng)業(yè)環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查與研究工作受到重視，長江經(jīng)濟(jì)帶浙江等地開展了1∶20萬農(nóng)業(yè)環(huán)境地球化學(xué)調(diào)查，取得了顯著成果[24-29]，為農(nóng)業(yè)土壤的改良、土壤肥力的提高、農(nóng)作物產(chǎn)量的增加及環(huán)境保護(hù)等提供了多方面可靠資料。但由于受科學(xué)技術(shù)手段的制約，采樣介質(zhì)較單一，分析測(cè)試元素或指標(biāo)較少，范圍也較局限，對(duì)長江經(jīng)濟(jì)帶而言，缺乏區(qū)域性土壤質(zhì)量調(diào)查研究。因此，1999—2014年，在原國土資源部的領(lǐng)導(dǎo)和財(cái)政部的支持下，中國地質(zhì)調(diào)查局會(huì)同長江經(jīng)濟(jì)帶9省2直轄市人民政府及其原國土資源主管部門，組織協(xié)調(diào)相關(guān)單位開展區(qū)域內(nèi)1∶25萬多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查，總面積為59.54萬km2，通過系統(tǒng)采集全區(qū)淺、深層土壤并結(jié)合巖石、水和動(dòng)植物等樣品進(jìn)行元素全量和化學(xué)形態(tài)、理化性質(zhì)等地球化學(xué)指標(biāo)的分析測(cè)試與綜合研究，以查明區(qū)內(nèi)這些元素或指標(biāo)的分布規(guī)律和變化特征，形成長江經(jīng)濟(jì)帶土壤質(zhì)量總體狀況和適宜性的初步認(rèn)識(shí)和基本判斷，為保護(hù)區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境、科學(xué)劃定永久基本農(nóng)田和統(tǒng)籌優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。

1 調(diào)查區(qū)地質(zhì)環(huán)境背景

長江經(jīng)濟(jì)帶覆蓋上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、四川、重慶、云南、貴州11個(gè)省(直轄市)，面積為205.89萬km2。2017年長江經(jīng)濟(jì)帶各省(直轄市)主要土地利用類型面積統(tǒng)計(jì)見表1。長江經(jīng)濟(jì)帶包括長三角經(jīng)濟(jì)區(qū)、皖江經(jīng)濟(jì)帶、長江中游城市群(鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)、武漢城市群和長株潭城市群)和長江上游城市群(成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)和滇黔城市群)，地跨我國地貌分區(qū)的三大階梯，地形地貌復(fù)雜多樣、類型齊全。從空間分布來看，大致以十堰—邵陽一線為界，西部主要為山地地貌，東部主要為平原臺(tái)地地貌。西部大致以廣元—麗江一線為界，以西主要為極高—高海拔山地，以東主要為中高—中海拔山地； 東部地區(qū)大致以邵陽—南京一線為界，以南主要為中、低海拔山地，以北以平原為主，間夾臺(tái)地地貌[30-39]。

區(qū)內(nèi)土壤按土壤類型可劃分為水稻土、紅壤、紫色土、黃壤、潮土、粗骨土、石灰土、黃棕壤、濱海鹽土、棕壤、磚紅壤、赤紅壤、燥紅土、砂姜黑土、火山灰土、黃褐土、褐土、冷漠土、棕漠土、寒凍土、泥炭土、酸性硫酸鹽鹽土22種，分布最廣的土類為水稻土、紅壤、紫色土、黃壤等[40-44]。

長江經(jīng)濟(jì)帶由華北陸塊(南緣)、秦-祁-昆造山系(東段)、揚(yáng)子陸塊、江紹—萍鄉(xiāng)—郴州對(duì)接帶、華夏造山系和羌塘—三江造山系六大構(gòu)造單元組成，其沉積環(huán)境、巖漿作用、變質(zhì)作用和構(gòu)造作用均不相同[45-49](圖1)。

2 數(shù)據(jù)資料來源

數(shù)據(jù)資料依據(jù)長江經(jīng)濟(jì)帶上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、四川、云南、貴州9省2直轄市共59.54 萬km2的表層土壤Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、F、S、Se、Ag、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、Ce、Cl、Co、Ga、Ge、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、P、Rb、Sb、Sc、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、TC、Org.C、pH值共54個(gè)元素或指標(biāo)的高精度定量分析數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)的地貌、土壤和土地利用類型數(shù)據(jù)。

表層土壤采樣密度為1個(gè)點(diǎn)/km2(1 500畝)，采樣深度為0～20 cm，4 km2組合一個(gè)分析樣，其中采用冷蒸氣原子熒光光譜法分析Hg，等離子體質(zhì)譜法分析Cd、Pb、Co、Ga、La、Mo、Nb、Sb、Sc、Th、Tl、U、W和Y，或激光熒光法分析U，氫化物-原子熒光光譜法分析As、Ge、Sb和Se，發(fā)射光譜法分析Pb、Ag、B、Mo、Sn和Au，示波極譜法分析Mo和W，石墨爐原子吸收光譜法分析Au、Cd和Tl，等離子體光學(xué)發(fā)射光譜法分析Ba、Be、Bi、Ce、Co、Cr、Cu、Li、Mn、P、Ni、Sr、Ti、V、Na2O、CaO、MgO和Zn，X射線熒光光譜法分析Br、Ce、Cl、Mn、Nb、Rb、S、Sr、Y、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、CaO、MgO、Na2O和K2O，離子選擇性電極法分析F，分光光度法或催化比色法分析I，凱式法或酸堿容量法分析N，氧化熱解-電導(dǎo)法分析TC和Org.C，或非水滴定測(cè)TC，或硫酸亞鐵銨容量法分析Org.C，電位法或pH計(jì)測(cè)pH值。

3 土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

3.1 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(試行)(GB 15618—2018)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[50-51]，以2 km×2 km網(wǎng)格為評(píng)估單元，采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法[52]進(jìn)行土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn共8種重金屬元素的環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)[20-23,52-57]：

(1)

式中：I為內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)；Pi為土壤中i元素標(biāo)準(zhǔn)化污染指數(shù)，Pi=Ci/Si,Ci為土壤中i元素的實(shí)際濃度，Si為i元素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；n為元素個(gè)數(shù)；Pi最大為所有元素污染指數(shù)中的最大值。

按照具體評(píng)估單元內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)≤0.7、>0.7～1.0、>1.0～2.0、>2.0～3.0及>3.0將土壤劃分為優(yōu)級(jí)(清潔區(qū))、一級(jí)(較清潔區(qū))、二級(jí)(輕度污染區(qū))、三級(jí)(中度污染區(qū))、四級(jí)(重度污染區(qū))5類。清潔區(qū)為自然、農(nóng)業(yè)種植保護(hù)區(qū)； 較清潔區(qū)為一般農(nóng)業(yè)種植區(qū)； 輕度污染區(qū)為林地及耐污農(nóng)作物種植區(qū)； 中度污染區(qū)為不宜農(nóng)業(yè)種植區(qū)； 重度污染區(qū)為修復(fù)、治理區(qū)。

3.2 土壤酸堿度劃分

按照2 km×2 km評(píng)估單元土壤pH值≤4.5、>4.5～5.5、>5.5～6.5、>6.5～7.5、>7.5～8.5、>8.5～9.5、>9.5將土壤劃分為強(qiáng)酸性、酸性、弱酸性、中性、弱堿性、堿性和強(qiáng)堿性7類[58-63]。強(qiáng)堿性土壤大多數(shù)植物難以生長； 堿性土壤不利于植物生長； 弱堿性土壤Fe、B、Cu、Mn、Zn等元素易短缺； 中性土壤養(yǎng)分有效性高，最利于植物生長； 弱酸性土壤養(yǎng)分有效性較高，有利于植物生長； 酸性土壤P、K、Ca、Mg等元素易缺失； 強(qiáng)酸性土壤重金屬易活化，可種植林木及耐污作物。

3.3 土壤有益元素豐缺評(píng)價(jià)

按照2 km×2 km評(píng)估單元，選擇影響土壤肥力和環(huán)境健康的表層土壤N、C、P、K、S、Ca、Mg、Cl、B、Fe、Si、Mn、Mo、V、Zn、Cu、Co、I、F和Se 共20種元素[3,20-30,64-74]作為豐缺評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)所有指標(biāo)進(jìn)行歸一化數(shù)據(jù)累加處理，再對(duì)所有樣品的累加數(shù)據(jù)進(jìn)行分組統(tǒng)計(jì)累積頻率，以累積頻率25%、50%和75%為界限，劃分出有益元素缺乏區(qū)、相對(duì)缺乏區(qū)、適量區(qū)和相對(duì)豐富區(qū)。相對(duì)豐富區(qū)可發(fā)展特色高效農(nóng)業(yè)； 適量區(qū)可發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)； 相對(duì)缺乏區(qū)可發(fā)展基本農(nóng)業(yè)，針對(duì)性補(bǔ)充營養(yǎng)元素和有益元素； 缺乏區(qū)可補(bǔ)充肥力元素、營養(yǎng)元素和有益元素，選擇適種農(nóng)作物。

3.4 綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地適宜性評(píng)價(jià)

依據(jù)《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》(NY/T 391—2013)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[75-76]，以2 km×2 km網(wǎng)格為評(píng)估單元，根據(jù)土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu含量及有機(jī)質(zhì)、全氮等養(yǎng)分指標(biāo)，評(píng)價(jià)土壤種植綠色農(nóng)產(chǎn)品的環(huán)境適宜性。當(dāng)土壤環(huán)境質(zhì)量達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，滿足綠色食品產(chǎn)地環(huán)境要求，且土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量達(dá)到Ⅱ級(jí)或以上，則判定該單元符合AA級(jí)綠色食品土壤要求，為最適宜區(qū)(AA級(jí))； 若土壤環(huán)境質(zhì)量達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量低于Ⅱ級(jí)，則判定該單元為A級(jí)綠色食品土壤，為適宜區(qū)(A級(jí))； 若土壤環(huán)境質(zhì)量未達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，則判定該單元為B級(jí)土壤，為不適宜區(qū)(B級(jí))。

4 結(jié)果與討論

4.1 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

長江經(jīng)濟(jì)帶平原丘陵區(qū)土壤質(zhì)量總體良好，清潔土壤面積34.84萬km2，約占總面積的58.51%，其中優(yōu)級(jí)土壤面積15.40萬km2，大面積分布于蘇北、江淮、江漢平原和成都平原等地區(qū)。三級(jí)及以下土壤面積6.94萬km2，呈斑塊及星點(diǎn)狀分布于贛東北、贛南、湖南長沙—郴州一帶、沿江及貴陽、昆明等地(表2、圖2)。

巖石和礦物作為土壤的基本物源，是土壤中元素含量與分布的基本決定因素[77-78]。平原區(qū)第四系地層主要為下更新統(tǒng)、中更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)，在地貌上為平原和臺(tái)地，分布大面積的農(nóng)田。低山丘陵地帶主要分布中、下更新統(tǒng)，從地形地貌上看，主要以丘陵、崗地為主，在這套地層分布的區(qū)域中主要以小面積林地為主，生長灌木、喬木和雜草等植物，局部也有少量面積不大的農(nóng)田分布，且多以旱田為主。由于這些巖石的表生風(fēng)化蝕變、遷移和分散，元素進(jìn)入土壤，因此在元素組成方面的相似性是完全可以預(yù)期的，推斷蘇北、江淮、江漢和成都等平原地區(qū)土壤重金屬含量繼承了自然背景特征。沿江地區(qū)主要為上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)沖積層，土壤中Cr、Ni、Pb、As、Cu、Zn、Cd呈現(xiàn)高背景特征也為自然富集，其中Cd含量范圍為0.074～90.9 mg/kg，平均含量為0.257 mg/kg，為全區(qū)的1.4倍。

表2 長江經(jīng)濟(jì)帶土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分區(qū)面積統(tǒng)計(jì)Tab.2 Area statistics of soil environmental quality evaluation zoning in Yangtze River Economic Zone

圖2 長江經(jīng)濟(jì)帶平原丘陵區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)分區(qū)Fig.2 Soil environmental quality evaluation zoning in plain-hill region of Yangtze River Economic Zone

此外，礦產(chǎn)也是重金屬污染源。煤和銅鉛鋅礦是Pb、Zn、Cd、Cu、As等的物質(zhì)源，黃鐵礦和金礦是As、Hg等的物質(zhì)源，石棉和蛇紋巖富含Cr、Ni、Cu、Zn等[66,77-78]。而贛東北、贛南、湖南長沙—郴州一帶、貴陽、昆明等地大都為重要礦集區(qū)，分布有大量礦產(chǎn)，包括銅、鉛鋅、赤鐵礦、磁鐵礦、含銅黃鐵礦、金、鎳及煤、石灰?guī)r白云巖、石棉、蛇紋巖、石墨等。礦產(chǎn)的采選冶過程必然使重金屬在地表的分布得到疊加改造，影響區(qū)內(nèi)土壤[79]。一般煤中Pb含量為25 mg/kg，但冶煉廠附近土壤Pb含量為幾十至幾百mg/kg，機(jī)動(dòng)車尾氣和道路塵Pb含量高達(dá)1 250和811 mg/kg[66,77-78]。因此，推斷部分城市和工業(yè)區(qū)的星點(diǎn)狀土壤Pb、Hg、Cd等富集，主要來源于煤炭和石油的燃燒及工業(yè)“三廢”排放等。

4.2 土壤酸堿度狀況

長江經(jīng)濟(jì)帶平原丘陵區(qū)酸性土壤的面積為33.56萬km2，約占總面積的56.37%，大面積分布于江西、湖南、寧波—臺(tái)州沿海和金華衢州盆地，斑塊狀分布于長三角長江以南、安徽江淮之間、湖北、重慶、貴州、云南和四川； 堿性土壤的面積為15.69萬km2，約占總面積的26.35%，主要分布于蘇北平原、環(huán)洞庭湖、成都平原以及沿長江一線，其中強(qiáng)堿性土壤呈稀散斑點(diǎn)狀(表3、圖3)。

土壤酸堿度與土壤類型有關(guān)，其中紅壤、磚紅壤、赤紅壤、黃壤、黃棕壤、燥紅土和水稻土為弱酸性—酸性，而濱海鹽土、潮土、石灰土、黃褐土和褐土等為弱堿性—堿性。江西、湖南、寧波—臺(tái)州沿海和金華衢州盆地為紅壤分布區(qū)，土壤為酸性； 蘇北平原、環(huán)洞庭湖、成都平原以及沿長江一線為濱海鹽土、潮土分布區(qū)，土壤為堿性。

土壤酸化是土壤中潛在的“化學(xué)定時(shí)炸彈”觸爆的主要因素之一，對(duì)重金屬元素的活動(dòng)性及農(nóng)作物對(duì)重金屬的吸收具有重要影響，應(yīng)引起關(guān)注。

表3 長江經(jīng)濟(jì)帶土壤酸堿度評(píng)價(jià)分區(qū)面積統(tǒng)計(jì)Tab.3 Area statistics of soil acidity-alkalinity distribution in Yangtze River Economic Zone

圖3 長江經(jīng)濟(jì)帶平原丘陵區(qū)土壤酸堿度評(píng)價(jià)分區(qū)Fig.3 Distribution of soil acidity-alkalinity in plain-hill region of Yangtze River Economic Zone

4.3 土壤有益元素豐缺狀況

長江經(jīng)濟(jì)帶平原丘陵區(qū)土壤有益元素適量及以上區(qū)域面積34.44萬km2，約占總面積的54.88%，主要分布于四川阿壩、成都盆地、環(huán)洞庭湖、環(huán)鄱陽湖、安徽沿江、蘇北沿海和杭嘉湖平原； 其中富硒農(nóng)用地1.224萬km2，主要分布于成都平原、江漢平原、鄱陽湖平原、太湖平原和金衢盆地等地，湖北、浙江、江西、湖南、安徽、四川等省的富硒農(nóng)用地面積均在1 000 km2以上。土壤有益元素缺乏區(qū)面積13.89萬km2，約占總面積的22.13%，主要分布于贛南、江淮、鄂東北以及云南玉溪等地(表4、圖4)。

表4 長江經(jīng)濟(jì)帶土壤有益元素綜合評(píng)價(jià)分區(qū)面積統(tǒng)計(jì)Tab.4 Area statistics of comprehensive evaluation zoning of soil beneficial elements in Yangtze River Economic Zone

圖4 長江經(jīng)濟(jì)帶平原丘陵區(qū)土壤有益元素綜合評(píng)價(jià)分區(qū)Fig.4 Comprehensive evaluation zoning of soil beneficial elements inplain-hill region of Yangtze River Economic Zone

一般來說，從山前至濱海區(qū)第四系沉積物成土母質(zhì)有從殘積-坡積、坡積-洪積、沖積-洪積、沖積(或沖積-湖積)到?jīng)_積-海積的變化規(guī)律，土壤有益元素豐缺與此有關(guān)。殘坡積層中B、N、S、Se、C、TOC含量較低，F(xiàn)e含量較高； 四川阿壩和成都盆地等洪坡積環(huán)境中N、S、K、Org.C、I、Mn、Zn、Mo、Se含量較高， B含量較低； 贛南、江淮、鄂東北以及云南玉溪等沖洪積環(huán)境中P、S、Zn、K、Ca、Mg、C、TOC含量均較低； 環(huán)洞庭湖和環(huán)鄱陽湖等湖相沉積環(huán)境中N、S、TOC含量較高； 蘇北沿海等沖海積-海積沉積環(huán)境中Cl、I、P、Ca、Mg含量較高，Se、Fe、TOC含量較低[67-68]。

4.4 綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地適宜性評(píng)價(jià)

研究區(qū)內(nèi)綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地最適宜區(qū)(AA級(jí))大面積連片分布，分布面積22.49萬km2，約占總面積的37.77%。其主要位于四川省成都平原、眉山市、樂山市、簡陽市、資陽市、遂寧市、內(nèi)江市、綿陽市以及平武縣等地； 云南省玉溪市新平縣境內(nèi)部和昆明市以東的宜良縣東部； 貴州省貴陽市東南與黔南州龍里縣及貴陽市息烽縣西北地區(qū)； 鄱陽湖及周邊經(jīng)濟(jì)區(qū)、吉安市及贛州市興國縣、贛州市于都縣、贛州市瑞金縣和贛州市信豐縣等地區(qū)； 湖北省絕大部分地區(qū)； 洞庭湖平原的東西兩側(cè)和郴州市的東部地區(qū)； 安徽江淮平原、宣城郎溪廣德地區(qū)和長江安徽段上游； 江蘇省里下河平原、南通的海安市和如皋市周邊以及蘇錫常大部分地區(qū)； 浙江杭嘉湖平原、金衢盆地和寧臺(tái)沿海平原區(qū)(表5、圖5)。

(續(xù)表)

圖5 長江經(jīng)濟(jì)帶平原丘陵區(qū)綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地適宜性評(píng)價(jià)分區(qū)Fig.5 Producing area suitability evaluation zoning of green agricultural products inplain-hill region of Yangtze River Economic Zone

綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地適宜區(qū)(A級(jí))的分布面積為18.78萬km2，約占總面積的31.53%。其主要分布于四川省成都平原以東、資陽市、簡陽市、遂寧市以及綿陽以南地區(qū)； 重慶市西北部潼南縣地區(qū)和重慶市東部長江沿岸地區(qū)； 長江湖北段下游； 安徽合肥周邊地區(qū)和淮北平原； 江蘇蘇北平原和寧溧丘陵地區(qū)； 浙江杭州灣地區(qū)和麗水盆地(表5、圖5)。

綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地不適宜區(qū)(B級(jí))分布面積18.28萬km2，約占總面積的30.70%。其主要分布于四川省什邡—綿竹—安縣—平武一線以西地區(qū)以及眉山南部； 渝南大婁山一帶并零散分布在渝西地區(qū)； 云南省玉溪市峨山縣—易門縣之北東地區(qū)，尤其以昆明市石林縣呈集中連片分布； 貴州省巖溶地區(qū)； 湖北省隨州市南部、四湖總干渠周邊和黃石市礦山區(qū)等地； 湖南省絕大部分地區(qū)為不適宜區(qū)，在長沙—衡陽—郴州一帶呈大面積分布； 江西上饒、鷹潭等礦產(chǎn)資源集中地； 安徽安慶—銅陵沿江地區(qū)； 江蘇南京、蘇州、無錫城市周邊及連云港、盱眙等特殊地質(zhì)背景地區(qū)； 浙江杭州—紹興—寧波一帶及上海市(表5、圖5)。

依據(jù)區(qū)內(nèi)綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地適宜性、土壤環(huán)境質(zhì)量和立地條件(與耕地利用相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件、耕地連片度條件和耕地景觀格局條件等)，劃分出7片永久農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)(圖6)。建議四川成都平原—綿陽—平武及重慶長江沿岸一帶劃定為永久基本農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)，面積為7.39萬km2； 云南玉溪至元江一帶劃定為永久基本農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)，面積為1.21萬km2； 湖北及湖南洞庭湖平原的東西兩側(cè)劃定為永久基本農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)，面積為2.32萬km2； 鄱陽湖平原及贛江、信江、撫河、饒河、修水河谷平原劃定為永久基本農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)，面積為2.27萬km2； 安徽沿江沖積平原、江淮平原和淮北平原及宣郎廣丘陵劃定為永久基本農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)，面積為4.43萬km2； 長江三角洲平原、里下河平原、蘇北沿海平原及宜溧丘陵劃定為永久基本農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)，面積為8.92萬km2； 杭嘉湖平原、浙東沿海丘陵平原及金衢盆地和麗水盆地劃定為永久基本農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)，面積為2.38萬km2。

圖6 長江經(jīng)濟(jì)帶平原丘陵區(qū)永久性農(nóng)田保護(hù)區(qū)建議Fig.6 Suggestion of permanent farmland protected areas in plain-hill region of Yangtze River Economic Zone

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

(1)長江經(jīng)濟(jì)帶土壤質(zhì)量總體良好，清潔土壤面積34.84萬km2，約占總面積的58.51%，其中優(yōu)級(jí)土壤面積15.40萬km2，其重金屬含量繼承了自然背景特征，來源于母質(zhì)母巖的表生風(fēng)化蝕變、遷移和分散; 三級(jí)及以下土壤面積6.94萬km2，呈斑塊及星點(diǎn)狀分布于贛東北、贛南、湖南長沙—郴州一帶、沿江及貴陽、昆明等地，其重金屬為自然富集或受礦業(yè)開發(fā)、煤炭和石油的燃燒以及工業(yè)“三廢”排放的影響。這些重金屬進(jìn)入土壤的量化評(píng)價(jià)、其作為主導(dǎo)因子與生物體生態(tài)的關(guān)系以及污染土壤的生態(tài)修復(fù)是下一步研究的重點(diǎn)。

(2)酸性土壤面積33.56萬km2，分布于江西、湖南、寧波—臺(tái)州沿海和金華衢州盆地，堿性土壤面積15.69萬km2，分布于蘇北平原、環(huán)洞庭湖、成都平原以及沿長江一線，其土壤酸堿度與土壤類型有關(guān)。研究土壤酸化對(duì)重金屬元素的活動(dòng)性及農(nóng)作物對(duì)重金屬的吸收具有重大意義，應(yīng)進(jìn)一步探索抑制土壤酸化的關(guān)鍵技術(shù)，排除潛在的“化學(xué)定時(shí)炸彈”，為保障土壤生態(tài)和農(nóng)產(chǎn)品安全提供支撐服務(wù)。

(3)土壤有益元素豐缺與第四系沉積物成土母質(zhì)有關(guān)，大致符合從山前至濱海區(qū)第四系沉積物成土母質(zhì)從殘積-坡積、坡積-洪積、沖積-洪積、沖積(或沖積-湖積)到?jīng)_積-海積的變化規(guī)律。土壤有益元素適量及以上區(qū)域面積34.44萬km2，分布于四川阿壩、成都盆地、環(huán)洞庭湖、環(huán)鄱陽湖、安徽沿江、蘇北沿海和杭嘉湖平原，其中富硒農(nóng)用地面積1.224萬km2； 土壤有益元素缺乏區(qū)的面積為13.89萬km2，分布于贛南、江淮、鄂東北以及云南玉溪等地，其沖洪積母質(zhì)中P、S、Zn、K、Ca、Mg、C、TOC含量均較低。需進(jìn)一步評(píng)估土壤肥力，研究土壤元素的分布規(guī)律，為區(qū)內(nèi)農(nóng)用地施肥提供科學(xué)依據(jù)。

(4)綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地最適宜區(qū)、適宜區(qū)以及不適宜區(qū)的面積分別為22.49萬km2、18.78萬km2和18.28萬km2。依據(jù)區(qū)內(nèi)綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地適宜性、土壤環(huán)境質(zhì)量和立地條件劃分出7片永久農(nóng)田保護(hù)建議區(qū)。

5.2 建議

(1)建議將無重金屬污染耕地優(yōu)先劃入永久基本農(nóng)田，并劃定優(yōu)質(zhì)耕地保護(hù)區(qū)，打造成都、江漢、江淮、蘇北和環(huán)太湖平原等地區(qū)糧食生產(chǎn)核心區(qū)和主要農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)區(qū)； 加強(qiáng)基本農(nóng)田源頭污染治理，凈化農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境，對(duì)中度污染土壤區(qū)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地安全評(píng)估，采取適當(dāng)措施，減少重金屬向農(nóng)作物的遷移轉(zhuǎn)化，對(duì)重度污染土壤開展土壤修復(fù)或調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，以保證農(nóng)產(chǎn)品的安全； 加強(qiáng)酸性物質(zhì)污染排放和酸性化肥施用的管控，抑制耕地酸化趨勢(shì)，實(shí)施休耕輪作，促使土壤質(zhì)量狀況的好轉(zhuǎn)； 推廣浙江龍游、上虞，安徽池州、石臺(tái)，江西豐城，湖南麻陽，湖北恩施，重慶城口，四川雙流等地富硒富鍺等特色農(nóng)用地開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)規(guī)劃、合理利用綠色特色土地資源，打造浙江金華、衢州，江蘇宜興、溧陽，安徽廬江、寧國、銅陵，鄱陽湖平原，江漢平原，成都平原等一批富硒產(chǎn)業(yè)園或名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)基地。

(2)研究范圍主要覆蓋長江經(jīng)濟(jì)帶59.54萬km2的平原丘陵區(qū)，所依據(jù)的1∶25萬多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查精度也不高，建議繼續(xù)開展中西部地區(qū)1∶25萬和東部地區(qū)1∶5萬土壤質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查，開展工業(yè)用地轉(zhuǎn)型評(píng)估和土壤污染修復(fù)工作，加大土壤環(huán)境保護(hù)力度，著力做好永久基本農(nóng)田區(qū)、城鎮(zhèn)及其周邊等重點(diǎn)地區(qū)土地污染防控工作，監(jiān)測(cè)預(yù)警與工程治理相結(jié)合，遏制耕地質(zhì)量下降的趨勢(shì)。

致謝：評(píng)價(jià)和編圖數(shù)據(jù)來自長江經(jīng)濟(jì)帶上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、四川、云南、貴州9省2直轄市地質(zhì)調(diào)查院完成的1∶25萬多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查所獲得的表層土壤Cd、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Cu、Zn、N、C、P、K、S、Ca、Mg、Cl、B、Fe、Si、Mn、Mo、V、Co、I、F、Se和pH值高精度定量分析數(shù)據(jù)，以及對(duì)應(yīng)的地貌類型、土壤類型和土地利用類型數(shù)據(jù)，中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心曾春芳、中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心李明輝、四川省地質(zhì)調(diào)查院李鴻雁、江西省地質(zhì)調(diào)查研究院汪凡、安徽省地質(zhì)調(diào)查院邢潤華、浙江省地質(zhì)調(diào)查院鄒霞、江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院金洋、上海市地質(zhì)調(diào)查研究院何中發(fā)參與了各自省(直轄市)的評(píng)價(jià)和編圖工作，在此向9省2直轄市地質(zhì)調(diào)查院及具體參與工作的成員致以衷心感謝。