農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境狀況及修復(fù)對(duì)策初探

徐小雪 李競(jìng)芳 潘正高,2

(1.宿州學(xué)院信息工程學(xué)院，安徽 宿州 234000；2.安徽大學(xué)農(nóng)業(yè)生態(tài)大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，安徽 合肥 230601)

1 農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境污染的來源及現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)藥化肥污染

在農(nóng)業(yè)耕種過程中，為了使農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物達(dá)到較高的產(chǎn)量，同時(shí)也需要外部干預(yù)實(shí)現(xiàn)抗蟲害、除草和抗倒伏等目的，許多農(nóng)民會(huì)選擇使用農(nóng)藥化肥以期達(dá)到農(nóng)作物更好的質(zhì)量和產(chǎn)量。但是農(nóng)藥化肥的濫用對(duì)農(nóng)業(yè)土壤會(huì)產(chǎn)生許多危害，除了影響耕種土地自身的一些物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，還會(huì)破壞農(nóng)業(yè)土壤的生態(tài)環(huán)境，部分農(nóng)藥化肥的有害物質(zhì)甚至?xí)?dǎo)致燒苗、土壤貧瘠、土壤酸化、土壤微量元素含量過低和土壤固結(jié)等惡果。此外，在農(nóng)作物的栽培過程中，大量施用農(nóng)藥化肥會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)生抗病蟲害的耐藥性，形成惡性循環(huán)[1]。

1.2 農(nóng)作物及耕種方面污染

科學(xué)的保護(hù)性耕種不僅可以減少農(nóng)業(yè)土壤的侵蝕量，還可以增強(qiáng)土壤的自我修復(fù)能力[2]，但是不當(dāng)?shù)母N方式不僅會(huì)加重土壤的負(fù)擔(dān)，還會(huì)使土壤環(huán)境遭受破壞，甚至喪失農(nóng)作物耕種的必要環(huán)境條件。在1931-1938年期間，黑風(fēng)暴和沙塵暴先后席卷美國(guó)西部的耕種土地，導(dǎo)致大約30萬m2的耕地被嚴(yán)重破壞，使美國(guó)的農(nóng)業(yè)受到了重創(chuàng)。

此外，不同的農(nóng)作物對(duì)于土壤的需求都不相同，例如水果的種植多數(shù)會(huì)選擇干旱地段，而水稻則對(duì)土壤的水分有較高的要求，為了達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常常大面積種植同一種農(nóng)作物，導(dǎo)致土壤這一生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性下降，甚至?xí)l(fā)大面積的區(qū)域病蟲害，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的效益大打折扣[3]。

1.3 重金屬污染

一般來說，重金屬污染是指重金屬通過人類的活動(dòng)被帶入到土壤當(dāng)中，致使土壤中產(chǎn)生超標(biāo)的重金屬離子，破壞了土壤中必要的養(yǎng)分和土壤結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤環(huán)境污染。由于一些城市的經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)設(shè)立在接近耕地的城郊，例如化工廠、電瓶廠和造紙廠這些污染嚴(yán)重的企業(yè)，為了追求較大的經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)生的三廢(廢水、廢氣、廢渣)往往沒有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)就隨意隨處地排放，進(jìn)入土壤中的重金屬破壞了土壤中農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分，對(duì)農(nóng)業(yè)土壤產(chǎn)生了不良影響。而Pb和Cr作為三廢中主要的重金屬元素，常以殘?jiān)鼞B(tài)在土壤中沉積，且容易被農(nóng)作物吸收的可交換態(tài)重金屬非常少[4]。此外，在有重金屬污染的土壤中種植農(nóng)作物，會(huì)通過食物鏈產(chǎn)生富集作用，最終進(jìn)入人體內(nèi)部，嚴(yán)重威脅到人類的身體健康。

1.4 人為污染方面

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，往往會(huì)選擇犧牲環(huán)境而發(fā)展經(jīng)濟(jì)，尤其工業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的未達(dá)標(biāo)的有害廢氣、廢水和廢渣，此外，汽車尾氣的排放、農(nóng)作物的燃燒和家庭廢水的排放，都會(huì)進(jìn)入農(nóng)業(yè)土壤中，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅。另外，農(nóng)村的機(jī)械化也越來越普及，但是農(nóng)耕機(jī)器在農(nóng)作和農(nóng)牧的使用過程中，不規(guī)范的使用方法和機(jī)械油會(huì)造成土壤污染。調(diào)查研究表明，蘇南地區(qū)工業(yè)產(chǎn)生的三廢(廢水、廢氣和廢渣)，已經(jīng)造成了嚴(yán)重的土壤污染，對(duì)當(dāng)?shù)卮迕竦纳眢w健康和生產(chǎn)生活都產(chǎn)生了較大的威脅[5]。此外政府、企業(yè)和個(gè)人保護(hù)土壤環(huán)境意識(shí)薄弱，耕種農(nóng)民環(huán)保意識(shí)和法律意識(shí)淡薄，生產(chǎn)和勞動(dòng)過程中常常忽視了土壤生態(tài)環(huán)境的重要 性，使土壤環(huán)境遭到了污染，而大部分的污染都是不可逆的，這不僅影響了農(nóng)作物的質(zhì)量、人類的身體健康，也影響了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。

2 農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境污染的特征

2.1 長(zhǎng)期積累性

在生物學(xué)中，生物富集作用是指一些化合物或者某些元素通過食物鏈，使食物鏈頂端的生物體內(nèi)某些化合物或元素的濃度大大超過環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。而農(nóng)作物作為食物鏈中的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，在生長(zhǎng)發(fā)育過程中會(huì)吸收土壤中的養(yǎng)分，同時(shí)重金屬等有害物質(zhì)也會(huì)通過農(nóng)作物這第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)間接地進(jìn)入人類體內(nèi)，通過生物富集作用對(duì)人類健康造成危害，而這種危害是長(zhǎng)期積累的結(jié)果，也與土壤污染的隱蔽性和潛伏性相關(guān)。在20世紀(jì)60年代，在日本的神通川流域盛行的痛痛病，病因就是來源于土壤中大量的鉻水污染，重金屬通過食物鏈和生物富集作用進(jìn)入人體中，危害當(dāng)?shù)厝松眢w健康長(zhǎng)達(dá)20年之久[6]。

2.2 不可逆性

一些對(duì)農(nóng)業(yè)土壤產(chǎn)生污染的化合物和元素，在進(jìn)入土壤后會(huì)與土壤形成物質(zhì)結(jié)合，并能夠通過一系列的反應(yīng)產(chǎn)生遷移和轉(zhuǎn)化，而結(jié)合的這些污染物大部分都是不溶性化合物，且難以溶解。隨著時(shí)間的推移，污染物在土壤中沉積，很難恢復(fù)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)土壤的污染不可逆。在沈陽市灌溉區(qū)污染的事件中，采用了多種辦法進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和農(nóng)耕土壤恢復(fù)，由于土壤污染的不可逆性，土壤修復(fù)工作持續(xù)了10年[6]。

3 農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境修復(fù)對(duì)策及建議

3.1 加強(qiáng)政府重視程度，采取綜合性污染防治

政府相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)政府對(duì)農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境的重視程度，完善農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境的專項(xiàng)立法，明確法律責(zé)任主體，在防范制度、污染物排放和懲罰力度等方面有明確且有效的規(guī)定，全方位完善生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)體系和監(jiān)管力度，呼吁全社會(huì)各方面的力量，共同保護(hù)農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境。

在設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展下，農(nóng)業(yè)土壤污染也日益嚴(yán)重，政府應(yīng)呼吁農(nóng)民和其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中注重對(duì)土壤污染的綜合治理，首先要有針對(duì)性地進(jìn)行施肥，根據(jù)土壤環(huán)境和農(nóng)作物生長(zhǎng)特點(diǎn)合理配比肥料，避免盲目、大量使用化肥，造成農(nóng)業(yè)土壤污染，同時(shí)也保證了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；其次要避免單一種植農(nóng)作物，合理輪作生產(chǎn)，例如水旱農(nóng)作物輪作，蔬菜和水果的輪作等；此外，還可以利用一些工程措施進(jìn)行補(bǔ)救，如利用客土的方法改良農(nóng)業(yè)土壤的環(huán)境，利用生石灰等土壤改良劑對(duì)農(nóng)業(yè)土壤進(jìn)行定期消毒，在耕地的50cm處埋暗管進(jìn)行鹽水排放。

3.2 普及科學(xué)耕種知識(shí)，提升耕種農(nóng)民環(huán)保意識(shí)

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)一些不科學(xué)的耕種方式會(huì)造成水土流失和農(nóng)業(yè)土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的緊迫性，保護(hù)性耕種顯得尤為重要。保護(hù)性耕種即同時(shí)滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)土壤保護(hù)，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕種模式，很難完成土壤改良，而保護(hù)性耕種不僅可以減少水土流失，降低風(fēng)蝕和水蝕的危害，還符合節(jié)水農(nóng)業(yè)的要求，增加農(nóng)業(yè)土壤有機(jī)質(zhì)，降低農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度。

相關(guān)基層政府部門應(yīng)加大宣傳力度，大力宣傳循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)農(nóng)業(yè)，貫徹實(shí)施習(xí)近平總書記“綠水青山就是金山銀山”思想，強(qiáng)化農(nóng)民的法律意識(shí)和環(huán)保意識(shí)，引導(dǎo)他們多多關(guān)注土壤生態(tài)環(huán)境問題，宣傳可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)于農(nóng)村和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要性。其次，相關(guān)基層政府部門還應(yīng)組織專業(yè)技術(shù)人員，在化肥農(nóng)藥的合理使用、秸稈回收和深耕輪作方面給予專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)。此外，還應(yīng)明確獎(jiǎng)懲措施，對(duì)于科學(xué)耕種，保護(hù)農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境的農(nóng)民要樹典型，標(biāo)榜樣，必要時(shí)也可給予一定的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)。

3.3 完善耕種基礎(chǔ)建設(shè)，豐富污染防治策略

農(nóng)村耕種基礎(chǔ)建設(shè)是農(nóng)民進(jìn)行保護(hù)性耕種的重要基礎(chǔ)，耕種基礎(chǔ)建設(shè)不完善，也會(huì)影響農(nóng)業(yè)土壤的生態(tài)環(huán)境。在灌溉方面，發(fā)展灌溉技術(shù)化、科學(xué)化，有力解決灌溉難題；在梯田耕地方面，完善水平梯田建設(shè)，確保土層厚度；在耕種導(dǎo)致水土流失較為嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)土壤部分，可以視具體情況進(jìn)行退耕還林；此外，在一些特殊生態(tài)系統(tǒng)中，可以按照保護(hù)類型，針對(duì)性地建設(shè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)自然保護(hù)區(qū)。

對(duì)于農(nóng)業(yè)土壤污染的防治，還應(yīng)兼顧多方面。例如，適當(dāng)?shù)卦谵r(nóng)業(yè)土壤周圍進(jìn)行植樹造林，保護(hù)土壤，防治土壤沙化；混合使用有機(jī)肥料和化學(xué)肥料，既改良土壤質(zhì)量，又提升經(jīng)濟(jì)效益；充分利用生物修復(fù)法，如蚯蚓、微生物和鼠類等，有效修復(fù)農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境。

3.4 建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)

農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)能夠有效地提高資源的利用率，減少?gòu)U物排放，保護(hù)農(nóng)業(yè)土壤生態(tài)環(huán)境，關(guān)鍵在于循環(huán)和有效兩個(gè)方面。相關(guān)政府部門應(yīng)加強(qiáng)宣傳和引導(dǎo)力度，制定符合當(dāng)?shù)赝恋靥攸c(diǎn)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃，使政府、企業(yè)和農(nóng)民都能夠意識(shí)到農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要性和必要性，逐漸改善傳統(tǒng)農(nóng)耕中“高污染、高排放、高能耗、低效率”的缺陷。逐步培養(yǎng)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)相關(guān)人才，強(qiáng)化制度建設(shè)，完善激勵(lì)保障機(jī)制，充分體現(xiàn)“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念。