可持續(xù)發(fā)展是時代的主旋律!土壤在人類文明及可持續(xù)發(fā)展中的意義尚未得到應有的重視?!吨袊茖W院院刊》組織了“土壤與可持續(xù)發(fā)展”專題,針對土壤資源保護、土壤污染防治等方面存在的問題,提供相關(guān)解決方案,以期為建設(shè)美麗中國、健康中國貢獻科技力量。該專題由中國科學院南京土壤研究所張甘霖研究員指導推進。
土壤是地球鮮活的、會呼吸的皮膚,是陸地表層系統(tǒng)的核心,孕育著世間萬物,是人類賴以生存的最基本自然資源。土壤具有社會、生態(tài)、經(jīng)濟、文化和精神層面的價值,同時也在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)中發(fā)揮著支持、供給、調(diào)節(jié)和文化服務(wù)等功能,在生物質(zhì)生產(chǎn)、環(huán)境凈化、氣候變化緩解、生物多樣性維持、自然文化遺產(chǎn)保護、景觀旅游資源開發(fā)等方面發(fā)揮著重要作用。2015年9月,世界各國領(lǐng)導人在紐約聯(lián)合國峰會上通過了《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》,該議程涵蓋17項宏偉的全球可持續(xù)發(fā)展目標(SustainableDevelopmentGoals,SDGs)。全球可持續(xù)發(fā)展目標建立在聯(lián)合國千年發(fā)展目標(MillenniumDevelopmentGoals,MDGs)所取得的成就之上,適用于所有國家,包含經(jīng)濟增長、社會包容和環(huán)境保護可持續(xù)發(fā)展三個維度,致力于進一步消除一切形式的貧困。其中13項目標直接或間接與土壤有關(guān),土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)勢必為全球可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)提供關(guān)鍵保障。2015年是聯(lián)合國確定的國際土壤年,該年確立的全球可持續(xù)發(fā)展目標,為土壤學家提供了彰顯土壤功能助推可持續(xù)發(fā)展目標實現(xiàn)的新的、獨特的機遇。
1土壤功能與土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)
基于千年生態(tài)系統(tǒng)評估,聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)在國際土壤年發(fā)布的《世界土壤資源狀況報告》中厘定了土壤功能及其提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是指人類從土壤生態(tài)系統(tǒng)獲得的惠益,包括支持服務(wù)(supportingservices)、調(diào)節(jié)服務(wù)(regulatingservices)、供給服務(wù)(provisioningservices)和文化服務(wù)(culturalservices)四類。支持服務(wù)是指其他所有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)實現(xiàn)所必要的服務(wù),對人類的影響通常是間接的,或者影響的時間尺度很長;調(diào)節(jié)服務(wù)是指從生態(tài)系統(tǒng)過程調(diào)節(jié)獲得的惠益;供給服務(wù)是指從生態(tài)系統(tǒng)獲得的對人類有直接益處的產(chǎn)品;文化服務(wù)是指人類以精神富足、審美體驗、自然和文化遺產(chǎn)保護與重建形式從生態(tài)系統(tǒng)獲得的非物質(zhì)惠益。表1列出了土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其實現(xiàn)所需的土壤功能。
2可持續(xù)發(fā)展目標與土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的關(guān)系
全球可持續(xù)發(fā)展的17項目標是對經(jīng)濟、社會和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的總體預期??沙掷m(xù)發(fā)展目標以人為本,致力于保護我們共同的地球家園,旨在消除一切形式的貧困,是各國政府對人民的莊嚴承諾。土壤與人類的生存和發(fā)展有著密切聯(lián)系,在解決全球現(xiàn)實問題,尤其是糧食安全、水安全、氣候變化、生物多樣性等方面,土壤居于中心地位??沙掷m(xù)發(fā)展目標全方位涉及土壤生態(tài)系統(tǒng)的16種服務(wù)(表2),其中與土壤直接相關(guān)的有8項(目標2,3,6,7,11—13和15),間接相關(guān)的有5項(目標1,4,8,9和16)。因此,土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的全面發(fā)揮將深入推進可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。
基于上述共識,土壤科學團體、政策制定者、企業(yè)和社會大眾等參與主體應采取更大范圍的切實有效的行動。不同的參與主體應承擔與其職能相應的責任,土壤科學團體應加強有針對性、創(chuàng)新性的基礎(chǔ)和應用研究,加大與相關(guān)學科的交叉與融合,加強科普傳播,加深人們對土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與可持續(xù)發(fā)展目標間關(guān)系的認知。同時,我們必須承認土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)由自然界提供,人類干預生態(tài)系統(tǒng)時需認清系統(tǒng)本身的特點、動態(tài)和閾值,唯有在重視土壤生態(tài)系統(tǒng)過程、反饋和閾值的前提下,可持續(xù)發(fā)展目標才能達成。下面將從4個方面深入論述土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與可持續(xù)發(fā)展目標的關(guān)系。
2.1土壤支撐糧食安全(可持續(xù)發(fā)展目標1—3,8和12)
民以食為天,食以土為本。農(nóng)業(yè)是人類生存的基礎(chǔ),而土壤是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。土壤生態(tài)系統(tǒng)的支持、調(diào)節(jié)和供給服務(wù)是糧食安全的根基。全球70億人口每天消耗的資源中,80%以上的熱量、75%的蛋白質(zhì)和植物纖維都直接來自土壤。綠色植物生長發(fā)育有五大基本要素,即日光(光能)、熱量(熱能)、空氣(氧氣及二氧化碳)、水分和養(yǎng)分,其中所需的水分和養(yǎng)分主要通過根系從土壤中獲取;而其生長必需的16種營養(yǎng)元素中,除碳以二氧化碳形式主要吸收自空氣外,其他15種(氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯)主要攝取自土壤。土壤不僅是陸地植物的營養(yǎng)庫,還是植物生根發(fā)芽的介質(zhì)。植物通過根系在土壤中伸展和穿插,獲得土壤的機械支撐作用,以保證地上部穩(wěn)定立于地表。
同時,土壤中生存著種類繁多、數(shù)量巨大的微生物可幫助植物獲得養(yǎng)分,抵御病害,增強對干旱、洪水、高鹽、重金屬污染、有機污染、高溫及低溫等逆境的脅迫。據(jù)估計,土壤中的根瘤菌豆科植物共生體每年從大氣中固定的氮元素高達1.3億噸,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。2012年12月出版的美國微生物學會討論會報告《微生物如何幫助養(yǎng)活人類》提出了一個宏偉可行的目標,即在20年內(nèi)微生物使糧食增產(chǎn)20%,并將化肥和農(nóng)藥使用量各降低20%。
目前,一方面,全球人口快速增加對糧食需求量日益增長;另一方面,人為活動的強烈干預造成土壤嚴重退化,優(yōu)質(zhì)耕地的糧食供給能力不斷降低。《世界土壤資源狀況報告》[3]顯示全球土壤面臨侵蝕、封閉、污染、酸化、鹽堿化、壓實和養(yǎng)分失衡等諸多突出問題,嚴重制約糧食供給能力。例如,據(jù)統(tǒng)計,全球土壤年均侵蝕速率為12—15噸/公頃,造成作物產(chǎn)量每年相應下降約0.3%。以全球15.3億公頃的耕地進行估算,從2015—2050年,作物產(chǎn)量將累計降低10.25%,這相當于35年損失了約1.5億公頃能生產(chǎn)糧食的耕地。又如,經(jīng)粗略估計,全球城市化每天造成的土壤永久封閉面積為250—300平方公里。土壤退化問題使土壤糧食安全保障能力受到巨大挑戰(zhàn),可持續(xù)利用、管理和保護土壤尤為迫切。
2.2土壤是保障水安全的樞紐(可持續(xù)發(fā)展目標3,6和11)
土壤是水循環(huán)過程和水質(zhì)調(diào)節(jié)的樞紐。土壤具有生物活性和多孔多相的三維結(jié)構(gòu),擁有吸附、儲存、傳導和凈化水資源的功能。土壤對降雨的吸附和入滲作用,可降低地表徑流,阻控水土流失和洪水發(fā)生。入滲進入土壤中的水分在土體中進行再分布,一部分儲存起來用于維持生物生長,而過量的水則繼續(xù)下滲補給地下水和地表水。土壤體系中的生物組分和非生物組分可與流經(jīng)的污染物發(fā)生反應,通過生物降解和吸附固定機制消減農(nóng)藥、重金屬、磷素等污染物而凈化水資源。因此,土壤的特性和功能對于水在土壤、生物、大氣、地下水和地表水間的良性循環(huán)具有重要意義。
據(jù)統(tǒng)計,全球淡水總量為0.35億立方千米,占全球總水量的2.5%。淡水總量中冰川和冰蓋占68.7%,地下水占30.1%,而人類易于利用的地表及其他淡水僅占1.2%。在地表及其他淡水中,地下冰和永久凍土占69.0%,湖泊占20.9%,土壤水占3.8%(1.65萬立方千米),沼澤和濕地占2.6%,河流水占0.49%。從數(shù)據(jù)可知,土壤會對地下水、湖泊、河流、濕地等與水相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生重要影響,人類易于利用的淡水資源在很大程度上會受到土壤的影響和調(diào)控。
另外,土壤作為重要的“海綿體”,在海綿城市建設(shè)方面也發(fā)揮著重要作用。城市化過程中,應盡量減少不透水下墊面面積,保持足夠的水系、草地、林地等的面積,使城市土壤保持海綿體的功能,增加城市排水能力,緩解內(nèi)澇壓力。
2.3土壤固碳減緩氣候變化(可持續(xù)發(fā)展目標13)
土壤是陸地碳循環(huán)的中樞。全球土壤(1米深度以內(nèi))碳庫儲量約為25000億噸,其中有機碳庫15500億噸,無機碳庫9500億噸。土壤碳庫儲量是大氣碳庫(7600億噸)的3.3倍,植物碳庫(5600億噸)的4.5倍。在不同環(huán)境條件下,土壤有機碳庫可從干旱氣候條件下的30噸/公頃增加至寒冷區(qū)有機土壤的800噸/公頃。土壤有機碳庫代表了土壤碳收支的一種動態(tài)平衡,任何短期人為活動干擾造成的土壤有機碳周轉(zhuǎn)速率的小幅變化,都將引起大氣二氧化碳濃度的大幅波動。
人口增加和經(jīng)濟發(fā)展對全球土壤資源形成了前所未有的壓力。在19世紀人類進入工業(yè)社會之前,陸地生態(tài)系統(tǒng)以平均每年0.4億噸碳的速度向大氣排放3200億噸碳,這7800年間的排放量僅是工業(yè)社會時期(1800—2000年)200年間的2倍。在1850—1998年間,因化石燃料燃燒向大氣排放了2700億噸碳,約是陸地生態(tài)系統(tǒng)排放量(1360億噸)的2倍。而在陸地1360億噸碳的排放量中,有780億噸來自土壤,其中因土壤退化和侵蝕占1/3,有機碳礦化占2/3。因此,如何更好地保護、綜合管理和利用土壤對于降低土壤碳排放,緩解氣候變化十分必要。
土壤具有巨大的固碳潛力,研究表明全球土壤每年可固定4—12億噸碳。充分發(fā)揮土壤固碳潛力,在土壤碳庫達到飽和之前的一定時期內(nèi),可部分或全部抵消化石燃料燃燒向大氣中釋放的二氧化碳,也為人類找到化石燃料的替代能源放寬了期限。在第21屆聯(lián)合國氣候變化大會上,法國政府提出了一個應對氣候變化的“千分之四全球土壤增碳計劃”,即每年使農(nóng)業(yè)表層土壤(30—40厘米深)有機碳庫增加0.4%,這將使當前大氣二氧化碳濃度停止升高變成可能。因此,以培肥地力、阻控退化、增加作物產(chǎn)量和降低碳排放為前提,探尋合適的土壤碳投入途徑、水肥綜合管理措施、輪作休耕和保護性耕作制度等,可望在糧食安全和氣候變化方面達到雙贏。
2.4土壤保護生物多樣性(可持續(xù)發(fā)展目標15)
土壤是地球上生物多樣性最為豐富的棲息地,是人類尚未完全認識的巨大基因庫。一把肥沃的花園土壤或有機土壤里面生存的生物數(shù)量比地球上自古至今生存的人類還多,其中包括1萬億個細菌、1萬個原生動物、1萬個線蟲和長達25公里的真菌菌絲,還有數(shù)不清的其他種類。盡管全球土壤細菌多樣性是巨大的,但新近研究發(fā)現(xiàn),僅有2%的細菌為優(yōu)勢物種,即約500個物種,幾乎占細菌全部物種數(shù)量的50%。這項研究將全球土壤細菌的巨大生物多樣性縮小至“最想要”的清單,為土壤生物學研究從生物多樣性探究走向生物功能挖掘提出了新的研究思路。
2016年全球土壤生物多樣性行動計劃完成的《全球土壤生物多樣性地圖集》對全球土壤生物多樣性、時空分布、功能和生態(tài)服務(wù)、面臨的威脅、人為干預等給出了全面系統(tǒng)的介紹,同時也對人類如何可持續(xù)利用和管理土壤提出了更高的要求。土壤生物在發(fā)揮調(diào)節(jié)植物生長、促進土壤形成、轉(zhuǎn)化養(yǎng)分、凈化污染物、調(diào)節(jié)氣候變化、維持生態(tài)系統(tǒng)平衡等功能時,需要特定的土壤生境。因此,實現(xiàn)土壤的可持續(xù)利用,必須考慮土壤生物多樣性維持和功能發(fā)揮所需的必要條件。
3土壤資源精準管理助力國家戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)
我國現(xiàn)階段多種重大戰(zhàn)略和舉措如精準脫貧、生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、土壤污染防治等既是自身發(fā)展的內(nèi)在要求,也是對聯(lián)合國《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》的積極響應,而土壤資源精準管理是國家戰(zhàn)略順利實施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
3.1精準脫貧
《“十三五”脫貧攻堅規(guī)劃》[20]指出我國脫貧目標是:到2020年,穩(wěn)定實現(xiàn)現(xiàn)行標準下農(nóng)村貧困人口不愁吃、不愁穿,義務(wù)教育、基本醫(yī)療和住房安全保障(“兩不愁、三保障”)。2016—2020年實現(xiàn)5630萬貧困人口脫貧和832個貧困縣摘帽,脫貧目標實現(xiàn)時間比全球可持續(xù)發(fā)展目標提前10年。
脫貧攻堅的9個主要任務(wù)和重要舉措中有3個與土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)密切相關(guān),包括產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫貧、生態(tài)扶貧、提升貧困區(qū)區(qū)域發(fā)展能力。產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫貧中,在立足貧困地區(qū)資源稟賦的基礎(chǔ)上,要把土壤資源的合理利用放在首要位置。例如:糧食主產(chǎn)縣可大規(guī)模建設(shè)高標準農(nóng)田,增強糧食生產(chǎn)能力。非糧食主產(chǎn)縣可調(diào)整種植結(jié)構(gòu),重點發(fā)展適合當?shù)赝寥篮蜌夂蛱攸c的品種,積極探索和發(fā)展名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品種植模式。生態(tài)脆弱地區(qū)要堅持生態(tài)優(yōu)先,推行利用和保護水土資源相結(jié)合的特色作物種植結(jié)構(gòu)。在貧困地區(qū)因地制宜積極發(fā)展畜牧業(yè),提高草原土壤飼草供給能力和質(zhì)量,發(fā)展有競爭力的地方特色畜牧業(yè)。結(jié)合貧困地區(qū)當?shù)厮临Y源和氣候特點,推進特色林果、花卉等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,打造一批特色示范基地。依托貧困地區(qū)名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)景觀等資源,著力發(fā)展休閑農(nóng)業(yè),促進農(nóng)業(yè)與旅游觀光的深度融合。同時,需加大農(nóng)林院校、科研機構(gòu)與貧困地區(qū)的對接幫扶力度,提高農(nóng)林技術(shù)推廣和培訓力度,促進科技成果向貧困地區(qū)轉(zhuǎn)化,解決農(nóng)林牧產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
由湘西十八洞村精準扶貧經(jīng)驗可知,規(guī)模化種植與當?shù)赝寥篮蜌夂蛳噙m宜的獼猴桃是其產(chǎn)業(yè)脫貧的關(guān)鍵舉措,也用實踐證明了土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)在精準扶貧、精準脫貧舉措中的重要作用。目前我國尚未脫貧的區(qū)縣多處在偏遠的山區(qū),土壤資源承載力較低,但總體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好,必須基于土壤的特點因地制宜發(fā)展適合的產(chǎn)業(yè),同時還必須兼顧其長期可持續(xù)發(fā)展能力,不能以土壤等資源的過度開發(fā)為代價。
3.2生態(tài)文明建設(shè)
“綠水青山就是金山銀山”,開展生態(tài)文明建設(shè)與土壤密不可分。十八大報告將生態(tài)文明建設(shè)納入到“五位一體”的總體布局;2015年5月5日,中共中央、國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于加快推進生態(tài)文明建設(shè)的意見》;2015年9月又印發(fā)了《生態(tài)文明體制改革總體方案》;十九大報告做出加快生態(tài)文明體制改革,建設(shè)美麗中國的重大部署。合理利用土壤資源,加強土壤污染防控,強化農(nóng)業(yè)面源污染防治,增強農(nóng)業(yè)固體廢棄物資源化利用,推進水土流失以及土壤酸化、荒漠化、石漠化綜合治理,擴大耕地輪作休耕和保護性耕作試點,加快土壤保護立法等重要舉措,應該成為生態(tài)文明建設(shè)的“抓手”“鑰匙”。
3.3鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略
十九大報告提出實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民問題是關(guān)系國計民生的根本性問題,必須始終把解決好“三農(nóng)”問題作為全黨工作重中之重。要確保國家糧食安全,把中國人的飯碗牢牢端在自己手中。2017年12月28—29日,中央農(nóng)村工作會議首次提出走中國特色社會主義鄉(xiāng)村振興道路,首次明確了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略“三步走”的時間表。鄉(xiāng)村振興的最終目標是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)強、農(nóng)村美、農(nóng)民富,因而其目標實現(xiàn)的重要基礎(chǔ)必將是耕地面積足、土壤質(zhì)量高、生態(tài)環(huán)境好。與生態(tài)文明建設(shè)一樣,土壤也必將在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施中發(fā)揮重要的作用。土壤資源的保護、治理、高效利用和可持續(xù)管理是其中非常重要的環(huán)節(jié),既要確保適宜農(nóng)業(yè)的土壤保護好、利用好,穩(wěn)定和不斷提高糧食生產(chǎn)能力,又要減少農(nóng)藥化學品投入,保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和水土環(huán)境安全。
3.4農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
美麗中國建設(shè)基于農(nóng)業(yè)永續(xù)利用。為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,國家多部門采取了多種有效的行動。中共中央、國務(wù)院于2015年2月1日出臺了《關(guān)于加大改革創(chuàng)新力度加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的若干意見》,指出要不斷加強糧食生產(chǎn)能力,深入推進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全水平,強化農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新驅(qū)動作用,加強農(nóng)業(yè)生態(tài)治理等。2015年2月17日農(nóng)業(yè)部印發(fā)的《到2020年化肥使用量零增長行動方案》和《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》對于維持土壤和食品安全、防控面源污染方面將起到積極的推動作用。2015年5月20日,農(nóng)業(yè)部等8部門聯(lián)合印發(fā)的《全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015—2030年)》指出農(nóng)業(yè)關(guān)乎國家食物安全、資源安全和生態(tài)安全。
大力推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,是實現(xiàn)“五位一體”戰(zhàn)略布局和建設(shè)美麗中國的必然選擇。2015年8月7日,國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的意見》,要求至2020年建成8億畝高標準農(nóng)田。2015年10月28日,農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《耕地質(zhì)量保護與提升行動方案》,提出要推動實施耕地質(zhì)量保護與提升行動,著力提升耕地內(nèi)在質(zhì)量,實現(xiàn)“藏糧于地”,夯實國家糧食安全基礎(chǔ)。2016年6月22日,國土資源部印發(fā)了《全國土地利用總體規(guī)劃綱要(2006—2020年)調(diào)整方案》,指出至2020年全國耕地保有量為18.65億畝以上,基本農(nóng)田保護面積為15.46億畝以上。2017年2月17日,國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布了《關(guān)于扎實推進高標準農(nóng)田建設(shè)的意見》[33],為扎實推進高標準農(nóng)田建設(shè),盡快補齊農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施短板和提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力給出了指導意見。2017年9月21日,國土資源部、農(nóng)業(yè)部聯(lián)合召開新聞發(fā)布會,對外公布全國已劃定永久基本農(nóng)田15.50億畝。
概括來說,農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中與土壤相關(guān)的重要舉措主要體現(xiàn)在三個方面:首先是保持足夠的耕作土壤面積;其次是提高土壤質(zhì)量,防治土壤退化;然后是實現(xiàn)可持續(xù)的土壤管理,提高養(yǎng)分利用率,降低土壤利用過程中土壤養(yǎng)分耗散和流失,以終實現(xiàn)糧食產(chǎn)量、質(zhì)量及生態(tài)環(huán)境的安全。
3.5土壤污染防治
美麗中國根植于健康土壤。土壤污染嚴重制約土壤功能和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的發(fā)揮,深度阻礙經(jīng)濟、社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。2014年4月17日環(huán)境保護部和國土資源部發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示,全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀,部分地區(qū)土壤污染較重,耕地土壤環(huán)境質(zhì)量堪憂,工礦業(yè)廢棄地土壤環(huán)境問題突出。全國土壤總的點位超標率為16.1%,其中鎘污染點位超標率為7.0%,滴滴涕點位超標率為1.9%。
為加強土壤污染防治,逐步改善土壤環(huán)境質(zhì)量,2016年5月28日國務(wù)院印發(fā)了《土壤污染防治行動計劃》(簡稱“土十條”),明確提出要加快推進土壤污染防治立法。“土十條”可以說是土壤污染防治事業(yè)的里程碑。2017年6月27日第十二屆全國人大常委會第二十八次會議對《中華人民共和國土壤污染防治法(草案)》進行了初審,2017年12月22日第三十一次會議對草案進行了二審。十九大報告指出要強化土壤污染管控和修復,加強農(nóng)業(yè)面源污染防治,開展農(nóng)村人居環(huán)境整治行動。可見,土壤污染防治逐步受到了國家的高度重視。保持土壤健康是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路,只有健康的土壤,才有健康的食物、健康的生活。
4土壤學服務(wù)可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)
4.1重視因地制宜,優(yōu)化農(nóng)業(yè)布局,將可持續(xù)性作為區(qū)域發(fā)展的重要考量
我國耕地面臨質(zhì)量下降和面積減少的雙重壓力,但農(nóng)業(yè)布局優(yōu)化或可產(chǎn)生巨大的潛力。快速城市化和工業(yè)化等對優(yōu)質(zhì)耕地的占用勢頭仍在繼續(xù),占補平衡補充耕地質(zhì)量不高,守住18億畝耕地紅線的壓力越來越大。
為確保國家糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)安全,保護和治理土壤相結(jié)合、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水土資源承載力相匹配顯得尤為重要,優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局、調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式顯得尤為迫切。新近研究顯示,優(yōu)化全球現(xiàn)今的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)和灌溉農(nóng)業(yè)作物布局,年均糧食產(chǎn)量將增加17億噸,可多養(yǎng)活世界8.25億人口,同時雨水和灌溉水年均消耗量可分別降低14%和12%。具體到我國,年均糧食產(chǎn)量或?qū)⑻岣?54萬噸,雨水和灌溉水年均消耗量則分別降低125億立方米和20億立方米,水年均消耗量降低比例均為3%。在優(yōu)化作物布局的基礎(chǔ)上,如果再逐步采取措施使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變,我國農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)能力和節(jié)約高效用水能力將得到進一步提升。
從30年來我國糧食重心不斷北移的事實來看,區(qū)域水土資源協(xié)調(diào)開發(fā)和利用面臨一定的挑戰(zhàn)。糧食生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)移的原因是多方面的,但目前東南山地丘陵區(qū)光、熱、水資源的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力未能有效發(fā)揮是顯而易見的。由于地形條件的限制,南方山地丘陵機械化作業(yè)困難,加之工業(yè)化和城市化對勞動力的吸引,規(guī)模農(nóng)業(yè)難以實現(xiàn),農(nóng)業(yè)的工業(yè)化進程相對較慢,因此農(nóng)業(yè)土地不斷邊際化。而與此同時,北方種植業(yè)規(guī)模不斷擴大,為滿足其不斷擴張,水資源消耗遠大于補給,造成地表和地下水資源的過度利用乃至逐步耗竭,這無疑是不可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展方式。東北地區(qū)水資源雖然整體上較為豐富,但目前同樣已處于負增長態(tài)勢,因此北方灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī)模應該基于科學的規(guī)劃,而不能盲目跟隨市場需求的步伐,只注重眼前的利益,忽視其長期生態(tài)和環(huán)境效應。
同樣,在北方農(nóng)牧交錯區(qū),應推進糧草兼顧型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,謹慎發(fā)展傳統(tǒng)種植業(yè),轉(zhuǎn)向以畜牧業(yè)為中心,以青飼作物為主,挖掘飼草料生產(chǎn)潛力,促進草畜平衡,推動畜牧業(yè)由傳統(tǒng)的游牧向現(xiàn)代牧業(yè)轉(zhuǎn)變。并積極開展已墾草原治理,平整廢棄耕地,恢復草原植被,增強農(nóng)牧區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的維持能力。
4.2發(fā)揮土壤的整體功能,協(xié)調(diào)部門利益服務(wù)國家整體利益
《全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015—2030年)》提出了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的總體思路,綜合考慮各地農(nóng)業(yè)資源承載力、環(huán)境容量、生態(tài)類型和發(fā)展基礎(chǔ)等因素,劃定了農(nóng)業(yè)區(qū)域布局,包括優(yōu)化發(fā)展區(qū)、適度發(fā)展區(qū)和保護發(fā)展區(qū)。為更有效地貫徹落實農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃,需充分評估不同區(qū)域、不同類型土壤主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能,獲取區(qū)域和國家等不同尺度的土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)清單。清單獲取是一項重要工程,可根據(jù)土壤的適耕性、有機碳含量、持水量、基礎(chǔ)設(shè)施支持能力及文化遺存保存能力等屬性,評估土壤生態(tài)系統(tǒng)各項服務(wù)功能(糧食安全、氣候調(diào)節(jié)、水分調(diào)節(jié)和社會文化服務(wù)),再基于每類土壤的特點劃定其最主要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。我國土壤類型多樣,應針對不同土壤的主要生態(tài)系統(tǒng)功能進行利用和管理,實現(xiàn)土壤的可持續(xù)利用和總體功能的最大發(fā)揮。
4.3尊重土壤科學成果,實現(xiàn)知識和數(shù)據(jù)共享,彌補基礎(chǔ)研究不足的短板
我國土壤資源調(diào)查工作基礎(chǔ)薄弱,且擁有土壤數(shù)據(jù)的部門關(guān)注重點各有不同,土壤數(shù)據(jù)共享明顯不足。相關(guān)部門應形成合力,共同推動我國涵蓋土壤肥力、污染、地球化學、地理分布等屬性的土壤綜合數(shù)據(jù)庫共建共享,并加強土壤資源的調(diào)查研究,建立全國土壤樣品庫,以期為全面科學評估土壤質(zhì)量、功能和演變提供數(shù)據(jù)、模型和決策支持。
土壤學服務(wù)可持續(xù)發(fā)展目標的直接體現(xiàn)之一是土壤科技成果的轉(zhuǎn)化。我國應針對土壤退化的實際問題,著力加強土壤學基礎(chǔ)和應用研究。土壤學科技工作者應緊密圍繞可持續(xù)發(fā)展中的土壤相關(guān)問題,著眼于提出更加科學的土壤可持續(xù)利用和管理方案,加強與企業(yè)及基層農(nóng)技服務(wù)站等的合作,研制出防控土壤退化的過硬技術(shù)和產(chǎn)品,把論文寫在祖國的大地上。
4.4加強科普宣傳,集聚社會共識,制定更加嚴格的土壤保護政策
全球范圍內(nèi),人類過度或不恰當?shù)睦靡呀?jīng)導致大約33%的土壤處于退化狀態(tài),但政府、企業(yè)和公眾卻似乎并未像對待金融危機、霧霾或其他社會問題那樣嚴肅地對待土壤退化問題。人類活動正在以驚人的速度重塑全球地貌,在極短的時間內(nèi)已造成可與地質(zhì)作用相比擬的影響。我們對待土壤資源的態(tài)度深刻影響著人類的生存與發(fā)展。
當前人類面臨的一個重大卻鮮為人知的危機是,人類活動造成的土壤侵蝕速率遠遠超過其形成速率。據(jù)統(tǒng)計,我國水土流失面積達295萬平方公里,年均土壤侵蝕量45億噸。這代表著我國近1/3的國土面積范圍內(nèi),表層土壤以1毫米的年平均侵蝕速率消失掉。以這樣的速率進行下去,只需幾百年就足以讓大部分的表土層消失殆盡。雖然1毫米的年平均侵蝕速率聽起來并不快,但自然環(huán)境中土壤的年平均形成速率比這一速率慢十倍甚至百倍。因此,目前水土保持部門制定的“土壤允許流失量”實際上還是遠大于實際的土壤形成速率,從長遠來看,很多區(qū)域的土壤勢必進一步退化而難以得到保護。而正在迅速消耗的肥沃表土層資源,正是支持人類生存延續(xù)的必需品。因此,加強土壤科普宣傳尤為重要,公眾需增強愛土護土的意識,真正認識到土壤存量和質(zhì)量關(guān)乎自身及后代的生存與發(fā)展。
在農(nóng)業(yè)實踐中,針對土壤流失較快的南方山地丘陵、東北黑土地區(qū)、西部生態(tài)脆弱區(qū),應大力推行保護性的耕作措施,將土壤消耗降到最低,實現(xiàn)保持水土、培肥地力、增加產(chǎn)量、固碳減排的多贏局面。對于生態(tài)脆弱帶,應大力推動基于土壤承載力的輪作休耕制度的實施,以達到有效保護耕地、優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的目的。
從土壤污染防治法走向土壤保護法是實現(xiàn)我國土壤可持續(xù)利用和管理的內(nèi)在要求。必須摒棄“先污染,后治理”或“邊破壞,邊治理”的發(fā)展模式。當前,全社會對土壤污染造成的生態(tài)安全和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題高度關(guān)注,為土壤污染防治立法集聚了社會共識。而在水土流失、土壤承載力、面源污染等方面,缺乏足夠的關(guān)注度和有約束力的管控制度,造成了嚴重的土壤和環(huán)境問題。因此,實現(xiàn)土壤的可持續(xù)利用,需要大力推進全方位的土壤保護立法,制定更加嚴格的土壤保護法律法規(guī),促進可持續(xù)土壤資源管理政策的實施。
5結(jié)語
土壤是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ),為人類提供著不可替代的、重要的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。因人類的不合理利用和管理造成了土壤退化,繼而威脅糧食安全和生態(tài)環(huán)境健康,而恢復和維持土壤生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是解決問題的重要出路。當前,我國高度重視糧食安全、精準脫貧、生態(tài)文明建設(shè)、鄉(xiāng)村振興、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、土壤污染防治等重要領(lǐng)域,這既是自身發(fā)展的需要,也是對聯(lián)合國《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》的積極響應,而土壤資源的可持續(xù)利用和管理勢必在這些重要領(lǐng)域中發(fā)揮關(guān)鍵作用。我國應增強有針對性和創(chuàng)新性的土壤學研究,加強土壤學與相鄰學科的合作,積極呼吁全社會珍愛和保護土壤這一不可再生資源,推動土壤科學成果共享,促進土壤利用與管理政策的協(xié)調(diào),推動更嚴格的土壤保護立法,從而服務(wù)可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。