朱海平 葉雪珠 劉林敏 陳曉佳 丁 野

(1.浙江省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，浙江 杭州 310003；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所，浙江 杭州 310021；3.松陽縣農(nóng)業(yè)局，浙江 麗水 323400；4.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所，浙江 杭州 310021)

我國土壤環(huán)境質(zhì)量不容樂觀，據(jù)2014年4月17日環(huán)境保護(hù)部和國土資源部共同完成的首次《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示，全國耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%、1.1%，主要污染物為Cd、Ni、Cu、As、Hg、Pb、滴滴涕、多環(huán)芳烴等。土壤污染不僅可對(duì)農(nóng)作物生長造成直接影響，還可以通過食物鏈的富集作用對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在威脅[1]。近年來，我國許多地區(qū)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量作了較為廣泛的調(diào)查與評(píng)價(jià)[2-6]，現(xiàn)階段的研究主要只考慮土壤污染[7-9]，將土壤、灌溉水、空氣等環(huán)境要素綜合考慮并進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)的研究不多。本研究以安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)，對(duì)浙江省松陽縣開展了產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，綜合考慮土壤、灌溉水、空氣等環(huán)境要素，根據(jù)《綠色食品 產(chǎn)地環(huán)境調(diào)查、監(jiān)測與評(píng)價(jià)規(guī)范》(NY/T 1054—2013)和《無公害食品 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量調(diào)查規(guī)范》(NY/T 5335—2006)產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)進(jìn)行安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)，旨在推動(dòng)松陽縣安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展。

1 松陽縣農(nóng)業(yè)概況

松陽縣位于浙江省西南部，地處119°10′～119°42′E、28°14′～28°37′N。地貌以低山丘陵為主。氣候四季分明，光照充足，雨量充沛，冬暖春早，無霜期長。土壤類型主要有黃壤、紅壤、粗骨土、潮土和水稻土。松陽縣農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤土體較為深厚，有機(jī)質(zhì)含量較高，以弱酸性和酸性土壤為主[10-14]。松陽縣傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品有糧、煙、茶、果等，自古以來為浙南產(chǎn)糧縣，享有“處州大米出松陽”之稱譽(yù)。

2 研究方法

2.1 樣品采集和分析

土壤樣品采樣點(diǎn)和灌溉水樣品采樣點(diǎn)分布如圖1所示。灌溉水樣品共采集49個(gè)，其中茶葉基地16個(gè)，蔬菜、水稻等其他基地33個(gè)。灌溉水檢測指標(biāo)包括pH、總Hg、總Cd、總As、總Pb、六價(jià)Cr、氟化物、化學(xué)需氧量、石油類9項(xiàng)。共布設(shè)土壤樣品采樣點(diǎn)500個(gè)，其中包括茶園133個(gè)，果園34個(gè)，水田82個(gè)，旱田251個(gè)，檢測指標(biāo)包括pH、總Cd、總Hg、總As、總Pb、總Cr、總Cu。

圖1 土壤樣品和灌溉水樣品采樣點(diǎn)分布圖Fig.1 Distribution of soil sample and irrigation water sample sites

經(jīng)調(diào)查，松陽縣農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地周圍5 km及主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向20 km內(nèi)無明顯空氣污染源，根據(jù)NY/T 1054—2013，空氣質(zhì)量免測。

2.2 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

根據(jù)NY/T 1054—2013和NY/T 5335—2006的評(píng)價(jià)方法，先進(jìn)行各項(xiàng)檢測指標(biāo)的單因子評(píng)價(jià)，然后進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

單因子評(píng)價(jià)采用單項(xiàng)污染指數(shù)法，計(jì)算公式如下：

Pi=ci/Si

(1)

式中：Pi為土壤或灌溉水的檢測項(xiàng)目i的單項(xiàng)污染指數(shù)；ci為土壤或灌溉水的檢測項(xiàng)目i的實(shí)測質(zhì)量濃度；Si為土壤或灌溉水的監(jiān)測項(xiàng)目i用于評(píng)價(jià)綠色食品或無公害食品的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。ci和Si的單位需要根據(jù)實(shí)際情況確定。

綜合評(píng)價(jià)采用綜合污染指數(shù)法，計(jì)算公式如下：

(2)

式中：P為土壤或灌溉水的綜合污染指數(shù)；Pmax為土壤或灌溉水的單項(xiàng)污染指數(shù)最大值；Pave為土壤或灌溉水的單項(xiàng)污染指數(shù)平均值。

2.3 安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)方法

采用地統(tǒng)計(jì)方法和GIS技術(shù)對(duì)松陽縣土壤重金屬濃度進(jìn)行空間分析并進(jìn)行安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)。松陽縣產(chǎn)地安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)在縣級(jí)層面上開展，以全縣域?yàn)閱挝贿M(jìn)行整體評(píng)價(jià)。綠色食品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)NY/T 1054—2013，其中本研究用到的重金屬標(biāo)準(zhǔn)限值見表1。

無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在NY/T 5335—2006的基礎(chǔ)上，按照不同種植作物類型的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體包括《無公害食品 水稻產(chǎn)地環(huán)境條件》(NY 5116—2002)、《無公害食品 蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件》(NY 5010—2002)、《無公害食品 茶葉產(chǎn)地環(huán)境條件》(NY 5020—2001)和《無公害食品 林果類產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境條件》(NY 5013—2006)等。

3 結(jié)果與討論

3.1 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1.1 灌溉水環(huán)境質(zhì)量

采集的49個(gè)灌溉水樣品各項(xiàng)檢測指標(biāo)濃度均達(dá)到NY/T 1054—2013的要求。灌溉水樣品的各項(xiàng)檢測指標(biāo)單項(xiàng)污染指數(shù)均小于1；綜合污染指數(shù)為0.34，屬“清潔”水平?？梢姡申柨h灌溉水適宜于開展安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。

表1 綠色食品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3.1.2 土壤環(huán)境質(zhì)量

單項(xiàng)污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，松陽縣土壤環(huán)境質(zhì)量總體較好，總Hg、總As、總Cr、總Cu、總Cd和總Pb平均濃度未超過NY/T 1054—2013的標(biāo)準(zhǔn)限值，但部分點(diǎn)位的總Pb和總Cd濃度有所偏高。從地域分布上看，土壤總Cd濃度呈現(xiàn)山地高于平地，旱地高于水田的趨勢。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，自然土壤中Cd主要來源于地質(zhì)背景的土壤母質(zhì)，與大氣沉降無明顯相關(guān)[15]。松陽縣土壤總Pb濃度分布如圖2所示，總Pb濃度總體較高可能與麗水地區(qū)礦藏開采等原因有一定關(guān)系[16]。

圖2 松陽縣農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤總Pb質(zhì)量濃度分布Fig.2 Distribution of agricultural products production region soil total Pb mass concentrations in Songyang County

將實(shí)測土壤檢測指標(biāo)的濃度與綠色食品、無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較，可初步發(fā)現(xiàn)松陽縣適宜于無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)地面積占總評(píng)價(jià)面積的86.0%，適宜于綠色食品生產(chǎn)的產(chǎn)地面積占71.6%。導(dǎo)致兩者面積差異的原因主要是綠色食品與無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地的土壤總Pb環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不同，前者總Pb的標(biāo)準(zhǔn)值為50 mg/kg，而后者為250 mg/kg。從表2可見，在全縣500個(gè)調(diào)查樣品中，按綠色食品標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，總Pb超標(biāo)率為21.6%，而按無公害農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，超標(biāo)率為0.6%。對(duì)各類農(nóng)業(yè)種植用地分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如表3所示。綠色食品產(chǎn)地標(biāo)準(zhǔn)的符合率均表現(xiàn)為果園>茶園>水田>旱地。

3.2 安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)

由于綠色食品標(biāo)準(zhǔn)要求總Pb標(biāo)準(zhǔn)值嚴(yán)于無公害農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此無公害農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地實(shí)際上包含了綠色食品產(chǎn)地。在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)時(shí)將符合綠色食品標(biāo)準(zhǔn)要求的區(qū)域劃分為綠色食品生產(chǎn)適宜區(qū)，將除綠色食品產(chǎn)地以外的符合無公害農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的區(qū)域劃分為無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜區(qū)，不符合無公害農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的區(qū)域劃分為綠色食品/無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)非適宜區(qū)(簡稱非適宜區(qū))，評(píng)價(jià)結(jié)果見圖3。綠色食品生產(chǎn)適宜區(qū)、無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜區(qū)和非適宜區(qū)的面積分別占總評(píng)價(jià)面積的71.6%、14.4%、14.0%。綠色食品生產(chǎn)適宜區(qū)的功能定位是打造綠色食品為重點(diǎn)的安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)。無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜區(qū)的功能定位是加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，打造無公害農(nóng)產(chǎn)品為重點(diǎn)的安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)。非適宜區(qū)應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，有針對(duì)性的采取調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)環(huán)境治理和管理等措施，確保逐步達(dá)到安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的要求。

表2 土壤重金屬質(zhì)量濃度檢測結(jié)果

表3 各類農(nóng)業(yè)種植用地分類評(píng)價(jià)結(jié)果

圖3 松陽縣安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)Fig.3 Regional suitable distribution of safe agricultural products in Songyang County

3.3 安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的實(shí)踐

產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量是影響安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的重要因素之一[17]。一般情況下，土壤環(huán)境質(zhì)量對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的影響主要有3個(gè)方面：一是土壤環(huán)境檢測指標(biāo)本身的影響，如土壤重金屬濃度總量較高；二是環(huán)境條件對(duì)土壤重金屬生物有效性的影響，如土壤酸堿度；三是農(nóng)作物對(duì)重金屬的敏感性。浙江省曾研究了18種農(nóng)作物中重金屬濃度與土壤重金屬濃度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)早稻、晚稻、西蘭花、蘿卜等農(nóng)作物的Cd積累與土壤Cd濃度有顯著正相關(guān)關(guān)系[18]。松陽縣是浙江省綠色農(nóng)產(chǎn)品的主產(chǎn)區(qū)，依據(jù)安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)，目前已在綠色食品生產(chǎn)適宜區(qū)創(chuàng)建了近70 km2的綠色食品原料(茶葉)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)基地，建立了病蟲害綠色防控體系、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)體系、測土配方施肥化肥減量增效技術(shù)體系、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測體系和農(nóng)業(yè)投入物風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制等。在無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜區(qū)發(fā)展了73個(gè)無公害農(nóng)產(chǎn)品。松陽縣正以安全農(nóng)產(chǎn)品分區(qū)為依據(jù)，采取措施，加大政策扶持力度，大力發(fā)展綠色食品和無公害農(nóng)產(chǎn)品。在綠色食品生產(chǎn)適宜區(qū)和無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜區(qū)進(jìn)一步開展產(chǎn)地環(huán)境檢測和土壤環(huán)境保護(hù)，通過調(diào)整農(nóng)業(yè)種植模式和種植結(jié)構(gòu)確保農(nóng)產(chǎn)品的安全。

4 小 結(jié)

松陽縣農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤、灌溉水和空氣質(zhì)量均適宜于開展安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。綠色食品生產(chǎn)適宜區(qū)、無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜區(qū)和非適宜區(qū)的產(chǎn)地面積占總評(píng)價(jià)面積的71.6%、14.4%、14.0%，其中適合安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)地面積達(dá)到86.0%。目前，松陽縣正在以安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)適宜性分區(qū)為依據(jù)，大力發(fā)展綠色食品和無公害農(nóng)產(chǎn)品。

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