武春林，王瑞廷，丁坤，韓玲

(1.西北有色地質礦業(yè)集團，陜西 西安 710054；2.長安大學地質工程與測繪學院，陜西 西安 710054；3.長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710054)

20世紀70年代以來，隨著世界人口增加，全球經(jīng)濟和工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染加劇、土壤質量退化、農(nóng)作物生產(chǎn)力水平和品質下降等生態(tài)環(huán)境問題日益嚴重，耕地面積不斷減少，土壤質量調查與評價成為國內外學者研究的熱點(WARKENTIN BP et al.，1977，1995；趙其國等，1997；成杭新等，1999；謝學錦等，2004；WIENHOLD B J et al.，2004，2005；黃勇等，2008，2009；汪媛媛等，2011；XIE Xuejing et al.，2014；YAO Wensheng et al.，2014)。

土壤質量地球化學評價的實質就是利用地球化學方法和指標體系，評價土壤在特定區(qū)域及氣候條件下實現(xiàn)其功能的程度及評估其存在的潛在風險。這項工作是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展重要的指導思想和科學依據(jù)，但目前尚缺乏統(tǒng)一的評價指標體系及評價方法(朱立新，1994；朱立新等，1994；BLENKOV Э К，1995；謝學錦等，2002；楊忠芳等，2002；王平等，2004；奚小環(huán)，2009；謝學錦等，2010；楊少平等，2011；LI Min et al.，2014；YANG Zhongfang et al.，2014)。

土壤質量地球化學調查與評價是土地質量地球化學調查工作的核心工作手段。專家學者們以生態(tài)地球化學理論為依托，通過集成創(chuàng)新土地質量地球化學調查、評價、監(jiān)測、預警等方法技術，形成系列技術規(guī)范(夏家淇等，1995；中國環(huán)境監(jiān)測總站等，2005；葉家瑜等，2005；周國華等，2008；成杭新等，2014；文冬光等，2014；奚小環(huán)等，2015；楊忠芳等，2014，2015，2016)，構建土地質量地球化學評價的框架、思路和方法，以土壤圈為中心評價地球系統(tǒng)，涵蓋土壤、大氣干濕沉降物、灌溉水、農(nóng)作物等方面，突破傳統(tǒng)指標評價體系，為全面判斷土地質量現(xiàn)狀提供方法指導。筆者主要論述土壤質量的調查與評價工作，不涉及大氣沉降、灌溉水和農(nóng)作物等的方面內容，研究范疇包含于土地質量地球化學調查評價。

土壤質量地球化學調查涵蓋地質、生態(tài)、水文、農(nóng)業(yè)、土壤和微生物等領域，研究元素及有機污染物在不同生態(tài)系統(tǒng)中的分布分配特征、地球化學循環(huán)過程，及其對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的影響(楊忠芳等，2004，2005a，2005b；成杭新等，2004，2008；奚小環(huán)，2004，2005，2007，2008；周國華等，2009)。這項研究以生態(tài)系統(tǒng)為研究單元、以物質在生態(tài)系統(tǒng)各環(huán)境要素中的循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)間的遷移為主線、以化學元素和有害物質對生物體的影響為中心，著重在不同空間尺度上進行生態(tài)地球化學研究，探索地球化學問題中主要元素的成因來源、遷移轉化、生態(tài)效應、變化趨勢全過程。它的應用領域包括農(nóng)業(yè)和土地利用規(guī)劃、灌溉和飲用水的質量、養(yǎng)殖業(yè)和漁業(yè)、醫(yī)藥與公共衛(wèi)生、環(huán)境污染、野生動植物保護、城市化學環(huán)境的改造等(THORNTON I，1993；林景星等，2003；奚小環(huán)，2003；施俊法等，2003)。

1 土壤質量地球化學調查與評價的研究對象、內容及方法

1.1 土壤質量地球化學調查與評價的研究對象和內容

土壤地球化學調查針對不同尺度地質生態(tài)系統(tǒng)開展工作，在研究中要劃分和評價非均質的復合地球化學場的天然及人為影響程度，并將這些成果反映在不同比例尺的圖件上(表1)。

表1 土壤質量地球化學調查評價的工作等級和研究內容表Tab.1 The grade and content of geochemical survey and evaluation for soil quality

注：依據(jù)奚小環(huán)等，2015；楊忠芳等，2015，2016等綜合。

該項工作的主要對象為農(nóng)業(yè)土壤，采樣介質為土壤耕作層、成土母質、底積物等，樣品分析測試的指標主要包括Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、TC、Corg、pH值以及與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關的土壤元素有效態(tài)、形態(tài)、價態(tài)，土壤有機污染物等(奚小環(huán)等，2015；楊忠芳等，2016)。

通過土壤質量地球化學調查工作可以獲取研究區(qū)土壤背景值/基準值的地球化學特征，對一個地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況作出總的評估；在對某一具體地區(qū)及其實際狀況作綜合性多功能評估的基礎上，提出土地合理利用的策略；同時根據(jù)獲得的精確地質-地球化學資料編制出一系列地球化學成果圖，包括區(qū)域地球化學圖、異常及地球化學分區(qū)圖、土地質量地球化學等級圖、名優(yōu)特農(nóng)產(chǎn)品種植建議圖、配方施肥建議圖及土地利用規(guī)劃建議圖等各種地球化學圖件。

具體的研究內容主要有以下幾個方面。

(1)土地合理使用和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃。通過查明土壤中有益元素和有害元素的分布分配特征、共生組合規(guī)律，結合研究區(qū)地質地貌、生態(tài)區(qū)劃、人類活動等各項指標的研究，利用多目標地球化學填圖方法，可以編制出一系列全新的圖件，從而為土地合理利用、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的制定提供依據(jù)。

(2)區(qū)域生態(tài)環(huán)境質量評估。對環(huán)境要素進行質量評價，核心是查明各種污染物在生態(tài)環(huán)境中的含量、遷移、轉化，及對人類社會的影響。在具體的調查研究過程中，不僅要考慮其總量，而且要研究化學元素和污染物的各種相態(tài)及它們對生態(tài)環(huán)境的影響。此外，除對重金屬進行研究外，還要查明有機污染物和放射性核素的含量和分布特征。

(3)土壤肥力評估。利用土壤地球化學勘查資料對土壤肥力進行評估的工作主要集中在常量 (全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、有效鉀以及有機質總量)和微量(B、Zn、Mo、Mn、Fe、Cu、Cl、Co、Se、V等)營養(yǎng)元素含量的評估上。

(4)地方病防治和動植物健康研究。地表環(huán)境是動植物賴以生存的場所，它們的健康、疾病與生態(tài)地理環(huán)境的性質、變化緊密相關。地球化學填圖能反映出調查區(qū)表生環(huán)境元素含量與地殼克拉克值的差異程度，并用各種地球化學圖件或參數(shù)表示出來，這對于區(qū)內地方病的防治和動植物的健康研究具有很重要的指導意義。

1.2 土壤質量地球化學調查與評價的研究方法

1.2.1 調查方法

目前，中國正在開展的土地質量地球化學調查分為國家—省級、市—縣級、鄉(xiāng)—鎮(zhèn)級和村—組級共4個層次(尺度)進行。主要工作方法有面積性土壤地球化學測量、土壤垂向剖面測量、綜合地質地球化學剖面測量、灌溉水(飲用水)調查、大氣干濕沉降物調查、以及農(nóng)作物及其根系土調查，系統(tǒng)采集土壤、農(nóng)作物及其根系土、大氣干濕沉降、灌溉水等各類介質樣品(周國華等，2008；楊忠芳等，2015，2016)。筆者僅針對土壤質量地球化學調查進行概述。

土壤質量地球化學調查的核心工作方法是面積性土壤地球化學調查工作，它的指導思路是按照一定的空間網(wǎng)度，采用網(wǎng)格化采樣方法，遵循代表性原則采集樣品，具體的采樣要求見表2、表3。

表2 土壤質量地球化學調查采樣密度范圍與測網(wǎng)布設表Tab.2 The sampling density and network layout of geochemical survey for soil quality

注：深層土壤采樣僅在1∶250000尺度開展，采樣密度為表層樣品的1/4。

1.2.2 評價指標體系

土壤質量指標用于描述土壤質量及其相關的人類活動，包括土地滿足人類需求的條件及其變化以及相關的人類行為。目前普遍認為土壤質量是不能直接測定的指標，需要通過測定不同的土壤性狀來反映土壤整體質量，所以評價土壤質量必須借助一定的評價指標體系。當前土壤質量研究的焦點是哪些土壤性質應該作為土壤質量評價指標(趙傳冬等，2003；劉占鋒等，2006；奚小環(huán)，2006；楊忠芳等，2007；聶蘭仕等，2011；李朝奎等，2011)。

土壤質量不可能由單一的指標表示，必須由足夠的代表土壤化學、生物和物理性質和過程的復雜指標組成，筆者主要討論地球化學指標和評價體系。土壤地球化學質量評價指標可以被簡單的定義為對土壤功能變化最敏感的地球化學性質和過程，眾多的土壤地球化學指標組成最小數(shù)據(jù)集，用來間接的評價土壤功能。

表3 土壤質量地球化學調查采樣要求表Tab.3 The sampling requirements of geochemical survey for soil quality

注：依據(jù)周國華等，2008；奚小環(huán)等，2015；楊忠芳等，2015，2016等綜合。

選擇評價指標時應遵循以下原則：①主導性原則，從影響土壤質量的眾多屬性中選擇影響土壤質量的限制性因子，以保證土壤質量評價的科學性。②獨立性原則，所選的指標應既能反映土壤的綜合性質且指標間具有獨立性，避免信息的重疊。③敏感性和穩(wěn)定性原則，所選指標應能夠敏感地反映土壤質量的變化，且在一定時空內具有穩(wěn)定性。

隨著數(shù)字化信息技術在農(nóng)業(yè)研究中的應用，定量化數(shù)字方法在土壤質量評價中得到廣泛的應用及青睞。土壤質量定量評價工作的基本思想是根據(jù)可獲知的土壤外部屬性運用數(shù)學方法對土壤內在屬性進行量化表達，從而達到認識土壤內部性質為有效管理和保護土壤，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)的目的。

適宜的評價指標和適當?shù)脑u價方法是影響土壤質量評價結果的關鍵因素，標準化的方法一般包括3個內容： ①篩選具有代表性的評價指標。②確定評價指標的權重。③建立適宜的數(shù)學模型進行土壤質量評價。

土壤質量評價工作都是圍繞著這3個內容進行，每個過程都會影響土壤質量評價結果的準確度，且每個內容本身也是一個獨立的研究內容。因此，指標體系最小數(shù)據(jù)集篩選方法、評價指標轉化的數(shù)學模型、定量化評價方法是當前土壤質量評價研究的熱點(劉占鋒等，2006；汪媛媛等，2011)。

目前，國內外土壤質量的評價方法，按大類可分為指數(shù)法、模型法、GIS 參與法以及時空動態(tài)監(jiān)測評價方法等(NEMEROW N L，1974；吳新民等，2003；黃勇等，2008；余濤等，2008a，2008b；劉坤等，2008；劉晨等，2008；王洪翠等，2008；楊忠芳等，2008；秦雯雯等，2011；楊剛等，2011；王立勝等，2012；于成廣等，2012；姚振等，2012)，具體的指標選取和評價方法分類見表4、表5。

表4 土壤質量地球化學評價指標分類表Tab.4 The classification of geochemical evaluation indexes for soil quality

注：依據(jù)奚小環(huán)等，2015；楊忠芳等，2015，2016等綜合整理。

表5 土壤質量地球化學評價方法分類表Tab.5 The methods of geochemical evaluation for soil quality

注：具體評價方法描述見文中提到的相關參考文獻。

土壤是具有多方面功能的綜合體，土壤質量作為土壤內部屬性不能直接被人們認識，必須對一系列土壤性質進行綜合評價才能間接了解，土壤質量評價必須是土壤多方面功能的綜合(林景星等，2003；黃勇等，2008，2009；汪媛媛等，2011；王淑敏等，2011；王思翀，2011)。

中國現(xiàn)行的土壤質量地球化學評價，主要是綜合土壤中養(yǎng)分元素、健康元素、環(huán)境元素和理化性質，以及大氣干濕沉降物、灌溉水質量等因素，依據(jù)已有標準進行等級劃分。未來應加強對土壤質量評價指標體系與評價方法的研究，包括針對不同的土壤功能，選擇土壤質量評價指標體系，對閾值、定量化、評價方法和評價模型進行研究(劉占鋒等，2006；和莉莉等，2008；王淑敏等，2011；王思翀，2011；蔡美芳等，2014；紀小鳳等，2016)。

2 土壤質量地球化學調查與評價的歷史沿革、研究現(xiàn)狀及進展

中國土壤質量地球化學調查工作可以劃分為3個階段：在20世紀80年代以前，屬早期起步階段，主要針對全國土壤開展少量概略性調研工作；20世紀最后十年，屬探索與發(fā)展階段，開展多項水工環(huán)調查工作，對土壤地球化學污染逐步重視；21世紀以來，土壤質量地球化學調查與評價工作高速發(fā)展，不同層級的調查項目廣泛開展，我們對土壤家底有了較清晰的掌握。未來十幾年，這項工作將邁向高峰，為社會經(jīng)濟發(fā)展提供堅實基礎和有力支撐。

2.1 早期土壤調查與研究起步階段

1930年，國民政府農(nóng)商部地質調查所受中華教育文化基金董事會的委托，從事中國土壤調查與研究，并成立土壤研究室。當時中國對土壤的調查研究幾乎為一張白紙，因此以開展區(qū)域概測為主，進行全國性調查。土壤調查的工作先后在山東、陜西、河北、甘肅、廣西、廣東及江西等省展開，足跡遍布全國(程裕淇等，1996)。通過大量的野外地質工作調查，撰寫了調查報告及有關論文一百余篇，并在此基礎上編制了中國第一幅比例尺為1∶750萬的中國土壤概圖，編印出版了專著《中國土壤地理》。

2.2 探索與發(fā)展階段

20世紀90年代，隨著工業(yè)化進程的加速，環(huán)境污染、全球變化與可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾已成為關乎人類生存發(fā)展的重大問題。1995年前后西方國家的科學家開始關注環(huán)境評價，但重點是礦山與礦業(yè)活動對環(huán)境污染的綜合評估及修復技術的發(fā)展(THORNTON I，1993；WIENHOLD B J et al.，2004)。

中國的勘查地球化學家較早意識并預測到了土壤污染的極端重要性。1993年，中國科學院院士謝學錦就曾指出：中國改革開放以來對工業(yè)化的過分追求及對環(huán)境問題的忽視，可能引發(fā)危及國家與民族存亡的區(qū)域性化學定時炸彈的形成與爆發(fā)，并提出從全國尺度上對土壤污染進行地球化學監(jiān)測。

1992年，原地礦部科技司設置了《全國環(huán)境地球化學監(jiān)測網(wǎng)絡及全國動態(tài)地球化學圖》的重大基礎研究項目。1999年根據(jù)該項目成果形成的《化學定時炸彈: 中國陸地環(huán)境面臨的新問題》(成杭新等，1999)一文中預測，中國東部、中南部的部分地區(qū)有可能在不同的時間階段及不同地區(qū)的大面積范圍內出現(xiàn)不同元素的化學定時炸彈。前些年湘江流域發(fā)現(xiàn)的土壤重金屬污染及部分作物重金屬超標也證實了上述預測。

1996年，地質礦產(chǎn)部實施“第二輪填圖”計劃，其宗旨是：加強地質礦產(chǎn)部制定的25個重點片區(qū)的區(qū)調工作；開拓新的服務領域。例如，農(nóng)業(yè)地質、災害地質、生態(tài)地質、環(huán)境地質等專題地質填圖及研究；完善和發(fā)展區(qū)調技術方法；建立全國區(qū)域地質調查數(shù)據(jù)庫及不同比例尺數(shù)字地質圖圖庫等。之后，逐步迎來了中國區(qū)域地質調查工作的新階段。

1999年，經(jīng)國務院批準，在財政部的大力支持下，國土資源部組織實施了為期12年的新一輪國土資源大調查，主要針對中國土地、礦產(chǎn)、海洋等自然資源和環(huán)境，開展基礎性、公益性、戰(zhàn)略性綜合調查評價和監(jiān)測預警等工作。

中國水工環(huán)地質工作不斷為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供支撐服務。2000年以前，中國共完成 1∶50萬～1∶20萬區(qū)域水文地質普查面積820萬km2，并依據(jù)國家需要，除西藏以外，各省(區(qū)、市)都編制了水文地質工程地質區(qū)劃、農(nóng)業(yè)水文地質區(qū)劃等，這些區(qū)劃在各地制定農(nóng)業(yè)區(qū)劃及農(nóng)業(yè)開發(fā)中得到應用。

上述區(qū)域地質、水工環(huán)地質領域的調查工作，為下一步土壤質量地球化學調查工作的提出和快速發(fā)展奠定了堅實的基礎。

2.3 土壤質量地球化學調查工作的高速發(fā)展階段

針對20世紀末的工作現(xiàn)狀，中國勘查地球化學家根據(jù)人多地少、人口密集分布、糧食主產(chǎn)區(qū)相對連片的特點，提出進行平原區(qū)的區(qū)域性地球化學調查(謝學錦等，2002)。

1999年，中國地質調查局正式啟動“多目標區(qū)域地球化學調查計劃”。通過十幾年的持續(xù)調查，初步完成全國土地地球化學調查工作，首次系統(tǒng)查明中國土地的地球化學狀況，為國家土地資源管理和土壤污染防治提供了重要的國情數(shù)據(jù)。

2000年以前，對土壤污染的研究一直停留在基礎科學層面，全國甚至沒有一個專門的機構來管理土壤污染問題。2003年，中國地質調查局根據(jù)1999～2001年在廣州、武漢、成都3個地區(qū)的調查結果，形成專報，引起黨和國家領導人的高度重視，促使“全國土壤現(xiàn)狀調查與污染防治”專項的提出和批準實施。

依據(jù)十幾年來的調查成果，2014年中國環(huán)境保護部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布了《全國土壤污染調查公報》；2015年中國地質調查局發(fā)布了《中國耕地地球化學調查報告(2015年)》；2016年中國地質調查局發(fā)布了《中國地球化學調查報告(2016年)》。

2014年，中國地質調查局調整業(yè)務布局，提出九大計劃、50項工程，其中“國土開發(fā)與保護基礎地質支撐計劃”中專門設置了“土地地球化學調查工程”。

2016年5月28日，國務院發(fā)布《土壤污染防治行動計劃》(即“土十條”)。2017年以來，中國逐步開展了大規(guī)模的土壤污染調查、防治和修復工作。

2018年1月，《第三次全國土地調查總體方案》經(jīng)國務院批準發(fā)布。這又是一項與土壤質量地球化學調查密切相關的國家級大規(guī)模重點工作。

土地質量地球化學調查評價工程，是土壤質量地球化學調查工作的拓展和深化，是在過去十余年開展的全國多目標區(qū)域地球化學調查基礎上，充分發(fā)揮勘查地球化學技術優(yōu)勢，服務土地質量與生態(tài)保護的一項工作。它既是全國多目標區(qū)域地球化學調查工作的延續(xù)，又拓展了土壤質量評價、監(jiān)測、預警與修復等多方面的工作，是摸清中國土地質量家底的重要手段，也是積極拓寬地質工作服務領域的重要舉措。

①中國地質調查局.中國耕地地球化學調查報告，2015.

②奚小環(huán).全國土地質量地球化學調查與評價概論講座，2017.

2.4 中國土壤質量地球化學調查的主要成果

(1)土壤國情概況。1999～2015年期間，全國完成多目標區(qū)域地球化學調查面積約為200萬km2(圖1)，基本覆蓋了東北平原、華北平原、四川盆地、長江中下游地區(qū)以及東南沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)(張德存等，2001；趙琦，2002；廖啟林等，2004；黃勇等，2008；余濤等，2008a，2008b；王洪翠等，2008；楊忠芳等，2008；王立勝等，2012；于成廣等，2012)。其中符合綠色農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質量標準的耕地面積占調查耕地面積的88.8%，無污染耕地占調查耕地總面積的91.8%。發(fā)現(xiàn)重金屬污染土地約占全部調查面積的13%。重金屬污染由北向南顯示面積擴大、含量增高及種類增多趨勢。與20世紀80年代相比，全國耕地全氮、有效磷、有效鉀含量增加明顯，有機碳總體也呈增加趨勢，但部分地區(qū)仍存在耕地有機質明顯下降、土壤酸化和堿化加劇等問題①。

(2)土地資源規(guī)劃管理。運用土地質量地球化學評價成果，為國土資源部門進行土地利用規(guī)劃調整完善，永久基本農(nóng)田劃定與保護，土壤污染治理修復，土地整治和表土剝離再利用工程，特色農(nóng)業(yè)開發(fā)等工作提供數(shù)據(jù)支撐。

(3)富硒土地開發(fā)與扶貧攻堅。截止2015年，全國發(fā)現(xiàn)富Se土地20.87萬km2，其中包括綠色富Se耕地5 244萬畝，主要成因與煤系地層、堿性花崗巖、碳質灰?guī)r及河湖相沉積作用等有關，類型繁多，分布廣泛②。

富Se土地開發(fā)目前在全國各地區(qū)普遍開展并取得顯著成果，年經(jīng)濟效益數(shù)以千億計，對于精準扶貧、永久脫貧發(fā)揮獨特作用。

(4)土壤重金屬污染。全國多目標區(qū)域地球化學調查揭示出大量土壤污染與土壤環(huán)境問題(VIARD B et al.，2004；和莉莉等，2008；TENG Y G et al.，2010；蔡美芳等，2014；紀小鳳等，2016)，Cd、 Hg、Pb等重金屬元素在表層土壤呈富集趨勢，引起社會各方面高度關注，成為影響經(jīng)濟社會健康和可持續(xù)發(fā)展的重大科學問題。

(5)土壤碳與全球變化研究。土壤存在巨大碳容量和天然固碳作用是減緩碳釋放可選擇的最為經(jīng)濟有效途徑之一。研究表明②，土壤碳密度較低和變化幅度較大構成中國土壤有機碳儲量分布的主要特征。中國中東部地區(qū)與過去第二次土壤普查土壤有機碳相比，約20年期間河北平原、河南平原、湖北江漢平原、湖南洞庭湖平原依次增加42.8%、37.0%、22.0%、4.5%，東北平原、廣東珠江三角洲平原、海南島依次減少29.4%、19.2%、10.3%。

圖1 1999～2015年間多目標區(qū)域地球化學調查工作程度圖[注]中國地質調查局.中國耕地地球化學調查報告，2015.

出版專著《中國土壤地球化學參數(shù)值》和《中國土壤碳密度系列參數(shù)》，為土壤學、生態(tài)學、生物學、環(huán)境學、地學、農(nóng)學等學科領域，以及國土、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、衛(wèi)生等行業(yè)部門提供巨量系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)資料，指導和深化各方面的應用實踐與學術研究(王海榮等，2011；成杭新等，2014)。

(6)基礎地質理論研究與找礦突破。運用地球化學理論和方法劃分第四紀沉積相和成土母質，研究第四紀沉積環(huán)境，推斷隱伏斷裂等，為第四紀地質填圖增添了大量新參數(shù)。

通過調查，發(fā)現(xiàn)一批具有找礦前景的異常，經(jīng)檢查取得重要找礦線索，提交工程驗證。隨著調查和評價工作深入進行，預期將在油氣資源、地熱資源及固體礦產(chǎn)資源方面取得突破。

3 土壤質量地球化學調查與評價研究展望

1999年以來，國土資源部組織中國地質調查局等單位持續(xù)開展土地質量地球化學調查工作，初步查明了中國東、中部平原盆地等主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)的土壤環(huán)境質量狀況；建立了系列調查方法技術標準；形成了調查項目高效運行和質量有效控制的成功模式和經(jīng)驗。

這是一項融第四紀地質研究、礦產(chǎn)資源勘查、環(huán)境質量評價、土地合理使用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務為一體的綜合性地質調查工作，取得了大量的第一、第二環(huán)境的基礎數(shù)據(jù)資料，蘊涵了豐富的第四紀地質、礦產(chǎn)資源和環(huán)境評價信息，合理有效地利用這些寶貴的第一手資料，對中國國民經(jīng)濟發(fā)展、城鎮(zhèn)規(guī)劃和土地合理使用具有重要的指導意義。

當前地質調查工作已從傳統(tǒng)方法進入到高科技應用時代，數(shù)字技術、遙感、可視化、云計算與地質、地球物理、地球化學手段相結合的綜合調查方法成為主流。針對中國土地質量地球化學調查工作的研究現(xiàn)狀，結合工作實際分析探討，提出以下建議與展望。

(1)未來若干年內，建議國家繼續(xù)推進1∶25萬土地質量地球化學調查評價工作，以期實現(xiàn)全國可測面積全覆蓋的目標。各地區(qū)也將在此基礎上循序漸進地開展區(qū)域評價、普查評價及詳查評價工作，為國土資源規(guī)劃管理提供大數(shù)據(jù)應用系統(tǒng)，服務于環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、衛(wèi)生等各行業(yè)部門，以及地質學、土壤學、生態(tài)學、生物學、環(huán)境學、農(nóng)學等各學科領域。在實際開展多目標地球化學調查時應以生態(tài)環(huán)境或地質地理區(qū)劃為單元，同時兼顧大城市(城市群)。建議對不同研究區(qū)所存在的特殊問題進行有針對性的調查、監(jiān)測工作。

(2)建議在土地質量地球化學調查基礎上進一步開展更高層次的土地生態(tài)地球化學評價，對地球系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)地球化學循環(huán)機制演化規(guī)律與機理進行更深入的科學研究，對生態(tài)危害與生態(tài)風險進行科學評價和預測。

不同層級的土地質量地球化學調查工作將為正在開展的第三次全國土地調查提供豐富的基礎數(shù)據(jù)和背景信息。

(3)將土地的經(jīng)濟價值、地質-地球化學-地球物理指標、遙感信息等緊密相結合形成農(nóng)林與城市區(qū)劃綜合的評價與對策；利用地理信息系統(tǒng)平臺將各種資料可視化，建立預測模型、進行動態(tài)預測。

綜合集成地球物理、地球化學和多源信息遙感領域不斷發(fā)展的新理論、新技術，建立土壤元素含量與農(nóng)作物長勢關系模型，利用多源信息遙感技術對農(nóng)作物進行動態(tài)監(jiān)測，最終實現(xiàn)對土壤重金屬污染程度和肥力調查的動態(tài)監(jiān)測。

(4)針對土地污染問題，按照國家“土十條”要求大力推進土壤重金屬與有機污染調查評價、治理修復與監(jiān)控監(jiān)管，推動土地數(shù)量、質量、生態(tài)“三位一體”管護落到實處。

建設土壤環(huán)境質量監(jiān)測網(wǎng)絡，提升土壤環(huán)境信息化管理水平。主要針對重金屬污染問題建立國家、省區(qū)與市縣三級生態(tài)地球化學監(jiān)測預警體系，采取全面監(jiān)控與重點監(jiān)控相結合原則，制定統(tǒng)一的監(jiān)控方法技術、指標標準、質量精度及評估內容等。

(5)進一步推動富含有益微量元素(Se、B、Zn等)土壤的調查評價工作，特別重視富Se土壤的科學研究，為進一步開展專項富Se土地資源調查、富Se土壤地球化學評價標準的制定、富Se土壤開發(fā)利用與保護等工作提供目標靶區(qū)和技術理論支撐。

(6)全球變化是人類社會發(fā)展最大的科學問題，土地利用與土地覆被變化是導致土壤有機碳發(fā)生匯/源變化的主要原因。充分依托大量精密的多目標區(qū)域地球化學調查數(shù)據(jù)資料，以土地利用方式變化對土壤碳儲量影響的地球化學過程、機制與環(huán)境效應為重點，研究土壤有機碳分布特征、碳儲量分布、土壤碳匯潛力與儲碳機制等，研究土壤地球化學固碳工程技術及土壤碳監(jiān)測網(wǎng)絡與土壤碳變化趨勢預測等。改變土地利用方式，改善土地生態(tài)狀況與保持耕地有機質水平，促進土地科學利用和生態(tài)管護，采取積極有效措施應對全球變化。

(7)進一步完善、建立各耕地區(qū)塊質量登記、監(jiān)測制度，形成全覆蓋的全國土地質量檔案及其數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)技術長期跟蹤、監(jiān)控土地質量，指導耕區(qū)施肥、灌溉、作物種植和農(nóng)業(yè)開發(fā)，為推動實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、實現(xiàn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興和生態(tài)振興提供支撐。