梁 屹

福州市環(huán)境科學(xué)研究院 福建 福州350011

1 引言

我國正處于從發(fā)展中國家邁入發(fā)達(dá)國家的發(fā)展階段,城市化發(fā)展的程度使衡量國家發(fā)達(dá)程度的重要指標(biāo),也是國家現(xiàn)代化進(jìn)程的必要要求。作為社會進(jìn)步的重要標(biāo)志,城市化進(jìn)程中,大量農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)化為城市用地,、土壤環(huán)境問題日益突出。作為城市生態(tài)環(huán)境資源的重要組成部分,土壤環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣與植物健康、空氣環(huán)境、生物群落多樣性等問題息息相關(guān)。因此,城市土壤的生態(tài)環(huán)境功能理應(yīng)受到重視。

2 城市化發(fā)展對城區(qū)土壤資源的影響

2.1 對土壤化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)的影響 城市化發(fā)展對周邊土壤化學(xué)性質(zhì)造成的影響以氮磷污染、有機物污染以及重金屬污染為典型表現(xiàn)。研究結(jié)果表明,城市土壤中的氮磷元素與自然土壤相比明顯要高,而土壤中的水解氮含量卻低于自然土壤中的水解氮含量,城市土壤中的磷元素出現(xiàn)明顯的富集趨勢,平均值高于郊區(qū)自然土壤中的磷元素含量。一旦土壤中的氮磷元素的平衡遭到破壞,將直接影響土壤中的生源,不僅影響農(nóng)林植物生長,而且引發(fā)地下水污染。土壤中的有機物污染主要包括多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、抗生素等物質(zhì),這些有機物來源于城市工業(yè)生產(chǎn)、交通、石油開采、日常生活。此外,還可能是通過大氣環(huán)境中的污染物隨著水循環(huán)進(jìn)入到土壤環(huán)境或地下水中。尤其是在城市工業(yè)區(qū)域附近,土壤中的有機污染物含量普遍較高。土壤中的重金屬輸入途徑與城市活動息息相關(guān)。工業(yè)生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的重金屬廢棄物、燃油汽車尾氣、燃煤鍋爐煙氣、采礦冶煉廢氣、建筑粉塵等都是導(dǎo)致土壤中重金屬含量超標(biāo)的原因。從土壤中重金屬污染元素的分布情況看,重金屬污染以鉛、銅、鋅、汞為主。其中,鉛污染輸入主要是汽油中的鉛的遷移,銅污染輸入主要是采礦業(yè)廢渣,鋅污染輸入主要是機動車輛輪胎磨損后產(chǎn)生鋅粉,汞污染輸入主要是玻璃、水泥以及冶煉生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生廢液廢渣。城市化進(jìn)程的加快也促進(jìn)了城市土壤資源環(huán)境中重金屬污染輸入速度,使城市土壤資源環(huán)境中的重金屬含量明顯高于周圍森林地區(qū)土壤中重金屬含量。

城市化發(fā)展對周邊土壤物理性質(zhì)造成的影響一方面表現(xiàn)在土壤孔隙分布情況,另一方面表現(xiàn)在土壤水分含量、肥料含量、氣體分布以及熱狀態(tài)。由于城市車流量大,人口密度高,土地壓塌程度嚴(yán)重,土壤孔隙度比自然土壤孔隙度更低,土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)逐漸形成片狀或者塊狀結(jié)構(gòu),繼而導(dǎo)致土壤密度增加,土壤通透性下降。城市路面建設(shè)使土壤與空氣環(huán)境的接觸面積減少,土壤封閉性增強,這些也造成土壤透氣性減弱,滲水能力降低。長期如此,城市土壤的水分調(diào)節(jié)能力減弱,土壤物理性質(zhì)開始退化。研究結(jié)果表明,自然土壤的降水滲透能力為87.6%,城市土壤的降水滲透能力為

72.8 %,城市土壤降水滲透能力顯著降低。另外,城市土壤中的粗骨物質(zhì),尤其是粒徑大于2 mm 的物質(zhì)含量要明顯高于自然土壤中的粗骨物質(zhì)含量。這些粗骨物質(zhì)一部分是自然巖石碎屑,另一部分是人工合成物質(zhì),主要輸入途徑是建筑項目施工,如混凝土、瀝青、磚塊碎等建筑材料。由于粗骨物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于土壤顆粒,很容易加大土壤孔隙,不利于土壤蓄水,也不利于土壤過濾功能實現(xiàn)。一旦地表水體環(huán)境受到污染,地下水也面臨很大威脅,極容易造成地下水污染。此外,地下水的過度開采造成城市水位下降,是導(dǎo)致城市土壤干旱的主要原因。城市人口活動密度高,帶來的熱島效應(yīng)造成土壤溫度升高,對土壤環(huán)境中微生物繁殖造成影響。

2.2 對土壤生物多樣性的影響 土壤環(huán)境和土壤中微生物的生存繁衍以及生物多樣性密切相關(guān)。土壤環(huán)境中的水分、溫度、營養(yǎng)物質(zhì)等元素不僅反映了土壤環(huán)境質(zhì)量情況,而且也反映了土壤環(huán)境的生態(tài)功能。微生物生長繁殖所需要的水分、養(yǎng)分、溫度、氧氣等因素需要土壤環(huán)境供給或創(chuàng)建。城市化發(fā)展過程中,土壤理化性質(zhì)發(fā)生變化,對土壤中微生物多樣性也帶來影響。一旦土壤環(huán)境受到污染,土壤中微生物大小、種群活性、群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,將顯著影響微生物群落在生態(tài)環(huán)境中的功能。人類活動對土壤環(huán)境干擾性越大,土壤中微生物多樣性受到的影響程度越大,微生物總量越少。城市土壤中的微生物種類明顯低于農(nóng)村自然土壤中微生物的種類。

3 城市化發(fā)展對郊區(qū)土壤資源的影響

3.1 城市污染的影響 城市中廢氣、廢液、廢渣處理排放位置以郊區(qū)為主,尤其是工業(yè)廢渣和生活垃圾堆放在郊區(qū),導(dǎo)致郊區(qū)土壤環(huán)境污染。因工業(yè)廢渣中和廢液中含有有機物,因此其中的部分有機物可以為土壤植物提供生長需要的元素,在一定程度上對提高土壤肥力有積極作用。但是一旦工業(yè)廢渣和廢液中含有的重金屬物質(zhì)、污染物以及病菌物質(zhì)超標(biāo),土壤環(huán)境勢必受到污染。郊區(qū)的河道、湖泊等水體環(huán)境也同樣受到城市工業(yè)污水污染。如果用來灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)域,還會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染,影響農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.2 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響 城市人口集中,對于蔬菜水果的需求量高于農(nóng)村。郊區(qū)農(nóng)作物水果蔬菜種植面積多,對于土壤環(huán)境質(zhì)量要求高。郊區(qū)土地種植結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生變化就會導(dǎo)致土壤中植物營養(yǎng)元素發(fā)生變化。郊區(qū)的農(nóng)作物類型以蔬菜為主,與普通的谷類作物相比,蔬菜生長周期短,根系不發(fā)達(dá),土壤環(huán)境中的磷、氮元素含量高,硝酸鹽容易長期積累導(dǎo)致含量超標(biāo),這種情況下,郊區(qū)土壤環(huán)境的p H 值降低,造成土壤酸化,原有營養(yǎng)元素平衡被打破,土壤生產(chǎn)力降低。為了提升土壤營養(yǎng)元素,施肥量過多短期能夠彌補土壤肥力,但是長期來看,不僅不能解決土壤環(huán)境的問題,反而加快土壤環(huán)境惡化,形成惡性循環(huán)。郊區(qū)農(nóng)業(yè)土壤形狀特征在強烈的人為作用下向高氮磷以及高重金屬含量的方向演變。隨著城市面積的擴大,郊區(qū)土壤資源集約化程度更深,而人為活動和外源物質(zhì)輸入正在打亂土壤環(huán)境原有的生態(tài)平衡,使土壤環(huán)境容量減少,污染風(fēng)險增大,生態(tài)功能削弱。

4 土壤資源環(huán)境的保護(hù)對策

4.1 科學(xué)規(guī)劃,加強保護(hù) 城市發(fā)展規(guī)劃應(yīng)遵循生態(tài)和諧可持續(xù)發(fā)展的理念,正確認(rèn)識并處理好城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系,合理處理城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境之間的用地矛盾。城市人口增多并不能成為干擾和破壞生態(tài)環(huán)境的理由。在城市發(fā)展規(guī)劃中,土地資源利用遵循科學(xué)合理、集約高效的原則,注重從多方面效益來衡量投入產(chǎn)出,要將生態(tài)效益作為衡量規(guī)劃是否科學(xué)合理的重要考量因素。土地開發(fā)環(huán)節(jié),應(yīng)進(jìn)行科學(xué)調(diào)研評估,結(jié)合實際地區(qū)、具體項目實際情況制定土壤環(huán)境保護(hù)方案和措施,避免土壤環(huán)境被破壞,盡可能恢復(fù)被污染的土壤環(huán)境。廢氣垃圾場再改善處理后可作為城市公共用地,固化土壤可修建蓄水池,用于防澇減災(zāi)以及水資源再利用。

4.2 加強城市土壤環(huán)境監(jiān)督管理 土壤環(huán)境的污染具有一定的隱蔽性,為了從源頭處避免土壤環(huán)境被破壞,加強土壤環(huán)境監(jiān)督管理十分必要。根據(jù)城市土壤污染類型建立適宜的土壤污染環(huán)境監(jiān)督管理辦法和具體標(biāo)準(zhǔn)。通過構(gòu)建城市土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和土壤環(huán)境容量指標(biāo)體系,為城市規(guī)劃、項目建設(shè)、土地開發(fā)利用、土壤環(huán)境評價等工作提供參考。

4.3 探索研究土壤環(huán)境修復(fù)技術(shù) 針對已經(jīng)破壞或者存在風(fēng)險的土壤環(huán)境進(jìn)行改善修復(fù)技術(shù)研究。采用的土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)不破壞原有土壤的生態(tài)環(huán)境,盡量保持土壤環(huán)境良好的結(jié)構(gòu)和肥力。如典型的生物修復(fù)技術(shù),不需要進(jìn)行二次處理,安全經(jīng)濟(jì),是現(xiàn)代化土壤修復(fù)技術(shù)的代表。還可以利用特殊的植物來進(jìn)行土壤環(huán)境重金屬元素的治理,如蕨類植物吸收土壤中的砷。還可以采用生物炭吸附技術(shù),利用特有的孔隙結(jié)構(gòu)和強大的比表面積來改良被污染的土壤環(huán)境,是城市土壤修復(fù)應(yīng)用較普遍的技術(shù)。

4.4 樹立科學(xué)的環(huán)境發(fā)展觀,加強公眾參與監(jiān)督意識 土壤資源環(huán)境與地區(qū)的民眾及經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān),雖然城市發(fā)展建設(shè)的主體是政府部門,但是城市民眾無法袖手旁觀。通過加強對公眾土壤資源環(huán)保知識宣傳教育,提升公眾對城市土壤環(huán)保重要性認(rèn)識,能夠身體力行地做到不破壞土壤環(huán)境,支持和配合相關(guān)部門的土壤環(huán)保及監(jiān)管工作,營造科學(xué)健康的土壤環(huán)境保護(hù)氛圍。政府部門應(yīng)將激勵政策和懲罰政策聯(lián)用,鼓勵土壤環(huán)保的行為,嚴(yán)厲打擊和懲罰破壞土壤環(huán)境的違法違規(guī)行為。建立起科學(xué)的環(huán)境發(fā)展觀,推動城市土壤資源環(huán)境健康可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)語

城市化發(fā)展過程中,經(jīng)濟(jì)GDP指標(biāo)不能成為衡量城市發(fā)展?fàn)顩r的唯一衡量因素,建立生態(tài)科學(xué)可持續(xù)的發(fā)展觀及評價體系才是城市現(xiàn)代化發(fā)展的正確路徑和方式。土壤資源環(huán)境是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,是城市生活生產(chǎn)賴以生存的重要要素。文章通過對城市化發(fā)展對周邊土壤資源環(huán)境的影響因素進(jìn)行分析,并提出了土壤資源環(huán)境保護(hù)對策,旨在推動城市加快走上可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展道路,為居民生存、地區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展奠定保障。