江苏是全国开展生态地球化学调查最早的地区之一,也是全国开展土地质量生态地球化学评价试点研究最早省区之一。2006年,江苏地调院承担完成了江苏省生态环境地质调查与监测项目,首次在江苏发现一批对生态环境影响较大的异常带。近13万件样品都保存在生态地球化学调查样品库,为深入研究及调查资料的持久使用保留了珍贵的“活标本”。近年来,生态地球化学调查各项目成果已经在江苏省沿江沿海开发、无公害农业布局、土地资源规划利用、产业结构调整等方面发挥了导向作用。随后,江苏又在南通、扬州、无锡等地开展了土地质量地球化学评估。然而之前的地质工作很少专门针对耕地质量问题而进行调查评价,缺乏对全市耕地资源质量现状的系统研究。

通过3年的无锡市耕地质量生态地球化学调查与等级评价,江苏省土地质量的生态地球化学深入调查与评价工作又向前迈出了一步。无锡市是全省土壤种类最多的地区之一。全市现有耕地面积约200万亩,约占全市国土总面积的28%。该项目对无锡市耕地土壤环境开展1:10000-1:100000的深入生态地球化学调查评价,完成全市耕地土壤实地调查采样2676平方公里,采集全市耕地土壤样品4320个,分析各类地球化学样品5824个,获取与全市耕地环境质量有关的生态地球化学调查数据约10万条,摸清了全市耕地资源质量情况。

优质耕地资源占耕地总面积的85%,储备营养土资源量上亿吨

对全市耕地质量分3个层次进行了系统生态地球化学评价,无锡市优质耕地资源占耕地总面积的85%。近30年来全市耕地自然肥力有较大幅度增长,本次调查非耕地土地中其质量能达到正常耕地以上标准的比例占50%以上,说明全市耕地利用潜力整体还有不少提升空间。通过有效置换还可望增加1.68万公顷耕地资源的产能,总产能值为236.8万吨,比现有产能水平提高了20%。土地整治将成为充分发掘或盘活全市耕地利用潜力的主要抓手,全市现有耕地中20%以上可以作为优质营养土,蕴藏了500多万吨天然有机质,储备的营养土资源量上亿吨。进行耕地资源适当调入与调出的条件已经具备,局部重金属污染严重并导致成片粮食样品重金属超标的耕地宜作为优先调出的对象,而一些高质量的农村建筑用地、园地林地可作为调入的对象。

优质富硒耕地超过100平方公里,大力开发特色高效农产品

在宜兴南部大片富硒土地上新发现的天然富硒稻米与茶叶为开发利用这些富硒土地资源提供了线索。全市耕地中,天然优质富硒耕地占1.42%、具有开发潜力的富硒耕地占7.1%,二者总控制耕地面积超过100平方公里,是发展特色高效农业的理想场所。全市还存在相对富集铁、锰、锌、钼等植物生长必需的营养元素的耕地,也是发掘特殊土地资源、开发特色高效农产品的基本线索,如无锡市著名的阳山优质水蜜桃,维生素含量等营养元素明显较高。

首次借助¹³⁷Cs同位素示踪技术探索太湖富营养化之原因

首次借助¹³⁷Cs同位素示踪技术、典型河道营养元素调查及土壤剖面元素分布特征研究,进一步证实太湖沿岸土地的营养元素迁移对太湖富营养化有较大影响。在无锡阳山一带解剖结果显示,当地土壤每年流失到河网中的有机碳、氮、磷、钾养分含量分别为36.63吨、3.16吨、2.96吨、31.71吨,以耕地养分流失量最大。不同土地利用类型的养分流失大小依次为茶园>水稻地>灌木林地。河泥中氮、磷含量分别超出其周边土壤含量的25.8%和112.25%,说明河道对太湖氮、磷富集有直接影响。有机质、全氮等养分在不同土地利用方式下含量明显不同,其含量高低顺序是耕地>菜地>园地>林地>荒地>建设用地,耕地土壤的氮、磷等营养元素富集仍是影响太湖富营养化的潜在物源。

地面沉降、人类活动对耕地环境质量的影响

首次对无锡市内地面沉降分布与耕地土壤元素分布富集特征进行对比分析,了解到地面沉降对耕地质量退化、特别是对耕地土壤环境的重金属与营养元素的富集有一定影响,地面沉降区及其附近土壤重金属、营养元素出现了增高趋势,可以肯定地面沉降是影响局部重金属污染及土壤富营养化的因素之一。人类活动对耕地环境质量的变化正产生巨大影响,主要集中在表层土壤30厘米以上深度范围内,耕作层土壤与正常土壤相比通常具有富养分、更偏酸性、低容重等基本特点;大气降尘中镉、汞、铅、锌、硒、硫等元素含量远高于当地土壤,降尘污染已经成为局部耕地质量退化及农产品重金属污染的一个基本因素;通过对典型地区灌溉水及河泥样品的元素地球化学特征研究发现,河流底泥环境恶化对局部耕地环境质量也有直接影响。

依据本次生态地球化学调查所取得的主要成果、认识,对无锡市乃至江苏省耕地资源的科学保护利用提出了建议。统筹规划,加强对优质耕地资源的保护,推进国土资源管理方式尽快向质量-生态效益型转变;加大土地整治力度,坚定不移推进“万顷良田建设工程”,促进耕地资源集约化节约化利用再上新台阶;发挥特色资源优势,尽快开发天然福硒土地资源;持续开展对耕地质量的深入调查研究,建立耕地质量长期监测机制;因地制宜,在国土资源管护过程中加强对太湖富营养化防治的有效研究;立足长远,不断完善全市耕地资源科学管护方案,研发防治耕地重金属污染的实用技术。今后要进一步开展全市耕地质量生态地球化学监测网建设、典型乡镇土地质量1:10000生态地球化学调查评价、主要入湖河道环境地球化学调查与专项评价、重金属污染耕地生态修复与防治技术研究、大气降尘环境地球化学调查及其对人体健康影响研究等中长期深入研究工作。

 

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