| 标题 | 恩施州土壤酸化情况调查及对策建议 |
| 范文 | 杨远恒+杨再辉+周富忠 中图分类号：S663.1 文献标识码：B 文章编号：1001-3547（2017）16-0064-04 恩施州位于湖北省西南部，是武陵山集中连片特困地区的重要组成部分，东连荆楚，南接潇湘，西临渝黔，北靠神农架。辖恩施、利川两市和建始、巴东、宣恩、来凤、咸丰、鹤峰六县，88个乡镇2 655个行政村，土地面积2.4万km2。于1983年8月19日建州，是湖北省唯一的少数民族自治州，有土家族、苗族、侗族、汉族、回族、蒙古族、彝族、纳西族、壮族等29个民族；总人口近400万，其中少数民族人口占54%。恩施州属亚热带季风性山地湿润气候。冬少严寒，夏无酷暑，雨量充沛，四季分明；海拔落差大，小气候特征明显，垂直差异突出，“一山有四季，十里不同天”。境内年均气温16.2℃，年平均降水量1 600 mm。地处武汉和重庆两大“火炉”之间，气候宜人，四季分明，是中国“三大后花园”之一，是联合国科教文卫组织评定的最适宜人类居住地区之一；生物物种多样，森林覆盖率高达70%以上，是我国亚热带森林系统核心区，长江流域重要的水源涵养地和生态屏障，素有“鄂西林海”、“华中药库”、“华中动植物种质基因库”之称；矿产资源富集，其中硒矿储量世界第一，有“世界硒都”之誉；自然风光秀美，民族文化底蕴深厚，有恩施大峡谷、利川腾龙洞、咸丰坪坝营等一批武陵山生态文化旅游圈的核心景区。改革开发以来，特别是实施西部大开发计划和武陵山片区集中扶贫攻坚计划以来，呈现出政治稳定、经济社会快速发展，人民生活不断提高的良好局面。然而，耕地土壤呈现快速酸化的趋势，给可持续发展带来隐忧。 1 恩施州土壤酸化突出，已成为耕地质量下降的主要问题 根据第二次全国土壤普查分类原则和命名方法，全州土壤分为11个土类，24个亚类，88个土属，236个土种。与生物条件相吻合的垂直地带性土壤有红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、暗棕壤5个土类；在同一地带内的隐域性土壤有石灰（岩）土、紫色土、沼泽土、草甸土、水稻土、潮土6个土类。全国第二次土壤普查以前，恩施州农民都有施用石灰的习惯，由于长期多年施用，造成了严重的次生石灰化现象，因此形成了一个独具恩施特色的土种——次灰土。第二次土壤普查以后，恩施州开始全面停施石灰，至今已有30余a，次生石灰化现象早已不复存在，为此全州共有28个次灰化土种随之消失，现有土种208个。 2012年，恩施州实有耕地面积316 158 hm2，人均耕地面积787.06 m2，占全国平均水平（927.13 m2）的84.9%，不到世界平均水平的一半。根据2013年恩施州农业局与华中农业大学、湖北省土肥站等单位对全州耕地质量进行评价的结果，在全州 25.59万hm2常用耕地中，一等地为1.06万hm2，占总面积的4.16%；二等地为3.19万hm2，占总面积的12.48%；三等地为7.68万hm2，占总面积的30.01%；四等地为9.77万hm2，占总面积的34.25%； 五等地为4.89万hm2，占总面积的19.09%。一般而言，一、二等地为高产稳产良田，三、四、五等地为中低产田。恩施州常用耕地中稳产高产的一、二等地仅占耕地总面积的16.64%，超过80%的耕地为中低产的三、四、五等地，耕地质量普遍偏低，酸化、缺素及有机质含量下降是全州耕地质量下降的主要原因。 全州近10万个土壤样品的检测结果表明，耕地pH值小于5.0的强酸性土壤占总面积的20.53%；pH值5.1～5.5的酸性土壤占29.60%；pH值5.6～6.5的微酸性土壤占44.33%；pH值大于6.5的中性及微碱性土壤仅占5.55%。与1982年第二次土壤普查相比，pH值小于5.0的土壤面积由0.78%增加至20.53%；pH值5.0～5.5的土壤面积由2.83%增加至29.60%；pH值5.6～6.5的土壤面积由33.37%增加至44.33%；pH值6.6～7.5的土壤面积由43.40%下降至5.14%；pH值7.6～8.5的土壤面积由19.43%降至0.41%；pH值大于8.5的土壤面积由0.19%降至0%，仅5.14%土壤呈中性。按全州实有耕地面积31.6万hm2计算，pH值小于5.5的酸化耕地面积已达到15.84万hm2，占全州耕地总面积的50.13%，酸化现象十分严重，现已零星出现因土壤酸化导致作物绝收的情况。据调查，仅来凤县香沟村就有超过6.67 hm2耕地因土壤严重酸化而撂荒，高山蔬菜基地、烟叶种植基地尤为严重；利川齐跃山高山蔬菜基地50%出现明显减产，绝收面积达到10%以上。耕地酸化已逐步成为种植业发展的主要障碍因素，制约了全州农业的稳定健康发展。 2 土壤酸化为害重，病害、毒害已逐步危及农业生产 大多数植物和微生物一般适宜微酸性、中性或微碱性环境，最适pH值在6.1～7.5。而多数作物适宜pH值范围为5.5～7.5的中性及微酸性土壤，不同作物所要求的pH值各异，有的要求pH范围较广，有的要求pH范围较窄。土壤酸化后，宜种性变窄，产量下降，地力衰退。耕地酸化主要影响土壤养分的有效性，Al3+和H+浓度增加，抑制其他营养元素的吸收，引发作物众多生理病害；一些抑制土壤病菌的微生物活性降低，导致侵染性病害的发生；产生Al、Mn、Fe等毒害，耕性变差，出现板结等不良影響。调查发现，耕地土壤酸化的为害主要表现在以下几个方面。 一是种植什么作物都生长不良。各种作物都有其适宜的土壤酸碱度范围，大多数作物以微酸至微碱性为宜。茶树是喜酸植物，但当土壤pH值小于4.0时，也生长不良，如走马镇木耳山茶叶基地，近年约20 hm2茶园出现严重衰老，表现为死叶、枯顶，抽检54个土样，pH值均值3.1，小于3.0的有19个。 二是施什么肥都无效。土壤酸化后，影响N、P、K及中、微量元素的有效性，土壤中的有效Ca、Mg含量急剧减少，表现为施P后仍缺P、施K后仍缺K，施什么肥料都无效。 三是对作物产生毒害。土壤酸化后，土壤中的Al3+等使作物根系中毒，往往形成黑白相间的毛刷状根，严重的导致死亡。另外，土壤酸化后导致一些重金属元素活性增强，容易被作物吸收利用，累积过量造成中毒，如2016年6月25日，燕子镇燕子村6组村民优新玉反映，她种植的烤烟出现生长不良、心叶停止生长的现象，经田间取样检测，土壤有效Mn含量达到157 mg/kg、pH值5.2，导致该现象的主要原因是土壤酸化，Mn吸收过量中毒。 四是加大重金属污染的风险，影响农产品质量安全。研究证明，土壤pH值降低可改变污染土壤重金属的化学形态和释放潜力，重金属释放潜力随pH值下降而增加，但不同重金属对土壤pH值下降的敏感性不同，Zn和Cd对pH值的变化很敏感，当pH值下降至6时，其释放潜力明显增加，而Pb、Cu和Cr在pH值下降至5时，释放潜力也明显增加。近年来，从恩施获得的数据表明，农产品（茶叶、大米、烟叶）Cd超标和复合污染的现象已经出现。 3 各级政府高度重视，耕地酸化治理多措并举且已初见成效 在全国测土配方施肥项目实施过程中，利川土肥站首先发现并提出耕地酸化问题，并逐级上报，引起了恩施州州委、州政府对耕地质量问题的高度重视。2012年，州委1号文件提出：“启动实施土壤酸化治理工程”；州政府出台了《关于加强耕地土壤酸化治理工作的意见》（恩施州政发[2012]24号）。2014年，州委、州政府提出了“山更青、水更綠、天更蓝、土更净、城乡更美”的发展目标，州政府办公室再次下发了《恩施州耕地土壤酸化治理推进方案》（恩施州政办发[2015]7号），确立了“两步走”的基本思路。第一阶段，2014-2017年为重点攻坚阶段，实现全州6.67万hm2强酸性耕地土壤治理全覆盖，基本消除严重酸化土壤；第二阶段，2018-2020年为全面治理阶段，实现全州16万hm2酸性耕地土壤治理全覆盖，土壤酸碱度基本恢复正常水平。各地各部门按照州委、州政府的要求，积极推动土壤酸化治理工作。2015-2016年，州政府每年投入土壤酸化治理专项资金500万元，以此为基础，全州共整合各类项目资金1.04亿元，采购石灰、硅肥、商品有机肥等各类土壤酸化治理物资72 840.7 t，建成土壤酸化治理示范样板近100个，治理酸化土壤面积200余亩次。 自2012年启动实施土壤酸化治理工程以来，通过4 a的推广，全州植烟土壤已实现土壤酸化治理技术全覆盖，蔬菜、水果等经济作物已基本普及土壤酸化治理技术，水稻、玉米等粮食作物应用面积逐年增加，土壤酸化治理技术应用面积逐步扩大，土壤pH值稳步提升，环境质量逐步改善。而利川在2008年就把耕地酸化治理纳入退耕地区基本口粮田项目建设重要内容，率先启动了耕地酸化治理工作，耕地土壤平均pH值由2006年的5.12提高到2014年的5.35；建始县土肥站2015年450个土壤样品平均pH值为5.7，2016年300个土壤样品平均pH值为6.0，较2015年提高0.3，整体pH值逐步趋于合理，因土壤酸化导致减产甚至绝收的面积正在逐年下降。利川土肥站还长期坚持致力于耕地酸化治理的新材料、新方法研究，除大面积推广施用石灰、草木灰和有机肥等常规措施外，还筛选了奥力硅、最镁、大粒硅、奎米素、纽催恩等一批中微量元素碱性肥料和土壤调理剂，为全面治理耕地酸化提供了材料和技术支撑；还因地制宜地在酸化区域大幅度调整产业结构，适度规模发展茶叶、马铃薯等喜酸耐酸作物。 4 耕地酸化较多问题亟需研究，建议从以下方面继续开展 4.1 加强基础研究，解析土壤酸化机理，建立土壤酸化数据库 从理论上来说降雨（特别是酸性降雨）、化肥、农药、除草剂的使用、种植方式单一等都可能是导致土壤酸化的原因。但是缺乏足够系统而科学的数据定量地说明土壤酸化的效应关系。首先是每一种化肥对土壤酸化的定量影响是什么不清楚；第二是土壤酸化与种植品种之间的关系不清楚，特别是与对恩施州十分重要的烟叶、茶叶、高山蔬菜、马铃薯等主要经济作物的关系不清楚；第三是不同类别的土壤抗酸化的能力不清楚；第四是重金属释放与土壤酸化的协同效应不十分清楚，缺乏数据支撑；第五是土壤酸化与病虫害之间的关系不够清楚；第六是目前普遍利用石灰治理酸化土壤的负面效应不是很清楚；第七是大气污染、水污染和土壤酸化的协同效应不清楚。应该采取模拟试验和田间试验相结合的的方法加以研究，揭示这些因素对土壤酸化的量化影响，为科学治理提供依据。充分研究酸化土壤生产的农产品的安全性，防范土壤环境风险。在上述研究的基础上，根据国家《土壤污染行动计划》的要求，实施片区酸化土壤修复工程。 应该进一步组织力量加强对土壤酸化现状的监测，在重点地区建立在线监测系统，实时获取土壤酸化变化的情况，划定土壤酸化区域，准确界定严重酸化区域、中度酸化区域、轻度酸化区域和非酸化区域，为科学治理提供数据支持。建立包括土壤类别，物理、化学、生物特性，气候特征参数以及栽种历史的土壤数据库。研究不同类别土壤耐酸性的能力、特有微生物种群、土壤营养元素含量、适宜栽种作物品种、气候特征等关键变量与土壤酸化度的关系，建立必要的数学模型。通过上述研究，全面准确掌握土壤的酸化程度及演变规律。 4.2 加强酸雨治理，评估近年来的治理效果，集成肥料使用技术 向永生等[1]对恩施州的冬季降雨（包括降雪）采样检测，pH值结果在4.27～6.98，平均为5.54，pH值<5.6的酸雨占54.55%。恩施州与重庆市万州区相邻，2个行政区首府的直线距离约100 km，两者同属于中亚热带湿润区气候，在气候上的相似程度较大。这与祝和权等[2]研究报道的“万州地区是我国重要的酸雨区，pH值一般在4左右，最低值达3.68，酸雨频率约占70%”有相同的趋势。应组织人员进一步研究酸雨的频次和强度，结合国家《大气污染防治行动计划》的要求，强化区域联动，积极治理 酸雨。 恩施發现土壤酸化现象至今已10 a多，采取治理措施也有5～6 a，要对治理效果进行评估，特别要关注土壤生态系统的变化。对前几年施用石灰情况进行总结评估，对酸化严重、施用石灰效果明显的地区，继续把施用石灰作为降酸的主要措施，加强对农民的技术培训，指导农民科学施用石灰。运用国内外土壤酸化治理技术成果，结合本地实际，开展试验研究，选择适合本地的土壤酸化治理技术路径。一是继续开展酸化土壤施用石灰定位试验，寻找不同pH值条件下的石灰适宜用量，避免石灰滥用对耕地土壤造成破坏；二是开展不同调酸物料调酸效果比较试验，筛选更多、更有效的治理材料，拓宽治理材料来源，降低治理成本，特别是寻找石灰的替代品。 在充分研究的基础上，集成现有的肥料应用技术，认真贯彻落实恩施州农业局制定的《化肥减量增效行动实施方案》，在保证农作物收成的基础上尽可能减少化肥用量。对目前在本区使用的化肥进行系统的分析研究，判明其风险，筛选优质品牌。大力推广测土配方施肥，恢复轮作、休耕制度，积极推行有机肥替代化肥行动。 4.3 改革农业生产组织方式，实施退耕还林，发展生态农业 大量的青壮年外出务工，农村劳动力缺乏，无力施用有机肥客观上加剧了土壤酸化。要采取土地租赁、合作社开发等形式解决由劳动力短缺导致的土壤酸化加剧问题。要增强农业系统服务土壤酸化治理的能力，通过机制改革组建专业的农业服务公司指导农民测土施肥，科学生产。 根据国家政策，结合易地扶贫搬迁工程的要求，要坚决地实施退耕还林。原则上对于易于水土流失的坡地、险地全部退耕还林，发展林业经济，改善民生。同时，结合我国将在2017年实施全面的碳交易行动的实际，通过碳交易的方式弥补退耕还林的老百姓。 恩施州属我国地形第二阶梯东缘，平均海拔 1 000 m，最高海拔3 023 m，最低海拔66.8 m，地形总体格局呈西北、东南两翼高，切割破碎，中部局部为断陷盆地，具有典型山地地貌特征。从地形和气候的实际出发，发展以镇为单位的生态农业，集成生物技术、信息技术和环境保护技术将集镇范围内的农业废弃物、生活废弃物集中转化为有机肥料、能源和循环利用的水，既治理农业面源污染，又减少农药和化肥的使用量，促进循环农业的发展。 1962年美国海洋生物学家蕾切尔·卡逊出版了《寂静的春天》，她从春天鸟减少的事实中，经过深入的调查研究，揭示了以DDT为代表的农药对人类环境造成的难以逆转的损害，呼吁人们尊重自然、按照自然的规律办事。蕾切尔·卡逊在40余a前写下这本《寂静的春天》，控诉了人类的无知，用杀虫剂和除草剂等化学物杀死昆虫和杂草的同时也污染了环境，杀害了生物，包括自认为聪明的人类，因为人也生活在这个地球上，造成今天每4个人里就有一人得癌症，或死于药物中毒的局面。她说“森林中生命的协同互济关系就变得完全失调了，而且寄生虫灾害反复出现的间隔时间也愈来愈短……因而，我们不得不结束这些违背自然规律的粗暴做法，这种粗暴做法现已被强加到留给我们的、至关重要的、几乎是最后的自然生存空间之中。” 恩施50%以上的土壤快速酸化的事实，某种程度上与蕾切尔·卡逊的描述高度相似，提醒我们应该反思并采取坚决的行动纠正我们的错误行为，按照自然的规律来组织我们的生产生活活动，否则我们将会面临一个比《寂静的春天》所描述的更为可怕的未来。 参考文献 [1] 向永生，周富忠，黄飞跃，等.恩施州耕地资源评价与利用[M].北京：中国农业科学技术出版社，2013. [2] 祝和权，杜存山，李海燕.万州铁路长江大桥混凝土结构防护体系的试验研究[J].中国铁路，2005（3）：41-44. |
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