土壤環(huán)境容量與承載力研究現(xiàn)狀

李　超

（山西省環(huán)境規(guī)劃院山西太原030002）

土壤環(huán)境容量與承載力研究現(xiàn)狀

李超

（山西省環(huán)境規(guī)劃院山西太原030002）

在介紹大氣環(huán)境承載力和水環(huán)境承載力研究的基礎(chǔ)上，對有關(guān)土壤環(huán)境容量與土壤環(huán)境承載力的研究進行了綜述。土壤環(huán)境容量一般指土壤所能容納污染物的最大負荷，目前的研究主要集中在土壤背景值、臨界值、污染物遷移系數(shù)和數(shù)學(xué)模型等方面。目前土壤環(huán)境承載力的概念和理論體系的研究還未深入，尚未形成統(tǒng)一、完善的綜合評價指標體系，今后需加強對這些方面的探索和研究。

土壤環(huán)境；容量環(huán)境；承載力

在中國，由于人口增長以及現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展，大氣、水和海洋環(huán)境日益惡化，環(huán)境問題受到廣泛關(guān)注。隨著“土十條”的出臺，土壤污染逐漸受到重視。國內(nèi)農(nóng)田面積正以每年400000 hm2～466700hm2的速度遞減，土壤點位超標率達到16.1%，其中中度污染占1.5%，重度污染占1.1%［1］?？偟膩碚f，未知的污染物使土壤污染變得越來越復(fù)雜，不同污染源疊加使得土壤污染控制更加困難，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題和群體性事件逐年增加，成為影響人民生活和社會穩(wěn)定的關(guān)鍵因素，制約了我國的可持續(xù)發(fā)展。

目前，關(guān)于土壤環(huán)境容量的研究報道較少，而水環(huán)境容量和大氣環(huán)境容量的研究較多。根據(jù)水和大氣環(huán)境容量的研究經(jīng)驗，既可以科學(xué)構(gòu)建土壤環(huán)境承載力評價體系，計算各個影響因子的權(quán)重。又可以在一定時期內(nèi)根據(jù)土壤的特性研究土壤環(huán)境容量，并提出相應(yīng)的措施。探討國內(nèi)外土壤環(huán)境容量以及承載力的研究進展。

1　環(huán)境承載力研究現(xiàn)狀

環(huán)境承載力的概念來源于承載力。1968年，日本學(xué)者首次將環(huán)境容量引入到環(huán)境科學(xué)中。20世紀70年代后，環(huán)境承載力的概念廣泛應(yīng)用于環(huán)境管理及規(guī)劃。例如，Bi shop指出環(huán)境承載力是環(huán)境的最大負荷，給出一個可接受的生存標準值。經(jīng)濟學(xué)獎獲得者Arrow在《Sci ence》上發(fā)表的《經(jīng)濟增長、承載力和環(huán)境》，在學(xué)術(shù)界和政治界引起極大的反響［2］。此后，塞浦路斯、美國、日本等國都進行了大量的理論和實踐研究。顯然，環(huán)境承載力的概念已在國外環(huán)境管理和規(guī)劃中得到了應(yīng)用。

在我國，中國環(huán)境科學(xué)百科全書定義環(huán)境承載力為：一個地區(qū)乃至地球生物圈內(nèi)人類進行活動時的規(guī)模，強度和速度的限值。環(huán)境承載力概念是人類在自我發(fā)展過程中對環(huán)境問題的一種認識。然而，由于它的復(fù)雜性和許多影響因素，人們對環(huán)境承載力理論體系還遠遠沒有得到統(tǒng)一的認識。此外，環(huán)境系統(tǒng)由子系統(tǒng)組成，而且應(yīng)考慮不同的環(huán)境因素的影響。

1.1大氣環(huán)境承載力研究現(xiàn)狀

由于空氣污染日益嚴重，許多研究都在這方面進行。例如，利用高斯模型選擇SO2為代表污染物，計算不同環(huán)境質(zhì)量目標下的大氣環(huán)境容量的與的上海大氣污染的影響承載能力［3］。采用大氣環(huán)境承載力相對剩余率和大氣環(huán)境承載力的方法探討了2009-2011年浙江省大氣環(huán)境容量和大氣環(huán)境承載力的時空分布特征及其影響因素［4］。從大氣環(huán)境、污染控制和社會經(jīng)濟的發(fā)展三個方面，通過層次分析法和向量模法對2006-2011年關(guān)中地區(qū)5個城市大氣承載力進行評價。

1.2水環(huán)境承載力研究現(xiàn)狀

我國對水環(huán)境承載能力的研究始于上世紀九十年代，水環(huán)境承載力應(yīng)用于環(huán)境規(guī)劃中，并致力于水環(huán)境容量、水環(huán)境價值和效益核算的研究。從資源、環(huán)境、經(jīng)濟和社會四個角度構(gòu)建水環(huán)境承載力評價指標體系，分別對湖南8個重點城市（2003-2010年）進行綜合的評估［5］?？傊?，國內(nèi)對大氣和水環(huán)境承載力的研究主要是實際、實踐應(yīng)用和定量方法，而概念和具體的理論研究關(guān)注較少。此外，大氣和水的承載能力的研究根據(jù)實際案例和評價指標，來選擇評價因子和方法，為政府發(fā)布的相關(guān)標準提供參考依據(jù)。

2　土壤環(huán)境承載力研究進展

土壤環(huán)境要比大氣和水環(huán)境更加復(fù)雜。它是一個人類活動的基本載體，并且受到空氣、水環(huán)境以及自身的影響。同時，相關(guān)標準的出臺時間較早，并沒有得到廣泛的認同。因此，土壤的評價因子、方法和標準都很難選擇。

2.1土壤環(huán)境容量研究現(xiàn)狀

目前關(guān)于土壤環(huán)境承載力的研究幾乎沒有，但是土壤環(huán)境容量已經(jīng)有了相關(guān)的調(diào)查研究。土壤環(huán)境容量是指在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量保障，而且在一定時期內(nèi)限定區(qū)域內(nèi)環(huán)境不受污染的前提下土壤所能承載污染物的最大負荷。在我國相關(guān)的研究工作始于十九世紀70年代。例如：根據(jù)植被特點，分為農(nóng)作物、喬木林、灌叢、草原和草甸、沼澤濕生植物等植被類型對土壤重金屬環(huán)境容量進行研究；根據(jù)土壤環(huán)境容量將農(nóng)業(yè)用地劃分為高容量區(qū)、中容量區(qū)、低容量區(qū)、警戒區(qū)和超載區(qū)；采用H akanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法和環(huán)境指數(shù)法對其進行潛在生態(tài)危害評價和環(huán)境容量分析；通過研究南京市溧水區(qū)表層土壤，利用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法，參考土壤環(huán)境質(zhì)量一級標準，得出As、Cd、Cr、Cu、H g、Ni、Pb和Zn等重金屬元素的背景值，進而對土壤重金屬環(huán)境容量進行估算，并對影響環(huán)境容量的因素進行分析［6］。

總的來說，土壤環(huán)境承載力主要研究方向為背景值、臨界值以及污染物的遷移系數(shù)，而其中臨界值以及污染物的遷移系數(shù)最為重要。值得注意的是，土壤環(huán)境容量研究的重點是重金屬污染的方法和模型，大部分是根據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量標準或基于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸怠?/p>

2.2土壤環(huán)境承載力研究現(xiàn)狀

根據(jù)環(huán)境承載力和土壤特性的定義，土壤環(huán)境承載力可以定義為在土壤環(huán)境系統(tǒng)功能不發(fā)生改變的前提下土壤環(huán)境的尺度、強度和速率，以及土壤環(huán)境容量和社會經(jīng)濟承載力的上限。相對來說，直接針對土壤環(huán)境承載能力的研究很少。例如：通過創(chuàng)建系統(tǒng)動力學(xué)模型，對不同情景下土壤環(huán)境承載力系統(tǒng)的動態(tài)趨勢進行模擬，找出優(yōu)化鄭州市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，適合鄭州市土壤環(huán)境承載力的經(jīng)濟發(fā)展模式；從資源、環(huán)境、人口與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系建立了包括人口、經(jīng)濟、水資源、土地資源、生態(tài)環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境等6個子系統(tǒng)的模型，對上海市土地綜合承載力進行分析評價；利用承載力飽和度法和承載力風(fēng)險指數(shù)法對礦區(qū)土壤以及復(fù)墾場地土壤中十種重金屬As、Cr、Zn、Pb、Cu、V、Co、Ni、Cd、H g的污染程度進行分析［7］。在國外，統(tǒng)計和GIS技術(shù)已被引入到土壤環(huán)境承載力的評價中，此外，GLS和GPS技術(shù)對重金屬造成的土壤污染調(diào)查提供支持。將來，更多的關(guān)注點放在通過GIS技術(shù)等多種方法來研究土壤污染因子的分布。

2.3土壤環(huán)境容量與承載力的關(guān)系

土壤環(huán)境容量與承載力既有相同點，又有不同點。具體而言，環(huán)境容量只反映一個地區(qū)排放污染物的數(shù)量和濃度，而無法反映人類經(jīng)濟活動對環(huán)境的影響。因此，這兩者的含義不盡相同。然而，這兩者又都是探究環(huán)境所能承受人類活動的強度，趨勢和規(guī)模的上限。如果某一環(huán)境因子有較高的承載能力，那么區(qū)域環(huán)境容量越高，環(huán)境承載力也就越高。因此，環(huán)境容量可以作為評價環(huán)境承載力的一個指標。劉艷玲認為這兩者的目標是不同的，如環(huán)境容量是指污染物的最大負荷量，而環(huán)境承載力不僅考慮污染物的指標，還要考慮社會經(jīng)濟方面的指標。但它們又都是在環(huán)境容量的基礎(chǔ)上表現(xiàn)的環(huán)境系統(tǒng)的功能。張?zhí)煊羁偨Y(jié)認為環(huán)境容量是指環(huán)境系統(tǒng)的生態(tài)恢復(fù)力之內(nèi)所能承受的污染物最大濃度，環(huán)境承載力則是通過探究環(huán)境狀況與經(jīng)濟活動之間的關(guān)系，用人類社會經(jīng)濟活動的強度、方向、規(guī)模等來表現(xiàn)。總之，土壤環(huán)境容量是從環(huán)境承載力的角度來研究污染物的土壤承載力，可以看作土壤環(huán)境承載力研究的一部分。而土壤環(huán)境承載力還包括人類社會和經(jīng)濟活動。

3　結(jié)語

目前關(guān)于環(huán)境承載力的綜合研究更加多元化，但統(tǒng)一成熟的綜合評價指標體系在我國還尚未形成。亟需建立一個具有較強可操作性和實用性的綜合模型，來顯示土壤環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性。同時，有必要對土壤環(huán)境容量的概念和理論體系，系統(tǒng)的組成，影響因子，承載機理，以及提高土壤承載力的途徑進行進一步的探索，土壤環(huán)境質(zhì)量標準（GB15618-1995）適用范圍只限于農(nóng)田，不包括建設(shè)用地。而且只有10項指標，特別是沒有有機污染物指標，這是遠遠不能滿足對土壤環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全控制的要求。

［1］張?zhí)伊?增強責(zé)任感提高執(zhí)行力努力開創(chuàng)農(nóng)業(yè)資源環(huán)境保護工作新局面-在全國農(nóng)業(yè)資源環(huán)境工作會上的講話［J］.農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報，2014，31（6）：487-494.

［2］洪陽，葉文虎.可持續(xù)環(huán)境承載力的度量及其應(yīng)用［J］.中國人口資源與環(huán)境，1998，8（3）：54-58.

［3］王民良，曹健，喬美芳.上海市大氣環(huán)境承載能力研究［J］.上海環(huán)境科學(xué)，1996，15（4）：16-20.

［4］范麗雅，余錫剛，金均.浙江省大氣環(huán)境承載力時空分布特征研究［J］.環(huán)境污染與防治，2013，35（12）：72-77.

［5］李姣，嚴定容.湖南省及洞庭湖區(qū)重點城市水環(huán)境承載力研究［J］.經(jīng)濟地理，2013，33（10）：157-162.

［6］夏增祿.土壤環(huán)境容量及其信息系統(tǒng)［M］.北京：氣象出版社，1991.

［7］賈琳，楊飛.土壤環(huán)境功能區(qū)劃研究進展淺析［J］.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2015，36（1）：107-114.

李超（1988—），男，山西省太原市，碩士，主要研究方向：重金屬污染防治。