縣域產地環境質量評價與安全農產品生產研究

朱海平 葉雪珠 劉林敏 陳曉佳 丁 野

(1.浙江省農產品質量安全中心，浙江 杭州 310003；2.浙江省農業科學院農產品質量標準研究所，浙江 杭州 310021；3.松陽縣農業局，浙江 麗水 323400；4.浙江省農業科學院數字農業研究所，浙江 杭州 310021)

我國土壤環境質量不容樂觀，據2014年4月17日環境保護部和國土資源部共同完成的首次《全國土壤污染狀況調查公報》顯示，全國耕地土壤點位超標率為19.4%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點位比例分別為13.7%、2.8%、1.8%、1.1%，主要污染物為Cd、Ni、Cu、As、Hg、Pb、滴滴涕、多環芳烴等。土壤污染不僅可對農作物生長造成直接影響，還可以通過食物鏈的富集作用對人體健康產生潛在威脅[1]。近年來，我國許多地區對農產品產地環境質量作了較為廣泛的調查與評價[2-6]，現階段的研究主要只考慮土壤污染[7-9]，將土壤、灌溉水、空氣等環境要素綜合考慮并進行農產品生產適宜性分區的研究不多。本研究以安全農產品生產為目標，對浙江省松陽縣開展了產地環境質量評價，綜合考慮土壤、灌溉水、空氣等環境要素，根據《綠色食品 產地環境調查、監測與評價規范》(NY/T 1054—2013)和《無公害食品 產地環境質量調查規范》(NY/T 5335—2006)產地環境質量標準要求，應用地理信息系統(GIS)技術進行安全農產品生產適宜性分區，旨在推動松陽縣安全農產品生產的發展。

1 松陽縣農業概況

松陽縣位于浙江省西南部，地處119°10′～119°42′E、28°14′～28°37′N。地貌以低山丘陵為主。氣候四季分明，光照充足，雨量充沛，冬暖春早，無霜期長。土壤類型主要有黃壤、紅壤、粗骨土、潮土和水稻土。松陽縣農產品產地土壤土體較為深厚，有機質含量較高，以弱酸性和酸性土壤為主[10-14]。松陽縣傳統農產品有糧、煙、茶、果等，自古以來為浙南產糧縣，享有“處州大米出松陽”之稱譽。

2 研究方法

2.1 樣品采集和分析

土壤樣品采樣點和灌溉水樣品采樣點分布如圖1所示。灌溉水樣品共采集49個，其中茶葉基地16個，蔬菜、水稻等其他基地33個。灌溉水檢測指標包括pH、總Hg、總Cd、總As、總Pb、六價Cr、氟化物、化學需氧量、石油類9項。共布設土壤樣品采樣點500個，其中包括茶園133個，果園34個，水田82個，旱田251個，檢測指標包括pH、總Cd、總Hg、總As、總Pb、總Cr、總Cu。

圖1 土壤樣品和灌溉水樣品采樣點分布圖Fig.1 Distribution of soil sample and irrigation water sample sites

經調查，松陽縣農產品產地周圍5 km及主導風向的上風向20 km內無明顯空氣污染源，根據NY/T 1054—2013，空氣質量免測。

2.2 產地環境質量評價方法

根據NY/T 1054—2013和NY/T 5335—2006的評價方法，先進行各項檢測指標的單因子評價，然后進行綜合評價。

單因子評價采用單項污染指數法，計算公式如下：

Pi=ci/Si

(1)

式中：Pi為土壤或灌溉水的檢測項目i的單項污染指數；ci為土壤或灌溉水的檢測項目i的實測質量濃度；Si為土壤或灌溉水的監測項目i用于評價綠色食品或無公害食品的評價標準。ci和Si的單位需要根據實際情況確定。

綜合評價采用綜合污染指數法，計算公式如下：

(2)

式中：P為土壤或灌溉水的綜合污染指數；Pmax為土壤或灌溉水的單項污染指數最大值；Pave為土壤或灌溉水的單項污染指數平均值。

2.3 安全農產品生產適宜性分區方法

采用地統計方法和GIS技術對松陽縣土壤重金屬濃度進行空間分析并進行安全農產品生產適宜性分區。松陽縣產地安全農產品生產適宜性分區在縣級層面上開展，以全縣域為單位進行整體評價。綠色食品產地土壤環境質量標準根據NY/T 1054—2013，其中本研究用到的重金屬標準限值見表1。

無公害農產品產地土壤環境質量標準在NY/T 5335—2006的基礎上，按照不同種植作物類型的標準進行評價，具體包括《無公害食品 水稻產地環境條件》(NY 5116—2002)、《無公害食品 蔬菜產地環境條件》(NY 5010—2002)、《無公害食品 茶葉產地環境條件》(NY 5020—2001)和《無公害食品 林果類產品產地環境條件》(NY 5013—2006)等。

3 結果與討論

3.1 產地環境質量評價

3.1.1 灌溉水環境質量

采集的49個灌溉水樣品各項檢測指標濃度均達到NY/T 1054—2013的要求。灌溉水樣品的各項檢測指標單項污染指數均小于1；綜合污染指數為0.34，屬“清潔”水平。可見，松陽縣灌溉水適宜于開展安全農產品生產。

表1 綠色食品產地土壤環境質量標準

3.1.2 土壤環境質量

單項污染指數評價結果表明，松陽縣土壤環境質量總體較好，總Hg、總As、總Cr、總Cu、總Cd和總Pb平均濃度未超過NY/T 1054—2013的標準限值，但部分點位的總Pb和總Cd濃度有所偏高。從地域分布上看，土壤總Cd濃度呈現山地高于平地，旱地高于水田的趨勢。據有關文獻報道，自然土壤中Cd主要來源于地質背景的土壤母質，與大氣沉降無明顯相關[15]。松陽縣土壤總Pb濃度分布如圖2所示，總Pb濃度總體較高可能與麗水地區礦藏開采等原因有一定關系[16]。

圖2 松陽縣農產品產地土壤總Pb質量濃度分布Fig.2 Distribution of agricultural products production region soil total Pb mass concentrations in Songyang County

將實測土壤檢測指標的濃度與綠色食品、無公害農產品產地環境質量標準比較，可初步發現松陽縣適宜于無公害農產品生產的產地面積占總評價面積的86.0%，適宜于綠色食品生產的產地面積占71.6%。導致兩者面積差異的原因主要是綠色食品與無公害農產品產地的土壤總Pb環境質量標準不同，前者總Pb的標準值為50 mg/kg，而后者為250 mg/kg。從表2可見，在全縣500個調查樣品中，按綠色食品標準評價，總Pb超標率為21.6%，而按無公害農產品標準評價，超標率為0.6%。對各類農業種植用地分別進行評價，結果如表3所示。綠色食品產地標準的符合率均表現為果園>茶園>水田>旱地。

3.2 安全農產品生產適宜性分區

由于綠色食品標準要求總Pb標準值嚴于無公害農產品標準，因此無公害農產品產地實際上包含了綠色食品產地。在農產品生產適宜性分區時將符合綠色食品標準要求的區域劃分為綠色食品生產適宜區，將除綠色食品產地以外的符合無公害農產品標準要求的區域劃分為無公害農產品生產適宜區，不符合無公害農產品標準要求的區域劃分為綠色食品/無公害農產品生產非適宜區(簡稱非適宜區)，評價結果見圖3。綠色食品生產適宜區、無公害農產品生產適宜區和非適宜區的面積分別占總評價面積的71.6%、14.4%、14.0%。綠色食品生產適宜區的功能定位是打造綠色食品為重點的安全農產品生產區。無公害農產品生產適宜區的功能定位是加強生態環境保護，打造無公害農產品為重點的安全農產品生產區。非適宜區應加強環境保護，有針對性的采取調整種植結構、加強環境治理和管理等措施，確保逐步達到安全農產品生產的要求。

表2 土壤重金屬質量濃度檢測結果

表3 各類農業種植用地分類評價結果

圖3 松陽縣安全農產品生產適宜性分區Fig.3 Regional suitable distribution of safe agricultural products in Songyang County

3.3 安全農產品生產的實踐

產地環境質量是影響安全農產品生產的重要因素之一[17]。一般情況下，土壤環境質量對農產品質量的影響主要有3個方面：一是土壤環境檢測指標本身的影響，如土壤重金屬濃度總量較高；二是環境條件對土壤重金屬生物有效性的影響，如土壤酸堿度；三是農作物對重金屬的敏感性。浙江省曾研究了18種農作物中重金屬濃度與土壤重金屬濃度的關系，發現早稻、晚稻、西蘭花、蘿卜等農作物的Cd積累與土壤Cd濃度有顯著正相關關系[18]。松陽縣是浙江省綠色農產品的主產區，依據安全農產品生產適宜性分區，目前已在綠色食品生產適宜區創建了近70 km2的綠色食品原料(茶葉)標準化生產基地，建立了病蟲害綠色防控體系、現代農業生態循環體系、測土配方施肥化肥減量增效技術體系、農產品質量安全監測體系和農業投入物風險管控機制等。在無公害農產品生產適宜區發展了73個無公害農產品。松陽縣正以安全農產品分區為依據，采取措施，加大政策扶持力度，大力發展綠色食品和無公害農產品。在綠色食品生產適宜區和無公害農產品生產適宜區進一步開展產地環境檢測和土壤環境保護，通過調整農業種植模式和種植結構確保農產品的安全。

4 小 結

松陽縣農產品產地土壤、灌溉水和空氣質量均適宜于開展安全農產品生產。綠色食品生產適宜區、無公害農產品生產適宜區和非適宜區的產地面積占總評價面積的71.6%、14.4%、14.0%，其中適合安全農產品生產的產地面積達到86.0%。目前，松陽縣正在以安全農產品生產適宜性分區為依據，大力發展綠色食品和無公害農產品。

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