產地環境質量評價與綠色農產品生產研究
——以湖北省洪湖市為例

鄭雄偉，鄭國權，洪 波

(1.湖北省地質局地球物理勘探大隊，湖北 武漢 430056；2.洪湖市國土資源局，湖北 洪湖 433200)

產地環境質量評價與綠色農產品生產研究
——以湖北省洪湖市為例

鄭雄偉1，鄭國權1，洪 波2

(1.湖北省地質局地球物理勘探大隊，湖北 武漢 430056；2.洪湖市國土資源局，湖北 洪湖 433200)

農產品質量安全是當前社會普遍關注的熱點問題。在對洪湖市農產品產地環境質量評價的基礎上，應用GIS技術，研究了洪湖市農產品生產適宜性分區。結果表明，洪湖市農產品產地土壤總Hg、總As、總Cr、總Cu、總Cd和總Pb平均濃度均達到《綠色食品產地環境調查、監測與評價規范》(NY/T1054-2006)產地環境質量標準要求，空氣和灌溉水也符合標準，適宜于開展綠色農產品生產。目前，洪湖市正在以綠色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。

產地環境質量；綠色農產品；生產適宜性分區；洪湖

全國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，土壤環境質量堪憂，工礦業廢棄地土壤環境問題突出。由于工礦業、農業等人為活動，土壤環境背景值高是造成土壤污染或超標的主要原因。土壤污染的后果是不僅可以導致農作物減產和農產品品質降低，而且常常通過食物鏈傳遞而影響人體的健康。土壤污染除導致土壤質量下降、農作物產量和品質下降外，更為嚴重的是土壤對污染物具有富集作用。近年來，許多研究者已對農產品產地環境質量作了諸多的研究[1-3]。然而，大多數研究只考慮了土壤污染，將土壤、大氣、灌溉水等環境介質綜合考慮并進行農產品生產適宜性分區的研究不多。本文在前人研究的基礎上，以湖北省洪湖市為研究對象，把綠色農產品生產作為目標，綜合考慮了土壤、大氣、灌溉水等環境介質，根據《綠色食品產地環境調查、監測與評價規范》(NY/T1054-2006)產地環境質量標準要求，應用GIS技術進行綠色農產品生產適宜性分區，可為促進農業可持續發展提供理論依據。

1 洪湖市基本概況

洪湖市地跨東經113°07′～114°05′，北緯29°39′～30°12′，位于湖北省中南部，長江中游北岸，江漢平原東南端。東南瀕長江，與嘉魚縣、赤壁市及湖南省臨湘市隔江相望；西傍監利縣接壤；北依東荊河與漢南區、仙桃市相鄰。全市國土面積2519平方公里，下轄20個鄉鎮辦區，擁有2個省管經濟技術開發區和1個省級生態旅游度假區。洪湖市地層屬揚子地層區，基巖零星分布于洪湖市城區。研究區內第四系全新統分布廣泛，具有類型多、相變大、物質成分復雜的特點。按成因類型劃分沖積、湖沖積、沼澤沉積等三種成因類型，見圖1。評價區土壤有2個土類，5個亞類。以水稻土和潮土土類為主，其中水稻土有淹育型、潴育型、潛育型、沼澤型四種亞類，潮土僅有灰潮土亞類。水稻土222.04平方公里，占總面積的73.52%； 潮土73.24平方公里，占總面積的24.25%；其他水體6.72平方公里，占總面積的2.13%。

圖1湖北省洪湖市區域地質背景圖

2 研究方法

2.1樣品的采集和分析

土壤樣品采樣點實行1∶5萬土地質量地球化學調查，共計采集樣品1545件，包括重復樣品30件，采樣密度平均為5.02點/km2，灌溉水樣品共采集20組，區內地表灌溉水網較發達，采樣密度為1點/16 km2，取樣點盡量和農作物的取樣位置對應，不同的土地利用情況和不同的灌溉水類型都有采樣點；大氣降塵監測點按1點/50 km2的密度布置了6處大氣沉降監測點，總體上樣點覆蓋整個工作區，監測時長為1年，每3個月采集一次樣品，共采集降塵樣品24件。

土壤表層樣檢測指標包括pH、Se、I、F、Cd、Pb、Hg、As、Cr、Cu、Zn、N、P、TOC、S、Cl、B、Mo、Mn、Co、Ni、Sr、Ge、K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等30項指標。大氣降塵樣品檢測指標包括Cd、Hg、As、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Se共9項；降水樣品檢測指標包括pH、As、Mo、Se、Cr+6、K、N、Ba、Pb、Zn、Cu、Cd、Hg、Mn、Fe、P、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、高錳酸鉀指數、總硬度、溶解性總固體等23項。土壤灌溉水檢測指標包括pH、As、Mo、Se、Cr+6、K、N、Ba、Pb、Zn、Cu、Cd、Hg、Mn、Fe、P、硫酸鹽、氯化物、氟化物、硝酸鹽、高錳酸鉀指數、總硬度、溶解性總固體等23項。

2.2綠色農產品生產適宜性分區方法

本文采用地統計方法對洪湖市進行綠色農產品生產適宜性分區，參照中華人民共和國農業行業標準《綠色食品產地環境質量》(NY/T391-2013)，綠色食品產地評價土壤環境質量要求界限值見表1。

表1 綠色食品產地土壤中各項污染物的指標限量要求

注：單位：mg/kg

無公害農產品產地土壤環境質量標準在《無公害食品產地環境質量調查規范》(NY/T5335-2006)的基礎上，根據不同種植作物類型的標準進行評價，具體標準包括《無公害食品大田作物產地環境條件》(NY 5332-2006)、《無公害食品水稻產地環境要求》 (NY 5116-2002)和《無公害食品蔬菜產地環境條件》(NY 5010-2002)等[4-6]。

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

按照中華人民共和國農業行業標準《農用水資源質量監測技術規范》(GB5084-2005)中的評價方法進行評價，本次調查選取砷、鎘、鉻、銅、鉛、鋅、汞7項指標進行評價。結果顯示，全區灌溉水(水源)中重金屬含量均符合標準GB5084-2005，其中20件灌溉區水樣重金屬含量遠低于標準限定值或未檢出這7種重金屬含量，說明區內灌溉水質量綜合等級全部達到一等合格標準，具體結果見圖2。

圖2 洪湖市灌溉水水質綜合分級圖

3.1.2 大氣降塵(水)環境質量

根據全國各省市大氣質量研究成果，大氣干濕沉降養分元素年輸入通量占農田土壤外源輸入總量的比重較小，本研究旨在評價大氣環境健康質量，因此，不是以養分指標為評價指標，而是主要以重金屬元素為主要評價指標。參照《土地質量地球化學評價規范》要求，大氣干濕沉降通量環境地球化學等級劃分指標為Cd 和Hg，劃分標準值見表2。

表2 大氣干濕沉降通量環境地球化學等級分級標準值

整體來說，評價區農作物生長良好、植被覆蓋率高、雨水充沛、空氣清新濕潤，大氣環境質量狀況良好。調查表明評估區大氣降塵量低，污染物質少，降水中各微量元素和酸堿度等指標都符合安全標準，對土壤生態環境質量影響較弱。

根據國家地質調查行業標準《土地質量地球化學評價規范》大氣質量等級劃分標準，評價區大氣綜合質量全部為1等優質大氣質量環境區，結果見圖3。

圖3 洪湖市大氣干濕沉降質量等級圖

3.1.3 土壤環境質量

通過對研究區1∶5萬土壤地球化學調查，獲得了1515件土壤表層樣的含量數據，依據《土地質量地球化學評價規范》中的土壤環境質量評價指標，本研究選定了主要重金屬元素As、Hg、Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn 8項指標，作為評價對象對研究區土壤質量進行判別評估。

通過對各環境指標進行綜合參數計算，獲得土地質量評估有害重金屬元素等分圖，根據相應標準，對評價區土壤重金屬有害元素進行分級評估，統計結果如表3所示，表明土壤中 Hg、Pb、Cr、Zn元素在評價區無污染，且全部為一級區；土壤中As、Cu、Ni全部為一級區和二級區，局部小面積輕微污染，As和Cu一級區面積占99%以上，Ni一級區面積占90%以上；土壤中 Cd主要為一級區和二級區，三級區占0.17%，局部小面積輕度污染。

表3 洪湖市土壤環境指標分級統計表

土壤環境質量等級劃分結果顯示，區內達清潔Ⅰ級等級標準的分布區面積為197.26 km2，占可利用地面積的82.42%；輕微、輕度污染(Ⅱ級、Ⅲ級)的面積為42.08 km2，占17.58%，其主要分布在峰口鎮范湖村、破嶺村、土京村、紅花村、童嶺村、雙豐村以及萬全鎮洪中村、曉河村、汪廟村、六垸村、萬電村的少數地塊中。不存在中度、重度污染(Ⅳ級、Ⅴ級)分布區，結果見圖4。

圖4 洪湖市土壤環境質量綜合等級圖

3.2綠色農產品產地分級分區

3.2.1 評價標準

參照農業行業標準《綠色食品產地環境質量》(NY/T391-2013)，根據土壤的肥力狀況進行分級分區，使用NY/T391-2013標準中的有機質、全氮、有效磷、速效鉀、陽離子交換量五個肥力指標進行評估。

以采樣單元(土地利用圖斑)為評價單元，單元內環境指標合格時，土壤肥力指標根據有機質、全氮、有效磷、速效鉀和陽離子交換量五項指標同時達到二級或以上則判定該單元符合AA級綠色食品土壤要求，否則只能作為符合A級綠色食品土壤要求。

3.2.2 分級分區結果

依據農業部分《綠色食品產地環境質量》(NY/T391-2013)行業技術要求，評價區綠色農產品分級結果如圖5所示。

(1) AA級綠色農產品產地包括Ⅰ、Ⅱ級產地。即AA級綠色農產品產地有機質、全氮、全鉀、全磷等四項指標均滿足產地要求，CEC基本上也滿足Ⅱ級產地要求。

區內達到AA級綠色農產品產地總面積為71.63 km2，約占農用地面積的29.93%。其中Ⅰ級產地11.56 km2，約占總面積的4.83%；Ⅱ級產地60.07 km2，約占總面積的25.10%。AA級綠色農產品產地主要分布于峰口鎮的蘭橋村、衛溝村、全勝村、大公村、繡花村等地，萬全鎮AA級農產品產地主要位于黃絲村、老溝村、里畈村、塔路村等地。

(2) A級綠色農產品。A級綠色農產品產地主要包括Ⅲ級產地，指的是產地滿足環境指標要求，而土壤養分指標不能滿足要求的田地。全區面積有69.11 km2，約占總面積的28.88%。

A級綠色農產品產地主要分布于峰口鎮的觀廳村、麻壕村、京城村、萬寶村等地和萬全鎮的全豐村、河咀村、永豐村、中嶺村等地。

(3) 非綠色農產品。非綠色農產品產地指的是土壤環境指標超標的田塊。全區非綠色產地分布面積為98.60 km2，約占總面積的41.20%。因為標準更加嚴格，而區內有少數重金屬具有較大面積的輕微污染，導致非綠色農產品產地面積較大。據調查，非綠色農產品產地主要分布于峰口鎮的新臺村、童嶺村、范湖村、東曉村等地，萬全鎮非綠色農產品產地主要位于花古村、小河村、萬電村等地。

4 結語

洪湖市農產品產地土壤、大氣和灌溉水質量都較適宜開展安全農產品生產。本次研究發現綠色農產品和無公害農產品生產適宜區的面積分別占評價面積的58.81%和92.79%。目前，洪湖市正以綠色農產品生產適宜性分區為依據，來大力發展綠色農產品。

[1] 鄭雄偉，王俊鋒，鄭國權，等．洪湖市某地區土壤環境質量評價[J].黃岡師范學院學報，2016，36(6):28-33．

[2] 唐麗靜，王冬艷，李月芬，等．吉林黑土區土壤-作物系統重金屬元素地球化學特征研究[J]. 山東農業大學學報(自然科學版)，2014,45(1):139-146．

[3] 朱海平，葉雪珠，劉林敏，等．縣域產地環境質量評價與安全農產品生產研究[J].環境污染與防治，2016，38(8)：69-72．

[4] 柴世偉，溫琰茂，張亞雷，等．地積累指數法在土壤重金屬污染評價中的應用[J].同濟大學學報(自然科學版)，2006，34(12)：1657-1661．

[5] 陶春軍，賈十軍，梁紅霞，等.安徽琴溪地區土壤硒元素有效性及開發研究[J].資源調查與環境，2015,35(1)：67-72.

[6] 王松山．土壤中硒形態和價態及生物有效性研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2012．

(責任編輯：熊文濤)

F322，X82

A

2095-4824(2017)06-0045-06

2017-08-13

湖北省“金土地”工程——高標準基本農田地球化學調查項目(HBJTD20160110)

鄭雄偉(1986- )，男，湖北黃岡人，湖北省地質局地球物理勘探大隊工程師，碩士。

鄭國權(1981- )，男，湖北大冶人，湖北省地質局地球物理勘探大隊工程師。