江蘇沿海地區(qū)耕地質(zhì)量研究進展及提升對策
——以鹽城沿海地區(qū)為例

王 凱，高 波，李紅陽，孫星星，秦光蔚

（江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所，江蘇鹽城224002）

耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的生產(chǎn)要素之一，是保障國家糧食安全最重要的戰(zhàn)略性資源。2021 年中央一號文件再次提出“堅決守住18 億畝耕地紅線”，明確耕地利用優(yōu)先序，強調(diào)健全耕地數(shù)量和質(zhì)量檢測監(jiān)管機制，保護耕地數(shù)量、提升耕地質(zhì)量已成為我國“十四五”發(fā)展規(guī)劃的重要任務。江蘇沿海地區(qū)位于江蘇省東部，瀕臨黃海，北接山東，南至長江入?？谂c上海隔江相望，包括南通、連云港和鹽城市的18 個市（縣、區(qū)），土地總面積約304 萬hm2，其中農(nóng)用地165 萬hm2，耕地資源豐富，是我國重要的糧、棉、油產(chǎn)地[1]。由于國家和江蘇省對沿海地區(qū)耕地后備資源的戰(zhàn)略定位，耕地一直是該地區(qū)最主要的土地利用類型[2]。然而在城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的背景下，該地區(qū)耕地質(zhì)量現(xiàn)狀如何？本文綜述了針對江蘇沿海地區(qū)耕地質(zhì)量的評價研究，分析了當前該地區(qū)耕地質(zhì)量存在的問題，提出現(xiàn)階段耕地質(zhì)量提升的相關(guān)措施，從認識和改善耕地質(zhì)量入手，真正落實“藏糧于地”，為促進該地區(qū)耕地質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 耕地質(zhì)量現(xiàn)狀

1.1 總體評價

江蘇沿海地區(qū)屬于北接贛榆沙質(zhì)海岸，南接長江入?？诘膹V闊的濱海平原，整個區(qū)域地勢低平，平均海拔在5 m 以下。該區(qū)域主要被覆第四紀沉積物，且以鹽城中南部（射陽、大豐與東臺）沿海最厚，沉積物物質(zhì)組成主要為灰褐色淤泥質(zhì)黏土、棕黃色亞黏土、中粗砂和細粉砂等，具有海陸交互沉積的特征，沉積物深厚松軟。沿海地區(qū)土壤在氣候、母質(zhì)、生物、水文、地質(zhì)和人類活動等成土條件的影響下，具有不同的發(fā)育階段和程度，因而也就形成了不同類型的土壤，具有不同的屬性。土壤的地域性分布規(guī)律是：串場河以西里下河平原區(qū)分布著水稻土類；串場河以東平原，由東向西分布著濱海鹽土、潮鹽土及潮土類的鹽潮土、灰潮土、棕潮土亞類；蘇北灌概總渠以北分布著棕潮土、潮鹽土、黃黏土、鹽潮土和鹽堿性潮土亞類等，土壤有機質(zhì)相對較低；沿灌溉總渠到射陽河兩岸分布著滲育型水稻土亞類；斗龍港以南主要分布著灰潮土等亞類，質(zhì)地多為輕壤—中壤，有機質(zhì)含量相對較高?？傮w而言，該區(qū)域土壤大都是由濱海鹽土發(fā)育而來，呈連片帶狀大面積分布。濱海鹽土主要屬于氯化物鹽漬土類型，耕作土壤表層含鹽量一般為0.1%～3.0%，pH 值為7.5～8.5，地下水位1～2 m，礦化度為5～20 g/L；土壤質(zhì)地以壤土為主，約占74%，黏土占24%，砂土占2%。濱海鹽土原生土壤類型均不利于作物生長，當人們將灘涂圍墾并整治為耕地后，人為干預增加頻繁，如土地整理、耕作與灌排等基礎(chǔ)設施建設，可較快促進沿海土壤的早耕熟化，土壤質(zhì)量性狀總體上得到了較大程度的改善，土壤碳匯功能增強，生物多樣性增加，土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了顯著提高，并逐漸建成了大面積連片的高標準農(nóng)田，成為江蘇沿海地區(qū)糧棉油生產(chǎn)基地，其中尤以射陽、大豐、東臺等縣域較為典型。

但是，隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程的推進，沿海土地資源的利用強度增加，耕地資源被侵占已成不可避免的事實。為認識這一地區(qū)耕地質(zhì)量發(fā)展的總體狀況，前人利用多種方法進行了綜合評價。張文華等采用GIS（地理信息系統(tǒng)）空間分析方法，提煉江蘇沿海地區(qū)耕地空間分布格局變化，結(jié)果顯示，江蘇沿海地區(qū)耕地面積占比超過70%，但在1990—2010 年間有逐年降低的趨勢（如在鹽城市市轄區(qū)等），耕地流失情況值得重視，尤其2000—2010 年耕地退化尤為突出；江蘇沿海地區(qū)耕地類型以水、旱交替分布格局為主，耕地分布集中并呈現(xiàn)中南部高、北部略低的空間分布特征，且在時間序列上有進一步加強的趨勢[3]。許艷等通過遙感影像解譯和野外采集土樣分析相結(jié)合的方法，揭示江蘇中部沿海灘涂圍墾耕地質(zhì)量因子4 種演變趨勢，結(jié)果表明，該地區(qū)灘涂土壤總體呈現(xiàn)鹽堿度高、養(yǎng)分貧瘠等特征，但隨著人類耕作向土壤中輸入作物秸稈等有機物，土壤有機質(zhì)及養(yǎng)分呈一定的上升趨勢，土壤鹽分和pH 值也不斷降低，不過，因墾區(qū)耕地形成時間短，耕地質(zhì)量對耕作管理等因素敏感度高[4]。金志豐等研究指出，為確保耕地占補平衡目標的實現(xiàn)，要促進廢棄鹽田土地整治為耕地，在廢棄鹽田土地整治過程中要重點考慮整治措施的經(jīng)濟成本，盡可能采取低成本的技術(shù)，盡管灘涂圍墾創(chuàng)造了大量的耕地資源，但如何選擇不同的整治技術(shù)是未來的重點研究方向之一[5]。綜上所述，江蘇沿海地區(qū)目前仍以耕地為主要土地利用類型，集中分布的趨勢明顯，說明該地區(qū)耕地面積得到一定程度的保障，集約化程度和經(jīng)濟價值正在不斷提升，但耕地質(zhì)量存在一定的脆弱性。

1.2 存在問題

1.2.1 地力提升緩慢。近年來因?qū)崿F(xiàn)土地占補平衡的目標，土地資源利用空間趨緊。又隨著利用類型的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)有的相當一部分耕地為沿海灘涂圍墾開發(fā)而來，土壤發(fā)育時間較短，其質(zhì)量呈現(xiàn)出離海越近地力水平越差的趨勢，土壤總體呈現(xiàn)鹽堿度高、養(yǎng)分貧瘠（缺N 少P）等特征[6-7]。但隨著人類耕作向土壤中輸入作物秸稈等有機物，土壤有機質(zhì)等養(yǎng)分呈一定的上升趨勢，土壤鹽分和pH 值也不斷降低[4]。通過對近20 年鹽城市域的沿海農(nóng)區(qū)土壤（發(fā)育不成熟）和里下河農(nóng)區(qū)土壤（發(fā)育成熟）性狀的對比來看（表1）[8-9]，前者土壤有機質(zhì)含量、全氮含量、速效磷含量等指標有明顯提升，這可能與有機肥等的施用密切相關(guān)，但總體上依然處于較低水平，且速效鉀還有所流失、pH 值有所增加，多年的秸稈還田還表現(xiàn)出一定程度的消化不良的現(xiàn)象，土壤總體質(zhì)量性狀仍較為脆弱，地力提升仍較為緩慢，土壤發(fā)育仍不充分。

表1 鹽城沿海地區(qū)土壤理化性狀變化

1.2.2 農(nóng)田塑料與重金屬污染。地膜覆蓋是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上廣泛使用的栽培技術(shù)手段，地膜除了能起到提高地溫、保持土壤濕度、促進種子發(fā)芽的作用，還能抑制雜草生長，可有效提高作物產(chǎn)量。然而，近年來隨著農(nóng)膜投入數(shù)量不斷增加，大量殘留的地膜對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境造成了許多不良影響。除了地膜以外，廢棄的遮陽網(wǎng)、農(nóng)藥包裝等塑料制品也存在隨意丟棄的現(xiàn)象，這些塑料制品殘留在土壤中很難在自然條件下降解或消除，嚴重污染耕地環(huán)境[10]。目前人們對土壤中塑料污染風險的認識還較為淺顯[11]，污染治理難度較大。

隨著工業(yè)化進程加快，土壤重金屬污染日趨嚴重，不僅影響耕地質(zhì)量，也會影響作物的正常生長。以鎘（Cd）為例，Cd 進入植物體后會影響作物的光合和呼吸作用，減少礦質(zhì)元素的正常吸收，具有較高的生物毒性[12]。吳為等基于大量土壤重金屬實測數(shù)據(jù)，采用單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法和Hakason 潛在生態(tài)危害指數(shù)法，全面評估了江蘇沿海南部耕地土壤重金屬污染情況，結(jié)果顯示Cd 是該地區(qū)土壤最主要的重金屬污染元素[13]。因而要重點關(guān)注Cd 污染，將其作為土壤修復和環(huán)境治理的首要目標，并避免其向其他沿海地區(qū)土壤擴散。

1.2.3 有機肥施用不合理。有機肥具有有機質(zhì)含量高、養(yǎng)分全面、肥效長等特點，能改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等優(yōu)點而被廣泛使用[14-16]。劉曉紅于2010—2017 年在江蘇沿海地區(qū)中部的大豐區(qū)設置31 個監(jiān)測點，長期監(jiān)測該地區(qū)耕地質(zhì)量變化，發(fā)現(xiàn)施用有機肥的耕層土壤有機質(zhì)含量明顯上升，說明有機肥的使用對該地區(qū)耕地質(zhì)量提升貢獻突出[9]。但近年來有機肥在生產(chǎn)和使用中出現(xiàn)了一些問題，使其對農(nóng)產(chǎn)品安全和耕地質(zhì)量產(chǎn)生了潛在的負面影響。如奚振邦等研究指出，畜禽糞便等多數(shù)有機肥所含的有害物質(zhì)（如重金屬、抗生素、微生物病原體等）普遍高于化肥[17]。劉赫等報道也顯示，由于畜禽飼料中通常含有大量重金屬，導致以畜禽糞便為主要原料的有機肥重金屬含量經(jīng)常超標[18]。傳統(tǒng)觀念雖認為施用有機肥會提高土壤肥力，但是有機肥種類繁多，成分復雜，其質(zhì)量管控又難以到位，在土壤中變化的歷程較長，易對土壤肥力和耕地環(huán)境質(zhì)量造成諸多不確定影響。

1.2.4 生態(tài)保護意識缺乏。江蘇沿海地區(qū)耕地資源不但具有較大的經(jīng)濟價值，隨著城市化和工業(yè)化進程的加快，其生態(tài)價值也日益凸顯。徐慧等采用能值分析方法，對該地區(qū)耕地生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的能值結(jié)構(gòu)及發(fā)展水平進行分析，認為隨著江蘇沿海地區(qū)耕地生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)各類資源投入強度不斷增加，耕地利用強度和集約化水平正在不斷提高，但同時化石能量輸入和土壤資源能量損耗使得該區(qū)域環(huán)境所承受的壓力也在增大，生產(chǎn)要素投入結(jié)構(gòu)也存在不合理現(xiàn)象，這些可能造成耕地生態(tài)系統(tǒng)儲存的能值減少，不利于其長期發(fā)展[6]。劉康等利用ArcGIS 軟件將自然、生態(tài)、經(jīng)濟適宜性評價結(jié)果進行空間疊加得到沿海灘涂耕地后備資源開發(fā)適宜性的綜合評價，結(jié)果顯示，當前所有未利用的灘涂不僅具有經(jīng)濟開發(fā)價值，也具有很重要的生態(tài)價值，特別是一些自然保護區(qū)和濕地的生態(tài)服務價值遠大于開發(fā)后帶來的經(jīng)濟價值[19]。因此，盡管開發(fā)部分后備土地資源可以緩解人地矛盾，但不可盲目以開發(fā)灘涂資源的方式增加耕地數(shù)量，其生態(tài)價值應同樣值得重視。

2 耕地質(zhì)量提升對策

在工業(yè)化和城市化快速發(fā)展的背景下，大量耕地資源被轉(zhuǎn)化為建設用地，耕地數(shù)量面臨嚴峻考驗，耕地質(zhì)量也有退化風險，因此需不斷提升耕地質(zhì)量，深入實施“藏糧于地”的國家戰(zhàn)略，以達到在有限的耕地數(shù)量上創(chuàng)造更高的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量的目的。根據(jù)江蘇沿海地區(qū)耕地土壤質(zhì)量的區(qū)域特點，面對外在農(nóng)用化學品不斷投入發(fā)展的總體態(tài)勢，總結(jié)前人在耕地質(zhì)量提升方面的相關(guān)研究，針對性地提出以下改良和提升措施。

2.1 從源頭規(guī)范農(nóng)田塑料制品使用

由于限塑令的執(zhí)行，城市環(huán)境中塑料污染有所緩解，但農(nóng)用塑料制品尚未受到嚴格限制，耕地土壤殘留的塑料制品污染越來越嚴重。盡管目前對土壤中塑料已有多種分離和提取方法，但都無法大規(guī)模地投入應用，更缺乏有效的清理技術(shù)。因此，現(xiàn)階段控制耕地土壤塑料污染首先要從源頭入手，加強農(nóng)用塑料制品科學使用以及廢棄塑料制品的管理，建立健全農(nóng)村生活垃圾處理機制，相關(guān)部門盡可能做到集中處理塑料垃圾，減少隨意丟棄。推廣使用可生物降解的塑料產(chǎn)品也能有效降低塑料污染，雖然可能會增加農(nóng)民的成本，但可以逐步替代，特別是可降解地膜值得推行。此外，還要加強宣傳，引導農(nóng)戶科學回收和重復利用農(nóng)用塑料制品，這既能降低生產(chǎn)成本，又能減少對耕地土壤生態(tài)環(huán)境的不利影響。

2.2 從源頭科學管控藥肥投入品

農(nóng)藥和化肥都是農(nóng)田土壤污染物的重要來源。農(nóng)藥對土壤的不利影響主要有：部分高毒高殘留農(nóng)藥仍殘留在土壤中，影響土壤結(jié)構(gòu)功能及下茬作物的生長；改變土壤酶活性及理化性狀，降低土壤中無機和有機養(yǎng)分的可利用性；殺滅土壤中有益的微生物、動物或影響土壤中的生態(tài)環(huán)境，進而降低土壤品質(zhì)等[20-21]。因此要提倡使用高效、低毒、環(huán)境友好型綠色農(nóng)藥，以降低農(nóng)藥的使用頻率和風險，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益兼?zhèn)渲康腫22]?；瘜W肥料對土壤的不利影響主要有：改變土壤理化性狀，使養(yǎng)分比例失調(diào)，土壤發(fā)生酸化及鹽漬化，以及帶來重金屬污染等[23]。宋瑩等研究表明，Cd 污染與耕地長期使用磷肥等無機肥料有關(guān)[22]。盡管測土配方施肥已推廣多年，許多地區(qū)由此建立了完整的土壤信息庫，甚至可以做到精準施肥等高效的肥料管理措施，但江蘇沿海地區(qū)由于其灘涂資源開發(fā)和耕地利用等特點，該地區(qū)的土壤信息需要不斷更新，因此，建議針對灘涂圍墾區(qū)建立獨立的土壤信息庫，不斷更新，為科學指導施肥提供參考。

施用有機肥可有效改善土壤性狀，提高作物產(chǎn)量，但施用有機肥也有增加土壤重金屬和抗生素的污染風險，還會增加農(nóng)田溫室氣體的排放。近年來，生物有機肥在農(nóng)業(yè)上的應用逐漸成為國內(nèi)外關(guān)注的熱點，生物有機肥與化肥或傳統(tǒng)有機肥配施可顯著提高根系土壤的物理、化學和生物性質(zhì)[24]。施入土壤后，生物有機肥可顯著增加土壤有機質(zhì)，再經(jīng)礦化和腐殖化過程形成的腐植酸能增加土壤團粒結(jié)構(gòu)，減小土壤容重，增加孔隙度，提升土壤蓄水保肥能力[25]。施用有機碳源可有效增加微生物對化學氮的固定，減少氮素流失，提高土壤養(yǎng)分的有效性，并提高土壤的適耕性[26]。此外，生物有機肥中含有大量功能性微生物，施入土壤后可被活化用于固定土壤養(yǎng)分，進而提升土壤肥力[27]。李北齊等研究發(fā)現(xiàn)，施用生物有機肥可明顯改善土壤質(zhì)量，提升土壤有機質(zhì)含量，降低土壤pH 值[28]。因此，相比于傳統(tǒng)有機肥，施用生物有機肥可能更有利于沿海地區(qū)耕地質(zhì)量的健康發(fā)展。

2.3 大力推廣綠色病蟲草害防控技術(shù)

推廣作物病蟲草害的綠色防控技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。綠色防控技術(shù)主要有生態(tài)調(diào)控、生物防治和物理防治等手段。生態(tài)調(diào)控通常以培育健康種苗、篩選優(yōu)質(zhì)高抗品種為主要手段，在自然環(huán)境下人為增強作物抗病蟲草害的能力；生物防控可以采用蜘蛛等生物天敵的形式來祛除病蟲害，借助人工飼養(yǎng)蜘蛛等益蟲實現(xiàn)生物病蟲害治理；物理防治技術(shù)則包含殺蟲燈、防蟲網(wǎng)等物理誘控技術(shù)。近年來，發(fā)展有益微生物菌劑或生物有機肥處理技術(shù)，也可抑制土壤中的有害微生物或害蟲，聯(lián)合改善作物根系土壤的物理、化學和生物性質(zhì)，為提升土壤健康水平及發(fā)展綠色農(nóng)產(chǎn)品創(chuàng)造良好條件[24-28]。

3 小結(jié)與展望

在國家和地方政府相關(guān)政策的重視下，江蘇沿海地區(qū)耕地質(zhì)量近年來總體上有所提升，但依然比較脆弱，還存在農(nóng)田塑料和重金屬污染以及有機肥的不合理使用等問題。今后需要采取更嚴格的管控措施來防范外部化學投入品輸入的風險，包括規(guī)范農(nóng)用塑料制品的使用，從源頭上控制農(nóng)田塑料污染來源、化學農(nóng)藥及肥料施用；同時要推廣使用生物農(nóng)藥、生物有機肥及微生物菌劑等環(huán)境友好型農(nóng)用投入產(chǎn)品，發(fā)展作物病蟲草害綠色防控技術(shù)等，以實現(xiàn)沿海地區(qū)土壤的健康保育。

江蘇沿海地區(qū)不僅擁有豐富的耕地資源，還由于其獨特的區(qū)位優(yōu)勢而擁有寶貴的灘涂和濕地資源，沿海灘涂作為海陸交接帶不斷演變的特殊生態(tài)系統(tǒng)，提供了大量的新生陸地[29]，且每年仍在以不低于2%的速度增長，是重要的耕地后備資源，開發(fā)利用潛力巨大[30-31]。盡管灘涂圍墾增加了耕地面積，緩解了人地矛盾，但同時有加速濱海濕地退化的風險[32]。因此，提升耕地質(zhì)量不僅要考慮其經(jīng)濟價值，還需綜合考慮其生態(tài)價值，才能保障該地區(qū)耕地土壤質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展。