汪慶華 董巖翔 鄭文
（浙江省地質調查院，蕭山311203）
摘要：浙江省農業地質環境調查以調查為基礎、評價為該心、研究為紐帶，對浙江農業地質環境開展了不同層面、不同層次、不同尺度的調查、研究與評價，獲得了壹大批重要的調查研究成果、示範性成果和應用性成果，大大豐富了我省農業基礎資料，增加了農業地質的技術儲備。這些成果既可為浙江農業區劃、農業結構調整、發展高效生態農業提供技術支持，也為浙江“生態省”建設和農業的可持續發展戰略提供基礎性服務。
關鍵詞：浙江省；農業地質環境調查；工作成果
“浙江省農業地質環境調查”是浙江省人民政府與國土資源部中國地質調查局合作開展的基礎性、公益性地質調查項目。浙江省也是全國第壹個以省部合作形式開展農業地質工作的省份。該項目聯合了省內外18個單位（部門），集聚了多學科、多專業的180余位專家，投入了巨大的實物工作量，獲得了126萬多個高精度的實測數據，編制了上千張各類圖件。通過該項目的實施，查明了我省主要農業經濟區土地質量的新情況，基本掌握了某些土地資源的新優勢，初步揭示了農業地質環境變化的新趨勢，首次建立了全省農業地質環境技術支撐的新平臺，拓展了淺海灘塗地質環境質量調查的新領域。
1 成果概況
浙江省農業地質環境調查項目實際完成的調查總面積為43613km2，其中陸域調查面積為
37737km2，沿海灘塗和近岸淺海調查面積為5876km2。
本次工作投入了巨大的實物工作量。測制土壤地質柱狀剖面408個，土壤地球化學剖面1354km，采集土壤、淺海沈積物、淺層地下水、農作物等各類樣品66554件，進行了土壤元素全量、有效態、持久性有機汙染物等70多個指標、淺層地下水24項指標、農產品20余項指標的分析測試；獲取了各類測試分析數據約126萬個，編制了450余張基礎性圖件。
浙江省農業地質環境調查形成的調查及研究報告***29份，其中，總項目綜合性成果報告5份、基礎性調查報告4份、專項研究報告7份、專題研究報告6份、示範區調查報告7份。圖集5套：浙北、浙中、浙東3個地區的《地球化學圖集》各壹套，《浙江省農業地質環境圖集》、《浙江省生態地質地球化學圖集》。
2 調查成果
2.1 獲得了海量多介質、多元素、多指標的高質量實測數據，編制了系列基礎性地球化學圖件，全面更新和充實了浙江區域地球化學資料，為多部門、多學科的應用，構件了基礎信息平臺
通過對浙北平原區、浙中丘陵盆地區及浙東沿海地區3個重點農業種植區的多目標地球化學調查，獲得了126萬余項多介質的元素地球化學分析測試數據，主要包括：
（1）浙江省主要土壤及土壤母質Cd、Hg、Cr、Pb等52種元素及有機碳、pH值分析數據；
（2）浙江省主要土壤Fe、Mn、Cu、Zn等12種元素的有效量分析數據；
（3）浙江省主要土壤有機氯（六六六、DDT）農藥殘留量分析數據；
（4）浙江省主要土壤有機汙染物（多氯聯苯PCBs）分析數據；
（5）浙江省主要農田土壤淺層地下水NO3、NO2、NH4等24項水質分析數據；
（6）浙江省近岸淺海和灘塗沈積物的52種元素及有機碳、pH值分析數據。
利用區域調查所獲得的實測數據，按技術規範要求，編制了52種元素的地球化學圖、11種元素有效態（可浸提量）分布圖、持久性有機汙染物分布圖等壹大批基礎性圖件；為開展農業地質環境評價和綜合研究提供了依據。在區域評價和綜合研究基礎上，首次編制了《浙江省農業地質環境圖集》和《浙江省生態地球化學圖集》；這些成果是自第二次農業普查和全國第二次地球化學掃面以來所獲得的最系統、最可靠、最新的基礎性成果，海量的基礎資料，是“數字浙江”的重要數據源，具多部門、多學科、多領域的長遠應用價值。
2.2 查明了浙江省主要農業經濟自然區的地質環境現狀，“摸清了家底”為政府宏觀決策提供了科學依據
2.2.1 土壤環境質量評價
評價結果表明，浙北平原、浙東沿海和浙中盆地3個主要農業種植區土壤環境質量總體上較好。功能類型綜合評價結果表明：在被調查的3個區約3.7萬km2的範圍內，壹類土壤占21.14％，二類土壤占61.04％，三類和超三類土壤分別占16.63％和1.19％。
依據農業部綠色食品產地土壤環境質量標準，結合全省1999年土地利用現狀資料，對農用地土壤環境質量的種植適宜性評價表明，在浙北、浙東和浙中3個調查區236.5萬公頃農用地之中，能滿足安全農產品生產土壤環境質量要求的農用地面積為179.8萬公頃，占三地區農用地面積的76.0％，其中，水田147.9萬公頃，占三地區水田的74.9％；旱地25.7萬公頃，占三地區旱地總面積的86.7％；園地面積7.3萬公頃，占三地區園地總面積的78.6％。不適合種植綠色農產品的非綠色農用地面積為47.2萬公頃，占三地區農用地面積的20.0％。
2.2.2 土壤汙染程度評價
受來自工業、農業及城市等多方面的影響，我省土壤已不同程度受到重金屬元素的汙染。調查評價成果統計，浙北、浙中、浙東沿海3個區中，輕度汙染面積占調查區總面積的38.1％，中度汙染占9.0％，重度汙染占1.61％。
研究表明，在快速發展的工業化進程中，土壤中的重金屬元素含量變化大大超過了自然作用的變化，在短短的12年間，Cd、Cu、As、S等元素平均相對累積率達15％以上，浙北平原、浙東沿海平原和浙中盆地3個區表層土壤中均出現Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、As等元素的富集。調查顯示，重金屬汙染主要是工業“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）、化肥、農藥等農用化學品以及其他人為的作用下，通過如大氣降塵、灌溉、施肥、滲透等形式廣泛進入到土壤環境。
2.2.3 土壤有機汙染現狀評價
調查表明，六六六、滴滴涕這類有機氯農藥在停用近30年後仍在土壤中廣泛殘留，但總體上未超過國家環境質量的標準。
2.2.4 農田淺層地下水環境質量評價
調查顯示，3個重點調查區的農田淺層地下水水質主要為Ⅳ類和Ⅴ類，其中Ⅳ類水占42.0％，Ⅴ類水占49.2％；浙東沿海地區的Ⅴ類水達65.7％。
淺層地下水的重金屬汙染不突出，主要集中在鐵、錳及亞硝酸鹽等指標上，其中鐵超標比例為61.8％，錳為73.3％，亞硝酸鹽為25.2％。
2.2.5 農田土壤營養微量元素豐缺評價
浙北、浙東、浙中三地區土壤肥力和微量營養元素豐缺評價結果表明，土壤養分之間的不平衡問題仍然十分突出。土壤肥力與養分豐富水平或平衡狀況較差的土壤面積接近50％，浙中地區問題最為突出；平衡性較佳的土壤面積比例較小。沿江臨海的墾區，土壤普遍缺Zn、Mo、Cu等元素；B不足具有廣泛性、區域性，有92.2％的土壤存在缺B問題。
2.2.6 灘塗及近岸淺海沈積物環境質量評價
調查表明，除Ni元素在樂清灣壹帶超標較高外，沿海灘塗尚未發現明顯的重金屬汙染。
2.3 通過調查，首次發現並評價了浙江富硒土壤。該成果不僅具有重要科學研究價值，也具有資源開發價值
2.3.1 富硒土壤及評價
通過研究，首次提出了根據土壤的含硒水平和硒反應性、富硒土壤的面積、土壤中硒的富集程度、硒的有效性、土壤環境質量和生物效應等指標的富硒土壤資源綜合評價方法，將富硒土壤分為較高富集（Ⅰ級）、中等富集（Ⅱ級）、壹般富集（Ⅲ級）3個等級。經評價，在浙北平原、浙東沿海平原和浙中盆地3個區圈出了29處約7654km2的富硒土壤區；其中，Ⅰ級區5處，Ⅱ級區15處，Ⅲ級區9處。
2.3.2 富硒農產品調查
通過富硒區農產品的實地調查驗證，新發現海寧、平湖、諸暨的水稻，金華的葡萄，衢州、開化、慈溪的茶葉，龍遊誌棠白蓮，瑞安馬蹄筍、天目山竹筍等農產品的硒含量已達到標註富硒農產品標準。
3 評價成果
3.1 土壤地質研究
以地學為基礎，提出了“土壤地質單位”的新觀念，系統劃分了浙江成土母質類型，實現了地學與土壤學的有機結合，大大提高了浙江土壤地質研究水平。
以“母巖—母質—土壤”的地質地球化學相關性研究為切入點、以土壤地質剖面研究和土壤母質地學分類為基本方法，通過對農業地質背景的系統研究，提出了“土壤地質單位”的新概念。由於地質工作能準確厘定各類巖石、地層的空間展布、詳細描述其生成地質環境、地球化學等特征，建立在地學基礎上的土壤母質分類將更具準確性。依據分類原則，建立了36個土壤母質類型，劃分了118個土壤地質單位，編制了新的浙江土壤母質圖；並對不同土壤類型進行了土壤礦物學、土壤磁性等方面的研究，從成土母巖、土壤母質及不同成壤環境等方面，系統總結了浙江省土壤的地質－地球化學特征，豐富了農業環境的基礎資料，具有較強的科學性和實用性。
3.2 特色農產品適生地質—地球化學環境研究
在調查研究的基礎上，建立了浙江主要特色農產品的適生地質—地球化學模型，為科學指導特色農產品結構調整和區域布局規劃，提供了地學支持。
本次工作分別對浙江名茶、竹筍、臨安山核桃、諸暨香榧、常山胡柚、玉環柚、長興銀杏等7種特色農產品的立地地質背景進行了研究，研究認為，除地形地貌、坡向和小氣候條件之外，特色農產品的分布及其品質明顯受到地質地球化學背景的制約與影響。研究揭示了這類農產品的適生規律，建立適生地質—地球化學模型，並依從已知到未知的認識論，在信息技術的支持下，進行了種植適宜性區劃，結果表明，浙江省優質名茶種植的最適宜區面積為10803km2（圖1），占全省土地面積的10.2％；次適宜區面積51621km2，占49％；毛竹、竹筍的適種面積為適宜區18814.28km2，占全省面積的18.47％，次適宜區55330.96km2，占54.32％；臨安市山核桃的適種面積占全縣面積的17.2％；常山縣適宜和較適宜種植胡柚的面積約400km2；長興縣銀杏的適宜和較適宜種植區面積約154km2；諸暨香榧適宜和較適宜種植區面積約306km2；玉環柚種植的適宜區和較適宜區面積約188km2。這壹成果，為特色優勢農產品種植布局規劃提供科學依據和技術支撐。
圖1 浙江省茶葉適宜種植區劃圖
3.3 農業地質環境變化預測預警研究
通過“土壤重金屬時空變化研究”、“土壤pH值變化研究”、“元素全量、有效量及形態組成研究”、“土壤—農產品重金屬相關性研究”，獲得以下重要認識。
（1）人類活動，尤其是近20年來城市化、工業化的過程，使農業地質環境發生了明顯的變化，主要表現為土壤汙染和酸化。研究表明，1990～2002年12年間，浙北、浙中和浙東沿海3個地區土壤中的有毒有害元素含量及空間分布模式已發生明顯的變化，砷（As）、鎘（Cd）、銅（Cu）、氟（F）等元素顯示出具有較高的汙染累積速率，其中，鎘（Cd）、銅（Cu）、硫（S）等7種元素的平均相對累積率達15％以上。
（2）有毒有害元素的快速積累造成了土地質量的退化，已為土地安全亮起了紅燈，發出了警報。如浙北平原區1990年和2002年土壤環境質量綜合評價對比表明，該區在12年間Ⅱ類和超Ⅲ土壤面積增加了1.5％；I類土壤的面積則減少了1.2％。以本次調查大量實測數據為支撐耕地（土壤）安全性（或風險性）評價表明，3個主要調查區內，安全耕地占93.2％、潛在風險（警戒）耕地占5.8％、危險性耕地占1.0％。
（3）研究結果顯示，土壤中的重金屬元素隨土壤變化而發生地球化學變化，如Cd、Hg這兩個最具威脅性的元素，在pH值下降（酸化過程）、有機質逐漸減少的情況下，都能增加其活化溢出及進入生物食物鏈的風險性。
（4）研究表明，盡管進入農產品中的重金屬的來源、含量和安全等問題受到諸多因素的影響，但土壤環境中重金屬元素含量的增加，勢必會影響到農產品的品質與安全，兩者之間存在本質上的相關性。浙江土壤在短短12年間，出現的重金屬元素含量的累積趨勢，從總體上增大了農產品的安全風險。
3.4 城市周邊土壤汙染及生態影響研究
調查表明，城市及周邊土壤汙染是浙江土壤環境問題的主要區域性特點。通過對杭州等五個大中城市及周邊土壤環境問題的調查研究，查明了土壤汙染的地理分布、主要汙染物、汙染源，評價了汙染程度及生態影響，為城郊土地利用功能的合理調整提供了依據。
如在杭州市土壤環境研究中，重點開展了杭州蔬菜基地的安全性和西湖龍井茶的Pb汙染來源問題的研究，其結論是，傳統蔬菜基地土壤環境的重金屬汙染已嚴重影響到蔬菜的衛生安全，從城市發展考慮，建議作重新規劃。應用Pb同位素示蹤技術對西湖龍井茶鉛（Pb）來源進行追蹤研究表明：龍井茶主要與人為汙染——汽油、燃煤等大氣沈降Pb汙染有關，故可以通過控制含Pb廢氣的排放，改善大氣環境和生態環境質量解決茶中Pb問題。
3.5 土地環境質量安全性評價研究
土地作為壹種自然資源，與人類生存環境的關系非常密切，且具有寶貴性和易受人類活動影響的脆弱性。土地的環境質量安全問題，已成為當今廣為關註的資源環境問題，它關系到糧食安全、關系到社會的可持續發展。土地的安全性評價，是壹個新課題，由於土壤環境的復雜性，參評指標的多樣性，給評價工作帶來了很大難度。為了充分利用浙江省農業地質環境調查成果，探索土地安全性評價的方法，促進土地安全性評價工作。
圖2 浙北平原地區農用土地安全性評價圖
通過重金屬在土壤中的賦存形態研究、農產品與土壤重金屬元素的相關性研究、稻米中Cd、Hg背景值研究等工作，形成了較為清晰的評價思路，即：
（1）在評價目標上，突出耕地這個重點，因為耕地是從事農業生產的主要場所。
（2）在評價指標上，突出重金屬元素。調查表明，浙江土壤中的有機汙染物（六六六、DDT）的殘留，已降解至安全範圍之內，化學肥料的施用是個可控的因子，而重金屬汙染，其治理與修復都是壹個國際性難題。Cd和Hg，尤其是Cd，是影響浙江農業地質環境的主要重金屬汙染物，盡管Pb等元素對農產品安全具有普遍的影響，但研究表明，這類元素在土壤—作物系統中，效應性特征尚不明顯，農產品中的Pb、F的汙染主要來自大氣環境。
（3）在評價標準上，采用國家標準與農產品安全標準相結合的方法。評價的成果用安全性級別進行表征。
綜合評價結果發現，浙北平原區、浙中丘陵盆地區和浙東沿海丘陵平原區3個主要農業區的農田土壤有93.2％處於安全狀態（圖2、圖3、圖4），5.8％處於警戒區，危險區僅占1.0％。警戒區和危險區的農業用地主要分布於大中城市周邊。
圖3 浙中盆地地區農用土地安全性評價圖
4 示範性、應用性成果
4.1 縣（市）級1：5萬示範區農業地質環境調查
以市、縣行政範圍設置農業地質環境調查示範區，是浙江省農業地質環境調查的壹個突出特色。先後開展的杭州市蕭山區、長興縣、平湖市、慈溪市、瑞安市、龍遊縣、上虞市等7個示範區農業地質環境調查工作，由於具有針對性、系統性、資料完整性等特點，受到了各級地方政府的歡迎和支持，對調查研究所獲得的成果給予了充分重視，部分成果已應用在農業產業結構調整、農業信息系統建設、特色農產品開發和“十壹五規劃”編制之中。
圖4 浙東沿海丘陵平原地區農用土地安全性評價圖
杭州市蕭山區政府根據對該區農業地質環境的評價結果，提出了“北菜北苗南移東擴”的產業調整方案，完善了“蕭山區農業產業布局規劃”；慈溪市政府依據農業地質環境綜合研究成果，對該市“農業種養殖區劃”進行了調整，促進了產業基地的建設；平湖市就調查所發現的土壤酸化問題，采取了平衡施肥、減少酸性化肥用量、控制汙灌等措施。不少市縣圍繞於本次調查中發現的富硒土壤資源做文章，如上虞市在“關於扶持農業產業化發展的若幹政策意見”中，計劃安排60萬元資金進行富硒農產品的開發；瑞安市則把重點放在對富硒土壤的開發性研究上；蕭山區進化鎮應用調查成果開發的富硒茶已上市；龍遊縣成立了“龍遊誌塘富硒食品開發有限公司”，根據調查成果註冊了6個富硒食品商標，富硒白蓮和水稻的種植面積比2004年擴大了20％，2005年僅富硒米壹項就增加收入1082萬元。
4.2 農業地質環境調查方法技術體系研究
通過大量的實踐，對項目實施中所采用的農業地質背景野外調查方法、多介質樣品野外采集方法和分析測試方法、綜合研究方法、評價方法、制圖方法及相關技術（如“3S”技術、同位素示蹤技術、信息技術等）進行了系統總結，並在實踐中建立完善了包括評價目標、評價方法、評價指標、評價標準等四個方面的農業地質環境評價體系，為全國開展的同類項目提供了示範。
4.3 浙江省農業發展與農業區劃
根據浙江省農業發展的實際和農業經濟分區特點，結合農業地質環境條件，將全省劃分為：浙東北都市型、外向型農業發展區，浙東南沿海城郊型、外向型農業發展區和浙中、浙西南綜合型、生態型農業發展區等3大農業功能區及13個功能亞區（圖5），提出了重點區域農業發展和產業布局的建議，為加快農業產業結構調整，確立區域性農業發展定位，實行分類指導，建設區域性優勢農業產業區（帶）提供了科學依據。
圖5 浙江省農業功能分區圖
圖6 浙江省綠色（無公害）、富硒糧油產業綜合區劃圖
在農業地質環境調查所取得的相關研究成果基礎上，以農業地質環境和農業自然生態環境要素為基礎，以農作物種植適應性評價和發展潛力評價為核心，以優勢比較為原則，提出的“農業綜合區劃方法”充分考慮了農產品產地安全性、特色農業資源有效利用、農產品種植適宜性和區域經濟社會特點等4方面因素，具有鮮明的特色和先進性，也是對傳統農業區劃工作的壹大突破。應用這壹方法提出的全省糧油（圖6）、茶葉、蔬菜、果品等4大類主要農作物的產業布局區劃，有利於保證農產品的安全性（綠色、無公害）和資源的有效利用，對農業產業布局有較好的指導意義。
4.4 浙江省農業地質環境信息系統建設
“浙江省農業地質環境信息系統”首次在真正意義上把調查獲得的有關土壤地質、地球化學、水文地質、農產品安全、非點源汙染、特色農產立地環境、遙感、農業資源環境、海岸帶環境地球化學等海量數據以及項目文檔數據、DEM及基礎地理信息、解譯評價成果等納入農業地質數據庫。建成不同時段、不同結構、多源、多比例尺的海量空間和非空間數據庫。采用海量地形與影像管理技術、快速三維顯示技術、空間數據和非空間數據壹體化管理技術以及組件式GIS（COMGIS）技術等關鍵技術，應用先進的金字塔模型來管理數據，基本實現了與農業地質環境相關信息的收集、存儲、加工、使用、動態更新、統計分析及查詢、輸出等功能，構建的農業地質環境專業信息和社會公用信息的***享平臺，具有較廣泛的應用前景。
本項目由於堅持了多系統多部門的聯合，堅持以地學為主導的多學科多專業結合、產學研結合、基礎調查與專題研究相結合、調查研究與應用相結合的原則，項目的實施達到了“摸清家底”的目的，獲得了壹批全新的填補空白的調查和研究成果，為浙江“十壹五規劃”編制提供了重要的基礎資料和科學依據。以市縣（區）為對象開展的示範區農業地質環境調查，日益受到地方政府的重視，作為公益性的大型基礎應用研究項目，其成果的作用已逐漸顯現，部分成果已經開始在部分地區試用，部分戰略調整決策已經取得了很好的效益。我省的部分縣市級政府和農民開始認識到農業地質環境調查所具有的潛力，紛紛要求開展相關的調查工作，社會經濟對農業地質工作的認同與需求正日益顯現。“浙江省基本農田質量調查評價”項目已經省政府批準，項目實施的總體方案正在緊張編制中。
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Review of Achievements of Agricultural Geological Environmental Investigation in Zhejiang Province
Wang Qinghua, Dong Yanxiang, Zheng Wen
(Zhejiang Institute of Geological Survey, Xiaoshan 311203)
Abstract: Agricultural geological environmental investigation, considering survey as base, evaluation as kernel and study as tache, studies and evaluates the agricultural geological environment in different aspects, degrees and scales, consequently obtaining some important achievements. It enriches our agricultural basic data and increases agricultural geological technological reserve. They will supply the agricultural programming, structural adjustment and highly effective ecological agriculture with technological support and basic service for building ecological province and sustainable development stratagem.
Key words: Zhejiang Province; Agricultural geological environmental investigation; Achievements