近十年城郊土壤污染和城郊農(nóng)業(yè)發(fā)展研究進(jìn)展,土壤污染論文

近十年城郊土壤污染和城郊農(nóng)業(yè)發(fā)展研究進(jìn)展,土壤污染論文城郊農(nóng)業(yè)是位于城市邊緣一定動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)地域類型，依托城市經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，以生產(chǎn)城市居民必需的農(nóng)產(chǎn)品〔十分是鮮活農(nóng)產(chǎn)品〕為基礎(chǔ)，以生態(tài)保育為重點(diǎn)，集高效、集約、生態(tài)、產(chǎn)業(yè)化、科技化為一體的當(dāng)代化農(nóng)業(yè)。它依托城市，服務(wù)城市，以城市需求為導(dǎo)向，以生產(chǎn)經(jīng)營農(nóng)產(chǎn)品及其加工為主的區(qū)域化、集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化的高效農(nóng)業(yè)，具有觀光、休閑、旅游、度假、體驗(yàn)等生活服務(wù)功能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002年我們國家城郊農(nóng)業(yè)人口總數(shù)約為3億多，占全國農(nóng)業(yè)人口的30%以上，總耕地面積達(dá)3130萬hm2,約占全國總耕地面積的26%[1].隨著我們國家城市進(jìn)程的推進(jìn)，城郊區(qū)的范圍不斷擴(kuò)大，牽涉人數(shù)逐步增加。根據(jù)十二五規(guī)劃綱要，把環(huán)境高風(fēng)險(xiǎn)的城郊區(qū)建成農(nóng)業(yè)高值轉(zhuǎn)化的產(chǎn)業(yè)區(qū)，構(gòu)成生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。課題組走訪了石家莊市、保定市、廊坊市等城郊地區(qū)，調(diào)查顯示城郊農(nóng)業(yè)中種植糧食作物約占30%,瓜果蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物約占35%,畜禽養(yǎng)殖約占15%,觀光采摘為主的休閑農(nóng)業(yè)約占20%.華而不實(shí)設(shè)施農(nóng)業(yè)占整體城郊農(nóng)業(yè)的40%.大田作物主要使用普通化肥農(nóng)藥，設(shè)施作物主要以有機(jī)復(fù)合肥、復(fù)混肥為主，通過粘蟲板、誘捕燈等措施防止病蟲害。課題組發(fā)現(xiàn)城郊農(nóng)業(yè)脫胎于鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)，在城鄉(xiāng)結(jié)合部位構(gòu)成、發(fā)展，是農(nóng)副食品生產(chǎn)為主的特殊地域類型的農(nóng)業(yè)，是城市經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。集觀光、采摘、休閑旅游于一體的新型生態(tài)農(nóng)業(yè)占據(jù)越來越大的比重。我們國家城郊農(nóng)業(yè)有其特定的優(yōu)勢，但也面臨著眾多挑戰(zhàn)，隨著城市化進(jìn)程的加快以及居民對農(nóng)產(chǎn)品的需求不斷增加，城市農(nóng)產(chǎn)品的消耗量越來越大，怎樣保障城市居民的米袋子和菜籃子安全，怎樣保證農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，關(guān)系到整個(gè)社會的和諧穩(wěn)定[2-4].對提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、農(nóng)村城鎮(zhèn)化，推動(dòng)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)通過對近十年來城郊農(nóng)業(yè)的文獻(xiàn)查詢，我們國家城郊農(nóng)業(yè)主要研究包括土壤污染、土壤養(yǎng)分狀況、土地利用格局和城郊農(nóng)業(yè)環(huán)保高效利用研究與評價(jià)等方面，側(cè)重點(diǎn)主要集中在城郊土壤污染和城郊農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展上。1研究進(jìn)展1.1城郊農(nóng)業(yè)土壤污染研究進(jìn)展城郊農(nóng)業(yè)因其特殊的地理位置，致使城郊土壤受城市廢氣降塵、污泥施用及污水灌溉等的污染，污染元素的化學(xué)行為和生態(tài)效應(yīng)的復(fù)雜性，及對人類社會健康可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重危害性，成為近年來科學(xué)研究的焦點(diǎn)之一。Lee等[5]以為，城郊菜地施用的農(nóng)家肥，可能由于一些飼料添加劑而造成土壤重金屬污染，進(jìn)而影響土壤的生態(tài)功能，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而影響人體健康。Fa等[6]對英格蘭及威爾士農(nóng)業(yè)土壤進(jìn)行研究時(shí)就發(fā)現(xiàn)大氣沉降是農(nóng)業(yè)土壤中重金屬輸入的重要原因，環(huán)境變化對土壤中的重金屬含量有顯著影響，進(jìn)而造成城郊土壤重金屬污染及一系列后果。田秀紅[7]從我們國家城郊蔬菜地重金屬污染研究現(xiàn)在狀況、蔬菜地重金屬污染成因及防控措施等方面概述了城郊蔬菜地重金屬污染的研究進(jìn)展，為進(jìn)一步開展蔬菜地重金屬污染研究提供參考根據(jù)和經(jīng)歷體驗(yàn)借鑒。Zhang等[8]對杭州城郊地區(qū)的82個(gè)測點(diǎn)研究表示清楚，在公共及私人綠化區(qū)內(nèi)，Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的重金屬含量均在規(guī)定的合理范圍之內(nèi)。在金融和工業(yè)區(qū)，這幾種元素的含量則明顯超過規(guī)定濃度，能夠以為城郊環(huán)境布局對城郊土壤中的重金屬分布起到很大的作用。Li等[9]對貴陽城郊土壤進(jìn)行測定，結(jié)果表示清楚金屬元素的分布特征與不同地區(qū)的土壤條件有關(guān)系，并隨之變化。與中國其他城市相比，貴陽城郊農(nóng)業(yè)區(qū)的土壤中重金屬的積累量相對高一些。謝小進(jìn)等[10]對上海城郊各區(qū)城市化進(jìn)程與城郊農(nóng)用土壤重金屬之間的關(guān)系進(jìn)行了定量分析。結(jié)果顯示，重金屬在各區(qū)呈現(xiàn)出不同程度的累積，累積程度排序?yàn)閆nCuCrCu、Zn單因子污染指數(shù)、綜合污染指數(shù)等3項(xiàng)指標(biāo)與城市化水平之間均呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)。胡文等[11]報(bào)道北京城郊涼水河污灌區(qū)土壤中重金屬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于北京地區(qū)的土壤背景值，十分是Cu和Pb分別到達(dá)北京市土壤環(huán)境背景值的3.47倍和4.53倍，涼水河污灌區(qū)土壤已經(jīng)發(fā)生明顯的重金屬累積。姚春霞等[12]對上海浦東新區(qū)非污灌區(qū)和污灌區(qū)土壤和蔬菜重金屬含量分析表示清楚，非污灌蔬菜園土壤的重金屬評價(jià)結(jié)果均為優(yōu)良，污灌區(qū)9個(gè)土壤樣品中33%為中污染，67%為重污染。Zhang等[13]研究表示清楚，城郊土壤中重金屬污染的能力能夠通過4種礦質(zhì)元素的化學(xué)含量來評價(jià)，重金屬在土壤和滲濾液中重金屬的濃度能夠確定其含量，礦物材料的應(yīng)用減少了城郊土壤中可交換的Pb和Cu.一部分礦物材料在城郊土壤中的應(yīng)用能夠在某些程度上抑制土壤的重金屬污染。張福金等[14]對內(nèi)蒙古城郊菜地重金屬含量進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果表示清楚，Hg、Cd、Cr、Cu、Ni超過背景值，且以Hg、Cr、Ni尤為明顯，污染水平從輕到重度污染。As、Pb、Zn的含量有所下降，并以Zn最為強(qiáng)烈表現(xiàn)虧缺。李瑞平等[15]研究表示清楚，泰安市農(nóng)田土壤重金屬累積現(xiàn)象比擬明顯，Hg、Ni、Cu的最大值均超過了國家土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評估為Cr、Zn、Ni、Pb4種元素的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)均處于低危害水平，Cd、Cu、Hg均存在不同程度的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。師榮光等[16]研究顯示，研究區(qū)農(nóng)田降雨徑流中Cr、Ni、Cd、Zn等4項(xiàng)重金屬含量服從對數(shù)正態(tài)分布。混合加權(quán)評價(jià)結(jié)果顯示，武清、東麗、靜海和津南4個(gè)區(qū)縣農(nóng)田土壤重金屬濃度偏高。何震[17]分析了南充市郊蔬菜地土壤中重金屬含量，并作出評價(jià)，結(jié)果表示清楚該地區(qū)多數(shù)蔬菜地未遭到污染，屬于清潔安全，但是仍然有一部分地區(qū)遭到污染，從綜合污染指數(shù)看，部分超過了3級水平，處于輕污染。盧碧林等[18]對荊州城郊蔬菜基地土壤農(nóng)藥殘留污染分析，表示清楚所有取樣點(diǎn)土壤都檢測出了農(nóng)藥的殘留，存在地區(qū)差異。華而不實(shí)有機(jī)氯類農(nóng)藥在土壤中仍有殘留，HCH的殘留檢測結(jié)果低于國家標(biāo)準(zhǔn)。而DDT的殘留量則高于國家二級檢出限，并且有機(jī)磷存在超標(biāo)現(xiàn)象。谷德敏[19]研究表示清楚，通過引入有益生物或土壤動(dòng)物吸收重金屬污染物，進(jìn)而消除污染，如種植非轉(zhuǎn)基因植物中國蜈蚣草，能夠去除土壤中的As;種植轉(zhuǎn)基因芥菜，能夠去除土壤中的重金屬Se;引入土壤動(dòng)物蚯蚓，能夠很好地提高土壤自凈能力和土壤肥力。1.2城郊農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分研究進(jìn)展隨著農(nóng)村的城鎮(zhèn)化發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)張，城郊土地越來越多的被開發(fā)為住宅用地和工廠廠房，城郊土地變得寸土寸金。人們都在最大程度上攫取城郊土地的價(jià)值，因而，除被建筑開發(fā)外城郊土地利用方式主要集中在大棚蔬菜和果園苗圃等經(jīng)濟(jì)作物。通過對城郊土壤養(yǎng)分分析，城郊土壤中氮磷鉀含量均顯著高于非城郊土壤，主要由于菜地果園等施肥量要遠(yuǎn)高于大田土壤作物。因而，城郊土壤養(yǎng)分流失風(fēng)險(xiǎn)極大，對地下水構(gòu)成潛在的宏大威脅。城郊土壤有機(jī)質(zhì)的時(shí)空變異特征一直是土壤有機(jī)質(zhì)研究的熱門。如皋市城郊農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量在1982-1997年增長較快，在1997-2002年增速變緩。而海倫市城郊農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量在1981-2000年下降較多，而在2000-2008年下降幅度減小。北京大興區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量在1981-2000年增長，而在2000-2006年下降[20-22].Wei等[23]在對城郊農(nóng)業(yè)區(qū)各元素的研究中，各監(jiān)測點(diǎn)全年硝態(tài)氮輸出較穩(wěn)定，均小于2mg/L,春季的硝態(tài)氮輸出濃度略高于其它3季。楊峰等[24]對金脫河流域進(jìn)行研究表示清楚，流域徑流氮素污染嚴(yán)重，其全氮、銨態(tài)氮輸出濃度呈明顯季節(jié)變化，為冬季春季夏、秋季，而硝態(tài)氮的輸出濃度的季節(jié)差異較小。流域內(nèi)的土地利用構(gòu)造對硝態(tài)氮的輸出濃度起著重要的控制作用，林地、水面表現(xiàn)為源作用，水田、旱地、居民地為匯作用。葉花等[25]對京郊典型農(nóng)田土壤易流失氮素組分及含量特征與差異進(jìn)行分析，結(jié)果表示清楚菜園土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷、礦質(zhì)氮等指標(biāo)遠(yuǎn)高于大田土壤，且有明顯的酸化現(xiàn)象。各種氮素組分及其含量，菜地土壤遠(yuǎn)高于大田土壤，且隨著蔬菜種植時(shí)間的延長差異擴(kuò)大。劉子國等[26]研究了武漢市郊區(qū)典型利用方式下土壤磷素形態(tài)劑含量特征，結(jié)果表示清楚，土壤有效磷為56.0mg/kg可作為郊區(qū)土壤磷素流失的臨界值，超過該臨界值的土樣有34.9%,華而不實(shí)93.3%采自蔬菜地，表示清楚各利用方式下蔬菜地土壤磷素流失風(fēng)險(xiǎn)最高。Zhu等[27]研究發(fā)現(xiàn)小流域往往是一些河流、湖泊、水庫的源頭，流域內(nèi)農(nóng)村人口諸多、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，徑流中攜帶的富營養(yǎng)物質(zhì)會造成下游水體水質(zhì)惡化，進(jìn)而造成城郊農(nóng)業(yè)的土壤污染。1.3城郊農(nóng)業(yè)土地利用研究進(jìn)展城郊土壤的研究以及城郊農(nóng)業(yè)的發(fā)展，都依托于城郊區(qū)域的土地。土地承載著一切發(fā)展的因素，隨著城市的進(jìn)一步發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城郊農(nóng)業(yè)土地利用構(gòu)造也發(fā)生了變化。因而對城郊農(nóng)業(yè)的土地利用情況進(jìn)行研究，能夠最大限度的發(fā)揮土地的效益，進(jìn)而提高農(nóng)業(yè)資源的利用率。王偉[28]對山東省城郊耕地進(jìn)行研究，在1997-2018年的規(guī)劃期內(nèi)，山東省下達(dá)給濟(jì)南市的非農(nóng)業(yè)建設(shè)占用耕地指標(biāo)為7793hm2,耕地減少量為9393hm2,耕地補(bǔ)充量為10060hm2,固然耕地總量增大于減，但耕地比例仍在不斷下降。羅培等[29]研究表示清楚，在地理信息系統(tǒng)支持下，斑塊面積均有由大到小的變化趨勢，土地利用類型多樣性和破碎度增加，優(yōu)勢度降低，典型城郊農(nóng)業(yè)土地利用變化的分析方式方法對具有一樣區(qū)位條件的農(nóng)業(yè)區(qū)土地利用變化的研究有一定借鑒作用。劉興元等[3]對蘭州市城郊農(nóng)業(yè)進(jìn)行研究，得出城郊農(nóng)業(yè)、遠(yuǎn)郊農(nóng)業(yè)、灌溉農(nóng)業(yè)和旱地農(nóng)業(yè)、林業(yè)和草地畜牧業(yè)并存?？傮w上土地的利用率低，旱地比例高，植被稀少，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡劣。1.4城郊農(nóng)業(yè)高效利用研究進(jìn)展隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平的提高，城郊日益已成為蔬菜、水果、花卉等的集中供給產(chǎn)地，城郊農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造正在發(fā)生著急劇的變化和轉(zhuǎn)型，二、三產(chǎn)業(yè)成為城郊農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，原始生產(chǎn)功能在逐步淡化，生態(tài)服務(wù)和休閑旅游等新型功能的需求日趨突出。城郊農(nóng)業(yè)的發(fā)展對我們國家整個(gè)農(nóng)業(yè)的發(fā)展全局具有重大的影響，在社會市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢下起著舉足輕重的作用，因而，對于城郊農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向、目的、道路和戰(zhàn)略性發(fā)展部署規(guī)劃都成為最近幾年人們研究的熱門問題。劉興元等[30]指出城郊農(nóng)業(yè)將以菜籃子工程為主，向生態(tài)農(nóng)業(yè)的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的二元種植構(gòu)造，使生態(tài)系統(tǒng)由構(gòu)造性毀壞到功能性紊亂演變的方向發(fā)展，影響了蘭州市生態(tài)環(huán)境的改善和農(nóng)業(yè)資源的綜合利用。Zhao[31]研究表示清楚北京城郊農(nóng)業(yè)區(qū)的農(nóng)民非農(nóng)化經(jīng)過整體處于平穩(wěn)乃至減少的階段。區(qū)域總體的非農(nóng)化快于產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)化略快于城市化，后二者都跟不上農(nóng)民非農(nóng)化進(jìn)程，進(jìn)而造成農(nóng)村發(fā)展的相對緩慢。張朝瓊等[32]對貴陽市花溪區(qū)10年城郊農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能值投入與產(chǎn)出進(jìn)行分析，結(jié)果表示清楚，花溪區(qū)正處在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向當(dāng)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的階段，系統(tǒng)能值投入水平和轉(zhuǎn)化效率不高，隨著工業(yè)輔助能值投入增加，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)會對生態(tài)環(huán)境造成較大壓力。王顯安等[33]對安康月河川道城郊農(nóng)業(yè)進(jìn)行調(diào)查，提出了該地區(qū)城郊農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展思路和對策，培育優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)和龍頭企業(yè)，農(nóng)產(chǎn)品的精深加工以及經(jīng)營機(jī)制和科技的突破創(chuàng)新。樊光軍[34]對湟中城郊農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)在狀況及存在的問題進(jìn)行分析，提出了立足特色優(yōu)勢，發(fā)展規(guī)模農(nóng)業(yè)；依托區(qū)域優(yōu)勢，發(fā)展城郊農(nóng)業(yè)；結(jié)合品牌開創(chuàng)建立，發(fā)展品牌農(nóng)業(yè)等發(fā)展思路和措施。胡錫鳳[35]總結(jié)國外都市農(nóng)業(yè)發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)歷體驗(yàn)，結(jié)合我們國家新農(nóng)村建設(shè)和都市農(nóng)業(yè)的發(fā)展形式和發(fā)展中存在的問題，提出合適國情的發(fā)展對策和建議。宋志軍等[36]對北京城郊農(nóng)業(yè)區(qū)多功能演變的空間特征進(jìn)行研究，結(jié)果表示清楚北京市農(nóng)業(yè)由近郊平原區(qū)到遠(yuǎn)郊山區(qū)可分成2種演化形式：一是由當(dāng)代都市型農(nóng)業(yè)向傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)推移的形式；二是呈扇形推移的農(nóng)業(yè)演化形式。宋志軍等[37]以北京市為例，提出了生態(tài)環(huán)境建設(shè)基礎(chǔ)上的當(dāng)代城郊農(nóng)業(yè)區(qū)規(guī)劃的主要內(nèi)容和方式方法。李洪慶等[38]采取類比法評價(jià)了北京市城郊農(nóng)業(yè)的功能特征，估算其總經(jīng)濟(jì)價(jià)值量約為1100億元，并提出了北京市城郊農(nóng)業(yè)發(fā)展形式應(yīng)以生產(chǎn)服務(wù)為基礎(chǔ)，生態(tài)保育為重點(diǎn)，景觀文化為特色，討論了京郊農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的相應(yīng)對策。2結(jié)論與討論近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市不斷擴(kuò)張，傳統(tǒng)的城郊農(nóng)業(yè)已經(jīng)不能夠知足當(dāng)代城市的城鄉(xiāng)一體化布局和功能互補(bǔ)需求。由于我們國家人多地少、城鄉(xiāng)一體化、城郊用地逐步被城市建設(shè)用地?cái)D占等特殊的國情，決定了我們國家城郊農(nóng)業(yè)仍然面臨著宏大的挑戰(zhàn)，主要包括農(nóng)產(chǎn)品和食品質(zhì)量安全問題、生態(tài)環(huán)境污染與風(fēng)險(xiǎn)控制問題、產(chǎn)業(yè)構(gòu)造調(diào)整和市場競爭的良性發(fā)展問題。但隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量要求的提高，且高新技術(shù)不斷應(yīng)用到城郊農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，我們國家城郊農(nóng)業(yè)將實(shí)現(xiàn)高科技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，具有環(huán)境保育功能的農(nóng)業(yè)形式多樣化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特色區(qū)域的先進(jìn)化。綜合國內(nèi)城郊農(nóng)業(yè)研究進(jìn)展和相關(guān)分析，課題組走訪了河北省石家莊市、保定市等地城郊地區(qū)，總結(jié)了該地區(qū)城郊農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)：首先，由傳統(tǒng)生產(chǎn)功能向休閑觀光的生態(tài)和社會功能轉(zhuǎn)化。石家莊城郊越來越多的出現(xiàn)了集觀光采摘、休閑娛樂一體的綜合性采摘園，如薰衣草莊園、農(nóng)耕時(shí)代、紫藤莊園等，有的大型園區(qū)還具有科普教育功能。其次，由高耗高污染農(nóng)業(yè)向低碳環(huán)保型轉(zhuǎn)變。人們對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全越來越重視，一些蔬菜種植基地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采用先進(jìn)的生物和信息技術(shù)大大降低了化肥和農(nóng)藥的用量。一些畜禽養(yǎng)殖基地采用新技術(shù)將糞便無害化處理，使生態(tài)環(huán)境得到了保障。最后，城郊地區(qū)存在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)用地、環(huán)境保衛(wèi)和過度消耗等的矛盾。調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)近