導讀

土地資源是大自然饋贈給人類的獨特珍品，承載萬物。開展區(qū)域農(nóng)用地土壤重金屬超標評價與安全利用分區(qū)、分類利用管控，促進區(qū)域土地資源合理、高效利用是新常態(tài)下耕地保護的基本要求。該文分不同pH值區(qū)間、8種不同地類，基于現(xiàn)行土壤環(huán)境質(zhì)量評價和食品安全評價的眾多標準集成土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價標準，以江蘇省某市為例，運用單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法開展土壤重金屬超標評價，進而提出了安全利用等級劃分方案和分區(qū)、分類利用與管理的管控策略。

結(jié)果表明：將研究區(qū)農(nóng)用地分為安全、基本安全、低風險、中風險和高風險5種綜合分區(qū)，分別采取優(yōu)先保護、綜合監(jiān)控、預警防控和限制利用等措施，以精細化管理思想為出發(fā)點，從源頭控制、農(nóng)藝措施調(diào)控、種植作物調(diào)整、地類轉(zhuǎn)換以及土壤修復、綜合整治等方面提出了各綜合分區(qū)的安全利用管控策略。因此，開展區(qū)域農(nóng)用地土壤重金屬超標評價與安全利用分區(qū)研究為確保土地資源合理利用保護耕地提供了重要思路。

引言

自“鎘大米”、“重金屬污染蔬菜”等一系列事件的不斷曝光，區(qū)域農(nóng)用地的安全利用問題被推至風口浪尖，引發(fā)社會各界的廣泛關注。土壤是保障農(nóng)產(chǎn)品安全的第一道防線，也是筑牢健康人居環(huán)境的首要基礎，其質(zhì)量狀況直接關系到經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)安全和百姓民生福祉。2015年“國際土壤年”大會主題為“健康土壤服務于健康生命”，只有良好的土壤，才能真正保障糧食安全。國家層面也在《十三五規(guī)劃綱要》中明確提出要以污染防治行動計劃為綱實施土壤污染分類分級防治，優(yōu)先保護農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量安全，切實加強建設用地土壤環(huán)境監(jiān)管。在“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”新的發(fā)展理念下，要求國土資源管理一方面必須圍繞最嚴格的耕地保護制度，特殊保護優(yōu)質(zhì)耕地，重在保障糧食安全；另一方面也要圍繞最嚴格的節(jié)約集約用地制度，合理利用土地，促進城市轉(zhuǎn)型發(fā)展；還要在區(qū)域土地利用上切實考慮各相關主體的利益，做到管控結(jié)合。

目前，國內(nèi)外專家學者在相關領域均取得了很大進展。土壤環(huán)境評價方面，國外有美國的超級基金制度、荷蘭的土壤污染物目標值和調(diào)解值、英國的土壤指導值等；國內(nèi)有農(nóng)用地分等成果、耕地地力調(diào)查與評價成果、土地質(zhì)量地球化學評估成果、土壤環(huán)境質(zhì)量評價成果等。評價方法多種多樣，有單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法、模糊數(shù)學法、地統(tǒng)計學評價法、地累積指數(shù)法、污染負荷指數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法、沉積物富集系數(shù)法等。近幾年中國很多專家對現(xiàn)行《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB15618-1995）進行了研究，認為現(xiàn)行標準適用范圍小，污染物項目少，指標限值急需完善。

中國土地生態(tài)安全研究源于國內(nèi)外興起的“生態(tài)安全”研究，由最初的定性評價逐漸引入了熵權模糊物元模型、模糊分析、主成分分析、層次分析及神經(jīng)網(wǎng)絡法等高級數(shù)據(jù)學方法對區(qū)域土地生態(tài)安全進行評價。污染土地修復治理則主要側(cè)重在污染土地的修復技術、管理政策與措施等。污染土地的再利用研究也特別在適應性評價等有所進展。土壤環(huán)境質(zhì)量區(qū)劃方面主要遵循“從源”的原則，旨在揭示土壤環(huán)境質(zhì)量的空間格局及形成機制。土壤環(huán)境功能區(qū)劃在《全國主體功能區(qū)劃》中就有體現(xiàn)，是在主體功能區(qū)劃的基礎上進行的區(qū)劃，是對主體功能區(qū)劃中土壤環(huán)境方面的管理區(qū)劃。不同的土地利用方式或條件影響著土壤環(huán)境質(zhì)量的變化，評價方法的內(nèi)涵也從單一向綜合過渡。但始終缺乏一整套對區(qū)域農(nóng)用地安全利用評價與分區(qū)、分類、分級利用管控的思路，才使得區(qū)域農(nóng)用地利用潛藏隱患。

該文在分析中國現(xiàn)有土壤環(huán)境質(zhì)量評價和食品安全評價眾多標準的基礎上，分不同pH值區(qū)間，集成了8種不同地類的評價標準。以江蘇省某市為典型研究區(qū)，對區(qū)域土壤重金屬污染采用單因子指數(shù)評價法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價法和潛在生態(tài)風險評價法評價，探討了縣級尺度安全利用等級劃分方案，定性描述了不同安全利用分區(qū)的主要特征。針對不同分區(qū)的不同內(nèi)涵、不同利用要求，探討分類利用與管理的管控策略，為區(qū)域土地資源的安全、合理、高效利用提供一定的科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于江蘇省南部，長江三角洲經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，依山傍水，地勢南高北低，總面積19.97 萬 hm2，人口約108 萬，其中農(nóng)用地面積11.85 萬 hm2，建設用地面積3.23 萬 hm2，其他土地面積4.89 萬 hm2，是名副其實的人口大市。

該市位于亞熱帶季風氣候區(qū)，溫暖濕潤，年均溫15.6 ℃，年降水1200 mm，日照百分率為45%，相對濕度80%。氣候溫和、四季分明、日照充足、熱量條件好、降水豐沛、境內(nèi)河網(wǎng)發(fā)達，農(nóng)作物一年可2～3 熟。境內(nèi)地貌形態(tài)多樣，其中山地崗丘、平原與水域分別占市域面積的22.4%、60.9%、及16.7%。土壤類型多樣，共7 個土類：即黃棕壤土類、紅壤土類、石灰?guī)r土土類、紫色土土類、水稻土土類、潮土土類、沼澤土土類。常綠闊葉林是主要的植被類型。

境內(nèi)工業(yè)企業(yè)發(fā)達，農(nóng)業(yè)集約化程度較高，已形成了陶瓷、紡織、機電、化工、輕工、建材、工藝品等富有地方特色、門類齊全的工業(yè)體系。但同時也給環(huán)境帶了超負荷的壓力，對土壤環(huán)境的破壞日趨顯著。當?shù)匾睙拸S、蓄電池廠生產(chǎn)過程中的廢氣任意排放、固廢肆意堆放、污水灌溉農(nóng)田都對周邊農(nóng)用地土壤造成了嚴重的重金屬污染。

該市既是長江三角洲商品糧基地，又是典型經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，因此選擇該市進行農(nóng)用地土壤重金屬污染評價和安全利用分區(qū)研究，能為區(qū)域土地資源的合理、高效安全利用提供積極的實踐指導意義。

1.2樣品采集與處理

采樣區(qū)域為江蘇省某市全域。根據(jù)《土地質(zhì)量地球化學評估技術要求（試行）》（DD2008-06），土壤采樣點按照網(wǎng)格化布置，全域共布設1139 個點，采樣精度約2 個/km2。其中農(nóng)用地布設884 個點，圖斑涉及水田、旱地、水澆地、果園、茶園、林地、草地等多種農(nóng)用地利用類型，可控土地面積約465 km2（見圖1）。（圖表略）

用 GPS 精確定位，現(xiàn)場記錄“野外樣點信息表”。采樣過程中，土壤采樣深度為0~20 cm，避開外來土和新近擾動過的土層，并去掉表面雜物和土壤中的礫石等五點采樣法取土，四分法保留1 kg 土樣裝聚乙烯自封袋采集樣品。樣品于實驗室自然風干，揀出石塊等雜物后送檢土壤pH 值，重金屬Cd、Hg、As、Pb、Cu、Zn。

1.3數(shù)據(jù)來源

耕地質(zhì)量成果主要來源于《江蘇省某市耕地質(zhì)量等級成果補充完善工作和技術報告》（2013 年）；土壤中各種重金屬含量及部分理化性質(zhì)主要來源于《江蘇省某市耕地質(zhì)量生態(tài)地球化學調(diào)查與等級評價報告》（2011 年）；相關規(guī)劃數(shù)據(jù)主要來源于《某市二調(diào)現(xiàn)狀成果》（2013年）、《某市土地利用總體規(guī)劃》（2006-2020 年）；農(nóng)田基礎設施條件、外部水源保證率、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村農(nóng)業(yè)經(jīng)濟報表數(shù)據(jù)主要參考《某市統(tǒng)計年鑒》（2003-2014 年）。

2 研究思路與方法

2.1研究思路

（1）基于現(xiàn)有相關土壤環(huán)境質(zhì)量評價標準研究集成該文的評價標準。

（2）分別選用單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法、潛在生態(tài)危害指數(shù)法進行農(nóng)用地土壤重金屬超標評價。

（3）依據(jù)3 種指數(shù)評價結(jié)果提出安全利用等級劃分方案。

（4）描述不同安全利用綜合分區(qū)特征，探討不同安全利用分區(qū)的分類利用與管控策略。

2.2評價標準

中國現(xiàn)行的1995 年頒布的《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB15618-1995）已無法滿足當前土壤環(huán)境保護與質(zhì)量安全管理的需求，環(huán)保部對該標準進行了修訂并形成了《農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（三次征求意見稿），修訂后的標準在污染物種類及標準限值的確定上都有一定程度改進和完善?！锻寥牢廴痉乐涡袆佑媱潯罚ㄒ韵潞喎Q“土十條”）中多次強調(diào)要“實施農(nóng)地分類管理，保障農(nóng)業(yè)環(huán)境安全”。但國內(nèi)鮮有涉及眾多地類的評價標準，因此，該文嘗試以不同地類為評價對象，評價標準值涉及水田、水澆地、旱地、果園、茶園、其他園地、林地和草地這8 種地類制定，涉及到的重金屬有鎘、汞、砷、鉛、銅、鋅6 種。

以集成應用為指導原則，參照2016 年環(huán)保部將《農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準》進行第三次征求意見稿中的格式，分4 段不同pH 值區(qū)間輔以《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB15618-1995）確定水田、水澆地、旱地、其他園地、草地和林地的土壤重金屬限量標準值，輔以《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評價標準》（HJ/T 332-2006）確定果園的土壤重金屬限量標準值，《茶葉產(chǎn)地環(huán)境技術條件》（NY/T853-2004）確定茶園的土壤重金屬限量標準值（見表1）。（圖表略）

2.3土壤重金屬超標評價

2.3.1 評價方法

目前，常用的土壤重金屬超標評價方法中：單因子指數(shù)法是最常用的一種土壤環(huán)境現(xiàn)狀評價方法，其計算過程簡便，可直觀反映土壤中每種重金屬的污染情況，但不能反映土壤綜合污染情況。內(nèi)梅羅綜合指數(shù)是一種兼顧極值或突出最大值的計權型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，其在加權過程中避免了人為主觀因素的影響，因此評價結(jié)果比較客觀，能夠全面反映土壤中各污染物的平均污染水平，強調(diào)主導因子的影響作用，但在求均值過程中弱化或強化一些因素的作用。

模糊綜合評價法和層次分析法考慮了土壤環(huán)境質(zhì)量的模糊性及各污染因素的權重，評價比較科學，但權重的確定對評價結(jié)果影響太大，如果權重不合理容易造成評價結(jié)果偏差較大。地累積指數(shù)法不僅考慮了沉積成巖作用等自然地質(zhì)過程造成的背景值的影響，同時充分注意了人為活動對重金屬的影響，但該方法只能給出各采樣點單一重金屬的超標指數(shù)，沒有考慮生物有效性、各因子的不同污染貢獻比及地理空間差異，無法對元素間或區(qū)域間環(huán)境質(zhì)量進行比較分析。污染負荷指數(shù)法不僅考慮到單因子、多因子綜合污染，而且還考慮了大區(qū)域綜合污染，但該方法沒有考慮不同污染物源所引起的背景差異。潛在生態(tài)危害指數(shù)法引入毒性響應系數(shù)，將重金屬的環(huán)境生態(tài)效應、環(huán)境效應與毒理學聯(lián)系起來，使評價側(cè)重于重金屬毒性在土壤和沉積物中的普遍遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和評價區(qū)域?qū)χ亟饘傥廴镜拿舾行裕约爸亟饘賲^(qū)域背景值的差異，消除了區(qū)域差異影響，劃分出重金屬潛在危害的程度，體現(xiàn)了生物有效性和相對貢獻及地理空間差異等特點，是綜合反映重金屬對生態(tài)環(huán)境影響潛力的指標，適合于大區(qū)域范圍對土壤潛在的生態(tài)危害進行評價，不僅可以為環(huán)境的改善提供依據(jù)，還能夠為人們的健康生活提供科學參照。

該文試圖通過土壤重金屬超標評價結(jié)果來綜合考慮農(nóng)用地的安全利用問題，“土十條”的頒布也再一次強調(diào)了土地安全利用重在風險管控。綜上所述，選取單因子指數(shù)法（見式（1））、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法（見式（2））、潛在生態(tài)危害指數(shù)法（見式（3）～（6））作為土壤重金屬超標評價方法。（圖表略）

2.3.2 評價結(jié)果表達

依據(jù)上述方法得到3 種無量綱化的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，按照《全國土壤污染狀況評價技術規(guī)定》（環(huán)發(fā)[2008]39號）將單因子污染指數(shù)Pi 劃分為Di單共5 個等級。按照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范（HJ/T 166-2004）》將內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)P綜劃分為D內(nèi)共5 個等級。依據(jù)1980 年Hakanson 提出潛在生態(tài)危害指數(shù)法時的分類依據(jù)將潛在生態(tài)危害指數(shù) RI 劃分為DRI 共 4 個等級，評價結(jié)果及其表達方式如下（見表2）。（圖表略）

2.4安全利用等級劃分方案

上述三種指數(shù)評價法得到的無量綱化的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)劃分等級Di 單、D 內(nèi)、DRI 各自表征不同的內(nèi)涵，而農(nóng)用地安全利用旨在掌握農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀的基礎上，要保證其存在的潛在生態(tài)風險不會影響農(nóng)作物生長且產(chǎn)出的農(nóng)產(chǎn)品可食部分不威脅人體健康。既要強調(diào)風險控制，又要避免傳統(tǒng)的取最大值“一刀切”的偏激做法，最大限度減少人為因素的影響。因此，基于三種指數(shù)評價法結(jié)果，運用統(tǒng)計學原理對理論上的5×5×4=100 種現(xiàn)狀評價排列組合模式進行總結(jié)（見表3），將農(nóng)用地安全利用分為5 個等級，依據(jù)等級劃分安全利用區(qū)，定性的闡述分區(qū)內(nèi)涵、主要特征、安全水平、主要利用對策：

（1）I 級，安全利用區(qū)。該區(qū)主要特征是：土壤及其周邊環(huán)境污染物含量較低，且均符合相關限量標準要求。區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量處于無風險安全水平，采取優(yōu)先保護策略。

（2）II 級，基本安全利用區(qū)。該區(qū)主要特征是：土壤及其周邊環(huán)境污染物含量有輕微積累，稍微偏高于相關限量標準，但尚未對農(nóng)作物生長和人體健康構成威脅。區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量處于輕微風險基本安全水平，采取優(yōu)先保護策略。

（3）III 級，低風險監(jiān)控區(qū)。該區(qū)主要特征是：土壤及其周邊環(huán)境污染物含量有一定積累，稍超標于相關限量標準，已對農(nóng)作物生長和人體健康構成威脅。區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量處于低風險水平，采取綜合監(jiān)控策略。

（4）IV 級，中風險預警區(qū)。該區(qū)主要特征是：土壤及其周邊環(huán)境污染物含量較高，明顯超標于相關限量指標，已對農(nóng)作物生長和人體健康構成明顯威脅。區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量處于中風險水平，采取預警防控策略。

（5）V級，高風險限制區(qū)。該區(qū)主要特征是：土壤及其周邊環(huán)境污染物含量高，嚴重高于相關限量指標，已對農(nóng)作物生長和人體健康構成嚴重威脅。區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量處于高風險水平，采取限制利用策略。（圖表略）

3 實證分析

3.1插值方法優(yōu)選

要進行區(qū)域農(nóng)用地的安全利用就要將采樣點位信息通過空間插值法獲得面狀信息?？臻g插值方法多種多樣，其中常用的：克里格插值法以元素空間結(jié)構特征為基礎確定采樣點對估值點的影響權重，通過低通濾波效應，插值過程中會丟失局部極大值和極小值；局部多項式插值法則主要利用最小二乘法多項式擬合土壤重金屬的局部空間分布趨勢，插值結(jié)果對局部細節(jié)信息存在較大的平滑作用，是一種非精確性插值方法；反距離加權插值和徑向基函數(shù)插值法都屬于精確性插值法，均保留了土壤重金屬空間分布的局部波峰或波谷信息，徑向基函數(shù)插值是根據(jù)局部的光滑趨勢確定權重，但反距離加權插值法是根據(jù)距離影響確定其權重。

該文利用SPSS 20 對研究區(qū)6 種重金屬進行描述性統(tǒng)計，但通過Kolmogorov-Smirnov 法進行正態(tài)檢驗，原始數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布，進行對數(shù)變換得到偏度和峰值，總體符合正態(tài)分布滿足地學統(tǒng)計分析的條件。樣本的變異系數(shù)均大于100%，屬強變異，說明社會經(jīng)濟等人為因

素對土壤重金屬污染指數(shù)影響較大。

該文研究的核心在于土壤重金屬的超標（極大值）情況，克里格插值法和局部多項式插值法顯然不適用。考慮土壤重金屬含量空間分布特征與距離有關，因此，選用反距離加權插值法作為最適宜的插值方法。

反距離加權插值法是基于相近相似原理，對樣點分布均勻且布滿整個插值區(qū)域的插值精度較高。以Cd 為例，反距離加權插值法的內(nèi)插交叉驗證方程為Y=0.667X+2.025（R2=0.702），說明內(nèi)插效果良好。通過反距離加權插值法獲得面狀信息并對數(shù)據(jù)進行處理后，再利用單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法進行土壤重金屬超標評價。

3.2土壤重金屬超標評價結(jié)果

3.2.1 6 種重金屬超標空間分布

根據(jù)單因子指數(shù)評價結(jié)果可知，研究區(qū)884 個土壤樣品11.85 萬 hm2 農(nóng)用地中：

（1）僅有3 個點位、165.90 hm2 農(nóng)用地Cd 重度污染，4 個點位、225.15 hm2 農(nóng)用地Cd 中度污染和4 個點位、711 hm2 農(nóng)用地Cd 輕度污染，分別位于Q 鎮(zhèn)中部、F 鎮(zhèn)南部、B 鎮(zhèn)中部、D 鎮(zhèn)西北部（見表4，圖2a，圖3a）。

（2）僅有1 個點位、11.85 hm2 農(nóng)用地Hg 輕度污染，位于L 鎮(zhèn)西部（見表4，圖2b，圖3b）。

（3）僅有1 個點位、11.85 hm2 農(nóng)用地As 輕微污染，位于B 鎮(zhèn)中部（見表4，圖2c，圖3c）。

（4）僅1 個點位、11.85 hm2 農(nóng)用地Pb 重度污染，11.85 hm2 農(nóng)用地Pb 中度污染、23.7 hm2 農(nóng)用地Pb 輕度污染，8 個點位、379.2 hm2 Pb 輕微污染，位于B 鎮(zhèn)中部、F 鎮(zhèn)北部、K 鎮(zhèn)西北部、E 鎮(zhèn)東北部、R 鎮(zhèn)中東部、Q 鎮(zhèn)中東部（見表4，圖2d，圖3d）。

（5）僅2 個點位、23.70 hm2 農(nóng)用地Cu 重度污染，1 個點位、47.40 hm2 農(nóng)用地Cu 中度污染和1 個點位、260.70 hm2 農(nóng)用地Cu 輕度污染，分別位于P 鎮(zhèn)東南部、Q 鎮(zhèn)中部、R 鎮(zhèn)中部、F 鎮(zhèn)的南部和北部、G 鎮(zhèn)東北部（見表4，圖2e，圖3e）。

（6）僅1 個點位、11.85 hm2 農(nóng)用地Zn 重度污染，35.55 hm2 Zn 中度污染，1 個點位71.1 hm2 農(nóng)用地Zn 輕度污染，分別位于B 鎮(zhèn)西南部、R 鎮(zhèn)中部（見表4，圖2f，圖3f）。（圖表略）

圖2 土壤重金屬超標評價點位空間分布圖

圖3 土壤重金屬超標評價成果空間分布圖

3.2.2 土壤綜合污染程度空間分布

根據(jù)內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評價結(jié)果可知，研究區(qū)884 個土壤樣品11.85 萬 hm2 農(nóng)用地中：僅7 個點位、272.55 hm2 農(nóng)用地內(nèi)梅羅綜合污染程度為重度污染，位于Q 鎮(zhèn)東部、R 鎮(zhèn)中部、B 鎮(zhèn)西南部、D 鎮(zhèn)西北部、E 鎮(zhèn)東北部、F 鎮(zhèn)北部和南部；僅4 個點位、628.05 hm2 農(nóng)用地內(nèi)梅羅綜合污染程度為中度污染，位于Q 鎮(zhèn)中東部、P 鎮(zhèn)東南部、F鎮(zhèn)南部；31 個點位、4337.1 hm2 農(nóng)用地內(nèi)梅羅綜合污染程度為輕度污染，零散的分布于除X 鎮(zhèn)、D 鎮(zhèn)、P 鎮(zhèn)、U鎮(zhèn)、S 鎮(zhèn)等以外的其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)（見表4，圖2g、圖3g）。

3.2.3 土壤潛在生態(tài)風險空間分布

根據(jù)潛在生態(tài)危害指數(shù)評價結(jié)果可知，研究區(qū)884 個土壤樣品11.85 萬 hm2 農(nóng)用地中：僅2 個點位、59.25 hm2 農(nóng)用地存在高潛在生態(tài)危害，分別位于B 鎮(zhèn)中部、Q 鎮(zhèn)東部；僅有3 個點位、237.00 hm2 農(nóng)用地存在較高潛在生態(tài)危害，分別位于F 鎮(zhèn)南部、E 鎮(zhèn)東北部、D 鎮(zhèn)西北部（見表4，圖2h、圖3h）。

通過表 4 各重金屬元素點位和面積比例可以看出，研究區(qū)Cd 超標較其他各元素顯著。通過對比圖2 和圖3 各重金屬元素超標的分布情況具有良好的空間一致性，也得到與統(tǒng)計分析相一致的Cd 超標較顯著的結(jié)論。3 種土壤重金屬超標評價結(jié)果及其空間分布特征為后續(xù)農(nóng)用地安全利用策略提供了重要的管控方向。

3.3安全利用綜合分區(qū)

根據(jù)前述定性的安全利用等級劃分方案，將研究區(qū)農(nóng)用地劃分為安全利用區(qū)、基本安全利用區(qū)、低風險監(jiān)控區(qū)、中風險預警區(qū)和高風險限制區(qū)這5 種綜合分區(qū)（圖4）。（圖表略）

（1）I 級，安全利用區(qū)。該區(qū)94238.89 hm2，占總農(nóng)用地面積的79.52%，均勻分布在除D 鎮(zhèn)和R 鎮(zhèn)等其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的大部分區(qū)域。

（2）II 級，基本安全利用區(qū)。該區(qū)18227.78 hm2，占總農(nóng)用地面積的15.38%，集中分布于D 鎮(zhèn)和R 鎮(zhèn)的中西南大部分地區(qū)、E 鎮(zhèn)的東部和北部地區(qū)、P 鎮(zhèn)、N 鎮(zhèn)和F鎮(zhèn)的東部地區(qū)，零散的分布在E 鎮(zhèn)、J 鎮(zhèn)和K 鎮(zhèn)的西南部地區(qū)。

（4）III 級，低風險監(jiān)控區(qū)。該區(qū)5 125.47 hm2，占總農(nóng)用地面積的4.33%，集中分布于Q 鎮(zhèn)和R 鎮(zhèn)的東部和南部地區(qū)、B 鎮(zhèn)和D 鎮(zhèn)的西南部地區(qū)、N 鎮(zhèn)和R 鎮(zhèn)的東南部地區(qū)、E 鎮(zhèn)東部地區(qū)和F 鎮(zhèn)的北部地區(qū)，零星分布于J 鎮(zhèn)、L 鎮(zhèn)、M 鎮(zhèn)。

（4）IV 級，中風險預警區(qū)。該區(qū)605.97 hm2，占總農(nóng)用地面積的0.51%，集中分布于Q 鎮(zhèn)中東部地區(qū)、B 鎮(zhèn)中西南部地區(qū)和D 鎮(zhèn)的西部地區(qū)、E 鎮(zhèn)東部地區(qū)、F 鎮(zhèn)北部和南部部分地區(qū)。

（5）V 級，高風險限制區(qū)。該區(qū)301.89 hm2，占總農(nóng)用地面積的0.25%，集中分布于Q 鎮(zhèn)東部地區(qū)、B 鎮(zhèn)中部地區(qū)、D 鎮(zhèn)西北部地區(qū)、E 鎮(zhèn)和F 鎮(zhèn)交界處、F 鎮(zhèn)的北部和南部地區(qū)。

從圖 4 可以看出，高風險限制區(qū)都集中在中心城區(qū)和鎮(zhèn)中心區(qū)的邊緣區(qū)域；中風險預警區(qū)都分布在高風險限制區(qū)的外圍；低風險監(jiān)控區(qū)分布相對離散，一部分集中分布于中風險預警區(qū)的外圍，一部分反而距離中心城區(qū)和鎮(zhèn)中心區(qū)較遠并零星分布于交通便利地區(qū)；基本安全利用區(qū)集中分布于南部丘陵山區(qū)，還有部分集中分布于低風險監(jiān)控區(qū)外圍。

3.4分區(qū)合理性分析

5 級安全利用綜合分區(qū)的污染程度和風險等級呈現(xiàn)由中心向四周逐漸減弱的趨勢（見圖4）。經(jīng)分區(qū)統(tǒng)計分析，結(jié)合該市1999～2015 年的統(tǒng)計年鑒和實地調(diào)研，對高風險限制區(qū)、中風險預警區(qū)和低風險監(jiān)控區(qū)進行了重點分析發(fā)現(xiàn)：Q 鎮(zhèn)東部有省級特色陶瓷產(chǎn)業(yè)園，B 鎮(zhèn)中部有電子制造金色工業(yè)園，D 鎮(zhèn)西北部有化工絹染工業(yè)集中區(qū)，E 鎮(zhèn)西南部有電線電纜產(chǎn)業(yè)園區(qū)，F(xiàn) 鎮(zhèn)與E 鎮(zhèn)交界處有稀土合金廠和氧化銅廠，F(xiàn) 鎮(zhèn)北部有較大規(guī)模的畜禽養(yǎng)殖場、塑機廠和電纜廠，N 鎮(zhèn)零星分布有小規(guī)?；S，P 鎮(zhèn)東南部有電光源和五金燈具制造廠。

該市屬于典型的點源污染，這些主要工業(yè)企業(yè)集中分布在某鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心的邊緣區(qū)域或交通便利的區(qū)域，釋放的廢水、廢棄物中的重金屬含量正以這些企業(yè)為中心逐漸由內(nèi)向外擴散，其空間變異原理與安全利用綜合分區(qū)空間分布規(guī)律一致，這充分證明了這種區(qū)域農(nóng)用地安全利用分區(qū)思路與方法的科學性、合理性。

3.5安全利用策略

因這種由中心向四周逐漸減弱的典型點源污染空間分布特征，依據(jù)不同安全利用綜合分區(qū)的不同特征和要求，因地制宜提出同一污染源不同管控內(nèi)容、不同管控級別的分類差別化管控策略。

（1）I 級，安全利用區(qū)，實施優(yōu)先重點保護策略。嚴防新增污染，維護安全狀態(tài)。

（2）II 級，基本安全利用區(qū)，實施優(yōu)先保護策略?？刂莆廴据斎?，監(jiān)控污染動態(tài)。優(yōu)化農(nóng)藝生產(chǎn)措施以確保農(nóng)用地安全利用。

（3）III 級，低風險監(jiān)控區(qū)，實施綜合監(jiān)控策略。對土壤、灌溉水、大氣環(huán)境實施動態(tài)監(jiān)測，建議以經(jīng)濟可行性為前提進行完整的土壤修復與治理，嚴格管控污染輸入，以徹底控制污染、消除風險。

（4）IV 級，中風險預警區(qū)，實施預警防控策略。監(jiān)測農(nóng)作物、土壤、灌溉水、大氣的環(huán)境質(zhì)量，預警污染范圍，采取以下防控措施：①強制其進行經(jīng)濟可行的土壤修復與治理，例如植物修復、土壤淋洗等；②篩選種植低富集農(nóng)作物種類，持續(xù)監(jiān)測預警；③優(yōu)化農(nóng)藝措施，例如適時的水分管理方法、硅肥或硒肥來降低重金屬元素有效性。

（5）V 級，高風險限制區(qū)，實施限制利用策略。結(jié)合單因子指數(shù)評價結(jié)果，深入調(diào)查明晰污染主體，實施源頭控制，嚴格管控治理污染源。開展風險評估，采取以下防控措施：①強制其進行積極有限、經(jīng)濟可行的土壤修復與治理，并連續(xù)監(jiān)測農(nóng)作物、土壤、灌溉水、大氣的環(huán)境質(zhì)量，預警污染范圍。若食用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量確無法達標的區(qū)域，限制其種植食用農(nóng)產(chǎn)品，改種非食用農(nóng)產(chǎn)品，退耕還林、還草；②嚴重超越經(jīng)濟可行性原則的高風險農(nóng)用地必須進行一定程度的修復治理，再次監(jiān)測其土壤環(huán)境質(zhì)量，達標后可轉(zhuǎn)為非農(nóng)用地。

4 結(jié)論與討論

（1）關于農(nóng)用地安全利用的內(nèi)涵，眾多專家學者提到既要關注土壤環(huán)境質(zhì)量，更要考慮農(nóng)產(chǎn)品安全，注重風險管控。基于當前土壤環(huán)境質(zhì)量如此嚴峻的形勢下，該文分地類集成評價標準，選用單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法進行土壤重金屬超標評價，提出了安全、基本安全、低風險、中風險和高風險的5種農(nóng)用地安全利用綜合分區(qū)方案，定性描述了不同安全利用分區(qū)的主要特征，分別采取優(yōu)先保護、綜合監(jiān)控、預警防控和限制利用的措施，相應地從源頭控制、農(nóng)藝措施調(diào)控、種植作物調(diào)整、地類轉(zhuǎn)換以及土壤修復、綜合整治等不同層級的安全利用管控策略。其中，通過3種評價結(jié)果及其空間分布，為研究區(qū)后續(xù)調(diào)查污染源，監(jiān)控污染動態(tài)，明晰污染主體，實施源頭控制，降低綜合污染及其風險提供了方向，同時也為環(huán)保部制定《農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準》、《土壤環(huán)境質(zhì)量評價技術規(guī)范》和“土十條”分類利用、實施風險管控提供了可參考的思路。

（2）因該文沒有大量化驗數(shù)據(jù)支撐，僅能依靠正在執(zhí)行或部委部分征求意見稿來嘗試分地類集成評價標準，后續(xù)還是要以國家標準執(zhí)行評價；僅對單因子指數(shù)法、內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價結(jié)果進行統(tǒng)計分析后定性的提出了安全利用等級劃分方案，應繼續(xù)深入基于大數(shù)據(jù)下土壤安全利用定量劃分方案的研究。在管控策略上，僅提出了深入調(diào)查、實施源頭控制、調(diào)控農(nóng)藝措施、調(diào)整種植作物、開展地類轉(zhuǎn)換以及針對不同重金屬污染類型的土壤修復等綜合整治措施的方向，但后續(xù)應有針對性的開展各方向上的研究，提出更有實踐意義的措施。

作者：劉霈珈1,3  吳克寧1,3  羅明2  李晨曦1,3  祝培甜1,3  張倩1,3  許偉偉4

單位：1.中國地質(zhì)大學(北京)土地科學技術學院；2.國土資源部土地整治中心；3.國土資源部土地整治重點實驗室；4.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院土地質(zhì)量評價與污染防治應用研究中心

來源：《農(nóng)業(yè)工程學報》 2016年第23期

中國鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自：微信號 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學

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