□ 浙江省地質(zhì)調(diào)查院 董巖翔 黃春雷
國務(wù)院《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(2016)中要求,“有條件的地區(qū)要逐步開展林地、草地、園地等其他農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃定工作”。浙江就是具備了條件的地區(qū)。多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查(1∶25萬)及縣級(jí)土地質(zhì)量地質(zhì)調(diào)查可以提供有效的數(shù)據(jù)支持。因此,先行開展試點(diǎn),并通過試點(diǎn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),完善方法技術(shù)、構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系、制定技術(shù)規(guī)范、做好技術(shù)儲(chǔ)備,是浙江當(dāng)務(wù)之急。現(xiàn)就若干技術(shù)問題作一討論,供決策之用。
森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地最大的生態(tài)系統(tǒng),具有維護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的重要功能。據(jù)《浙江土地資源》資料(90年代),全省林地面積8304萬畝,占全省陸域面積的52.5%。其中有林面積占80.8%、灌木林面積占5.8%、疏林面積占7.9%。從分布上,浙江的林地集中于浙西南、浙西北和浙東丘陵山區(qū)的一些市縣。
林地土壤是在自然土壤的基礎(chǔ)上形成的,自然因素和生物因素是構(gòu)成林地土壤環(huán)境的主要因素,在土壤理化性狀、物質(zhì)組成、人類擾動(dòng)方面,與耕地土壤有明顯不同。林地土壤的環(huán)境質(zhì)量,主要與成土母質(zhì)的類型(即地質(zhì)背景)密切相關(guān),并表現(xiàn)出繼承性的特征。林地土壤的環(huán)境質(zhì)量,不僅影響林木的生長發(fā)育,也對(duì)流域環(huán)境(土壤、水)產(chǎn)生影響。
農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量分類管理,作為一項(xiàng)國家制度入法(土壤污染防治法)。從保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的目的出發(fā),我國頒布了《農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-2018)。該《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)農(nóng)用地的定義為耕地、園地、草地,不包括林地??梢岳斫鉃槭轻槍?duì)以生產(chǎn)食用農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)地而言的。但對(duì)林地,重點(diǎn)應(yīng)在于土壤生態(tài)環(huán)境的保護(hù),目的各有側(cè)重?;诖?,林地土壤環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)與類別劃分,便存在以下技術(shù)難點(diǎn)。
重金屬在耕地土壤環(huán)境質(zhì)量分類中,確定 Cd、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Cu、Zn8種 ,其 中 Cd、Hg、Pb、As、Cr給出管控值。那么林地應(yīng)選擇哪些指標(biāo)?依據(jù)是什么?這是難點(diǎn)之一。
耕地給出了篩選值和管控值作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),林地土壤類別評(píng)判是否沿用這一標(biāo)準(zhǔn)?如果沿用,是否有實(shí)際意義?若另設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是否可行?依據(jù)什么設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)?這是難點(diǎn)之二。
《農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分技術(shù)指南》(環(huán)保部),要求根據(jù)土壤污染程度的空間分布劃分類別單元,其邊界為耕地物理邊界、地塊邊界或權(quán)導(dǎo)邊界。林地集中于山區(qū),人類活動(dòng)(尤其是工業(yè)生產(chǎn))甚微,如何劃分單元,其依據(jù)和意義何在?這是難點(diǎn)之三。
還有諸如類別劃分結(jié)果的表達(dá)、成果的匯總等,都是一個(gè)需要考慮的具體問題,都要通過研究、試點(diǎn)、論證逐一解決。
以《土壤污染防治法》為指導(dǎo),以林地土壤生態(tài)環(huán)境保護(hù)為目標(biāo),以區(qū)域土壤地質(zhì)背景研究和地球化學(xué)調(diào)查實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),依據(jù)《農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分技術(shù)指南》,通過試點(diǎn),構(gòu)建林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分的方法技術(shù)體系,制定“浙江省林地土壤環(huán)境質(zhì)量劃分技術(shù)規(guī)程”,推進(jìn)浙江林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分,服務(wù)土壤環(huán)境質(zhì)量分類管理工作。
類別劃分應(yīng)遵循以下原則。
1.科學(xué)性原則
在樣點(diǎn)密度控制、評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置、評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐值汝P(guān)鍵問題上,保證科學(xué)性、合理性。
2.差別化原則
強(qiáng)調(diào)在類別相同的情況下,開展對(duì)污染物(指標(biāo))及其組合特征的識(shí)別,以利對(duì)其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的判斷、評(píng)估。
3.綜合性原則
分類工作要充分利用基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、土壤調(diào)查、土地調(diào)查、林地調(diào)查、地球化學(xué)調(diào)查等方面的資料及成果,進(jìn)行綜合研究,以提高類別劃分的質(zhì)量。
林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分,不同于耕地。工作比例尺過小分類成果則太粗,不利于支撐縣市級(jí)的分類管理;比例尺過大,不僅實(shí)際意義不大,也不符合當(dāng)前的國情、省情。
林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分,主要利用多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查中的單點(diǎn)樣分析數(shù)據(jù),輔以縣級(jí)土地質(zhì)量地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)。多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查采用的是網(wǎng)格法布樣,每一平方公里采一件樣品,4平方公里組成一件分析樣,共分析54項(xiàng)指標(biāo),目的是快速查明國土范圍的元素地球化學(xué)分布情況,其方法技術(shù)具有世界領(lǐng)先性。以該密度的數(shù)據(jù)可以滿足省級(jí)層面林地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和分類的需要。若對(duì)單點(diǎn)樣進(jìn)行分析,便可以獲得每平方公里有一件實(shí)測數(shù)據(jù)的資料,其控制密度為1件/平方公里,這個(gè)密度十分適用于林地土壤環(huán)境類別評(píng)判工作,加上縣級(jí)土地質(zhì)量地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的支持,效果會(huì)更佳。此外,對(duì)于受礦業(yè)活動(dòng)等影響較大的重金屬高背景地區(qū),要適當(dāng)增加樣品控制密度。
為促進(jìn)林地土壤環(huán)境質(zhì)量改善,確保森林生態(tài)系統(tǒng)安全穩(wěn)定,進(jìn)行林地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及類別劃分。評(píng)價(jià)是調(diào)查的結(jié)果,劃分類別則是行政管理決策的結(jié)果。由于林地與耕地的土壤環(huán)境質(zhì)量保護(hù)目標(biāo)各有側(cè)重,在評(píng)價(jià)與類別劃分上,其指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)、類別含義也不盡相同。
1.評(píng)價(jià)指標(biāo)
依據(jù)污染物的來源及其毒害性,農(nóng)用地(耕地)土壤環(huán)境類別劃分選擇了 Cd、Hg、Pb、As、Cr、Ni、Cu、Zn等8種重金屬及六六六、滴滴涕、苯并芘〔a〕有機(jī)污染物作為評(píng)價(jià)分類指標(biāo)。從浙江林地土壤地質(zhì)背景的復(fù)雜性、元素地球化學(xué)分布的差異性特點(diǎn)看,僅以上述8種重金屬元素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)顯然是不夠的?;诂F(xiàn)代分析技術(shù)和多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)的支持,應(yīng)盡可能地將與土壤地質(zhì)背景、地球化學(xué)背景相對(duì)應(yīng)的元素列入評(píng)價(jià)指標(biāo),如 Mo、Sn、Sb、V、Ti、F等, 這些元素既有毒害性的,也有生物非必須的。指標(biāo)名單的擴(kuò)展,有利用評(píng)價(jià)的科學(xué)性、準(zhǔn)確性的提升。
2.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
林地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià),實(shí)質(zhì)上就是林地土壤地球化學(xué)評(píng)價(jià),而地球化學(xué)評(píng)價(jià)是以地球化學(xué)背景為基準(zhǔn)的,元素地球化學(xué)背景,是元素在一定區(qū)域內(nèi),介質(zhì)中元素含量的平均水平。土壤元素自然背景的高低,對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量影響很大,所以,土壤地球化學(xué)背景是土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)最基本的依據(jù)?;谶@一認(rèn)識(shí),評(píng)價(jià)的思路也便清晰起來,農(nóng)用地(耕地)土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)采用GB15618-2018中的污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值和管控值,而林地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)則采用元素地球化學(xué)背景值。
30余年來,浙江在以耕地為主的平原區(qū)和林地覆蓋的丘陵山區(qū),開展了持續(xù)不斷的元素地球化學(xué)背景值研究,包括巖石、水系沉積物、深層土壤、表層土壤等介質(zhì)環(huán)境,建立了相應(yīng)的元素地球化學(xué)背景值。在林地土壤區(qū),不僅建立了不同類型土壤的環(huán)境地球化學(xué)基準(zhǔn)值,還分別建立了不同成土母質(zhì)的元素地球化學(xué)背景值,林地土壤背景值的研究成果為林地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與類別劃分奠定了基礎(chǔ)。
1.評(píng)價(jià)單元
在以找礦為目的勘查地球化學(xué)中,是以不同的地質(zhì)子區(qū)作為評(píng)價(jià)單元,以單元內(nèi)成礦元素(或指示元素)的濃度梯度變化進(jìn)行地球化學(xué)評(píng)價(jià)的;在農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分中,是根據(jù)土壤污染程度及空間分布確定評(píng)價(jià)單元的。由于評(píng)價(jià)對(duì)象、評(píng)價(jià)目的的不同,林地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)單元,擬依據(jù)元素在林地土壤中的富集程度(或累計(jì)程度)及其空間分布特征(與相關(guān)地質(zhì)體的展布)確定評(píng)價(jià)單元。
那種主張以土壤類型、植被類型建立評(píng)價(jià)單元的思路值得商榷。由于發(fā)育于不同母巖(母質(zhì))上貌似相同的土壤(如紅壤、黃壤等),始終帶有母巖的“先天烙印”,存在明顯的地球化學(xué)差異,而不同樹種和植被群落的分布,是植物本身的生物特性及氣候、地貌、土壤等多種因子綜合作用的結(jié)果,若按上述兩種思路建立土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)單元,則難對(duì)林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別的劃分進(jìn)行環(huán)境科學(xué)的判斷。
2.類別劃分
農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量劃分優(yōu)先保護(hù)類、安全利用類和嚴(yán)格管控類三類,并以土壤的風(fēng)險(xiǎn)管控類為重點(diǎn),以耕地的安全利用為目的,分別通過農(nóng)藝調(diào)控、替代種植、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整或退耕換林還草以及劃定特定農(nóng)產(chǎn)品禁止生產(chǎn)區(qū)等措施進(jìn)行分類管理,以保障耕地安全利用和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。如果沿用農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量分類方案,雖可以保持類別劃分的一致性,便于操作,但各類別的內(nèi)涵及管理目標(biāo)則須予以完善;如另行建類,無論在定義上,還是表述上都可能引起爭議,不利于工作的推進(jìn),故建議林地土壤環(huán)境質(zhì)量仍執(zhí)行農(nóng)用地的分類方案。
基于地球化學(xué)評(píng)價(jià)的思路,以林地土壤區(qū)域地球化學(xué)背景為基準(zhǔn),進(jìn)行土壤環(huán)境質(zhì)量類別的劃分。具體意見是。
(1)小于或等于背景的,視為自然地球化學(xué)背景,反映元素(指標(biāo))含量在土壤中的自然分布狀態(tài),土壤生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)低,一般情況下無須人為干預(yù),作為自然林地土壤類予以保護(hù)。
(2)大于背景小于3倍背景的,視為地球化學(xué)高背景,反映元素(指標(biāo))在某些母巖(母質(zhì))中的地球化學(xué)專屬性特征,如基性巖類的Ni、Cr、Cu等,酸性巖類的Pb、Zn、Ti,碳酸鹽類的As、F等。在自然狀態(tài)下,這類地球化學(xué)高背景,一般不對(duì)林地土壤構(gòu)成生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),但可能在遷移的作用下,對(duì)下游的農(nóng)田造成影響,即在農(nóng)田土壤中富集。從區(qū)域生態(tài)環(huán)境的管理的需要出發(fā),可通過控制性監(jiān)測的方法,以評(píng)估其生態(tài)環(huán)境影響。因此地球化學(xué)高背景單元,又可列為安全保護(hù)類。
(3)大于3倍背景的,視為地球化學(xué)異常,反映元素(指標(biāo))顯著超過背景的現(xiàn)象。地球化學(xué)異常往往由地質(zhì)成礦作用、礦山開發(fā)活動(dòng)或特殊地質(zhì)體引起。這類異常,通常表現(xiàn)為強(qiáng)度高(含量)、變異性大(離散度)、遷移能力強(qiáng)(形成分散流),不僅可對(duì)周邊農(nóng)田造成污染,當(dāng)土地利用方式改變或土壤環(huán)境發(fā)生變化(如pH值下降)時(shí),還有可能形成化學(xué)定時(shí)炸彈,即引致延緩但突然爆發(fā)的有害效應(yīng)。這類地球化學(xué)異常,存在潛在的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)予以常規(guī)的監(jiān)測,并通過監(jiān)測進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測預(yù)警。在分類管理中,應(yīng)列為嚴(yán)格管控類。
需要說明的是,取3倍背景作為判別地球化學(xué)異常是基于兩點(diǎn)的考慮:一是對(duì)浙江林地土壤的地球化學(xué)背景研究,二是參考了農(nóng)用地土壤環(huán)境篩選值與嚴(yán)控值的量級(jí)關(guān)系。地球化學(xué)背景為元素在土壤中的平均含量(即算術(shù)平均值)。
林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分工作大致可分三個(gè)階段,即準(zhǔn)備階段、評(píng)價(jià)分類階段和成果匯總階段。
包括工作方案的編制、資料收集、補(bǔ)充調(diào)查、單點(diǎn)樣分析、基礎(chǔ)土建編制(地貌圖、地質(zhì)礦產(chǎn)圖、土壤母質(zhì)圖、點(diǎn)位分布圖、植被圖等)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及元素地球化學(xué)圖制作等。
1.點(diǎn)位類別評(píng)判
對(duì)區(qū)內(nèi)各點(diǎn)位(樣品點(diǎn)位)土壤的各單項(xiàng)指標(biāo)(元素),按林地土壤環(huán)境質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn),逐一進(jìn)行類別的評(píng)判。分為三類:自然保護(hù)類、安全保護(hù)類和風(fēng)險(xiǎn)防控類。
2.劃定類別單元
根據(jù)點(diǎn)位各單項(xiàng)指標(biāo)類別的空間分布,劃定林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別單元。原則上,受同一土壤地質(zhì)背景影響,且類別相似的點(diǎn)位劃為同一類別單元,單元內(nèi)點(diǎn)位一般不少于5個(gè)。單元邊界劃定應(yīng)考慮地貌特點(diǎn)、地質(zhì)體邊界、植被分布特點(diǎn)等綜合確定。
3.類別單元優(yōu)化調(diào)整
為便于林地土壤環(huán)境管理,在同一個(gè)行政區(qū),可以將類別單元相同且緊鄰的單元予以合并,整合為一個(gè)單元;對(duì)跨行政區(qū)(縣市或鎮(zhèn)鄉(xiāng))的單元,為落實(shí)屬地責(zé)任可以按照行政邊界進(jìn)行拆分。在同一類別單元內(nèi),還可以根據(jù)元素的組合情況,進(jìn)一步劃分出子單元。
包括成果圖件的編制、分類結(jié)果的統(tǒng)計(jì)、單元的建檔(登記卡、數(shù)據(jù)庫等)和報(bào)告的編寫等。
林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分,尚無具體技術(shù)要求,只是要求參照農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量劃分之技術(shù)指南。因此,編制浙江省林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分技術(shù)方案,既有必要性,又有緊迫性。