恩施州土壤酸化情況調(diào)查及對策建議

楊遠恒+楊再輝+周富忠

中圖分類號：S663.1 文獻標識碼：B 文章編號：1001-3547（2017）16-0064-04

恩施州位于湖北省西南部，是武陵山集中連片特困地區(qū)的重要組成部分，東連荊楚，南接瀟湘，西臨渝黔，北靠神農(nóng)架。轄恩施、利川兩市和建始、巴東、宣恩、來鳳、咸豐、鶴峰六縣，88個鄉(xiāng)鎮(zhèn)2 655個行政村，土地面積2.4萬km2。于1983年8月19日建州，是湖北省唯一的少數(shù)民族自治州，有土家族、苗族、侗族、漢族、回族、蒙古族、彝族、納西族、壯族等29個民族；總?cè)丝诮?00萬，其中少數(shù)民族人口占54%。恩施州屬亞熱帶季風性山地濕潤氣候。冬少嚴寒，夏無酷暑，雨量充沛，四季分明；海拔落差大，小氣候特征明顯，垂直差異突出，“一山有四季，十里不同天”。境內(nèi)年均氣溫16.2℃，年平均降水量1 600 mm。地處武漢和重慶兩大“火爐”之間，氣候宜人，四季分明，是中國“三大后花園”之一，是聯(lián)合國科教文衛(wèi)組織評定的最適宜人類居住地區(qū)之一；生物物種多樣，森林覆蓋率高達70%以上，是我國亞熱帶森林系統(tǒng)核心區(qū)，長江流域重要的水源涵養(yǎng)地和生態(tài)屏障，素有“鄂西林?！?、“華中藥庫”、“華中動植物種質(zhì)基因庫”之稱；礦產(chǎn)資源富集，其中硒礦儲量世界第一，有“世界硒都”之譽；自然風光秀美，民族文化底蘊深厚，有恩施大峽谷、利川騰龍洞、咸豐坪壩營等一批武陵山生態(tài)文化旅游圈的核心景區(qū)。改革開發(fā)以來，特別是實施西部大開發(fā)計劃和武陵山片區(qū)集中扶貧攻堅計劃以來，呈現(xiàn)出政治穩(wěn)定、經(jīng)濟社會快速發(fā)展，人民生活不斷提高的良好局面。然而，耕地土壤呈現(xiàn)快速酸化的趨勢，給可持續(xù)發(fā)展帶來隱憂。

1 恩施州土壤酸化突出，已成為耕地質(zhì)量下降的主要問題

根據(jù)第二次全國土壤普查分類原則和命名方法，全州土壤分為11個土類，24個亞類，88個土屬，236個土種。與生物條件相吻合的垂直地帶性土壤有紅壤、黃壤、黃棕壤、棕壤、暗棕壤5個土類；在同一地帶內(nèi)的隱域性土壤有石灰（巖）土、紫色土、沼澤土、草甸土、水稻土、潮土6個土類。全國第二次土壤普查以前，恩施州農(nóng)民都有施用石灰的習(xí)慣，由于長期多年施用，造成了嚴重的次生石灰化現(xiàn)象，因此形成了一個獨具恩施特色的土種——次灰土。第二次土壤普查以后，恩施州開始全面停施石灰，至今已有30余a，次生石灰化現(xiàn)象早已不復(fù)存在，為此全州共有28個次灰化土種隨之消失，現(xiàn)有土種208個。

2012年，恩施州實有耕地面積316 158 hm2，人均耕地面積787.06 m2，占全國平均水平（927.13 m2）的84.9%，不到世界平均水平的一半。根據(jù)2013年恩施州農(nóng)業(yè)局與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、湖北省土肥站等單位對全州耕地質(zhì)量進行評價的結(jié)果，在全州

25.59萬hm2常用耕地中，一等地為1.06萬hm2，占總面積的4.16%；二等地為3.19萬hm2，占總面積的12.48%；三等地為7.68萬hm2，占總面積的30.01%；四等地為9.77萬hm2，占總面積的34.25%；

五等地為4.89萬hm2，占總面積的19.09%。一般而言，一、二等地為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)良田，三、四、五等地為中低產(chǎn)田。恩施州常用耕地中穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的一、二等地僅占耕地總面積的16.64%，超過80%的耕地為中低產(chǎn)的三、四、五等地，耕地質(zhì)量普遍偏低，酸化、缺素及有機質(zhì)含量下降是全州耕地質(zhì)量下降的主要原因。

全州近10萬個土壤樣品的檢測結(jié)果表明，耕地pH值小于5.0的強酸性土壤占總面積的20.53%；pH值5.1～5.5的酸性土壤占29.60%；pH值5.6～6.5的微酸性土壤占44.33%；pH值大于6.5的中性及微堿性土壤僅占5.55%。與1982年第二次土壤普查相比，pH值小于5.0的土壤面積由0.78%增加至20.53%；pH值5.0～5.5的土壤面積由2.83%增加至29.60%；pH值5.6～6.5的土壤面積由33.37%增加至44.33%；pH值6.6～7.5的土壤面積由43.40%下降至5.14%；pH值7.6～8.5的土壤面積由19.43%降至0.41%；pH值大于8.5的土壤面積由0.19%降至0%，僅5.14%土壤呈中性。按全州實有耕地面積31.6萬hm2計算，pH值小于5.5的酸化耕地面積已達到15.84萬hm2，占全州耕地總面積的50.13%，酸化現(xiàn)象十分嚴重，現(xiàn)已零星出現(xiàn)因土壤酸化導(dǎo)致作物絕收的情況。據(jù)調(diào)查，僅來鳳縣香溝村就有超過6.67 hm2耕地因土壤嚴重酸化而撂荒，高山蔬菜基地、煙葉種植基地尤為嚴重；利川齊躍山高山蔬菜基地50%出現(xiàn)明顯減產(chǎn)，絕收面積達到10%以上。耕地酸化已逐步成為種植業(yè)發(fā)展的主要障礙因素，制約了全州農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

2 土壤酸化為害重，病害、毒害已逐步危及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

大多數(shù)植物和微生物一般適宜微酸性、中性或微堿性環(huán)境，最適pH值在6.1～7.5。而多數(shù)作物適宜pH值范圍為5.5～7.5的中性及微酸性土壤，不同作物所要求的pH值各異，有的要求pH范圍較廣，有的要求pH范圍較窄。土壤酸化后，宜種性變窄，產(chǎn)量下降，地力衰退。耕地酸化主要影響土壤養(yǎng)分的有效性，Al3+和H+濃度增加，抑制其他營養(yǎng)元素的吸收，引發(fā)作物眾多生理病害；一些抑制土壤病菌的微生物活性降低，導(dǎo)致侵染性病害的發(fā)生；產(chǎn)生Al、Mn、Fe等毒害，耕性變差，出現(xiàn)板結(jié)等不良影響。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，耕地土壤酸化的為害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

一是種植什么作物都生長不良。各種作物都有其適宜的土壤酸堿度范圍，大多數(shù)作物以微酸至微堿性為宜。茶樹是喜酸植物，但當土壤pH值小于4.0時，也生長不良，如走馬鎮(zhèn)木耳山茶葉基地，近年約20 hm2茶園出現(xiàn)嚴重衰老，表現(xiàn)為死葉、枯頂，抽檢54個土樣，pH值均值3.1，小于3.0的有19個。

二是施什么肥都無效。土壤酸化后，影響N、P、K及中、微量元素的有效性，土壤中的有效Ca、Mg含量急劇減少，表現(xiàn)為施P后仍缺P、施K后仍缺K，施什么肥料都無效。endprint

三是對作物產(chǎn)生毒害。土壤酸化后，土壤中的Al3+等使作物根系中毒，往往形成黑白相間的毛刷狀根，嚴重的導(dǎo)致死亡。另外，土壤酸化后導(dǎo)致一些重金屬元素活性增強，容易被作物吸收利用，累積過量造成中毒，如2016年6月25日，燕子鎮(zhèn)燕子村6組村民優(yōu)新玉反映，她種植的烤煙出現(xiàn)生長不良、心葉停止生長的現(xiàn)象，經(jīng)田間取樣檢測，土壤有效Mn含量達到157 mg/kg、pH值5.2，導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是土壤酸化，Mn吸收過量中毒。

四是加大重金屬污染的風險，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。研究證明，土壤pH值降低可改變污染土壤重金屬的化學(xué)形態(tài)和釋放潛力，重金屬釋放潛力隨pH值下降而增加，但不同重金屬對土壤pH值下降的敏感性不同，Zn和Cd對pH值的變化很敏感，當pH值下降至6時，其釋放潛力明顯增加，而Pb、Cu和Cr在pH值下降至5時，釋放潛力也明顯增加。近年來，從恩施獲得的數(shù)據(jù)表明，農(nóng)產(chǎn)品（茶葉、大米、煙葉）Cd超標和復(fù)合污染的現(xiàn)象已經(jīng)出現(xiàn)。

3 各級政府高度重視，耕地酸化治理多措并舉且已初見成效

在全國測土配方施肥項目實施過程中，利川土肥站首先發(fā)現(xiàn)并提出耕地酸化問題，并逐級上報，引起了恩施州州委、州政府對耕地質(zhì)量問題的高度重視。2012年，州委1號文件提出：“啟動實施土壤酸化治理工程”；州政府出臺了《關(guān)于加強耕地土壤酸化治理工作的意見》（恩施州政發(fā)[2012]24號）。2014年，州委、州政府提出了“山更青、水更綠、天更藍、土更凈、城鄉(xiāng)更美”的發(fā)展目標，州政府辦公室再次下發(fā)了《恩施州耕地土壤酸化治理推進方案》（恩施州政辦發(fā)[2015]7號），確立了“兩步走”的基本思路。第一階段，2014-2017年為重點攻堅階段，實現(xiàn)全州6.67萬hm2強酸性耕地土壤治理全覆蓋，基本消除嚴重酸化土壤；第二階段，2018-2020年為全面治理階段，實現(xiàn)全州16萬hm2酸性耕地土壤治理全覆蓋，土壤酸堿度基本恢復(fù)正常水平。各地各部門按照州委、州政府的要求，積極推動土壤酸化治理工作。2015-2016年，州政府每年投入土壤酸化治理專項資金500萬元，以此為基礎(chǔ)，全州共整合各類項目資金1.04億元，采購石灰、硅肥、商品有機肥等各類土壤酸化治理物資72 840.7 t，建成土壤酸化治理示范樣板近100個，治理酸化土壤面積200余畝次。

自2012年啟動實施土壤酸化治理工程以來，通過4 a的推廣，全州植煙土壤已實現(xiàn)土壤酸化治理技術(shù)全覆蓋，蔬菜、水果等經(jīng)濟作物已基本普及土壤酸化治理技術(shù)，水稻、玉米等糧食作物應(yīng)用面積逐年增加，土壤酸化治理技術(shù)應(yīng)用面積逐步擴大，土壤pH值穩(wěn)步提升，環(huán)境質(zhì)量逐步改善。而利川在2008年就把耕地酸化治理納入退耕地區(qū)基本口糧田項目建設(shè)重要內(nèi)容，率先啟動了耕地酸化治理工作，耕地土壤平均pH值由2006年的5.12提高到2014年的5.35；建始縣土肥站2015年450個土壤樣品平均pH值為5.7，2016年300個土壤樣品平均pH值為6.0，較2015年提高0.3，整體pH值逐步趨于合理，因土壤酸化導(dǎo)致減產(chǎn)甚至絕收的面積正在逐年下降。利川土肥站還長期堅持致力于耕地酸化治理的新材料、新方法研究，除大面積推廣施用石灰、草木灰和有機肥等常規(guī)措施外，還篩選了奧力硅、最鎂、大粒硅、奎米素、紐催恩等一批中微量元素堿性肥料和土壤調(diào)理劑，為全面治理耕地酸化提供了材料和技術(shù)支撐；還因地制宜地在酸化區(qū)域大幅度調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，適度規(guī)模發(fā)展茶葉、馬鈴薯等喜酸耐酸作物。

4 耕地酸化較多問題亟需研究，建議從以下方面繼續(xù)開展

4.1 加強基礎(chǔ)研究，解析土壤酸化機理，建立土壤酸化數(shù)據(jù)庫

從理論上來說降雨（特別是酸性降雨）、化肥、農(nóng)藥、除草劑的使用、種植方式單一等都可能是導(dǎo)致土壤酸化的原因。但是缺乏足夠系統(tǒng)而科學(xué)的數(shù)據(jù)定量地說明土壤酸化的效應(yīng)關(guān)系。首先是每一種化肥對土壤酸化的定量影響是什么不清楚；第二是土壤酸化與種植品種之間的關(guān)系不清楚，特別是與對恩施州十分重要的煙葉、茶葉、高山蔬菜、馬鈴薯等主要經(jīng)濟作物的關(guān)系不清楚；第三是不同類別的土壤抗酸化的能力不清楚；第四是重金屬釋放與土壤酸化的協(xié)同效應(yīng)不十分清楚，缺乏數(shù)據(jù)支撐；第五是土壤酸化與病蟲害之間的關(guān)系不夠清楚；第六是目前普遍利用石灰治理酸化土壤的負面效應(yīng)不是很清楚；第七是大氣污染、水污染和土壤酸化的協(xié)同效應(yīng)不清楚。應(yīng)該采取模擬試驗和田間試驗相結(jié)合的的方法加以研究，揭示這些因素對土壤酸化的量化影響，為科學(xué)治理提供依據(jù)。充分研究酸化土壤生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品的安全性，防范土壤環(huán)境風險。在上述研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)國家《土壤污染行動計劃》的要求，實施片區(qū)酸化土壤修復(fù)工程。

應(yīng)該進一步組織力量加強對土壤酸化現(xiàn)狀的監(jiān)測，在重點地區(qū)建立在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時獲取土壤酸化變化的情況，劃定土壤酸化區(qū)域，準確界定嚴重酸化區(qū)域、中度酸化區(qū)域、輕度酸化區(qū)域和非酸化區(qū)域，為科學(xué)治理提供數(shù)據(jù)支持。建立包括土壤類別，物理、化學(xué)、生物特性，氣候特征參數(shù)以及栽種歷史的土壤數(shù)據(jù)庫。研究不同類別土壤耐酸性的能力、特有微生物種群、土壤營養(yǎng)元素含量、適宜栽種作物品種、氣候特征等關(guān)鍵變量與土壤酸化度的關(guān)系，建立必要的數(shù)學(xué)模型。通過上述研究，全面準確掌握土壤的酸化程度及演變規(guī)律。

4.2 加強酸雨治理，評估近年來的治理效果，集成肥料使用技術(shù)

向永生等[1]對恩施州的冬季降雨（包括降雪）采樣檢測，pH值結(jié)果在4.27～6.98，平均為5.54，pH值<5.6的酸雨占54.55%。恩施州與重慶市萬州區(qū)相鄰，2個行政區(qū)首府的直線距離約100 km，兩者同屬于中亞熱帶濕潤區(qū)氣候，在氣候上的相似程度較大。這與祝和權(quán)等[2]研究報道的“萬州地區(qū)是我國重要的酸雨區(qū)，pH值一般在4左右，最低值達3.68，酸雨頻率約占70%”有相同的趨勢。應(yīng)組織人員進一步研究酸雨的頻次和強度，結(jié)合國家《大氣污染防治行動計劃》的要求，強化區(qū)域聯(lián)動，積極治理endprint

酸雨。

恩施發(fā)現(xiàn)土壤酸化現(xiàn)象至今已10 a多，采取治理措施也有5～6 a，要對治理效果進行評估，特別要關(guān)注土壤生態(tài)系統(tǒng)的變化。對前幾年施用石灰情況進行總結(jié)評估，對酸化嚴重、施用石灰效果明顯的地區(qū)，繼續(xù)把施用石灰作為降酸的主要措施，加強對農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)，指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施用石灰。運用國內(nèi)外土壤酸化治理技術(shù)成果，結(jié)合本地實際，開展試驗研究，選擇適合本地的土壤酸化治理技術(shù)路徑。一是繼續(xù)開展酸化土壤施用石灰定位試驗，尋找不同pH值條件下的石灰適宜用量，避免石灰濫用對耕地土壤造成破壞；二是開展不同調(diào)酸物料調(diào)酸效果比較試驗，篩選更多、更有效的治理材料，拓寬治理材料來源，降低治理成本，特別是尋找石灰的替代品。

在充分研究的基礎(chǔ)上，集成現(xiàn)有的肥料應(yīng)用技術(shù)，認真貫徹落實恩施州農(nóng)業(yè)局制定的《化肥減量增效行動實施方案》，在保證農(nóng)作物收成的基礎(chǔ)上盡可能減少化肥用量。對目前在本區(qū)使用的化肥進行系統(tǒng)的分析研究，判明其風險，篩選優(yōu)質(zhì)品牌。大力推廣測土配方施肥，恢復(fù)輪作、休耕制度，積極推行有機肥替代化肥行動。

4.3 改革農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織方式，實施退耕還林，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)

大量的青壯年外出務(wù)工，農(nóng)村勞動力缺乏，無力施用有機肥客觀上加劇了土壤酸化。要采取土地租賃、合作社開發(fā)等形式解決由勞動力短缺導(dǎo)致的土壤酸化加劇問題。要增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)服務(wù)土壤酸化治理的能力，通過機制改革組建專業(yè)的農(nóng)業(yè)服務(wù)公司指導(dǎo)農(nóng)民測土施肥，科學(xué)生產(chǎn)。

根據(jù)國家政策，結(jié)合易地扶貧搬遷工程的要求，要堅決地實施退耕還林。原則上對于易于水土流失的坡地、險地全部退耕還林，發(fā)展林業(yè)經(jīng)濟，改善民生。同時，結(jié)合我國將在2017年實施全面的碳交易行動的實際，通過碳交易的方式彌補退耕還林的老百姓。

恩施州屬我國地形第二階梯東緣，平均海拔

1 000 m，最高海拔3 023 m，最低海拔66.8 m，地形總體格局呈西北、東南兩翼高，切割破碎，中部局部為斷陷盆地，具有典型山地地貌特征。從地形和氣候的實際出發(fā)，發(fā)展以鎮(zhèn)為單位的生態(tài)農(nóng)業(yè)，集成生物技術(shù)、信息技術(shù)和環(huán)境保護技術(shù)將集鎮(zhèn)范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)廢棄物、生活廢棄物集中轉(zhuǎn)化為有機肥料、能源和循環(huán)利用的水，既治理農(nóng)業(yè)面源污染，又減少農(nóng)藥和化肥的使用量，促進循環(huán)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

1962年美國海洋生物學(xué)家蕾切爾·卡遜出版了《寂靜的春天》，她從春天鳥減少的事實中，經(jīng)過深入的調(diào)查研究，揭示了以DDT為代表的農(nóng)藥對人類環(huán)境造成的難以逆轉(zhuǎn)的損害，呼吁人們尊重自然、按照自然的規(guī)律辦事。蕾切爾·卡遜在40余a前寫下這本《寂靜的春天》，控訴了人類的無知，用殺蟲劑和除草劑等化學(xué)物殺死昆蟲和雜草的同時也污染了環(huán)境，殺害了生物，包括自認為聰明的人類，因為人也生活在這個地球上，造成今天每4個人里就有一人得癌癥，或死于藥物中毒的局面。她說“森林中生命的協(xié)同互濟關(guān)系就變得完全失調(diào)了，而且寄生蟲災(zāi)害反復(fù)出現(xiàn)的間隔時間也愈來愈短……因而，我們不得不結(jié)束這些違背自然規(guī)律的粗暴做法，這種粗暴做法現(xiàn)已被強加到留給我們的、至關(guān)重要的、幾乎是最后的自然生存空間之中?！?/p>

恩施50%以上的土壤快速酸化的事實，某種程度上與蕾切爾·卡遜的描述高度相似，提醒我們應(yīng)該反思并采取堅決的行動糾正我們的錯誤行為，按照自然的規(guī)律來組織我們的生產(chǎn)生活活動，否則我們將會面臨一個比《寂靜的春天》所描述的更為可怕的未來。

參考文獻

[1] 向永生，周富忠，黃飛躍，等.恩施州耕地資源評價與利用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

[2] 祝和權(quán)，杜存山，李海燕.萬州鐵路長江大橋混凝土結(jié)構(gòu)防護體系的試驗研究[J].中國鐵路，2005（3）：41-44.endprint