林地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與類別劃分技術(shù)思路

□ 浙江省地質(zhì)調(diào)查院 董巖翔 黃春雷

國(guó)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?，F(xiàn)就若干技術(shù)問題作一討論，供決策之用。

一、林地與林地土壤

（一）林地資源

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。

（二）林地土壤

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(zhǎng)發(fā)育，也對(duì)流域環(huán)境（土壤、水）產(chǎn)生影響。

二、林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別評(píng)判的技術(shù)難點(diǎn)

農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量分類管理，作為一項(xiàng)國(guó)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(guó)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。基于此，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)。

（一）評(píng)判指標(biāo)問題

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。

（二）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)問題

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。

（三）評(píng)價(jià)單元問題

《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。

三、林地土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與類別劃分討論

（一）總體思路

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(cè)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。

（二）工作精度及數(shù)據(jù)來源

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(guó)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(guó)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(cè)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。

（三）評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)

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)。

（四）評(píng)價(jià)單元與類別劃分

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(zhēng)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(cè)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(cè)，并通過監(jiān)測(cè)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)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）。

四、林地土壤環(huán)境質(zhì)量類別劃分技術(shù)流程

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。

（一）準(zhǔn)備階段

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。

（二）評(píng)價(jià)分類階段

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。

（三）成果匯總階段

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。