汪庆华 董岩翔 郑文
（浙江省地质调查院，萧山311203）
摘要：浙江省农业地质环境调查以调查为基础、评价为该心、研究为纽带，对浙江农业地质环境开展了不同层面、不同层次、不同尺度的调查、研究与评价，获得了一大批重要的调查研究成果、示范性成果和应用性成果，大大丰富了我省农业基础资料，增加了农业地质的技术储备。这些成果既可为浙江农业区划、农业结构调整、发展高效生态农业提供技术支持，也为浙江“生态省”建设和农业的可持续发展战略提供基础性服务。
关键词：浙江省；农业地质环境调查；工作成果
“浙江省农业地质环境调查”是浙江省人民政府与国土资源部中国地质调查局合作开展的基础性、公益性地质调查项目。浙江省也是全国第一个以省部合作形式开展农业地质工作的省份。该项目联合了省内外18个单位（部门），集聚了多学科、多专业的180余位专家，投入了巨大的实物工作量，获得了126万多个高精度的实测数据，编制了上千张各类图件。通过该项目的实施，查明了我省主要农业经济区土地质量的新情况，基本掌握了某些土地资源的新优势，初步揭示了农业地质环境变化的新趋势，首次建立了全省农业地质环境技术支撑的新平台，拓展了浅海滩涂地质环境质量调查的新领域。
1 成果概况
浙江省农业地质环境调查项目实际完成的调查总面积为43613km2，其中陆域调查面积为
37737km2，沿海滩涂和近岸浅海调查面积为5876km2。
本次工作投入了巨大的实物工作量。测制土壤地质柱状剖面408个，土壤地球化学剖面1354km，采集土壤、浅海沉积物、浅层地下水、农作物等各类样品66554件，进行了土壤元素全量、有效态、持久性有机污染物等70多个指标、浅层地下水24项指标、农产品20余项指标的分析测试；获取了各类测试分析数据约126万个，编制了450余张基础性图件。
浙江省农业地质环境调查形成的调查及研究报告共29份，其中，总项目综合性成果报告5份、基础性调查报告4份、专项研究报告7份、专题研究报告6份、示范区调查报告7份。图集5套：浙北、浙中、浙东3个地区的《地球化学图集》各一套，《浙江省农业地质环境图集》、《浙江省生态地质地球化学图集》。
2 调查成果
2.1 获得了海量多介质、多元素、多指标的高质量实测数据，编制了系列基础性地球化学图件，全面更新和充实了浙江区域地球化学资料，为多部门、多学科的应用，构件了基础信息平台
通过对浙北平原区、浙中丘陵盆地区及浙东沿海地区3个重点农业种植区的多目标地球化学调查，获得了126万余项多介质的元素地球化学分析测试数据，主要包括：
（1）浙江省主要土壤及土壤母质Cd、Hg、Cr、Pb等52种元素及有机碳、pH值分析数据；
（2）浙江省主要土壤Fe、Mn、Cu、Zn等12种元素的有效量分析数据；
（3）浙江省主要土壤有机氯（六六六、DDT）农药残留量分析数据；
（4）浙江省主要土壤有机污染物（多氯联苯PCBs）分析数据；
（5）浙江省主要农田土壤浅层地下水NO3、NO2、NH4等24项水质分析数据；
（6）浙江省近岸浅海和滩涂沉积物的52种元素及有机碳、pH值分析数据。
利用区域调查所获得的实测数据，按技术规范要求，编制了52种元素的地球化学图、11种元素有效态（可浸提量）分布图、持久性有机污染物分布图等一大批基础性图件；为开展农业地质环境评价和综合研究提供了依据。在区域评价和综合研究基础上，首次编制了《浙江省农业地质环境图集》和《浙江省生态地球化学图集》；这些成果是自第二次农业普查和全国第二次地球化学扫面以来所获得的最系统、最可靠、最新的基础性成果，海量的基础资料，是“数字浙江”的重要数据源，具多部门、多学科、多领域的长远应用价值。
2.2 查明了浙江省主要农业经济自然区的地质环境现状，“摸清了家底”为政府宏观决策提供了科学依据
2.2.1 土壤环境质量评价
评价结果表明，浙北平原、浙东沿海和浙中盆地3个主要农业种植区土壤环境质量总体上较好。功能类型综合评价结果表明：在被调查的3个区约3.7万km2的范围内，一类土壤占21.14％，二类土壤占61.04％，三类和超三类土壤分别占16.63％和1.19％。
依据农业部绿色食品产地土壤环境质量标准，结合全省1999年土地利用现状资料，对农用地土壤环境质量的种植适宜性评价表明，在浙北、浙东和浙中3个调查区236.5万公顷农用地之中，能满足安全农产品生产土壤环境质量要求的农用地面积为179.8万公顷，占三地区农用地面积的76.0％，其中，水田147.9万公顷，占三地区水田的74.9％；旱地25.7万公顷，占三地区旱地总面积的86.7％；园地面积7.3万公顷，占三地区园地总面积的78.6％。不适合种植绿色农产品的非绿色农用地面积为47.2万公顷，占三地区农用地面积的20.0％。
2.2.2 土壤污染程度评价
受来自工业、农业及城市等多方面的影响，我省土壤已不同程度受到重金属元素的污染。调查评价成果统计，浙北、浙中、浙东沿海3个区中，轻度污染面积占调查区总面积的38.1％，中度污染占9.0％，重度污染占1.61％。
研究表明，在快速发展的工业化进程中，土壤中的重金属元素含量变化大大超过了自然作用的变化，在短短的12年间，Cd、Cu、As、S等元素平均相对累积率达15％以上，浙北平原、浙东沿海平原和浙中盆地3个区表层土壤中均出现Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、As等元素的富集。调查显示，重金属污染主要是工业“三废”（废水、废气、废渣）、化肥、农药等农用化学品以及其他人为的作用下，通过如大气降尘、灌溉、施肥、渗透等形式广泛进入到土壤环境。
2.2.3 土壤有机污染现状评价
调查表明，六六六、滴滴涕这类有机氯农药在停用近30年后仍在土壤中广泛残留，但总体上未超过国家环境质量的标准。
2.2.4 农田浅层地下水环境质量评价
调查显示，3个重点调查区的农田浅层地下水水质主要为Ⅳ类和Ⅴ类，其中Ⅳ类水占42.0％，Ⅴ类水占49.2％；浙东沿海地区的Ⅴ类水达65.7％。
浅层地下水的重金属污染不突出，主要集中在铁、锰及亚硝酸盐等指标上，其中铁超标比例为61.8％，锰为73.3％，亚硝酸盐为25.2％。
2.2.5 农田土壤营养微量元素丰缺评价
浙北、浙东、浙中三地区土壤肥力和微量营养元素丰缺评价结果表明，土壤养分之间的不平衡问题仍然十分突出。土壤肥力与养分丰富水平或平衡状况较差的土壤面积接近50％，浙中地区问题最为突出；平衡性较佳的土壤面积比例较小。沿江临海的垦区，土壤普遍缺Zn、Mo、Cu等元素；B不足具有广泛性、区域性，有92.2％的土壤存在缺B问题。
2.2.6 滩涂及近岸浅海沉积物环境质量评价
调查表明，除Ni元素在乐清湾一带超标较高外，沿海滩涂尚未发现明显的重金属污染。
2.3 通过调查，首次发现并评价了浙江富硒土壤。该成果不仅具有重要科学研究价值，也具有资源开发价值
2.3.1 富硒土壤及评价
通过研究，首次提出了根据土壤的含硒水平和硒反应性、富硒土壤的面积、土壤中硒的富集程度、硒的有效性、土壤环境质量和生物效应等指标的富硒土壤资源综合评价方法，将富硒土壤分为较高富集（Ⅰ级）、中等富集（Ⅱ级）、一般富集（Ⅲ级）3个等级。经评价，在浙北平原、浙东沿海平原和浙中盆地3个区圈出了29处约7654km2的富硒土壤区；其中，Ⅰ级区5处，Ⅱ级区15处，Ⅲ级区9处。
2.3.2 富硒农产品调查
通过富硒区农产品的实地调查验证，新发现海宁、平湖、诸暨的水稻，金华的葡萄，衢州、开化、慈溪的茶叶，龙游志棠白莲，瑞安马蹄笋、天目山竹笋等农产品的硒含量已达到标注富硒农产品标准。
3 评价成果
3.1 土壤地质研究
以地学为基础，提出了“土壤地质单位”的新观念，系统划分了浙江成土母质类型，实现了地学与土壤学的有机结合，大大提高了浙江土壤地质研究水平。
以“母岩—母质—土壤”的地质地球化学相关性研究为切入点、以土壤地质剖面研究和土壤母质地学分类为基本方法，通过对农业地质背景的系统研究，提出了“土壤地质单位”的新概念。由于地质工作能准确厘定各类岩石、地层的空间展布、详细描述其生成地质环境、地球化学等特征，建立在地学基础上的土壤母质分类将更具准确性。依据分类原则，建立了36个土壤母质类型，划分了118个土壤地质单位，编制了新的浙江土壤母质图；并对不同土壤类型进行了土壤矿物学、土壤磁性等方面的研究，从成土母岩、土壤母质及不同成壤环境等方面，系统总结了浙江省土壤的地质－地球化学特征，丰富了农业环境的基础资料，具有较强的科学性和实用性。
3.2 特色农产品适生地质—地球化学环境研究
在调查研究的基础上，建立了浙江主要特色农产品的适生地质—地球化学模型，为科学指导特色农产品结构调整和区域布局规划，提供了地学支持。
本次工作分别对浙江名茶、竹笋、临安山核桃、诸暨香榧、常山胡柚、玉环柚、长兴银杏等7种特色农产品的立地地质背景进行了研究，研究认为，除地形地貌、坡向和小气候条件之外，特色农产品的分布及其品质明显受到地质地球化学背景的制约与影响。研究揭示了这类农产品的适生规律，建立适生地质—地球化学模型，并依从已知到未知的认识论，在信息技术的支持下，进行了种植适宜性区划，结果表明，浙江省优质名茶种植的最适宜区面积为10803km2（图1），占全省土地面积的10.2％；次适宜区面积51621km2，占49％；毛竹、竹笋的适种面积为适宜区18814.28km2，占全省面积的18.47％，次适宜区55330.96km2，占54.32％；临安市山核桃的适种面积占全县面积的17.2％；常山县适宜和较适宜种植胡柚的面积约400km2；长兴县银杏的适宜和较适宜种植区面积约154km2；诸暨香榧适宜和较适宜种植区面积约306km2；玉环柚种植的适宜区和较适宜区面积约188km2。这一成果，为特色优势农产品种植布局规划提供科学依据和技术支撑。
图1 浙江省茶叶适宜种植区划图
3.3 农业地质环境变化预测预警研究
通过“土壤重金属时空变化研究”、“土壤pH值变化研究”、“元素全量、有效量及形态组成研究”、“土壤—农产品重金属相关性研究”，获得以下重要认识。
（1）人类活动，尤其是近20年来城市化、工业化的过程，使农业地质环境发生了明显的变化，主要表现为土壤污染和酸化。研究表明，1990～2002年12年间，浙北、浙中和浙东沿海3个地区土壤中的有毒有害元素含量及空间分布模式已发生明显的变化，砷（As）、镉（Cd）、铜（Cu）、氟（F）等元素显示出具有较高的污染累积速率，其中，镉（Cd）、铜（Cu）、硫（S）等7种元素的平均相对累积率达15％以上。
（2）有毒有害元素的快速积累造成了土地质量的退化，已为土地安全亮起了红灯，发出了警报。如浙北平原区1990年和2002年土壤环境质量综合评价对比表明，该区在12年间Ⅱ类和超Ⅲ土壤面积增加了1.5％；I类土壤的面积则减少了1.2％。以本次调查大量实测数据为支撑耕地（土壤）安全性（或风险性）评价表明，3个主要调查区内，安全耕地占93.2％、潜在风险（警戒）耕地占5.8％、危险性耕地占1.0％。
（3）研究结果显示，土壤中的重金属元素随土壤变化而发生地球化学变化，如Cd、Hg这两个最具威胁性的元素，在pH值下降（酸化过程）、有机质逐渐减少的情况下，都能增加其活化溢出及进入生物食物链的风险性。
（4）研究表明，尽管进入农产品中的重金属的来源、含量和安全等问题受到诸多因素的影响，但土壤环境中重金属元素含量的增加，势必会影响到农产品的品质与安全，两者之间存在本质上的相关性。浙江土壤在短短12年间，出现的重金属元素含量的累积趋势，从总体上增大了农产品的安全风险。
3.4 城市周边土壤污染及生态影响研究
调查表明，城市及周边土壤污染是浙江土壤环境问题的主要区域性特点。通过对杭州等五个大中城市及周边土壤环境问题的调查研究，查明了土壤污染的地理分布、主要污染物、污染源，评价了污染程度及生态影响，为城郊土地利用功能的合理调整提供了依据。
如在杭州市土壤环境研究中，重点开展了杭州蔬菜基地的安全性和西湖龙井茶的Pb污染来源问题的研究，其结论是，传统蔬菜基地土壤环境的重金属污染已严重影响到蔬菜的卫生安全，从城市发展考虑，建议作重新规划。应用Pb同位素示踪技术对西湖龙井茶铅（Pb）来源进行追踪研究表明：龙井茶主要与人为污染——汽油、燃煤等大气沉降Pb污染有关，故可以通过控制含Pb废气的排放，改善大气环境和生态环境质量解决茶中Pb问题。
3.5 土地环境质量安全性评价研究
土地作为一种自然资源，与人类生存环境的关系非常密切，且具有宝贵性和易受人类活动影响的脆弱性。土地的环境质量安全问题，已成为当今广为关注的资源环境问题，它关系到粮食安全、关系到社会的可持续发展。土地的安全性评价，是一个新课题，由于土壤环境的复杂性，参评指标的多样性，给评价工作带来了很大难度。为了充分利用浙江省农业地质环境调查成果，探索土地安全性评价的方法，促进土地安全性评价工作。
图2 浙北平原地区农用土地安全性评价图
通过重金属在土壤中的赋存形态研究、农产品与土壤重金属元素的相关性研究、稻米中Cd、Hg背景值研究等工作，形成了较为清晰的评价思路，即：
（1）在评价目标上，突出耕地这个重点，因为耕地是从事农业生产的主要场所。
（2）在评价指标上，突出重金属元素。调查表明，浙江土壤中的有机污染物（六六六、DDT）的残留，已降解至安全范围之内，化学肥料的施用是个可控的因子，而重金属污染，其治理与修复都是一个国际性难题。Cd和Hg，尤其是Cd，是影响浙江农业地质环境的主要重金属污染物，尽管Pb等元素对农产品安全具有普遍的影响，但研究表明，这类元素在土壤—作物系统中，效应性特征尚不明显，农产品中的Pb、F的污染主要来自大气环境。
（3）在评价标准上，采用国家标准与农产品安全标准相结合的方法。评价的成果用安全性级别进行表征。
综合评价结果发现，浙北平原区、浙中丘陵盆地区和浙东沿海丘陵平原区3个主要农业区的农田土壤有93.2％处于安全状态（图2、图3、图4），5.8％处于警戒区，危险区仅占1.0％。警戒区和危险区的农业用地主要分布于大中城市周边。
图3 浙中盆地地区农用土地安全性评价图
4 示范性、应用性成果
4.1 县（市）级1：5万示范区农业地质环境调查
以市、县行政范围设置农业地质环境调查示范区，是浙江省农业地质环境调查的一个突出特色。先后开展的杭州市萧山区、长兴县、平湖市、慈溪市、瑞安市、龙游县、上虞市等7个示范区农业地质环境调查工作，由于具有针对性、系统性、资料完整性等特点，受到了各级地方政府的欢迎和支持，对调查研究所获得的成果给予了充分重视，部分成果已应用在农业产业结构调整、农业信息系统建设、特色农产品开发和“十一五规划”编制之中。
图4 浙东沿海丘陵平原地区农用土地安全性评价图
杭州市萧山区政府根据对该区农业地质环境的评价结果，提出了“北菜北苗南移东扩”的产业调整方案，完善了“萧山区农业产业布局规划”；慈溪市政府依据农业地质环境综合研究成果，对该市“农业种养殖区划”进行了调整，促进了产业基地的建设；平湖市就调查所发现的土壤酸化问题，采取了平衡施肥、减少酸性化肥用量、控制污灌等措施。不少市县围绕于本次调查中发现的富硒土壤资源做文章，如上虞市在“关于扶持农业产业化发展的若干政策意见”中，计划安排60万元资金进行富硒农产品的开发；瑞安市则把重点放在对富硒土壤的开发性研究上；萧山区进化镇应用调查成果开发的富硒茶已上市；龙游县成立了“龙游志塘富硒食品开发有限公司”，根据调查成果注册了6个富硒食品商标，富硒白莲和水稻的种植面积比2004年扩大了20％，2005年仅富硒米一项就增加收入1082万元。
4.2 农业地质环境调查方法技术体系研究
通过大量的实践，对项目实施中所采用的农业地质背景野外调查方法、多介质样品野外采集方法和分析测试方法、综合研究方法、评价方法、制图方法及相关技术（如“3S”技术、同位素示踪技术、信息技术等）进行了系统总结，并在实践中建立完善了包括评价目标、评价方法、评价指标、评价标准等四个方面的农业地质环境评价体系，为全国开展的同类项目提供了示范。
4.3 浙江省农业发展与农业区划
根据浙江省农业发展的实际和农业经济分区特点，结合农业地质环境条件，将全省划分为：浙东北都市型、外向型农业发展区，浙东南沿海城郊型、外向型农业发展区和浙中、浙西南综合型、生态型农业发展区等3大农业功能区及13个功能亚区（图5），提出了重点区域农业发展和产业布局的建议，为加快农业产业结构调整，确立区域性农业发展定位，实行分类指导，建设区域性优势农业产业区（带）提供了科学依据。
图5 浙江省农业功能分区图
图6 浙江省绿色（无公害）、富硒粮油产业综合区划图
在农业地质环境调查所取得的相关研究成果基础上，以农业地质环境和农业自然生态环境要素为基础，以农作物种植适应性评价和发展潜力评价为核心，以优势比较为原则，提出的“农业综合区划方法”充分考虑了农产品产地安全性、特色农业资源有效利用、农产品种植适宜性和区域经济社会特点等4方面因素，具有鲜明的特色和先进性，也是对传统农业区划工作的一大突破。应用这一方法提出的全省粮油（图6）、茶叶、蔬菜、果品等4大类主要农作物的产业布局区划，有利于保证农产品的安全性（绿色、无公害）和资源的有效利用，对农业产业布局有较好的指导意义。
4.4 浙江省农业地质环境信息系统建设
“浙江省农业地质环境信息系统”首次在真正意义上把调查获得的有关土壤地质、地球化学、水文地质、农产品安全、非点源污染、特色农产立地环境、遥感、农业资源环境、海岸带环境地球化学等海量数据以及项目文档数据、DEM及基础地理信息、解译评价成果等纳入农业地质数据库。建成不同时段、不同结构、多源、多比例尺的海量空间和非空间数据库。采用海量地形与影像管理技术、快速三维显示技术、空间数据和非空间数据一体化管理技术以及组件式GIS（COMGIS）技术等关键技术，应用先进的金字塔模型来管理数据，基本实现了与农业地质环境相关信息的收集、存储、加工、使用、动态更新、统计分析及查询、输出等功能，构建的农业地质环境专业信息和社会公用信息的共享平台，具有较广泛的应用前景。
本项目由于坚持了多系统多部门的联合，坚持以地学为主导的多学科多专业结合、产学研结合、基础调查与专题研究相结合、调查研究与应用相结合的原则，项目的实施达到了“摸清家底”的目的，获得了一批全新的填补空白的调查和研究成果，为浙江“十一五规划”编制提供了重要的基础资料和科学依据。以市县（区）为对象开展的示范区农业地质环境调查，日益受到地方政府的重视，作为公益性的大型基础应用研究项目，其成果的作用已逐渐显现，部分成果已经开始在部分地区试用，部分战略调整决策已经取得了很好的效益。我省的部分县市级政府和农民开始认识到农业地质环境调查所具有的潜力，纷纷要求开展相关的调查工作，社会经济对农业地质工作的认同与需求正日益显现。“浙江省基本农田质量调查评价”项目已经省政府批准，项目实施的总体方案正在紧张编制中。
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Review of Achievements of Agricultural Geological Environmental Investigation in Zhejiang Province
Wang Qinghua, Dong Yanxiang, Zheng Wen
(Zhejiang Institute of Geological Survey, Xiaoshan 311203)
Abstract: Agricultural geological environmental investigation, considering survey as base, evaluation as kernel and study as tache, studies and evaluates the agricultural geological environment in different aspects, degrees and scales, consequently obtaining some important achievements. It enriches our agricultural basic data and increases agricultural geological technological reserve. They will supply the agricultural programming, structural adjustment and highly effective ecological agriculture with technological support and basic service for building ecological province and sustainable development stratagem.
Key words: Zhejiang Province; Agricultural geological environmental investigation; Achievements