引言

近年來,隨著人們對土壤生態系統功能及服務的關注,土壤健康日益成為國際土壤學研究的熱點問題。2015年“國際土壤年”的主題為“健康土壤帶來健康生活”。不同國家和國際組織相繼提出了有關土壤健康的行動計劃,如世界糧農組織(FAO)的全球土壤伙伴計劃(Global Soil Partnership,GSP)、美國農業部的土壤健康-解開土壤奧秘行動計劃、歐盟土壤健康行動計劃等。同樣,我國圍繞土壤質量或/和土壤健康管護也開展了一系列科研和實踐工作。2018年,中國土壤學會成立土壤健康工作組,關注健康土壤的培育思路及行動路徑。

一、土壤健康的概念演進及涵義

伴隨著農業集約化水平不斷提高和經濟的快速發展,一些土壤出現了肥力退化、污染加重、土傳病害增加等問題,并引發一系列環境生態和公共健康問題,保護土壤安全、管護土壤健康因而日益成為農業高質量和可持續發展面臨的重大課題。與之相應,土壤質量和土壤健康的概念及其相關研究工作不斷得到加強和深化。

近年來,隨著對土壤本質和功能的研究,尤其是對土壤-植物-大氣連續體(SPAC)作用過程與機理及環境生態效應研究的深入,土壤健康的概念不斷發展和完善。土壤健康范疇,不僅強調土壤生物和關注作物病害尤其是植物健康生長問題,而且涵蓋土壤的自然資源屬性、環境屬性和生態屬性[1]。1996年美國土壤學家J. W. Doran等人首次將土壤健康定義為“土壤作為重要的生命系統,在生態系統和土地利用邊界內,發揮各種功能的能力,即：持續生物產品生產、保持大氣和水體環境質量、促進動植物和人類健康的能力”[2]。2017年,美國農業部將土壤健康定義為“土壤作為一個活的生態系統,持續為植物、動物和人類提供支持的能力”[3]。歐盟土壤健康和食物行動委員會將土壤健康定義為“土壤對所有形式的生命持續提供生態服務功能的能力”[4]。最近,聯合國糧農組織土壤跨政府技術小組(Intergovernmental Technical Panel on Soils,ITPS)定義土壤健康為“土壤持續保持陸地生態系統生產力、生物多樣性和環境服務的能力”[5]。

我國科學家在土壤健康研究方面也積極開展工作。周啟星等認為,土壤健康首先是能生產出對人體具有健康效益的動植物產品,其次是應該具有改善水和大氣質量的能力以及在一定程度上抵抗污染物的能力,還應該能夠直接或間接地促進植物、動物、微生物以及人體的健康[6]。曹志洪等定義土壤健康為“土壤提供食物、纖維和能源等生物物質的土壤肥力質量,土壤保持周邊水體和空氣潔凈的土壤環境質量,土壤消納有機和無機有毒物質、提供生物必需元素、維護人畜健康和確保生態安全的土壤健康質量的綜合量度”[7]。2016年,我國將土壤健康狀況引入《耕地質量等級》(GB/T 33469-2016)國家標準,界定為土壤作為一個動態生命系統具有的維持其功能的持續能力,以清潔程度(土壤受重金屬、農藥、農膜殘留等有毒有害物質影響的程度)和生物多樣性(土壤生命力豐富程度)指標表征土壤健康狀況[8]。可見,土壤及土壤學研究從聚焦肥力和生產功能向土壤健康概念的演進歷程,是人們對土壤及其與農業、環境、生態及氣候變化相互作用規律認識不斷深化的過程。

二、加強耕地土壤健康管護的重要性

土壤是人類賴以生存和發展的物質基礎。農業高質量發展,離不開土壤健康管護,對土壤性質功能再認識、再定位,對土壤科學使命再謀劃、再拓展,意義十分重大。

1.耕地土壤健康管護是貫徹習近平生態文明思想的重要舉措。習近平總書記高度重視土壤質量和土壤健康,先后20多次對保護土壤環境、防治土壤污染發表重要講話,作出重要指示。當前,我國生態文明建設正處于壓力疊加、負重前行的關鍵期,已進入提供更多優質生態產品以滿足人民日益增長的優美生態環境需要的攻堅期,也到了有條件有能力解決生態環境突出問題的窗口期,需要我們深入貫徹落實習近平生態文明思想,牢固樹立生態優先、綠色發展的導向,協調發揮好土壤的生產功能、環境保護功能、生態建設功能,保障土壤資源持續高效安全利用,助推構筑美麗中國的生態屏障。

2.耕地土壤健康管護是落實“藏糧于地”戰略的重要保障。“萬物土中生,有土斯有糧”,保障國家糧食安全的根本在土壤、在耕地。目前,全國耕地面積為20.24 億畝,人均耕地不足1.5畝,中低產田面積占耕地總面積比例高達70%,低產田超過30%,耕地地力總體偏低。我國耕地基礎地力對糧食生產的貢獻率僅為52%左右,比發達國家低 20-30個百分點,較40年前降低了10～15個百分點,耕地質量退化嚴重威脅到國家糧食安全[9,10]。“十三五”期間,國家累計安排中央預算內投資770多億元,支持全國大約7000萬畝農地進行高標準農田建設,據初步統計,項目區耕地質量提高了1-2個等級,糧食產能提高10%-20%。雖然我國糧食生產連年豐收,但總體上看,我國糧食和重要農產品供需將長期處于“緊平衡”和“不均衡”狀態,農業基礎還不穩固,安全形勢依然嚴峻,而且目前全球仍有超過8.2億人處于饑餓狀態[11]。這要求我們必須嚴守耕地紅線,不斷強化耕地質量保護與提升,真正把“藏糧于地、藏糧于技”戰略落到實處,把14億人的飯碗牢牢端在自己的手中。

3.耕地土壤健康管護是推動農業高質量發展的重要支撐。只有清潔、健康的土壤,才能產出安全優質的產品,產地環境是農產品質量安全的第一道關口。伴隨著我國農業從解決基本溫飽向吃得好、吃得安全、吃得營養健康的轉變,我國的土壤學也經歷了從聚焦土壤肥力、追求作物產量,到更加關注土壤健康、突出土壤安全的發展過程。當前,人民對膳食結構優化和營養水平提升的期望值越來越高。良好生態環境是最公平的公共產品,是最普惠的民生福祉。不斷滿足人民對美好生活的向往,土壤和產地環境管理在農業綠色發展和高質量發展中的作用將更加凸顯。

三、我國耕地土壤健康管護實踐與成效

人的命脈在田。習近平總書記深刻指出,保護耕地要像保護文物那樣來做。2020年7月,習近平總書記在吉林考察時再次強調,一定要采取有效措施,保護好黑土地這一耕地中的大熊貓。近年來,農業農村部門深入貫徹習近平生態文明思想,落實黨中央國務院決策部署,大力實施綠色興農戰略,雖然沒有直接提出以土壤健康管護為主題的行動計劃,但實際開展了大量與土壤健康管護相關的工作,不斷開創守護土壤健康的新局面。

1.基于保障糧食安全的土壤健康管護

一是大力推進高標準農田建設,加快補齊農業基礎設施短板,切實增強農田防災抗災減災能力,許多昔日的“望天田”、“斗笠田”變成了“萬畝田”、“噸糧田”。到2020年底,全國將建成集中連片、旱澇保收的8億畝高標準農田,耕地質量提升1到2個等級,糧食產能提高10%-20%,畝均糧食產量提高100公斤,實現“一季千斤,兩季噸糧”。二是大力推進東北黑土地保護,制定《東北黑土地保護規劃綱要(2017-2030)》,在32個縣持續開展試點建設,解決黑土變“瘦”、“薄”變“硬”的問題,實施黑土地保護面積2.5億畝,基本覆蓋主要黑土區耕地,到2030年,東北黑土區耕地質量平均提高1個等級(別)以上,土壤有機質含量平均達到32g/kg以上、提高2g/kg以上,通過土壤改良、地力培肥和治理修復,有效遏制黑土地退化,持續提升黑土耕地質量,改善黑土區生態環境。三是啟動退化耕地治理,選擇一批耕地土壤酸化、鹽堿化、次生潛育化、生物障礙等問題突出的重點縣開展退化耕地治理試點,建立集中連片示范區,探索應用土壤改良、障礙削減、地力培肥、治理修復等綜合技術模式提升耕地質量,到2025年,項目區退化耕地質量等級提升0.5等,酸化耕地土壤pH平均增加0.5個單位,鹽堿耕地含鹽量小于0.3%。四是啟動保護性耕作計劃,重點推動農作物秸稈覆蓋還田、免(少)耕播種等保護性耕作技術,增加秸稈覆蓋還田比例,增強土壤蓄水保墑能力,提高土壤有機質含量,培肥地力,采取免耕少耕,減少土壤擾動,減輕風蝕水蝕,防止土壤退化,采用高性能免耕播種機械,確保播種質量,力爭到2025年實施面積達到1.4億畝,形成較為完善的保護性耕作政策支持體系、技術裝備體系和推廣應用體系。

2.基于凈土保衛戰的土壤健康管護

一是推動法制建設和強化制度安排,推動出臺《中華人民共和國土壤污染防治法》,制定《貫徹落實土壤污染防治行動計劃的實施意見》、《農用地土壤環境管理辦法》,細化實化了耕地污染源頭的預防、調查監測和分類整治等措施,制定出臺了《農用薄膜管理辦法》、《農藥包裝廢棄物回收處理管理辦法》等配套管理辦法,組織制定了農藥殘留、肥料中有害有毒物質等70種、692項國家限量標準,以及《受污染耕地治理與修復導則(NY/T 3499-2019)》、《耕地污染治理效果評價準則(NY/T 3343-2018)》等技術規范,將耕地土壤污染防治擺在農業農村工作的突出位置來抓。二是摸清污染底數,農業農村部會同生態環境部等部門在各地組織開展耕地重金屬污染普查和土壤污染狀況詳查,基本查明了農用地土壤污染的面積、分布及其對農產品質量的影響,并在耕地土壤環境質量類別劃分、農用地安全利用等工作中初步應用。三是開展類別劃分,推行耕地分類管理,根據各地土壤污染狀況,指導將耕地劃分為優先保護、安全利用和嚴格管控三種類別,分別采取針對性的保護和治理措施,嚴格保護未污染耕地,安全利用中輕度污染耕地,嚴格管控重度污染耕地。截至2020年8月底,全國2384個縣完成耕地土壤環境質量類別劃分,占總任務量的86%。農業農村部、生態環境部印發了《關于進一步做好受污染耕地安全利用工作的通知》,組織召開全國受污染耕地安全利用現場推進會,建立月度調度制度。四是推進聯合攻關,依托農產品產地重金屬污染防治國家科技創新聯盟和現代農業產業技術體系,實施耕地污染金屬污染防治聯合攻關,聚焦重點區域、重點作物,“一域一策”跟蹤服務,精準解決區域性耕地土壤污染問題。確保到今年年底,如期完成受污染耕地安全利用率達到90%的硬任務。

3.基于土壤健康狀態的監測評價

一是制定首個耕地質量國家標準,為了全面推進耕地質量調查、監測與評價制度建設,掌握我國耕地質量狀況和變化趨勢,提出加強耕地質量保護與提升的技術意見及政策措施,于2016年7月出臺《耕地質量調查監測與評價辦法》,并于2016年底發布《耕地質量等級》(GB/T33469-2016)國家標準,在19個質量指標體系中規定了關于土壤健康狀況的生物多樣性和清潔程度兩個指標[12]。二是全面開展耕地質量調查,為切實摸清我國耕地質量家底,2014年,原農業部首次發布《關于全國耕地質量等級情況的公報》,自2017年起,農業農村部啟動開展新一輪全國耕地質量等級調查評價工作,于2019年完成了全國耕地質量等級劃分,發布了《2019年全國耕地質量等級情況公報》,公布了全國及不同區域耕地質量現狀,并針對耕地土壤障礙因素,提出耕地質量建設的對策建議,指導各地因地制宜加強耕地質量建設,《公報》將全國耕地質量等級由高到低依次劃分為一至十等,平均等級為4.76等,較2014年提升了0.35個等級[13]。三是構建農業生態環境監測“一張網”,統籌耕地地力、農產品產地環境、農田氮磷流失、農田地膜殘留等監測網絡,最近,農業農村部又會同生態環境部印發了《國家土壤環境監測網農產品產地土壤環境監測工作方案(試行)》,按照“說清現狀,兼顧風險”的目標,新布設了4萬多個國控監測點位,整合優化相關行業土壤環境監測點位近8萬個,統籌開展覆蓋全部耕地和主要土壤類型的長期例行監測,客觀評價保護與治理工作成效。

四、加強土壤健康管護的科研與管理重點

當前,我國已經進入高質量發展階段,新發展階段的時代特征、新發展格局的形勢需要、新增長動能的供給支撐,以及人民對美好生活的新期待,都對土壤功能拓展和土壤學科發展提出了更加豐富的內涵、更加具體的要求和更加緊迫的任務,需要我們進一步突破瓶頸、補足短板、夯實根基。為此,土壤學研究和土壤學會工作要繼續以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,牢固樹立新發展理念,堅持瞄準世界科學前沿,提高原始創新能力；堅持凝煉重大科學問題,服務國家戰略需求；堅持構建制度體系,完善人才評價激勵機制；加快形成學科繁榮發展、原創成果充盈、高端人才集聚的高質量發展的新局面。

1.進一步強化科研創新。習近平總書記在最近召開的科學家座談會上提出了“四個面向”的科研方向,也明確指出了“一些地區農業面源污染、耕地重金屬污染嚴重”的問題,為包括土壤學在內的科學研究進一步指明了方向,提供了基本遵循,我們要深入貫徹落實。要堅持問題導向、需求導向和目標導向,依照《土壤污染防治法》的要求,加大守護土壤健康的科技創新,強化土壤和耕地質量保護提升、土壤污染治理修復、土肥水協同管理等共性關鍵技術的有效供給,推動多學科交叉融合發展,不斷向土壤科學的廣度和深度進軍。進一步發展和完善土壤健康定義和內涵,建立健全土壤健康評價指標體系及評估方法,提出適合我國國情和農業高質量發展需求的土壤健康管護具體技術體系和優先研究領域。

2.進一步完善體制機制。改善科技創新生態,結合土壤科學研究實際,深化科研體制改革,優化資源力量布局,培育優秀創新團隊,建立符合實際的分類評價指標和制度體系,為廣大科學家和科技工作者搭建施展才華的舞臺,激發創新創造活力,讓科技創新成果源源不斷地涌現出來。

3.進一步深化人才培養。土壤學的科技創新和學科發展離不開人才的支撐。我們要大力弘揚科學家精神,加強人才尤其是若干“卡脖子”技術領域人才的培養,營造青年科技人才成長和脫穎而出的環境,為推動土壤學的優勢學科和新興學科、交叉學科加快發展,儲備人力資源,注入新生力量。

4.進一步發揮學會作用。土壤學會是聯結知識體系、產業體系、科研體系、人才體系的重要節點和關鍵樞紐。要進一步發揮學會的橋梁和紐帶作用,提升學會服務社會、服務政府、服務科研創新、服務科技工作者、服務學科發展的效能。要進一步調動廣大會員的積極性,不斷提升學會在推進學術交流、科學普及、人才培養等方面的功能。要進一步強化聯合協作,比如可借鑒美國土壤學會、農學會、作物協會舉辦聯合年會的做法,加強與中國農學會、中國作物學會等的合作交流,凝聚各方力量,形成整體優勢,促進相互發展,不斷把我國土壤健康科技創新和土壤科學事業推向前進,不斷夯實糧食安全根基,為我國生態文明建設和高質量發展提供科技支撐！