土壤贫瘠化的研究进展与趋势

黎雅楠

(1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司， 陕西 西安 710075； 2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司， 陕西 西安 710075； 3.自然资源部 退化及未利用土地整治工程重点实验室， 陕西 西安 710075)

土壤贫瘠化是土地退化的一种重要类型，是土壤环境以及土壤物理、化学和生物学性质变劣的综合表征，是土壤本身各种属性或生态环境因子不能相互协调、相互促进的结果，是脆弱生态环境的重要表现。土壤有机质含量下降、土壤营养元素亏缺和非均衡化、土壤结构破坏、土壤侵蚀、表土层变薄、土壤板结、土壤酸化及碱化和沙化等都是土壤贫瘠化的表现。土壤贫瘠化可分为显性贫瘠和隐性贫瘠类型，显性贫瘠可导致明显的退化结果，隐性贫瘠则是有些退化过程已经开始或进行了较长时间，但尚未导致明显的退化结果。土壤贫瘠化意味着土壤自身养分的容量及储存量减少、对作物的供应能力下降，并可能由此导致保水保肥能力下降，作物得不到正常的养分和水分供应，从而引起作物生长不良并导致严重减产，由此造成经济损失，并威胁粮食安全[1]。目前，尚未形成公认或者统一的土壤贫瘠化定量化评价体系，因此，及时了解我国土壤贫瘠化现状，分析其成因及发展趋势，结合实际开展该领域的研究工作，对保障粮食安全、促进农业可持续发展都具有重要意义。

1 我国土壤贫瘠化状况

我国耕地平均肥力水平较低，有机质含量低于0.7%的耕地占全国耕地总面积的10%左右[2]。水田土壤有机质含量大多在1%～3%，30%的旱地土壤有机质含量低于1%[3]。绝大多数耕地全氮含量低于0.2%，严重缺氮的省份有山东、河北、河南、山西、新疆等；缺磷或严重缺磷的省份有20多个；缺钾土壤面积比例相对较小，其中，海南、广东、广西、江西等南方地区缺钾较为普遍，但近年来全国各地农田养分平衡中钾素亏缺普遍出现，农田土壤速效钾含量呈下降趋势[4]。

我国化肥投入量自20世纪60年代以来增长了20倍，单位面积化肥施用量位于全球最高水平[5]。随着大量化肥逐年投入施用造成土壤中微量元素普遍匮缺，全国缺乏中量元素的耕地占6成以上；微量元素匮乏的耕地也普遍存在，其中，西北干旱地区超过80%的土壤缺锌和锰，南方和西南地区有90%的土壤缺硼和钼，华北平原和黄土高原有80%的土壤缺锌和钼[6]。

土壤酸化在全国范围内普遍发生，南方地区尤为严重，我国酸性土壤主要分布于南方热带和亚热带地区，随着近年来大气酸沉降不断加剧和化肥的过量施用，这一区域土壤酸化速度显著加快，土壤酸化和肥力退化问题突出，严重制约了土壤生产潜力的发挥[7]。化肥大量投入使用会导致土地板结、土壤酸化、生物质量退化以及水体面源污染和环境温室效应加剧等极为严重的生态灾难，而且土壤中中微量元素贫瘠导致的人体亚健康问题也越来越严重。

2 土壤贫瘠化成因及发展趋势

第二次全国土壤普查数据显示，我国大部分耕地有机质、全氮、有效磷含量严重缺乏。在耕种过程中存在长期低投入、高产出、施肥不均衡、管理不善等问题。土壤贫瘠化一方面是由于本身所处地域气候及地形环境造成，另一方面是人类对耕地的不合理利用导致。土壤贫瘠主要原因是土壤肥力不高，自然原因是土壤中水分不足、养分缺乏、空气少，如沙漠土缺少水分、南方酸性土黏重、缺少空气等，这可能是气候和地形导致。人为原因主要是不合理利用，或者过度农垦导致土壤肥力流失，如我国东北地区初垦的黑土，有机质含量在7%～10%，但开垦不到100年土壤有机质已下降到3%～4%，有的甚至仅2%左右。黄淮海地区的耕地中尚有大面积旱涝盐碱地未曾改良，过去为了提高产量，曾开展灌溉而未考虑排水条件，结果引起严重的次生盐渍化。南方地区森林被砍伐后，土壤有机质含量由5%～8%下降到1%～2%，土壤肥力明显减退[8]。土壤贫瘠化现象在全国各地均有出现，且至今耕地土壤养分仍有较大一部分处于亏缺和不平衡状况，制约我国农业生产发展，从而可能影响粮食安全。

3 土壤贫瘠化治理措施

土壤贫瘠化管理部门主要有农业农村和生态环境保护等部门。《中华人民共和国土地管理法》明确提出了耕地保护的目标，确保耕地质量不降低。生态环境部和农业农村部2017年9月发布的《农用地土壤环境管理办法(试行)》，为保障农业生产环境安全提供了重要制度保障和依据。

杨奇勇等[9]基于GIS对土壤养分贫瘠化及其障碍因子进行评价分析，提出土壤贫瘠化治理措施：1) 改土培肥，增强土壤抗逆性；2) 以小流域为基本单元植树造林，绿化荒山；3) 推行合理间套耕作制度；4) 加强农田水利基本建设。徐仁扣等[7]对我国农田土壤酸化现状和土壤酸化的主要危害进行分析，提出土壤酸化治理措施：1) 控制二氧化硫、氧化亚氮等污染物的排放；2) 施用生理碱性肥料代替化肥；3) 增施有机肥，降低土壤pH，稳定或提高土壤酸碱缓冲能力，降低交换性酸及铝含量，缓解土壤酸化；4) 施用碳酸钙类肥料或化学改良剂。基于大量研究结果表明，土壤贫瘠化的治理主要采取增施有机肥、合理减施化肥、适时休耕、推广秸秆还田以及采用有机、无机复合改良技术等阻控土壤酸化，改良农田土壤，遏制土壤的持续贫瘠化，将土壤酸度维持稳定，提高土壤肥力。基于提高化肥利用率、改善土壤环境的目标，结合土壤肥力情况以及已有技术标准，将测土配方施肥、化学土壤调理剂、保肥性材料、消毒剂、生物有机肥等材料和技术进行综合集成，形成高效、绿色的综合性肥力提升技术体系并推广应用。

4 土壤贫瘠化的研究方向

土壤贫瘠化是一个在时间上具有动态性、空间上具有差异性的综合非线性土壤变差的过程[10]。土壤贫瘠化涉及土壤学、农学、生态学、环境科学以及社会科学。迄今为止，土壤贫瘠化的研究多集中于特定区域或特定土壤类型的特定土壤贫瘠化指标的变化研究，不同土壤贫瘠化类型综合变化趋势等方面的研究大多处于探索阶段。土壤贫瘠化研究虽然在某些方面取得了较大进展，但仍需开展富有成效的科学研究，今后应从更广和更深的层次上系统综合地开展土壤贫瘠化的综合评价与生态系统的重建和恢复研究，并逐步向全域土地退化方向拓展。土壤贫瘠化可从以下几个方面加强研究：

一是探明我国土壤贫瘠化现状，加强监测及预测预警。现阶段土壤贫瘠化研究和监管各自为政，土壤贫瘠化的详情不明，解决土壤贫瘠化问题的体制、政策和治理响应常常是被动和分散的。土壤贫瘠化通常是多因素造成的结果，且贫瘠化类型多、成因复杂，因此需要统筹协调，多部门协同合作，深入开展土壤贫瘠化现状调查，建立综合监测网络，对重点区域和在不同尺度水平上的土壤贫瘠化类型、范围及贫瘠程度进行监测，为退化土地的防治提供现实依据。

二是重视土壤贫瘠化的隐性问题，遏制隐性向显性的转变。目前，对土壤贫瘠化隐性退化还缺乏足够的重视，对其发生机理缺乏认知、对其危害性认识不足，对发生机理了解不够，针对土内紧实化与压板、土内干燥化、土壤酸化、缺素(中微量)、盐基饱和度(BS)(钙)下降、生物势下降、连作障碍与果树忌地效应(化感)等采取预防为主、防治结合的策略解决隐性土壤贫瘠化问题。

三是构建土壤贫瘠化评价、改良、利用的综合技术体系。目前，尚无统一的土壤贫瘠化相关国际国内标准，应加强对土壤贫瘠化评价指标体系的研究，建立全面的评价指标体系，有利于土地退化防治及土地整治利用。