安徽省土地质量地球化学调查实践与思考

金敏，陈富荣，王晓明，陆三明，邢润华，杜国强，赵丽丽

［1.安徽省公益性地质调查管理中心，安徽合肥 230092；2.安徽省地质调查院（安徽省地质科学研究所），安徽合肥 230001］

0 引言

土地资源是人类赖以生存的物质基础，也是支撑社会发展的根本保障。土地质量的优劣直接关系到人体健康、粮食安全和经济社会可持续发展。1999年，原国土资源部中国地质调查局面向国家战略需求，在全国启动实施了多目标生态农业地球化学调查计划，各省市积极响应、重点推进，系统获取了包括土壤、大气沉降物、灌溉水、底泥、农作物等多介质、多要素、多尺度、高精度调查数据，全面掌握我国土地质量地球化学宏观状况，基本查明全国大部分省市优质土地资源“家底”和重要的生态地球化学问题，并对部分重点县（市、区）土地资源利用潜力、开发价值与生态风险进行了评价。研究成果在国家和省级层面的国土、农业、环保、科研等领域的宏观决策与战略布局中发挥了重要作用，产生了积极影响。

安徽省作为全国重要的农业大省、矿业大省，现代农业发展、绿色矿业活动、土地资源管护等要求加快土地质量地球化学调查工作，深化土地数量、质量和生态“三位一体”综合调查与评价，详细查明各县（市、区）土地质量状况、优质土壤资源分布、农业种植适宜性及生态安全与风险。通过提升调查精度和质量，聚焦精准服务自然资源管理、现代农业发展和生态环境保护；推动关键技术攻关和成果应用研究创新，助力安徽乡村振兴和生态文明建设。本文在对国内外土地质量地球化学调查历史、现状分析的基础上，结合安徽省土地质量地球化学调查主要进展、取得成果和转化应用等，提出了安徽省土地质量地球化学调查的总体思路、管理机制、保障措施、工作方向和关注重点，以期为各级政府和部门决策推进安徽省土地质量地球化学调查工作提供参考。

1 土地质量地球化学调查起源与进展

1.1 土地质量调查评价的起源

1953 年，C. E. Dengog 在研究农用地质量时首次提出“土地质量”一词[1]，指出土地质量是评价土地利用是否适宜的重要影响因素。1976—1978年，联合国粮农组织（FAO）肯定了土地质量是影响土地持续利用的土地属性与利用方式，颁布了《土地评价纲要》，组织开展了农业生态区划研究和土地适宜性评价，并提供了农业规划和农业发展的综合评价方法[2-3]。

20 世纪30 年代初以找矿为目标的勘查地球化学诞生，30 年代至70 年代国际地球化学勘查找矿取得了大发展，70 年代至80 年代以研究微量元素和有机污染物在各圈层迁移转化和污染延缓效应为主的环境地球化学受到了广泛关注[4]，90 年代初步形成以土壤圈为核心的地球表层系统各圈层间元素（或污染）迁移富集、生态效应的生态地球化学研究思路，并先后在矿山环境治理、地方病防治、特色农业种植、优质土地开发、湖泊环境变迁等方面开展了大量的探索和研究。传统地球化学研究工作已从单一的地质找矿拓展到环境、农业、土地和生命健康等多个研究领域。

1.2 土地质量地球化学调查的进展

20世纪60年代至70年代中国科学院组织开展了地方病与环境关系地球化学研究，70年代末我国以水系沉积物为主要研究对象启动并实施全国区域化探扫面计划，90年代初国家科委组织开展了区域地球化学在农业和生命科学中的应用研究[5]。伴随着地球化学“定时炸弹”理论的提出与实践，以及我国工业化、城镇化、农业现代化快速发展引发的土壤污染物累积和土地质量退化等问题，为科学统筹经济社会可持续发展与生态环境保护，急需从国家层面部署实施土地质量地球化学调查，全面评估土地质量状况及其存在的地球化学优势与问题，提出土地资源持续高效利用与生态管护对策建议。

1999年，中国地质调查局在珠江流域、江汉平原、成都盆地开展生态地球化学调查评价试点研究的基础上，先后与22 个省（市）开展合作调查[6]。截至2021年，全国已累计完成1∶250 000 土地质量地球化学调查面积 266.0 万km2，其中，江苏、山东、福建、上海、天津等已完成全省（市）陆域调查工作；2008 年以来，又先后组织开展了1∶50 000 和1∶10 000 万土地质量地球化学调查评价示范，至2017 年底，全国已累计完成1∶50 000土地质量地球化学调查面积27.8万km2[7]，目前，福建、浙江、广西等省（自治区）已实现各县（市、区）1∶50 000 土地质量地球化学调查全域覆盖。土地质量地球化学调查在服务于自然资源管理、现代农业发展、生态环境保护以及乡村振兴等方面发挥了地质先行和基础支撑作用。

2 安徽省土地质量地球化学调查工作现状

安徽省土地质量地球化学调查始于2001 年，主要工作包括农业地质调查、生态地球化学调查、多目标地球化学调查（1∶250 000）、土地质量地球化学调查（1∶250 000、1∶50 000）以及相关专项调查评价和试点研究工作。主要目标任务是调查评价影响土地质量的土壤、岩石、大气沉降物、灌溉水、底泥、农作物等介质中营养有益、有毒有害元素的分布分配特征、生物有效性及其对土地生产功能和生态安全的影响，圈定优质土壤资源分布范围，进行土地利用适宜性分区，提出土地合理利用、特色农产品种植、土地质量管护和土壤污染防治对策建议，取得了丰硕的研究成果。

2.1 农业地质调查

安徽省农业地质调查总体分为两个阶段。2001—2007年，由合肥市财政和省级专项费分别出资实施了合肥市蔬菜基地重金属污染调查评价[8]、宁国市农业地质生态环境调查[9]、长丰县草莓产地地质地球化学背景调查、石台县大山富硒区生态地质环境调查与评价[10]、合肥市江淮分水岭地区农业地质环境调查等工作；2012—2018年，由省财政出资，安徽省国土资源厅先后组织实施了金寨县果子园乡1∶50 000 农业地质调查、怀远石榴产地土壤地球化学调查、芜湖市蔬菜基地地质环境调查评价、砀山县酥梨产地地质背景调查评价、皖江经济带特色农产品地质环境背景调查及产业区划等项目。通过上述项目实施，基本查明研究区地球化学背景、地质环境特征和农产品种植适宜性与影响因素，为地方农业经济规划、种植结构调整以及特色、优质、安全农业发展提供了科学依据。

2.2 生态地球化学调查

依托全国多目标生态农业地球化学调查计划，原国土资源部与安徽省人民政府签署合作协议，共同出资3 200 万元，于2002 年9 月启动实施安徽省江淮流域生态地球化学调查，按照1∶25 000 多目标地球化学调查、区域生态地球化学评价、局部生态地球化学评价、整体综合评价四个层次下达任务、分阶段部署。项目以生态地球化学理论为指导、多目标地球化学调查技术为手段，在安徽省江淮流域3.82 万km2区域开展多介质、全要素、多时域、高精度立体综合调查[11]，系统研究了土壤背景和基准、土地质量状况、优质土壤分布、土壤碳源碳汇等[12-13]，对流域内农田、河流、湖泊、城市生态系统实施了生态地球化学评价，探讨了有益有害元素迁移规律及其对生态系统和人居环境的影响[14-15]，从生态系统整体出发开展了生态地球化学定量评价和预测预警研究[16]。项目多项研究成果先后荣获部、省国土资源科学技术进步奖。

2.3 1∶250 000土地质量地球化学调查

为加快推进全国多目标生态农业地球化学调查计划，尽快取得区域调查成果服务政府决策，由中央财政全额出资，中国地质调查局统一部署实施了第一层次多目标区域地球化学调查，其后根据该项工作的主要目标和重点任务，将多目标区域地球化学调查更名为土地质量地球化学调查（1∶250 000）。安徽省积极主动对接，2006—2015 年，先后完成滁州、宣广、淮北-亳州等5 个地区1∶250 000 多目标地球化学调查，面积为 5.44 万 km2；2016—2019 年，又相继完成岳西-太湖、旌德-宁国、临泉-太和等8 个地区1∶250 000 土地质量地球化学调查，面积为3.99 万km2。2002—2019 年，安徽省共计完成1∶250 000 土地质量（多目标）地球化学调查项目14 个，总面积为13.25 万km2（仅黄山地区未调查），取得表层、深层土壤pH、营养有益和有毒有害元素54 项指标高精度数据225.2 万条，调查成果广泛应用于国家和省级层面国土、农业、环保规划管理与决策部署。

2.4 1∶50 000土地质量地球化学调查

安徽省1∶50 000 土地质量地球化学调查是在全国试点的基础上由省自然资源厅规划部署和组织实施的，项目经费主要由省财政出资。2008—2012 年，完成贵池区1∶50 000 县（市、区）级土地质量地球化学评估全国试点。2015年以来，在省财政和各级政府的支持下，1:50 000 土地质量地球化学调查工作在全省铺开，先后有24个县（市、区）开展了相关工作，完成调查面积为2.74 万km2。其中，石台、砀山、金寨、宁国、宣州等11 个县（市、区）完成了全域调查，贵池、南陵、宿松、桐城等7个县（市、区）开展了农田区调查，青阳、无为、东至3 个县（市、区）开展了基本农田区调查，利辛、涡阳、蒙城3 个县（市、区）实施了三县交界区局部调查。通过土壤、大气沉降物、灌溉水、底泥、农作物等调查，对调查区土地质量等级、开发利用适宜性及潜在价值、生态风险等进行了全面评价。

此外，还开展了安徽省重点地区富硒土壤资源调查、肥西县和庐江县地方病地质地球化学环境调查、安徽省土壤固碳潜力表征方法与主要农耕区碳汇潜力研究、池州市富硒土壤资源地球化学调查、庐江县泥河-矾山地区富硒土壤调查评价、石台县富硒土壤资源地球化学详查（正在实施）桐城市大沙河与挂车河流域土壤锌分布调查、皖江经济带土地质量地球化学监测等专项调查评价和监测试点研究工作。

2.5 主要成果及转化应用

安徽省1∶250 000 土地质量（多目标）地球化学调查结果显示：全省土壤养分总体处于中等水平（占调查总面积56.50%），土壤氮、磷、钾大量养分元素丰富-较丰富区主要分布在淮北平原、大别山区、皖南山区；全省土壤环境质量总体优良，达标优先保护类土壤占比高达90.02%，省内主要农业区土壤环境质量全部达到优先保护类标准；安徽省特色土壤资源丰富，绿色土地资源分布广泛（占比84.83%），富硒土壤（占调查总面积11.62%）主要集中在沿江流域的安庆、池州、铜陵、宣城、芜湖等以及两淮局部地区，富锌土壤（占调查总面积26.87%）主要分布在长江两岸、皖南和大别山区、沿淮及其支流沿岸。

通过1∶50 000 土地质量地球化学调查与对标评价（NY/T 391—2013、DD 2019—10、DB 23/T 2410—2019 等），省内霍邱、砀山、潜山、宁国等县（市、区）域范围内和桐城、枞阳、无为等县（市、区）的（基本）农田区符合绿色食品产地环境质量的土地分布面积较大；石台县富硒土壤和宣州区、宁国市绿色富硒土壤资源丰富；石台县富锌土壤和桐城市、金寨县、宁国市优质富锌土壤资源均较为丰富。

依托上述系列调查评价成果，全省已通过国家级天然富硒土地认定3处，部分县（市、区）已开发出富硒茶叶、稻米、蓝莓、栝楼子、富锌水芹和绿色草莓、酥梨、萝卜等特色优质农产品，并积极谋划推动富硒富锌产业开发、康养旅游、功能农业[17]和科普基地建设等。安徽省土地质量地球化学调查成果在土地规划利用、特色农业发展、乡村健康旅游、环境保护治理、科普教育宣传等领域得到了广泛应用，为安徽省脱贫攻坚战略、乡村振兴发展和生态文明建设提供了有力支撑。

3 存在问题

3.1 不同尺度土地质量地球化学调查缺乏有效衔接

按照循序渐进的科学研究方法，1∶50 000 土地质量地球化学调查应在1∶250 000 土地质量地球化学调查工作基础上展开。受到两个层面项目工作隶属不同层级部门管理的局限，安徽省级层面的1∶50 000 土地质量地球化学调查工作部署和实施未能充分收集利用1∶250 000 区域性调查成果和资料，县（市、区）级土地质量地球化学调查、相关专项调查评价等工作在技术层面上尚缺乏针对性、系统性和有效性，需进一步加强安徽省不同尺度（精度）调查评价工作的有效衔接。

3.2 1∶50 000土地质量地球化学调查工作进度落后

截至2021年底，安徽省已完成1∶50 000土地质量地球化学调查项目24 个（国家部署7 个，省级部署17个），完成调查面积为2.74 万km2（全省占比19.54%）；累计投入经费9 895 万元，其中，中央资金2 599 万元，省级财政7 296 万元（含地方配套487 万元）。安徽省已完成1:50 000土地质量县域全覆盖调查的仅有11个县（市、区），相较于浙江、广西等省份已完成全部县（市、区）调查，安徽省部署的项目少、投入经费不足、工作进度落后，难以满足地方经济社会发展实际需求。

3.3 现有调查精度难以满足自然资源管理要求

安徽省地理气候、地形地貌、地质背景、土地资源、土地利用、农业种植和经济结构等南北差异明显，地块单元大小悬殊、环境条件差别大，各级政府部门在主体功能区划分、土地规划利用、农业区划和结构调整、“三区三线”划定、高标准农田划分、名特优农产品种植、污染土地整治等方面迫切需要土地质量地球化学调查成果提供依据和支撑。尚应在1∶250 000、1∶50 000 调查的基础上，结合地方需求和规划，优选优质（富硒、富锌、绿色）土地、特色农产品产地、典型异常区等开展1∶10 000 土地质量地球化学调查评价，助力安徽乡村振兴和绿色发展。

3.4 部分县（市）级局部调查成果难以满足地方需要

从已完成局部地区的1∶50 000 土地质量地球化学调查结果与成果应用服务成效来看，贵池、桐城、涡阳等多个县（市、区）调查成果难以满足地方需要。主要表现在：一是全县（市、区）土壤养分丰缺和环境质量没有详细系统查明，土地质量“家底”仍然不清；二是丘陵山区的富硒富锌优质土壤资源分布情况和特色农产品产区地质环境条件不明，制约了优质土地资源利用和特色农业发展；三是局部调查发现的有益、有害元素异常成因来源无法做出准确判断，相应的对策、措施和建议依据不够充分。上述县（市、区）仍需补充开展1∶50 000土地质量全域调查。

3.5 成果表达方式和调查评价技术需完善提高

安徽省1∶50 000 土地质量地球化学调查成果主要以技术报告、专业图件和数据库的形式提交，涉及的技术内容复杂、专业化程度高，难以被政府等相关人员读懂使用；初步建立的土地质量档案卡片仅涉及少数典型地块，档案卡片内容完整性、二维码信息规范性等存在明显不足；1∶50 000 土地质量调查评价依据的标准、规范、指南和采用的方法技术不尽完善。建议：①充分考虑用户对象和需求编制应用报告，针对性地提出规划和利用建议；②系统建立村-镇（乡）-县（市、区）三级土地质量档案，完善卡片地块、产品、网站二维码识别溯源信息；③结合以往工作实践和工作需要，开展土地质量地球化学调查相关标准规范的制定和修订。

3.6 成果转化应用仍存在薄弱环节和制约因素

受项目周期、投入经费、需求对接、部门协同以及专业技术水平等因素局限，多数项目完成后未能及时进行成果移交，后续的成果转化、应用推广、支撑服务等无相应的办法、措施和制度跟进保障。安徽省土地质量地球化学调查成果尚不能充分满足政府、企业、科研单位的应用需求。为进一步提升调查工作成效和服务水平，需要以目标、问题、需求为导向，加强与地方政府及相关部门协调联动，围绕服务地方发展、发挥资源优势，按照科学部署—系统调查—重点评价—示范研究—应用推广—技术服务的工作思路，联合开展项目论证、实施与应用研究，高效推进我省土地质量地球化学调查成果的转化应用。

4 对策建议

4.1 政府推动，提供政策资金技术保障

土地质量地球化学调查是继区域地质、区域物化探全国扫面后的又一项新的国家级地球化学基础调查工作。在实施的20年中，国家及各省市投入了大量的资金、人力、物力和精力，取得了丰硕的研究成果。从安徽前期工作来看，完成104 个县（市、区）1∶50 000土地质量地球化学调查全域覆盖是一项系统庞大工程，需要大量的资金、专业化调查队伍、高资质检测单位、完善的协作机制、通畅的应用渠道、健全的管理制度，必须依靠政府高度重视、政策的大力支持，才能高质量顺利完成全省土地质量地球化学调查评价—成果研究—应用推广全过程工作。

4.2 协调联动，建立健全组织管理机制

安徽省1∶50 000 土地质量地球化学调查仍处于起始阶段，1∶10 000 调查评价尚未开展。实施好全省土地质量调查，需要在省级层面系统规划、统一部署，统筹建立省、市、县（市、区）、镇（乡）各级政府上下联动机制，健全自然资源、农业农村、生态环境等部门间协调联系机制，完善自然资源系统、地勘单位、科研院校合作交流机制，创新注重实效的立项机制和完善的项目管理机制，鼓励地方财政、社会资本积极参与投资，集中多方力量有组织、有计划、分步骤高效推进全省土地质量地球化学调查工作。力争5～8 年实现1∶50 000 土地质量调查全省覆盖目标，试点并推广富硒富锌土壤资源、特色优质农产品产地等重点区1∶10 000土地质量调查评价与产业化开发工作。

4.3 提升技术，完善调查评价标准体系

土地质量地球化学调查涉及地质、农业、环境、生命科学等诸多领域，调查评价方法技术仍在不断实践完善。2017年安徽省国土资源厅下发了《安徽省市县级1∶50 000 土地质量地球化学调查评价技术指南（试行）》。经过5 年多的实践，《技术指南（试行）》的样点密度、检测指标、评价内容等关键指标、研究内容急需调整、修订并上升为地方标准；完善项目质量管理和成果表达方式，指导和规范后续更大比例尺土地质量调查评价工作，急需制定安徽省《土地质量档案技术标准》《土地质量数据库建设标准》等；安徽省地跨淮河、长江、新安江流域，皖北、皖中、皖南的地貌景观、气候水文、地质背景、成土母质、土壤类型、种植结构等差异较大，需根据安徽省实际加快研制《富硒土壤标准》《富锌土壤标准》以及富硒富锌农产品系列地方标准。

4.4 加强攻关，开展重点难点专题研究

经过50余年的探索实践，我国在生态地球化学理论和土地质量调查评价技术方面已日臻完善，在土地质量调查成果转化应用研究方面正在积极探索创新[18～22]，未来安徽需要重点从以下方面加强科研攻关：一是农用地重金属高背景区污染风险防控及农产品安全生产技术；二是富硒（锌）土壤硒（锌）有效性提升及资源可持续开发利用技术；三是高镉（铅、砷）富硒（锌）土壤元素赋存状态及安全利用技术；四是农作物硒（锌）富集机制、标准化种植以及富硒（锌）功能农产品生产技术；五是土地质量建档单元划分、插值赋级、信息追溯及表达方式方法研究（示范）；六是地球表生系统中有益有害物质分布与来源、迁移与转化及其生态影响和防控措施研究（健康地质试点）。

4.5 搭建平台，推动调查成果转化应用

安徽省土地质量地球化学调查已获取包括土壤、大气沉降物、灌溉水、底泥、农作物等多圈层、多介质、多尺度海量数据。随着调查工作的深入开展和成果数据的持续积累，安徽省需要从数据汇交、归集、脱密、共享、发布等方面不断完善土地质量数据管理机制，加快建设基于数据标准化存储、检索查询、分析评价、成果表达、决策支持等功能的省级土地质量大数据服务平台，建立健全省级土地质量地球化学调查智慧管理系统和成果应用服务体系，全面提升安徽省土地质量地球化学调查信息化管理水平和成果转化应用成效，为政府部门、相关企业和社会公众在土地资源调查评价、规划利用、产业开发、成果转化等方面提供智慧化管理与信息化服务。

致谢：本文是一项集体研究成果，相关研究工作得到了安徽省自然资源厅以及项目承担单位的大力支持；程乃福正高级工程师、汤正江正高级工程师、童劲松正高级工程师等对本文提出了宝贵建议，在此一并致以诚挚的感谢！