我国土壤普查技术标准体系现状与发展

石洪玮 李 雪 李 寒 郑 磊 毛雪飞

（1.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所， 北京 100081； 2.农业农村部耕地质量监测保护中心， 北京 100125）

党的二十大报告中指出要“全方位夯实粮食安全根基， 牢牢守住十八亿亩耕地红线， 确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中”。 国民经济的飞速发展、城镇化的不断推进都需要一定数量和质量的土地来承载。 2022 年， 全国国土变更调查初步汇总结果显示， 全国现有耕地12760.1 万hm2、 园地2012.8万hm2、 林地28352.7 万hm2、 草地26427.2 万hm2[1]。 但是， 近年来我国在农业发展过程中耕地质量退化和污染问题愈发突出。 农业农村部2019年 《全国耕地质量公报》 数据显示， 我国四至六等、 七至十等耕地分别为6313.3 万和2960 万hm2， 约占耕地总面积的47%和22%。 中、 低等级耕地面积大、 分布广， 这对耕地治理工作提出了更高的要求。 除了耕地退化， 耕地污染情况同样不容忽视[2]。 2014 年原环境保护部与原国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》 显示， 全国耕地土壤点位污染超标率达19.4%， 主要污染物为镉 （Cd）、 镍 （Ni）、 铜 （Cu）、 砷 （As）、 汞（Hg）、 铅 （Pb） 等重金属， 会直接或间接影响到食品安全和人体健康。 除了重金属， 土壤中碳（C）、 氮 （N）、 磷 （P）、 钾 （K）、 硫 （S） 等植物营养元素也是土壤肥力或者有机污染的指标， 不仅影响作物的正常生长， N、 P 还是重要的面源污染物， 造成的水体富营养化会严重破坏生态环境和生态平衡[3]。 因此， 要获得稳定的作物产量， 保障农产品质量安全和农业可持续发展， 就必须及时、 有效地掌握土壤质量情况[4]。

从第二次全国土壤普查结束到现在的40 年间，正是我国农业集约化发展的关键时期， 但是我国一直没有对全国耕地土壤的类型、 数量、 质量情况进行系统性摸底， 而第二次全国土壤普查及现有的零散数据已经无法全面反映当前耕地质量实况。 因此， 国务院于2022 年2 月正式启动了第三次全国土壤普查工作。 土壤普查是以全面清查土壤资源合理利用和改良土壤为目的， 在全国或地区范围内统一组织， 按统一调查规程， 由下而上逐级实施土壤调查、 制图， 编制汇总土壤资料和成果验收的过程。 土壤类型、 性质、 肥力等耕地质量参数是土壤普查的重点， 同时也兼顾重金属等安全要素[5]。 土壤普查工作是一项系统性工程， 涉及土壤理化性状调查、 全国土壤基础数据更新、 土壤数据库和样品库构建、 数据整理分析与成果汇总等环节， 其中配套的标准体系是开展土壤普查外业调查采样、 内业测试化验、 数据汇集以及土壤普查数据库与样品库建设的重要抓手。 可以说， 没有良好的技术标准体系支撑， 第三次全国土壤普查工作很难做到“统一普查工作平台、 统一技术规程、 统一工作底图、 统一规划布设采样点位、 统一筛选测试化验专业机构、 统一过程质控” 的全流程标准化、 精准化管理。 因此， 本文对现有的土壤普查相关标准进行统计整理， 对标准类型、 技术归口、 时效性以及具体技术内容进行深入分析和问题剖析， 并对土壤普查标准体系的发展提出对策建议。

一、 土壤普查相关标准体系现状

（一） 总体情况土壤普查相关的技术标准自20 世纪80 年代开始制定， 目前已经初步具备了“全链条” 标准体系的雏形 （分类框架见图1）， 特别是2006 年至今的10 多年间， 以全国农业技术推广服务中心、 农业农村部耕地质量监测保护中心为核心制定和修订了67 项相关国家和行业标准， 取得了较大进展。 据不完全统计， 截至2023 年8 月底， 现行有效的土壤普查相关国家标准和行业标准共有121 项， 其中国家标准32 项、 行业标准89项。 按照图1 分类， 基础通用类现行有效的标准有7 项、 检测方法类标准100 项、 质量评价类标准10项、 管理与信息化类标准4 项。

图1 土壤普查标准体系框架

在上述标准体系中， 检测方法类标准涵盖了土壤中理化指标、 元素总量、 有效态、 重金属等参数指标， 检测方法类标准的制定为第三次全国土壤普查中检测实验室筛选、《土壤样品制备与检测技术规范》和《土壤普查全程质量控制技术规范》 的制定、内业测试化验试点工作的顺利开展提供了技术手段。 管理与信息化类标准为第三次全国土壤普查试点工作中技术专家与检测实验室管理、 数据汇交与审核以及全国土壤类型图、 养分图、 质量分布图、退化土壤分布图、 土壤利用适宜性评价图的绘制奠定了技术基础。

（二） 标准类型及技术归口情况在各类标准中（见表1）， 国家标准（GB） 32 项， 其中由国家市场监督管理总局制定16 项， 生态环境部制定8项， 自然资源部制定2 项， 农业农村部制定6 项；行业标准89 项， 涉及农业 （NY） 59 项、 林业（LY） 16 项、 环保（HJ） 14 项。 从归口情况来看，农业农村部、 生态环境部、 国家林业和草原局3 个部门是制定土壤普查相关技术标准的主体。 虽然各部门在土壤监测方面的需求有一定差异， 但是实际上土壤各项指标的分析方法， 特别是元素类的前处理技术和仪器方法具有较强的通用性， 清理、 合并空间较大； 此外， 对于有效态这种相对含量的检测， 前处理方法的一致性是进行数据比较的前提，也有必要进行统一。

表1 土壤普查相关标准归口情况

（三） 标准的时效性情况从标准的时效性来看， 现行有效的121 项标准中， 2006-2010 年制定的标准数量最多 （见图2）， 标龄超过10 年的标准有89 项， 约占74%； 而2016 年及以后制定的标准仅25 项， 约占总数的1/5。 总体来说， 在国家和行业标准层面， 土壤普查相关技术标准体系时效性较差， 旧标准的修订和新标准的制定不及时， 甚至还有多项1987 年制定的标准现行有效。

图2 标准制定时间分布情况

二、 土壤普查相关标准体系存在的问题

（一） 标准体系缺乏顶层设计和系统性规划，交叉重复情况较为严重由于土壤的管理涉及多个部门， 因此农业农村、 生态环境、 林业和自然资源等部门均有制定行业标准的职责， 这就造成了土壤普查相关技术标准 “政出多门”。 当前， 无论是国家还是行业标准， 跨部门协调机制依然不尽完善，土壤普查相关标准体系中同一指标多项标准的现象不少， 内容交叉重复问题较为严重。 根据不完全统计， 现有标准体系中有超过50 项标准存在内容上的相互交叉和重复， 特别是归口农业农村部、 国家林业和草原局和生态环境部管理的检测方法标准交叉重复严重[6]。 例如， 有效硼的检测标准有LY/T 1258-1999 《森林土壤有效硼的测定》、 NY/T 1121.8-2006 《土壤检测 第8 部分： 土壤有效硼的测定》； 土壤有机质的检测标准有GB/T 9834-1988 《土壤有机质测定法》、 LY/T 1237-1999 《森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算》、 NY/T 85-1988 《土壤有机质测定法》、 NY/T 1121.6-2006 《土壤检测 第6 部分： 土壤有机质的测定》等。 部分农业行业标准交叉重复情况亦较为严重。例如， 土壤氯离子含量的测定标准有NY/T 1378《土壤氯离子含量的测定》 和NY/T 1121.17 《土壤检测 第17 部分： 土壤氯离子含量的测定》； 土壤全氮的测定有NY/T 53-1987 《土壤全氮测定法（半微量开氏法）》、 NY/T 1121.24 《土壤检测 第24 部分： 土壤全氮的测定 自动定氮仪法》； 土壤pH 的测定有NY/T 1377 《土壤pH 的测定》 和NY/T 1121.2 《土壤检测 第2 部分： 土壤pH 的测定》； 土壤有效硼的测定有NY/T 1121.8 《土壤检测 第8 部分： 土壤有效硼的测定》 和NY/T 149-1990 《土壤有效硼测定方法》； 土壤有机质测定有NY/T 85-1988 《土壤有机质测定法》 和NY/T 1121.6 《土壤检测 第6 部分： 土壤有机质的测定》。 其中， 有些检测项目如土壤pH 和全氮检测， 存在两个标准内容基本相同的情况； 还有如土壤有效硼检测， 存在两个标准前处理方法基本一致， 检测方法不同的情况等。

另外， 由于缺少系统性规划， 标准体系中约83%为检测方法类标准， 而基础通用类、 质量评价类和管理与信息化类标准的数量偏少， 难以有效规范土壤普查工作全链条活动， 目前已无法满足全国土壤普查和耕地质量监测管理的需求[7]。

（二） 标准体系时效性较差， 技术更新不及时土壤相关标准制定普遍较早， 但是修订并不及时。 据不完全统计， 目前标龄超过12 年的有80项， 占全部标准的66%， 甚至还有33 项是在20世纪八九十年代制定， 已经运行几十年， 相关技术方法、 仪器设备、 操作过程、 灵敏度和精密度等都难以满足新时期土壤检测工作需求。 例如， NY/T 53-1987 《土壤全氮测定法 （半微量开氏法）》 已经有30 多年标龄， 而全自动凯氏定氮仪已经广泛应用[7]， 该标准应该及时更新技术手段； NY/T 149-1990 《土壤有效硼测定方法》 有30 年以上的标龄， 标准中采用的比色法在分析灵敏度和检测效率方面愈发难以满足当前检测需求， 而电感耦合等离子体发射光谱法完全可以实现升级替代[8]。

（三） 检测方法类标准覆盖面不全， 指标设置散乱检测方法类标准是土壤普查相关技术标准的主要构成部分， 但是由于多部门制定、 更新不及时等原因， 依然存在技术水平落后、 通量效率低下、指标设置散乱等系统性问题， 难以有效支撑土壤普查工作的全面开展， 急需系统性修订[9]。 具体问题有4 点。

1.现有检测方法标准不能覆盖普查需要的全部土壤类型。 如NY/T 890-2004 《土壤中有效态锌、锰、 铁、 铜含量的测定 二乙三胺五乙酸（DTPA）浸提法》 标准只适用于pH＞6 的土壤有效铜、 锌、铁、 锰的检测； NY/T 295 《中性土壤阳离子交换量和交换性盐基的测定》 标准中检测阳离子交换量只能覆盖中性土壤和少部分含2:1 黏土矿物的微酸性土壤。

2. 部分标准的检测技术水平严重落后。 例如，NY/T 889-2004 《土壤速效钾和缓效钾含量的测定》 标准中测定速效钾、 缓效钾只有火焰光度计法， 检测精密度和准确度相对较差[10～11]； NY/T 1121.19-2008 《土壤检测 第19 部分： 土壤水稳性大团聚体组成的测定》 标准中筛分部分只有人工筛分法， 人工成本高， 检测通量小， 检测效率低，可以使用机械化和自动化的方法替代[12]； 全硅的检测只能使用价格昂贵且效率低下的铂金坩埚进行碱法消解； 全硫的检测使用繁琐复杂、 对实验员专业技能要求高且精密度不佳的比浊法[13]； 而且， 土壤中全硅和全硫的检测尚缺乏国家标准或农业行业标准作统一规范[14]。

3. 部分指标的标准散乱， 兼容性差， 使用不便。 例如， 对于阳离子交换量的测定， 需要NY/T 1121.5 《土壤检测 第5 部分： 石灰性土壤阳离子交换量的测定》 和NY/T 295 《中性土壤阳离子交换量和交换性盐基的测定》 两项标准才能完成全部土壤类型的阳离子交换量检测； 对于交换性盐基的测定， 需要NY/T 1121.13 《土壤检测 第13 部分： 土壤交换性钙和镁的测定》、 NY/T 295 《中性土壤阳离子交换量和交换性盐基的测定》、 NY/T 1615 《石灰性土壤交换性盐基及盐基总量的测定》3 项标准才能完成； 对于土壤水溶性盐， NY/T 1121.16 《土壤检测 第16 部分： 土壤水溶性盐总量的测定》 只能测定水溶性盐总量， 测定水溶性盐基离子涉及NY/T 1121.17 《土壤检测 第17 部分： 土壤氯离子含量的测定》、 NY/T 1121.18 《土壤检测 第18 部分： 土壤硫酸根离子含量的测定》、 NY/T 1378 《土壤氯离子含量的测定》、 NY/T 3242 《土壤水溶性钙和水溶性镁的测定》 等多个标准。 此外， 大多数有效养分检测采用2 mm 粒径，但仍有速效钾、 缓效钾 （NY/T 890） 以及中性土壤阳离子交换量和交换性盐基的测定 （NY/T 295）采用1 mm 粒径土壤。

4.部分标准甚至出现技术指标的错误， 并且不同行业间技术方法的可比性差。 例如， 对于有效硅含量的测定， NY/T 1121.15 《土壤检测 第15 部分： 土壤有效硅的测定》 中硅标准溶液的配制有误。 此外， 林业行业标准规定酸性和中性土壤有效铜测定采用0.1 mol/L 盐酸提取， 与农业、 环保行业标准采用的DTPA 浸提剂不一致； 对于阳离子交换量的测定， 环保标准规定各类土壤均采用三氯化六氨合钴溶液提取， 而林业行业标准规定石灰性土壤采用乙酸铵提取， 农业行业标准采用乙酸钙提取； 环境行业标准无论全量还是有效态指标均要求折算成干物质含量， 而农业行业标准无需折算。

三、 对土壤普查相关标准体系发展的建议

综上所述， 当前我国土壤普查技术标准体系存在的主要问题有时效性较差、 超龄标准占比高； 标准体系缺乏系统性规划， 归口部门间标准内容交叉重复严重； 土壤普查指标没有达到全覆盖， 部分标准指标设置散乱等问题。 针对以上问题提出5 点对策建议。

（一） 加强合作， 构建部门间技术标准联合制修订机制根据2018 年“国务院机构改革方案”[15]，农业农村部和生态环境部是土壤环境管理的主体[16]，从当前标准制修订来看亦是这种格局。 因此， 当前急需两部门加强合作， 形成技术标准联合制修订机制， 消除部门间的技术壁垒和信息不对称的问题，对不同归口部门同一检测指标的标准进行统一、 系统性地清理整顿， 对交叉严重的标准进行统一修订。

（二） 系统规划， 完善土壤普查标准体系构成对土壤普查技术标准体系进行系统性规划，对于目前标准体系检测方法类标准占比高、 其他类标准占比低的问题， 应该重点补充基础通用类、 质量评价类和管理与信息化类标准， 完善土壤管理标准体系， 解决标准体系“头重脚轻” 的问题， 以此提升土壤普查工作全链条活动的规范性。

（三） 守正革新， 推动先进分析技术标准化在部门联合机制的基础上， 由部门联合体统一协调，不仅要对经典方法 “守正”， 更要对先进技术 “革新”。 因此， 要加快老旧标准的修订、 推动先进分析技术的标准化， 重点对检测类标准中一些检测技术落后的标准， 依据目前的高新检测技术进行制修订。 系统性修订年代久远、 技术落后或不适应新形势的标准， 特别是农业农村部门应尽早启动相关工作。 最终， 要实现土壤普查技术标准的精准化、 标准化、 快速化、 生态化、 经济化、 信息化和综合化。

（四） 协调整合， 推动标准体系落地 农业农村部门应积极与全国土壤质量标准化技术委员会协调相关国家标准的制修订事宜， 同步推动相关国家和行业技术标准的整合与更新。 同时， 配套开展新制修订标准的解读培训、 应用推广， 推动标准体系的落地。 构建“全链条” 的科学、 合理、 好用、 先进的土壤检测技术标准体系， 不仅有效支撑第三次全国土壤普查工作， 更为今后的耕地质量监测与保护、 高标准农田建设和农产品质量安全监管相关工作服务。

（五） 面向国际， 开拓我国土壤检测标准国际化进程探索土壤检测方法的国际合作与国际标准制定。 作为联合国粮食及农业组织（FAO） 全球土壤合作机制所推动的7 个技术网络之一， 全球土壤实验室网络 （Global Soil Laboratory Network，GLOSOLAN） 包括全球850 家实验室、 覆盖152个国家。 我国应以此为契机， 深化与FAO 合作，构建我国土壤实验室协作网， 合力推动土壤检测方法标准国际化， 在建立协调一致的原则和标准操作程序、 协助制定国际土壤测试标准和指标等工作中提出中国方案、 发挥中国作用。