引领耕地质量评价新方法，创新土壤环境监测新途径：耕地资源质量与土壤环境监测评价新方法

自然资源是人类赖以生存和发展的基础，也是地球和生态系统的重要组成部分。随着经济社会的快速发展，自然资源数量减少、质量下降、生态破坏等问题已成为当前最突出的矛盾之一，以牺牲资源环境来实现经济增长的做法将导致区域自然资源枯竭、生态系统崩溃。为此，单纯的数量管理已无法满足当前经济社会的发展需求，迫切要求自然资源管理向“数量-质量-生态”三位一体管理转变，即以自然资源数量管理为基础，重视自然资源的质量提升，显化自然资源的生态功能。中国是人口大国，粮食安全是保障社会稳定的重要基础。耕地是粮食生产必不可缺的自然资源，而耕地土壤环境又直接决定农产品安全和人体健康，耕地资源和土壤环境的保护已引起普遍关注，并开展了广泛的相关研究，国家也相继制定和实施大量的相关政策措施。自然资源利用与整个经济社会和生态系统相联系，随着经济社会发展水平的提升、生态环境保护意识的加强，耕地资源、土壤环境的保护和研究也在不断深入和拓展。一方面，进一步确立耕地资源和土壤环境保护“数量-质量-生态”的三位一体理念，加强新技术、新方法的运用，开展耕地和土壤环境的系统监测与评价；另一方面，应开展相关法规措施实施对耕地资源和土壤环境保护的影响效应评价，为相关法规措施的修订完善，以及新的法规措施的制定提供依据。

▲ 研究技术框架

图片来源：pexels

本书主要内容包括

①土壤样点、空间预测和赋值方法综合优化下的县域耕地资源质量等级评价；②运用大数据分析方法的省域耕地资源质量等级评价；③基于大气-土壤-作物多介质系统监测的耕地污染、风险评价和源解析；④基于多介质逸度模型的城市土壤多环芳烃累积模拟预测和风险预警；⑤基于溪流溶解态有机质监测的土壤环境变化的效应评价；⑥基于污染物湖泊沉积记录的资源环境保护效应评价。

本书创作背景简述

①新时期自然资源数量-质量-生态“三位一体”的管理，对耕地和土壤资源的监测评价提出了新要求；② 当前耕地资源质量评价的效率、精度和精细化水平，与自然资源管理的要求仍有很大差距，评价方法仍需不断改进；③ 大数据分析从数据本身出发，通过海量数据的深入挖掘和非线性关系的解析，为耕地资源质量评价提供了新的方法手段；④ 大气-土壤-作物多介质污染物的系统监测、评价和来源解析，是耕地污染修复管控和耕地生态系统健康对策的重要依据；⑤城市土壤多环芳烃等污染不断加剧，严重威胁生态和健康安全，应加强其分布累积和风险评价研究；⑥溪流有机质和沉积污染物的变化分析，是流域土壤环境变化和资源环境保护效应评价的新途径。

本书获得资助

本书依托自然资源部野外科学观测研究基地“耕地质量-江苏东海、宜兴野外基地”，在前期“江苏省农用地资源分研究”“江苏省典型区域农用地土壤重金属时空变化与土地利用对策研究”的基础上，在原国土资源部公益性行业科研专项“耕地等级变化野外监测技术集成与应用示范”(201011006)，国家重点研发计划专项课题“地质高背景农田重金属污染风险评价与防控体系”(2017YFD0800305)，国家自然科学基金项目“基于大数据方法的省域耕地质量等级精细评价研究”(41771243)、 “城市土壤封闭对生态系统服务影响的机理与风险评估”(41671085)、 “区域发展典型过程下城市土壤 PAHs 的空间分布及其形成机制研究”(41801066)， 以及江苏省科技支撑计划“江苏耕地污染防治科技示范工程”(BE2015708)等的支持下，探索基于新方法的应用并开展耕地资源质量与土壤环境监测评价。

通过该书的研究发现，土壤样点、空间预测和赋值方法的优化尤其是综合运用，能够较好地提升区域耕地资源质量评价的结果精度；大数据分析可以有效开展省域大尺度耕地资源质量评价，综合提升耕地质量评价的效率、精度和精细化水平；基于大气-土壤-作物多介质系统监测和来源综合解析，可以有效揭示耕地系统重金属污染的综合风险及其来源，研究样区太湖湖西宜兴蠡河流域耕地系统大气、土壤和作物重金属污染的时空分布特征明显，生态风险形势严峻，其中 Cd 生态风险最高，污染来源主要有燃煤工业、交通活动、农业活动和地质背景；利用改进的多介质逸度模型能够较好地进行城市土壤多环芳烃累积的模拟预测，揭示其时空特征和健康风险，研究样区南京城市土壤多环芳烃含量分布受到自然和人为多种因素的影响，空间分异明显，存在潜在风险并会不断加剧，应加强管控和动态监测；土地利用变化显著影响溪流溶解态有机质的来源和组成特征，基于溪流溶解态有机质监测可有效评价土壤环境变化的影响效应；利用湖泊沉积记录能够较好地重建模拟区域污染历史，评价资源环境保护的影响效应。该书对推进资源环境监测评价研究的深入发展，以及国土空间规划、国土生态修复整治等其他相关工作具有重要的指导意义。

中国科学院院士

2019年12月30日

本文摘编自《耕地资源质量与土壤环境监测评价新方法》一书，有删减，标题为编者所加。

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《耕地资源质量与土壤环境监测评价新方法》

ISBN 978-7-03-063865-6

周生路 李如海 王君櫹 刘 斌 王黎明 等 著

责任编辑：王腾飞

为适应自然资源管理向“数量-质量-生态”三位一体转变的新的形势要求，本书依托自然资源部野外科学观测研究基地“耕地质量-江苏东海、宜兴野外基地”，在国土资源部公益性行业科研专项、国家重点研发计划专项、国家自然科学基金项目和江苏省科技支撑计划等的支持下，基于土壤样点、空间预测和赋值方法综合优化下的县域耕地资源质量等级评价，基于大数据分析方法的省域耕地资源质量等级评价，基于大气-土壤-作物多介质系统监测的耕地污染风险评价和源解析，基于监测-模拟的城市地区土壤、大气多环芳烃分布变化、来源和风险预警，基于溪流溶解态有机质监测的土壤环境变化的效应评价，基于污染物湖泊沉积记录的资源环境保护效应评价等方面，对基于新方法的耕地资源质量与土壤环境监测评价进行了较系统的探索。

本书可供自然资源、国土空间规划、经济管理、生态环境保护、农林、城市与区域规划等方面的科研、教学和管理人员以及有关企事业单位的科技工作者参考，也可作为高校土地资源管理、自然地理、经济地理、城市规划、资源与环境科学等专业的教学研究参考资料。