坚持土肥高效管理 促进区域农田生态系统可持续发展

深入解析农田土壤镉污染来源，为实现重金属污染源头防控和污染土地安全利用奠定了坚实基础

沈阳作为我国传统的工业基地，“三废”排放中重金属浓度较高，污灌区土壤污染严重。重金属在土壤中长期滞留，环境风险巨大。同时，由于城镇化的快速进行，资源、环境约束加剧，污染土地安全利用已成为辽宁省“净土工程”的核心问题。沈阳站的郭书海研究员建立了辽宁省土壤镉（Cd）污染基础数据库，并制定了数字化区域防控方案。同时在典型的城市工业与农业污染的叠加区（沈阳站新民屯站区），通过建设地块化、信息化、污染物物流过程精准控制的现代化科研样地，为城郊重金属污染农用地安全利用与农产品安全保证提供了试验数据与科技支撑。利用土壤重金属通量估算模型，通过均值分析比较输入、输出途径中各要素的贡献，可以看出农田土壤镉污染的主要来源为灌溉水，这是造成农田污染的首要原因（图 8）。随着采取相应措施对灌溉水进行治理，其对灌区污染的贡献幅度将开始降低。其次是大气干湿沉降，二者所占比例为 42.6%。由于灌区附近化工冶炼、燃煤取暖等活动频繁，雾霾现象频发，大气干湿沉降将会成为农田镉污染来源的主要途径。农田系统中镉元素的输出，作物收割占有绝对主要地位，通过水稻植株地上部分带出农田系统的镉量占整个输出途径的 89.8%。

针对我国因环境污染引起的农产品中重金属超标、进而造成农产品质量安全风险等问题，郭书海提出了协同管控农产品重金属含量超标风险的建议，从统筹考虑土壤和农作物两个因素、建立农作物吸收/积累重金属的指标体系、协同管控农产品超标风险等角度，提出了建议和措施。在农田生态管理上，应开展针对不同土壤理化性质、不同土壤环境质量的农作物种植适宜性评估与等级划分，优选可规避风险的种植品种，制定分类、分区的种植规划，开展典型区的协同管控技术示范，完善农产品的质量安全保障体系，切实推进辽宁省“净土工程”的有效实施。

沈阳站自 1987 年建站以来，围绕东北平原农业生产和生态环境中的核心问题，开展了长期而卓有成效的科学研究、技术研发和示范推广，为保障国家粮食安全，提高区域生态环境质量作出了重要贡献。针对东北地区土壤退化和生态环境恶化的关键问题，利用长期定位实验，揭示了不同养分管理模式下农田潮棕壤综合肥力的演变规律；通过在理论上构建农田土壤“以碳控氮，碳氮平衡”的管理模式，建立了雨养旱地农业保护性耕作综合配套栽培技术体系，促进了农村耕作制度和供给侧结构改革，为区域现代农业发展和生态环境建设提供了科技支撑。沈阳站多年来坚持土肥一体管理，研发和推广稳定性肥料，遏制土壤退化，为实现肥料减施增效、降低面源污染风险作出了重要贡献。未来，沈阳站要全面贯彻绿色发展理念，兼顾农村经济发展和生态环境保护，在中国科学院“率先行动”计划指导下，为区域农业可持续发展做出更大的贡献。（作者：陈欣 张旭东宇万太 梁文举 何红波 郭书海 沈善敏 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳生态实验站沈阳《中国科学院院刊》供稿）