我国土壤环境保护科学研究现状与展望高拯民(中国科学院沈阳应用生态研究所)摘要本文简要回顾了建国以来土壤环境保护科学研究的历程，从理论与实践的结合上，对我国环境保护科研工作的现状进行了分析，对发展前景提出了看法和建{：；【。文中阐述了土壤环境保护科学研究的对象；土壤污染及其防治途径研究现状；土壤一植物系统的净化功能及其在实践中的应用研究；土壤环境保护科学研究的理论基础与学术指导思想；土壤环境保护研究方法论；以及对我国土壤环境保护科学研究的展望等。建国初期，我国土壤科学研究主要方向集中在调查资源、开垦荒地、改良土壤、提高肥：力和增加粮食产量方面”孔o60年代以后，随着工农业生产进一步发展，人口急剧增长，环境污染日趋严重，土壤科学工作者开始认识到自己肩负的双重使命，即不仅要为提高农业产量，而且要为保护土壤环境质量和生命支持系统贡献智慧和力量H’。-I．，u一．1埘。四十年来，我国土壤环境保护科研工作取得了可喜的成果。，一支以中青年为主体、老呻青三结合的科技专业队伍已经成长起来，现在已经完全有可能根据社会发展的需要承担更加复杂的、综合性的重大科研任务。虽然如此，我国土壤环境保护科研工作仍处于年青的阶段，正在发展之中。为了适应新的形势下更高的要求，本文试从理论与实践的结合．上，对我国土壤环境保护科研工作的现状进行初步的分析和探讨，并对其发展前景提出一些不成熟的看法和建议。一、土壤环境保护科学研究对象【Ⅲ’7'，】经过地球长期演化，特别是人类活动的影询，在生物圈的发生和发展中，土壤总是和。绿色植物连在一起，成为一个耦合的开放系统，没有植物也就没有土壤。因此，从广义上。说，土壤环境保护科学研究的对象应包括整个土壤一植物系统。土壤一植物系统具有转化、贮存太阳能为生物化学能的功能，但当它一旦通过不同途‘径被污染，尤其污染负荷超出它能承受的环境容量之后。它的生物生产量就会受到不同程度影响，甚至可以通过土壤介质进一步毒化空气和水质，降低食物链中农副产品的生物学．质量，造成残毒，直接或间接地危害人类的生命和健康。因此，土壤环境保护科学研究的首要任务在于通过深入研究土壤一植物系统污染的客观运动规律，为制定土壤环境保护的各种管理对策和环境标准提供科学依据。土壤除上述特征外，在一定条件下，它本身还有对整个环境反作用的一面。强调这一3期高拯民：我国土壤环境保护科学研究现状与展望263方面，也极为重要，因为，它是一个强有力的“活过滤器”，这里的有机体密度最高，生命活动最为旺盛；由于植物(包括森林、草地和农作物)、土壤有机无机胶体复合体，土壤微生物区系和酶的多样性，土壤可以通过一系列物理、化学及生物学的过程，对来自环境中的污染物质进行吸附、离子交换、颉抗、沉淀和降解等净化作用，如能配合适当的生态工程措施，就有可能在整体上起到利用资源，节省能源，化害为利和保护环境的重要作肝9’”’1帕。人与生物圈和土壤圈相互作用，相互制约，始终处于矛盾之中。土壤的污染与土壤的净化是一对矛盾的两个方面。随着科学技术水平的提高，就可以使矛盾的主要方面朝着有利于人类的方向发展b，6】。二、土壤污染及其防治途径研究现状【”，10,12】二土壤污染可分为点源污染与非点源污染两大类。前者一般来自工业废弃物的排放，通过大气与水污染的转化而产生，它们可以单独起作用，也可以重叠和交叉进行；后者由于农业现代化水平的提高，大量化学肥料及农药进入环境之中，土壤污染程度也越来越严重，随着水土流失、风蚀以及地球化学循环过程，污染面积也不断地在扩大。根据污染物的性质不同，土壤污染可分为下列几类[4,9--t3,38,101]：1．无机物(包括重金属及盐碱类等)污染；．2．农药(包括杀虫剂、杀菌剂和除莠剂等)污染；3．有机废弃物(包括工农业及生活废弃物中生物易降解和生物难解有机毒物)污染；4．化学肥料污染；5．污泥、矿渣和粉煤灰污染；6．放射性物质污染；7．寄生虫、病原菌和病毒污染等o，我国土壤环境保护科研工作者针对上列不同污染物开展了大量的调查、试验和研究，尤其在重金属和农药的土壤污染方面，对它们在土壤一植物系统的吸收、转化、迁移、归宿和分布规律等方面的研究取得了比较大的进展，文献报道也最多。由于土壤一植物系统的多样性，加上污染源、污染途径、污染物与环境各要素之间作用机理的特殊性和复杂性，因此，需要对不同土壤污染问题进行具体的分析，下面就几个主要方面进行评述o(一)关于土壤一植物系统的放射性物质污染问题研究Ⅱ2．-孔帽】在60年代初期，全国有一些科研单位曾确定以‰Sr，”7cs为重点对象，进行了下列研究：1．土壤一植物系统放射性本底变化、某些特殊的重核裂变产物与天然放射性元素的分布、运动、水平消长及其生物学意义。2．模拟天然条件、引入人工放射性同位素，研究它们在进入土壤一植物系统后积累、分布、运动、转移及其可能影响人的生命活动的途径及规律o3．根据不同情况拟定放射性物质污染水源与食物链的防治对策。这些研究工作的成果在开展原子能和平利用、填补土壤一植物系统放射生态学分支学科空白方面，具有重要的科学和历史意义o．264土壤学报(二)关于不合理污水灌田对土壤一植物系统的污染问题研究n卜‘9矗“‘6∥1城市污水(生活污水与工业废水)未经处理盲目排放以及不合理污水灌溉常使农田生。态系统的结构与功能遭受破坏，导致减产或颗粒无收。譬如：沈抚灌区1966年冬至1977．年春，由于漫水大灌高浓度含油酚污水，造成所谓“平原水库”，导致东陵区300公顷水田发生土壤毒化、水稻矮化和种子退化∽】o1970年沈阳化工厂排放污水中含有高浓度2，4一D(超过2．5mg／1)，使灌区1300公顷水稻发生“卷心病”o北京东南郊灌区，由于污水‘以及磷肥中含过量三氯乙醛㈨，1974年春天危害小麦460公顷，1975年又危害300．公顷；1976年春石家庄市农药厂将10个大桶(每桶200公斤)三氯乙醛随意倒入下水道，使郊区260公顷小麦受害Ⅲ】。以上这些造成农田生态系统破坏的现象是明显的，也是不难发现和防治的。但男一方面，还有不少比较隐蔽的潜在的破坏性过程却往往不易发现，等到矛盾明显暴露出来又为时太晚，很难加以挽回。在这方面，最主要的是镉、铅、汞、铬等重金属以及砷等污染(食物链中具有潜在危险的元素与化合。物)o，。70年代以来，我国对污水灌区的环境质量评价做了大量工作，在评价的原则、方法和1水平方面，也不断有所进步和提高[17,18,,49 oJ},gT]。。迄今为止，在我国发现的大面积重金属污染最典型的例子是沈阳张士灌区的镉污染。从70年代初发现污染问题开始，接着开展系统的调查研究和污灌区环境质量综合评价工。作，引起工业部门重视，抓污染源治理，使污水达到工业排放和农灌标准，这是我国土壤环境保护科研工作的重要成果之一D”郅，’如。严重的问题是被隔污染的农田土壤如何改良与利用，有些科研单位对此进行了全面的探索和科学试验，在镉土的物理、化学和生物学改良利用，特别是最近几年，通过种植树木和能源高梁，进行镉土改良与利用的生态工程研究方面，取得了良好的进展凸”蜘o(三)关于致癌物苯并(a)芘(BaP)对土壤·植物系统污染的研究帆如“乳’1¨’在我国和东南地区，土壤一水稻系统的BaP污染问题受到特别关注。从1973—1983年，整整花了10年时间，采用野外调查、盆貅试验，放射性示踪同位素、人工模拟控制大气飘尘污染与扫描电镜等方法，研究了环境中BaP对土壤一水稻系统的影响，主要研究结果 l为：。1．土壤耕作层(0—20cm)BaP含量在