加强顶层设计 保护土壤安全

“土壤是地球生命的源泉，形成是非常缓慢的，300年才增加1厘米。从某种意义上讲，土壤就是不可再生的资源，所以，我们必须进行重点保护。”中科院南京土壤研究所所长沈仁芳日前在接受记者采访时表示，土壤的形成非常缓慢，必须加强土壤安全的保护。

沈仁芳提出，全球正面临土壤资源紧张、环境污染、气候变化、能源短缺、生物多样性锐减、生态服务功能退化等问题。如何协调发挥土壤的生产功能、环境功能、生态功能，成为我国土壤安全急需解决的重大问题。

“土壤的功能之一是产生生物质，为粮食生产提供物质基础和保障。据联合国预测，到2050年，全球人口将达到90亿，也有人说达到100亿，2050年粮食需求将增加75%，特别是对发展中国家来说，需求增加的更大。而维系粮食生产的耕地土壤却因工业化和城市化的加速发展，大量转变为非农用地，耕地土壤资源数量和质量同步下降，将会严重影响到国家粮食安全。”沈仁芳表示，我国土壤污染问题十分突出，最新调查显示，全国耕地土壤环境堪忧，重度污染面积高达5000万亩，土壤污染呈现出流域性和区域化发展的态势，严重威胁到我国农产品甚至社会稳定发展。我国农村大量耕地撂荒现象普遍，许多优质的商品粮基地被开发为城市建设用地。

沈仁芳介绍，当前，世界能源消费以化石能源为主，尽管我国能源资源总量较为丰富， 但是人均能源资源拥有量较低，以煤炭、石油为主的化石能源都是不可再生能源，将来不可避免地会用一些生物质能源。生物质能源具有清洁、多用途特征，已成为未来持续能源的重要组成部分。据估算，我国可开发的生物质能源总量约7亿吨标准煤。我国耕地资源有限，开发生物质能源就会引起和粮食争地的矛盾。要解决这个矛盾，就需要有后备土壤资源。生物质能源工程的基础是集约经营现有土地，大规模开发利用农、林后备土地，发展高效生物质生产。因此，可以充分利用边际土壤、荒地和后备土地资源，建立生物质能源基地，提供规模化的木质或植物油等能源资源。

对于气候方面的影响，沈仁芳分析，全球气候变化的潜在原因是化石能源使用增加和土地利用改变。土壤与全球气候变化密切相关，土壤碳的释放将对全球变暖产生重要影响，合理的管理措施可以影响土壤固碳潜力，缓解气候变化，而且对农业生产力和全球粮食安全产生积极的影响。另外，全球气候变化通过降雨、温度和养分沉降等影响土壤过程，进而影响生态系统的生产力及其稳定性。因此，有必要建立基于全球气候变化和人类活动影响的土壤生物地球化学循环模型，预测不同气候变化条件下土壤的可能反馈，发展土壤固碳减排增汇技术等。

1992年在联合国环境与发展大会上签署的《生物多样性公约》有 3 个主要目标：保护生物多样性、生物多样性组成成分的可持续利用、以公平合理的方式共享遗传资源的商业利益和其他形式的利用。“土壤是物种最大基因库和多样性的栖息地， 并且这些生物积极参与影响土壤形成的过程和功能。土壤生物群落对土壤生态功能，如养分运转、有机质分解、土壤结构维持、温室气体产生、污染物净化与调节发挥着重要作用。”沈仁芳说，据统计，在氮素固定、有机废弃物处理、土壤形成、化学污染修复及农业害虫的生物防治等方面，全球农业土壤生物每年创造的总价值超过千亿美元。正是由于土壤生物在陆地生态系统中的重要性，有关土壤生物多样性的研究得到了广泛的重视。2014年，中科院正式启动战略性先导科技专项“土壤-微生物系统功能及其调控”，该专项利用中科院建制化的土壤微生物学研究基础，凝聚跨学科的优势力量，发展土壤微生物研究的新技术、新方法，研究我国主要生态系统土壤微生物的组成、格局及其驱动机制；解析土壤关键元素生物地球化学循环的分子微生物生态学机理， 揭示土壤地上-地下生态系统协同作用机制，以整体提升我国土壤微生物资源的认知水平及可持续利用的调控能力，发展土壤微生物定向培育为基础的资源管理措施，为提高土壤养分利用率、保障我国粮食与生态安全提供重要依据。

对于土壤的生态系统服务功能，沈仁芳认为，人类从生态系统获得的各种惠益，是人类赖以生存和发展的基础，包括支持服务、供给服务、调节服务和文化服务，生态系统服务已经成为当前国际研究的前沿和热点领域。“土壤的支撑服务是为植物输送营养物质和基因库提供支持，其调节服务是为土壤主要元素和水分循环以及废物处理提供调控作用，而精神价值，考古保护和遗产却是提供文化服务。这四大功能本身也可视为生态系统服务的基本内容。”因此，“土壤安全”正处于国家需求的巅峰，对土壤学家既是机遇，也是挑战。《国家中长期科技发展规划纲要》明确指出，将发展以提高土壤肥力、减少土壤污染等为主的生态农业，2015年中央1号文件明确要求实施耕地质量保护与提升行动，扩大重金属污染耕地修复，构建我国土壤安全保障体系。

“我们国家土壤课题的研发目前还是以各个部门分头设计为主，缺乏全链条的顶层设计，难以形成合力和统一平台的优势。”沈仁芳提出，当前我国土壤修复市场巨大，但缺乏具有国家权威的创新平台和技术体系来支撑土壤产业。国家急需围绕土壤产业链部署创新链，迫切需要在计划粮食生产区、后备耕地资源区、经济发达地区和西部重度污染区以及生态脆弱区，研究我国土壤安全保障与土壤功能提升理论和集成技术体系及装备的工程化应用，保障国家粮食安全和生态环境安全。

“土壤安全是系统工程，必须有强有力的组织和领导，加强顶层设计，才有可能真正把我国的土壤安全事业做好。”沈仁芳最后提出。