农业地质调查:把成果“种”到田畴沃野

农业地质调查被称为寻找土壤中的“化学密码”。20世纪末,我国开始实施农业地质调查,寻找“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”的土壤答案,为农业科学布局和政府决策提供依据。经过20多年发展,这项调查取得了丰硕成果,甚至超出预期。本版报道聚焦了在全国率先开展农业地质调查的浙江实践,并专访了有关专家,向读者展示我国农业地质调查的历程与收获。

农民致富 耕地建档——聚焦浙江农业地质调查

记者:李风

2002年春天,一个4300万元的地质工作项目落户浙江,项目名称叫“浙江省农业地质环境调查”。

2004年6月~2005年6月,在该项目取得阶段性成果,并进入关键阶段,时任浙江省委书记的习近平关注到了农业地质工作,对该项目先后4次作出重要指示批示,他强调:“农业地质环境调查有意义,要应用其成果指导农业生产。”“应继续开展并扩大成果。”

习近平同志的重要指示批示为推进农业地质调查工作指明了方向,明确了路径。17年来,浙江省自然资源系统认真贯彻落实习近平同志的指示批示精神,做好这项重要的基础性、战略性和公益性地质工作。

如今,随着浙江农业地质调查的精度越来越高、针对性越来越强、成果转化与应用越来越多,农业地质工作如同一棵根系磐固的大树,郁郁葱葱,福荫着浙江的山川田野。

“老农技”后悔选错了承包地

早在20世纪90年代,浙江就开始了小范围的农业地质调查,调查成果为当地农业产业结构调整提供了技术支持。

沈月辉曾担任过基层的农技站站长,退休后他承包了山坡荒地栽种当地的名茶——云石三清茶。凭着多年经验,他选了5个区块山地。但种植结果不尽如人意,仅在一个区块获得了品质较好的茶叶。

老沈很困惑,难道是选错了承包地?浙江省地质调查院高级工程师董岩翔对他说:“平时,农业生产主要强调品种、气候、土壤。但是光知道土壤肥不肥还不够,了解土壤的地质背景也很重要。因为化学元素在土壤中的分布和含量是农作物生长的决定性因素。”后来,当他看到了地质调查人员的调查结果时感叹地说:“如果早进行农业地质环境调查,我就可以根据你们的资料选择承包地,减少不必要的经济损失。”

2001年,根据中央提出的“地质科学和地质工作要更加紧密地与经济和社会发展相结合,更加主动地为经济和社会发展服务”的要求,原自然资源部对全国地质工作进行了调整,正是在这一背景下,浙江省农业地质环境调查应运而生。

2002年3月,中国地质调查局与浙江省政府合作开展了浙江省农业地质环境调查,项目调查面积为4.3万平方公里,占全省国土总面积的1/3以上,覆盖了全省86.5%的农用地。

经过近4年努力,2005年底浙江省农业地质环境调查项目全面完成,基本摸清了全省土地质量的“家底”,主要农作物区土壤环境质量良好,首次发现并评价了浙江富硒土壤。丰富的成果不仅为浙江现代农业建设查明了优势,也开始应用于农村产业发展。

富硒宝地成了香饽饽

18年前,龙游县志棠镇(现为横山镇)的农民怎么也没想到,自己常年耕作的土地竟是一块“宝地”。

龙游县位于浙江中西部,是个传统的农业大县。2003年底,浙江省地质调查院在这里开展了农业地质环境调查。调查发现,龙游县超过3平方公里的富硒区块共有17个,总面积约200平方公里,适宜开发优质富硒农产品。

今年盛夏时节记者在横山镇看到,乡村公路旁的一些水塘已开出洁白的荷花。这里出产的白莲已有800多年种植历史,是浙江地方名优特农产品之一。富硒土壤的发现,使农产品多了新的卖点。

时任志棠镇农技站站长的邵根春告诉记者,农业地质调查成果促进了富硒农产品的深层次开发利用,提高了农产品的附加值,使农民从中获益。“自从发现富硒土壤后,当地白莲的价格逐年上扬,当时每斤白莲7元,而现在价格达到了45元左右。”

荷花塘被当地人称为莲田。“2004年全镇莲田约有4000亩,现在翻了一番,达到约8000亩。目前全镇有家庭农场130多家,农业经济合作社70余家,其中从事富硒产业的占了1/3。”横山镇农办主任詹金鸿说,依托富硒资源,横山镇加快发展莲酒产业,去年全镇莲酒的销售额约两亿元。

6年前,浙江再生方医药科技有限公司董事长陈德轮看中了这片富硒“宝地”,将中草药基地项目落户于横山镇天池村,从村集体流转了约3000亩荒山荒地及莲田发展中草药等产业,并将其中的1200亩土地返包给28户农户。6年来公司共支付村集体土地流转租金600万元。

农业地质调查成果关键在于应用。浙江紧紧扭住这个“牛鼻子”,完成调查后,先出科普化的“政府版本”,让各级政府领导干部能懂会用。调查成果的推广应用进入了省政府的议程,打通调查成果与实际应用之间的“最后一公里”。据浙江地质调查院统计,自2002年省部农业地质工作合作项目开展至今,全省共完成了109个大项目及子项目,建成成果转化应用示范基地7个。

基本农田有了健康档案

海盐县地处浙北杭嘉湖平原,素有“鱼米之乡、丝绸之府”美誉。2013年,海盐开展了多层次的农业地质环境调查项目。项目刚通过野外验收,部分成果就应用到了永久基本农田划定、农产品产地质量追溯体系建设等方面。

依托调查成果,2015年海盐发出全国首张土壤质量“身份证”,为全县32.1万亩基本农田建立了质量档案。“我们通过‘图、文、卡、库、码’的形式,为基本农田质量建档,通俗地说,就是为耕地制作‘身份证’。”海盐县自然资源和规划局党委委员步燕红介绍,“建档后,基本农田具体分布在哪里、土壤质量如何、是否有重金属污染一清二楚。”

“过去基本农田划定只看数量,有了调查成果我们心里有了本账,为耕地数量与质量并重保护提供了依据。”步燕红表示,海盐结合2015年土地利用总体规划调整完善和永久基本农田划定工作,将315亩重金属污染地块划出永久基本农田保护区,同时将5500亩优质土地划入永久基本农田。

2014年,浙江全面启动农产品质量安全追溯体系建设。海盐县依据农业地质调查成果建设了农产品产地质量追溯体系,将农产品原产地土地质量信息加载到浙江省农产品质量安全追溯平台,实现了农产品“从田间到餐桌”的全程追溯与监管,从源头上保障了农产品质量安全。

海盐县云广农场从澉浦镇茶院村流转了1600多亩土地发展水稻种植,生产“云尚广”牌大米,并应用农业地质调查成果,建立了二维码产品质量追溯系统。扫一扫大米外包装上的二维码,土壤样品基本情况、产地土壤环境指标、地块位置图等信息一目了然。“有了这些数据作为依据,消费者对农产品的信任度更高了。”云广农场负责人说。

进入新时代,服务于生态文明建设的新要求、自然资源管理的新需求,浙江又实施了新一轮土地质量地质调查行动计划。目前,全省累计开展了85个县(市、区)的耕地、195个农业“两区”(粮食生产功能区、现代农业园区)的土地质量地质调查,建成了1000万亩永久基本农田示范区土地质量档案。农业地质工作继续为现代农业发展、服务乡村振兴战略发挥着独特作用。

专家访谈

20年前,全国首次农业地质大调查启动伊始,我国著名勘查地球化学专家、中国科学院院士谢学锦说:“地质工作服务农业,是我们多年的希望。土壤中化学元素的分布清楚了,政府就可以科学制定用地规划,农民就可以因地制宜发展高效农业。”

20年来,谢院士的学生、“土地地球化学调查工程”首席专家成杭新,继承和发展老师“衣钵”,组织全国专家学者创新编制了土地质量地球化学调查、评价、监测、预警系列方法技术规范,系统查明了我国土地的地球化学状况,显著提升了勘查地球化学解决国家重大问题的能力,实现了勘查地球化学服务领域的转型拓展,取得了丰硕的应用成果。

漓江之畔,一张师生二人的合影,久久存在成杭新的电脑里。那是谢学锦院士最后一次进行长距离出差。成杭新说:“农业地质调查的许多进展是当初完全没有想到的。应该说,这20年的发展没有辜负谢院士的期望。”

为大地体检走过二十年——访勘查地球化学专家成杭新

中国自然资源报记者 陈舒

记者:我国农业地质调查开展20余年来取得什么进步?

成杭新:农业地质调查,也是多目标区域地球化学调查,或土地质量地球化学调查。这项工作包括两块内容,一块是给大地做体检,查清楚土地里的化学元素组成是什么,看看有益元素或有害元素的含量比例,以更好地发展绿色农业,就像人们体检时化验血、尿一样。另一块是为大地建立一个地球化学监控网络,定期监控元素含量的变化,分析含量变化的原因,预测变化趋势,为政府决策提供依据。

我国1999年开始实施农业地质调查,22年来农业地质调查在理论创新、技术进步、成果表达、应用领域等方面均取得巨大进步。其中主要的进展之一是调查成果得到了各级领导的高度评价,推动了国家决策部门对土壤污染防治立法的高度重视。

在理论上创新发展了土地质量地球化学评价、表生地球化学动力学元素迁移理论,在调查思路上以整个生态系统为对象,以土壤为重点,调查元素在水—土—气—生中的运移规律和生态效应。在技术进步上,在继承我国区域化探格子取样技术的基础上,攻克了地块赋值的技术难点,分别发展了1∶25万、1∶5万和1∶1万地块尺度的调查技术,形成了《天然富硒土地划定与标志(试用)》等系列技术规范;提出了经济高效的多元素配套分析方案,极大地推动了各实验室仪器设备的更新和分析质量的提高;通过持续不断的技术革新,约20个关键元素的检出限得以显著提高;形成了科学严谨的地球化学样品分析质量监控方案和监控技术,保证了高质量地球化学调查数据的取得。在成果表达上开创了以浅显易懂的白皮书或公报形式来表达调查成果,如2015年中国地质调查局发布的《中国耕地地球化学调查报告(2015年)》,克服了专业调查报告晦涩、难懂、不易利用的缺点,也改变了以往对调查成果评价的标准和惯性思维。

地球化学监测发现过去20多年我国一些地区重金属元素分布空间发生了显著变化或位移;调查成果在生态农业发展、土地资源管理、国土空间规划、土壤污染防治、生态系统保护等多个领域得到广泛应用,率先实现了传统地质工作的转型发展,也为新研究方向,如健康地质、土壤碳汇,以及新学科的诞生铺平了道路。

记者:我国农业地质调查特点是什么?解决了农业生产的什么问题?

成杭新:我国农业地质的显著特点是调查采样工作的系统性、测试指标的多样性和测试数据的高质量。系统性主要指打着格子取样,是一种客观、无偏差的调查,就像家里铺地砖,无缝隙全覆盖,达到全面了解每块土地质量现状的目的。测试指标多样性是指测试的指标包括除气体元素之外参与生物循环的所有元素,既有氮、磷、钾等养分元素,也包括了硒、碘、氟等健康元素,镉、汞、铅等有害重金属元素。测试数据的高质量是指采用了全球最严格的分析质量监控方案,实现了不同时期、不同实验室、不同批次分析数据的无缝拼接。这项调查查清了我国农田土壤的本底,为农业生产的科学布局提供了依据,为百姓因地制宜发展绿色农业提供了线索。

记者:在推广应用调查成果方面取得哪些成效?

成杭新:农业地质调查成果的应用在三个方面取得较好的成效。一是精准助力脱贫攻坚。在全国集中连片贫困区发现无污染富硒耕地1400余万亩,可供直接开发利用的富硒耕地地块100余万亩;编制提交的系列富硒土地开发和产业布局建议,助推建设富硒农业产业园300余处。二是有效服务了土壤污染防治。积累的海量调查数据为土壤污染状况详查范围的确定提供了重要依据,发展的调查技术为土壤污染状况详查总体方案的编制和调查规范、样品质量控制与成果集成等技术标准制定提供了全链条技术服务。三是在服务基本农田划定保护、土地利用规划修编、农业种植结构调整等方面也取得较好应用效果。可以说,农业地质调查成果推广应用前景广阔,经济社会效益巨大,全国已有28个省、自治区、直辖市自筹经费开展1∶5万比例尺的耕地质量地球化学调查,其中贵州、广西已完成全省1∶5万尺度的耕地质量调查。

记者:目前农业地质调查面临的困难和挑战是什么?如何解决?

成杭新:当前农业地质调查面临的困难主要是如何满足国家需求的快速变化,同时,获得更稳定的经费支持。面临的主要挑战是调查成果如何为生态系统、基本农田保护提供技术路径,如何服务智慧农业,不断开发高质量食材,以满足人民对美好生活的向往,达到有效支撑乡村振兴战略的目的。此外,健康中国战略和碳达峰碳中和战略也给农业地质调查的发展带来了新的挑战,如健康风险识别技术,健康风险的分区分类分级评价及土壤碳增汇技术和途径等。

面对这些困难和挑战,一方面需要广大科研人员强化调查内容和需求变化的深度融合,构建满足需求变化的调查技术体系;另一方面也需要有稳定的经费支持,鼓励科研人员静下心来,十年磨一剑,力争产出“从0到1”的原创性成果。

记者:服务乡村振兴战略实施,农业地质调查如何发力?脱贫攻坚中的哪些经验可以借鉴?

成杭新:服务乡村振兴是农业地质调查的重要使命。一方面我们将提高农业地质调查精度,在现有富硒土地资源的基础上,划定天然富硒地块和绿色农产品产地,建立富硒地块和绿色农产品产地信息数据库,定期发布信息,引导地方政府和企业大力开发富硒农产品,发展特色农业、生态农业,实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接。另一方面开展健康地质调查,调查生态系统中与人体健康有关的元素匮乏(如锌、硒缺乏)或过剩状况(如氟、碘、砷等元素过量摄入),探索自然环境中人体必需元素的失衡状况和健康效应,服务健康中国战略。

为了使农业地质调查成果在乡村振兴和推动地区高质量发展中发挥作用,我们将充分借鉴一切有利于成果应用的经验和做法,尤其是在服务脱贫攻坚中,将地方政府的需求分解成“订单式”项目,将调查项目、调查预期成果与地方政府需求“绑定”在一起。

记者:请谈一谈您个人对这项工作的感受和希望。

成杭新:20年前,谢学锦院士说区域化探全国扫面计划,是中国化探的第一个高潮,农业地质调查是中国化探发展的第二个高潮。我虽然没能全程参与中国化探的第一个高潮,但有幸全程参与了中国化探的第二个高潮。我深深地体会到只有不断创新,将调查与研究深度融合,才是事业发展的源泉;只有倾听群众的呼声、满足国家的需求,才不会被时代淘汰;只有脚踏实地解决实际问题,才能赢得现在与未来。

希望各地进一步加快调查进度,早日完成新一轮全国调查,建成全国土地质量地球化学监测网,形成定期监测制度。相关调查数据在构建地球系统科学理论、支撑服务乡村振兴等领域取得突破性成果,并涌现出一批青年才俊。中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所是中国化探事业起步和发展的摇篮,建设有联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心、中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心,在当前地质调查工作转型发展的关键时期,相信物化探所能保持创新活力,继续引领勘查地球化学学科发展。

专家介绍

成杭新:勘查地球化学专业,博士生导师,全国先进工作者,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所副总工程师。我国土地质量地球化学调查事业、生态地球化学的创始人之一。主持完成全国土地质量地球化学调查,对全国耕地地球化学状况提出重大判断。在推进土地质量地球化学调查成果服务脱贫攻坚、土壤污染防治等方面贡献突出。

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