伴隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)土壤環(huán)境也出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染。如何構(gòu)建土壤安全保障體系，成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。目前我國(guó)土壤研究以各個(gè)部門(mén)分頭設(shè)計(jì)為主，缺乏全鏈條的頂層設(shè)計(jì)，難以形成合力和統(tǒng)一平臺(tái)。因此加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，對(duì)土壤安全建設(shè)至關(guān)重要。

土壤資源珍貴不可再生 全鏈條頂層設(shè)計(jì)亟待加強(qiáng)

一、土壤資源不可再生，亟需重點(diǎn)保護(hù)

“土壤是地球生命的源泉，形成是非常緩慢的，可以說(shuō)三百年增加1厘米，某種意義上講，土壤就是不可再生的資源，所以，我們必須進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。”沈仁芳所長(zhǎng)表示，土壤的形成非常緩慢，為了保障土壤安全必須加強(qiáng)土壤安全的保護(hù)。

全球正面臨土壤水資源緊張、環(huán)境污染，氣候變化，能源短缺，生物多樣性銳減，生態(tài)服務(wù)功能退化等等問(wèn)題。如何協(xié)調(diào)發(fā)揮土壤的生產(chǎn)功能、環(huán)境功能、生態(tài)功能，成為我國(guó)土壤安全急需要解決的重大任務(wù)。

土壤資源安全利用已經(jīng)成為世界共識(shí)，2015年是國(guó)際土壤年，土壤安全基本內(nèi)涵是基于可持續(xù)發(fā)展驅(qū)動(dòng)的一種土壤綜合概念，其關(guān)系到與糧食、纖維和淡水等相關(guān)的全球土壤資源的利用與保育，維持生物多樣性并保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能等，對(duì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。對(duì)土壤安全的認(rèn)識(shí)必須基于對(duì)土壤功能和土壤可能受到的挑戰(zhàn)來(lái)展開(kāi)。

二、土壤安全面臨的六大全球挑戰(zhàn)

一般人提到土壤安全，恐怕腦子里第一個(gè)冒出來(lái)的是土壤污染，其實(shí)這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，土壤和水安全、糧食安全、能源安全、氣候變化減緩、生物多樣性的保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等等都有非常密切的關(guān)系。

土壤的蓄水功能削弱了

土壤水庫(kù)能夠調(diào)節(jié)水資源的數(shù)量和分布，為水生態(tài)平衡提供保障?，F(xiàn)在暴雨過(guò)后因?yàn)橥寥赖男钏芰ψ內(nèi)?，更容易出現(xiàn)山體滑坡和地方洪澇災(zāi)害。

土壤資源數(shù)量和質(zhì)量同步下降，嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品安全

土壤的功能之一是產(chǎn)生生物質(zhì)，為糧食生產(chǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。據(jù)聯(lián)合國(guó)預(yù)測(cè)，到2050年，全球人口將達(dá)到90億，也有人說(shuō)達(dá)到100億，2050年糧食需求要增加75%，特別是對(duì)發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，需求增加的更大。而維系糧食生產(chǎn)的耕地土壤卻因工業(yè)化和城市化的加速發(fā)展，大量轉(zhuǎn)變?yōu)榉寝r(nóng)用地，耕地土壤資源數(shù)量和質(zhì)量同步下降，將會(huì)嚴(yán)重影響到國(guó)家糧食安全。同時(shí)，我國(guó)土壤污染問(wèn)題十分突出，最新調(diào)查顯示，全國(guó)耕地土壤環(huán)境堪憂，耕地土壤中重度污染面積高達(dá)5000萬(wàn)畝，土壤污染呈現(xiàn)出流域性和區(qū)域化發(fā)展的態(tài)勢(shì)，嚴(yán)重威脅到我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品甚至社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展。同時(shí)，我國(guó)農(nóng)村大量耕地撂荒現(xiàn)象普遍，許多優(yōu)質(zhì)的商品糧基地被開(kāi)發(fā)為城市建設(shè)用地。

生物質(zhì)能源會(huì)引起人和糧食爭(zhēng)地的矛盾

當(dāng)前世界能源消費(fèi)以化石能源為主，盡管我國(guó)能源資源總量較為豐富，但是人均能源資源擁有量較低，以煤炭、石油為主的化石能源都是不可再生能源，將來(lái)不可避免的用一些生物質(zhì)能源。生物質(zhì)能源具有清潔、多用途特征，已成為未來(lái)持續(xù)能源的重要組成部分，據(jù)估算，我國(guó)可開(kāi)發(fā)的生物質(zhì)能源總量約7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國(guó)耕地資源有限，開(kāi)發(fā)生物質(zhì)能源就會(huì)引起和糧食爭(zhēng)地的矛盾。要解決這個(gè)矛盾就需要有后備土壤資源。生物質(zhì)能源工程的基礎(chǔ)是集約經(jīng)營(yíng)現(xiàn)有土地，大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用農(nóng)、林后備土地，發(fā)展高效生物質(zhì)生產(chǎn)。因此，可以充分利用邊際土壤、荒地和后備土地資源，建立生物質(zhì)能源基地，提供規(guī)?；哪举|(zhì)或植物油等能源資源。

氣候變化加速

近年來(lái)，全球氣候變化成為國(guó)際社會(huì)的核心議題之一。全球氣候變化的潛在原因是化石能源使用增加和土地利用改變。土壤與全球變化密切相關(guān)，土壤過(guò)程通過(guò)釋放或吸收溫室氣體以及其他氣體直接或間接地影響氣候變化。全球土壤碳存儲(chǔ)量大，質(zhì)量是大氣中的兩倍。土壤碳的釋放將對(duì)全球變暖產(chǎn)生重要影響。反之，土壤固碳能力對(duì)減緩大氣中溫室氣體增加具有重要潛力?？梢?jiàn)，合理的管理措施可以影響土壤固碳潛力，緩解氣候變化，而且對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和全球糧食安全產(chǎn)生積極的影響。另一方面，全球變化通過(guò)降雨、溫度和養(yǎng)分沉降等變化影響土壤過(guò)程，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力及其穩(wěn)定性。因此，有必要建立基于全球變化和人類活動(dòng)影響的土壤生物地球化學(xué)循環(huán)模型，預(yù)測(cè)不同氣候變化條件下土壤的可能反饋，發(fā)展土壤固碳減排增匯技術(shù)等。

生物多樣性保護(hù)

《生物多樣性公約》是一項(xiàng)保護(hù)地球生物資源的國(guó)際性公約，于1992年在聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)上簽署生效。《生物多樣性公約》有3個(gè)主要目標(biāo)，即：保護(hù)生物多樣性、生物多樣性組成成分的可持續(xù)利用、以公平合理的方式共享遺傳資源的商業(yè)利益和其他形式的利用。土壤生物多樣性可定義為土壤生命的變化，從基因到群落以及土壤生物棲息地的變化，從微團(tuán)聚體到整個(gè)環(huán)境。土壤是物種最大基因庫(kù)和多樣性的棲息地，并且這些生物積極參與影響土壤形成的過(guò)程和功能。土壤生物群落對(duì)土壤生態(tài)功能，如養(yǎng)分運(yùn)轉(zhuǎn)、有機(jī)質(zhì)分解、土壤結(jié)構(gòu)維持、溫室氣體產(chǎn)生、污染物凈化與調(diào)節(jié)發(fā)揮著重要作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在氮素固定、有機(jī)廢棄物處理、土壤形成、化學(xué)污染修復(fù)及農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的生物防治等方面，全球農(nóng)業(yè)土壤生物每年創(chuàng)造的總價(jià)值超過(guò)千億美元。正是由于土壤生物在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的重要性，有關(guān)土壤生物多樣性的研究得到了廣泛的重視。英國(guó)自然與環(huán)境委員會(huì)于1999年啟動(dòng)了為期5年的土壤生物多樣性研究計(jì)劃。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織也啟動(dòng)了國(guó)際土壤生物多樣性計(jì)劃，開(kāi)展與土壤生物多樣性的評(píng)價(jià)、管理和保護(hù)有關(guān)的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。2014年中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“土壤-微生物系統(tǒng)功能及其調(diào)控”正式啟動(dòng)。該專項(xiàng)利用中科院建制化的土壤微生物學(xué)研究基礎(chǔ)，凝集跨學(xué)科的優(yōu)勢(shì)力量，發(fā)展土壤微生物研究的新技術(shù)、新方法，研究我國(guó)主要生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物的組成、格局及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制;解析土壤關(guān)鍵元素生物地球化學(xué)循環(huán)的分子微生物生態(tài)學(xué)機(jī)理，揭示土壤地上-地下生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同作用機(jī)制，以整體提升我國(guó)土壤微生物資源的認(rèn)知水平及可持續(xù)利用的調(diào)控能力，發(fā)展土壤微生物定向培育為基礎(chǔ)的資源管理措施，為提高土壤養(yǎng)分利用率，保障我國(guó)糧食與生態(tài)安全提供重要依據(jù)。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能從某種程度上講是前面幾個(gè)的綜合，是人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的各種惠益，是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，包括支持服務(wù)、供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際研究的前沿和熱點(diǎn)領(lǐng)域。土壤的支撐服務(wù)是為植物輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和基因庫(kù)提供支持，其調(diào)節(jié)服務(wù)是為土壤主要元素和水分循環(huán)以及廢物處理提供調(diào)控作用，而精神價(jià)值，考古保護(hù)和遺產(chǎn)卻是提供文化服務(wù)。這四大功能本身也可視為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基本內(nèi)容。

三、加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，保障土壤安全

“土壤安全”正處于國(guó)家需求的巔峰，對(duì)我們土壤學(xué)家即是一個(gè)機(jī)遇，也是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)?！秶?guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出，將發(fā)展以提高土壤肥力、減少土壤污染等為主的生態(tài)農(nóng)業(yè)，2015年中央1號(hào)文件明確要求實(shí)施耕地質(zhì)量保護(hù)與提升行動(dòng)，擴(kuò)大重金屬污染耕地修復(fù)，如何構(gòu)建我國(guó)土壤安全保障體系，既是土壤科學(xué)國(guó)際前沿問(wèn)題，也是我國(guó)緊迫現(xiàn)實(shí)需求。

我們國(guó)家土壤課題的研發(fā)目前還是以各個(gè)部門(mén)分頭設(shè)計(jì)為主，缺乏全鏈條的頂層設(shè)計(jì)，難以形成合力和統(tǒng)一平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前我國(guó)土壤修復(fù)市場(chǎng)巨大，但缺乏具有國(guó)家權(quán)威的創(chuàng)新平臺(tái)和技術(shù)體系來(lái)支撐土壤產(chǎn)業(yè)。國(guó)家急需圍繞土壤產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，迫切需要在計(jì)劃糧食生產(chǎn)區(qū)、后備耕地資源區(qū)、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和西部重度污染區(qū)以及生態(tài)脆弱區(qū)，研究我國(guó)土壤安全保障與土壤功能提升理論和集成技術(shù)體系及裝備的工程化應(yīng)用，保障國(guó)家糧食安全和生態(tài)環(huán)境安全。

加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，土壤安全是系統(tǒng)工程，必須有強(qiáng)有力的組織和領(lǐng)導(dǎo)，才有可能真正把我國(guó)的土壤安全事業(yè)做好。