土壤環境容量與承載力研究現狀

李　超

（山西省環境規劃院山西太原030002）

土壤環境容量與承載力研究現狀

李超

（山西省環境規劃院山西太原030002）

在介紹大氣環境承載力和水環境承載力研究的基礎上，對有關土壤環境容量與土壤環境承載力的研究進行了綜述。土壤環境容量一般指土壤所能容納污染物的最大負荷，目前的研究主要集中在土壤背景值、臨界值、污染物遷移系數和數學模型等方面。目前土壤環境承載力的概念和理論體系的研究還未深入，尚未形成統一、完善的綜合評價指標體系，今后需加強對這些方面的探索和研究。

土壤環境；容量環境；承載力

在中國，由于人口增長以及現代工業化的發展，大氣、水和海洋環境日益惡化，環境問題受到廣泛關注。隨著“土十條”的出臺，土壤污染逐漸受到重視。國內農田面積正以每年400000 hm2～466700hm2的速度遞減，土壤點位超標率達到16.1%，其中中度污染占1.5%，重度污染占1.1%［1］。總的來說，未知的污染物使土壤污染變得越來越復雜，不同污染源疊加使得土壤污染控制更加困難，農產品質量安全問題和群體性事件逐年增加，成為影響人民生活和社會穩定的關鍵因素，制約了我國的可持續發展。

目前，關于土壤環境容量的研究報道較少，而水環境容量和大氣環境容量的研究較多。根據水和大氣環境容量的研究經驗，既可以科學構建土壤環境承載力評價體系，計算各個影響因子的權重。又可以在一定時期內根據土壤的特性研究土壤環境容量，并提出相應的措施。探討國內外土壤環境容量以及承載力的研究進展。

1　環境承載力研究現狀

環境承載力的概念來源于承載力。1968年，日本學者首次將環境容量引入到環境科學中。20世紀70年代后，環境承載力的概念廣泛應用于環境管理及規劃。例如，Bi shop指出環境承載力是環境的最大負荷，給出一個可接受的生存標準值。經濟學獎獲得者Arrow在《Sci ence》上發表的《經濟增長、承載力和環境》，在學術界和政治界引起極大的反響［2］。此后，塞浦路斯、美國、日本等國都進行了大量的理論和實踐研究。顯然，環境承載力的概念已在國外環境管理和規劃中得到了應用。

在我國，中國環境科學百科全書定義環境承載力為：一個地區乃至地球生物圈內人類進行活動時的規模，強度和速度的限值。環境承載力概念是人類在自我發展過程中對環境問題的一種認識。然而，由于它的復雜性和許多影響因素，人們對環境承載力理論體系還遠遠沒有得到統一的認識。此外，環境系統由子系統組成，而且應考慮不同的環境因素的影響。

1.1大氣環境承載力研究現狀

由于空氣污染日益嚴重，許多研究都在這方面進行。例如，利用高斯模型選擇SO2為代表污染物，計算不同環境質量目標下的大氣環境容量的與的上海大氣污染的影響承載能力［3］。采用大氣環境承載力相對剩余率和大氣環境承載力的方法探討了2009-2011年浙江省大氣環境容量和大氣環境承載力的時空分布特征及其影響因素［4］。從大氣環境、污染控制和社會經濟的發展三個方面，通過層次分析法和向量模法對2006-2011年關中地區5個城市大氣承載力進行評價。

1.2水環境承載力研究現狀

我國對水環境承載能力的研究始于上世紀九十年代，水環境承載力應用于環境規劃中，并致力于水環境容量、水環境價值和效益核算的研究。從資源、環境、經濟和社會四個角度構建水環境承載力評價指標體系，分別對湖南8個重點城市（2003-2010年）進行綜合的評估［5］。總之，國內對大氣和水環境承載力的研究主要是實際、實踐應用和定量方法，而概念和具體的理論研究關注較少。此外，大氣和水的承載能力的研究根據實際案例和評價指標，來選擇評價因子和方法，為政府發布的相關標準提供參考依據。

2　土壤環境承載力研究進展

土壤環境要比大氣和水環境更加復雜。它是一個人類活動的基本載體，并且受到空氣、水環境以及自身的影響。同時，相關標準的出臺時間較早，并沒有得到廣泛的認同。因此，土壤的評價因子、方法和標準都很難選擇。

2.1土壤環境容量研究現狀

目前關于土壤環境承載力的研究幾乎沒有，但是土壤環境容量已經有了相關的調查研究。土壤環境容量是指在農產品質量保障，而且在一定時期內限定區域內環境不受污染的前提下土壤所能承載污染物的最大負荷。在我國相關的研究工作始于十九世紀70年代。例如：根據植被特點，分為農作物、喬木林、灌叢、草原和草甸、沼澤濕生植物等植被類型對土壤重金屬環境容量進行研究；根據土壤環境容量將農業用地劃分為高容量區、中容量區、低容量區、警戒區和超載區；采用H akanson潛在生態危害指數法和環境指數法對其進行潛在生態危害評價和環境容量分析；通過研究南京市溧水區表層土壤，利用內梅羅綜合污染指數法，參考土壤環境質量一級標準，得出As、Cd、Cr、Cu、H g、Ni、Pb和Zn等重金屬元素的背景值，進而對土壤重金屬環境容量進行估算，并對影響環境容量的因素進行分析［6］。

總的來說，土壤環境承載力主要研究方向為背景值、臨界值以及污染物的遷移系數，而其中臨界值以及污染物的遷移系數最為重要。值得注意的是，土壤環境容量研究的重點是重金屬污染的方法和模型，大部分是根據土壤環境質量標準或基于當地土壤背景值。

2.2土壤環境承載力研究現狀

根據環境承載力和土壤特性的定義，土壤環境承載力可以定義為在土壤環境系統功能不發生改變的前提下土壤環境的尺度、強度和速率，以及土壤環境容量和社會經濟承載力的上限。相對來說，直接針對土壤環境承載能力的研究很少。例如：通過創建系統動力學模型，對不同情景下土壤環境承載力系統的動態趨勢進行模擬，找出優化鄭州市的產業結構，適合鄭州市土壤環境承載力的經濟發展模式；從資源、環境、人口與經濟發展之間的關系建立了包括人口、經濟、水資源、土地資源、生態環境和地質環境等6個子系統的模型，對上海市土地綜合承載力進行分析評價；利用承載力飽和度法和承載力風險指數法對礦區土壤以及復墾場地土壤中十種重金屬As、Cr、Zn、Pb、Cu、V、Co、Ni、Cd、H g的污染程度進行分析［7］。在國外，統計和GIS技術已被引入到土壤環境承載力的評價中，此外，GLS和GPS技術對重金屬造成的土壤污染調查提供支持。將來，更多的關注點放在通過GIS技術等多種方法來研究土壤污染因子的分布。

2.3土壤環境容量與承載力的關系

土壤環境容量與承載力既有相同點，又有不同點。具體而言，環境容量只反映一個地區排放污染物的數量和濃度，而無法反映人類經濟活動對環境的影響。因此，這兩者的含義不盡相同。然而，這兩者又都是探究環境所能承受人類活動的強度，趨勢和規模的上限。如果某一環境因子有較高的承載能力，那么區域環境容量越高，環境承載力也就越高。因此，環境容量可以作為評價環境承載力的一個指標。劉艷玲認為這兩者的目標是不同的，如環境容量是指污染物的最大負荷量，而環境承載力不僅考慮污染物的指標，還要考慮社會經濟方面的指標。但它們又都是在環境容量的基礎上表現的環境系統的功能。張天宇總結認為環境容量是指環境系統的生態恢復力之內所能承受的污染物最大濃度，環境承載力則是通過探究環境狀況與經濟活動之間的關系，用人類社會經濟活動的強度、方向、規模等來表現。總之，土壤環境容量是從環境承載力的角度來研究污染物的土壤承載力，可以看作土壤環境承載力研究的一部分。而土壤環境承載力還包括人類社會和經濟活動。

3　結語

目前關于環境承載力的綜合研究更加多元化，但統一成熟的綜合評價指標體系在我國還尚未形成。亟需建立一個具有較強可操作性和實用性的綜合模型，來顯示土壤環境的復雜性和不確定性。同時，有必要對土壤環境容量的概念和理論體系，系統的組成，影響因子，承載機理，以及提高土壤承載力的途徑進行進一步的探索，土壤環境質量標準（GB15618-1995）適用范圍只限于農田，不包括建設用地。而且只有10項指標，特別是沒有有機污染物指標，這是遠遠不能滿足對土壤環境污染和農產品質量安全控制的要求。

［1］張桃林.增強責任感提高執行力努力開創農業資源環境保護工作新局面-在全國農業資源環境工作會上的講話［J］.農業資源與環境學報，2014，31（6）：487-494.

［2］洪陽，葉文虎.可持續環境承載力的度量及其應用［J］.中國人口資源與環境，1998，8（3）：54-58.

［3］王民良，曹健，喬美芳.上海市大氣環境承載能力研究［J］.上海環境科學，1996，15（4）：16-20.

［4］范麗雅，余錫剛，金均.浙江省大氣環境承載力時空分布特征研究［J］.環境污染與防治，2013，35（12）：72-77.

［5］李姣，嚴定容.湖南省及洞庭湖區重點城市水環境承載力研究［J］.經濟地理，2013，33（10）：157-162.

［6］夏增祿.土壤環境容量及其信息系統［M］.北京：氣象出版社，1991.

［7］賈琳，楊飛.土壤環境功能區劃研究進展淺析［J］.中國農業資源與區劃，2015，36（1）：107-114.

李超（1988—），男，山西省太原市，碩士，主要研究方向：重金屬污染防治。