农业地质研究现状及未来发展方向的思考

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摘要：摘 要 通过对历年来湖南农业地质工作的发展过程和研究内容，以及农业自然资源开发利用现状，初步分析探讨了农业地质研究的主要内容与影响农业经济发展的内在联系，提出了农业地质工作首要任务是解决现有突出的而农学中无法解决的影响农业经济发展的地质地球

　　摘 要 通过对历年来湖南农业地质工作的发展过程和研究内容，以及农业自然资源开发利用现状，初步分析探讨了农业地质研究的主要内容与影响农业经济发展的内在联系，提出了农业地质工作首要任务是解决现有突出的而“农学”中无法解决的影响农业经济发展的地质地球化学问题。并结合某一区域“专属性”的自然资源优势，提出开展“资源-产业-新农村”相互促进、相互依赖的有利于农业经济持续发展的农业地质综合调查评价模式，为从根本上解决“三农”问题和“乡村振兴规划”提供科学依据。同时对农业地质研究内容和发展方向进行了展望。

　　关键词 农业地质;农业经济;研究方向;湖南

　　0 引言

　　農业地质学是一门新兴的边缘学科，自从19世纪中叶法鲁(F.A.Fellow)和李希霍芬(F.V.Richthofen)最早提出农业地质一词以来，直到目前还没有一个完整的科学定义。早期主要研究农业经营和农学中所遇到的地质问题。20世纪50年代后，随着全球人口、资源、环境问题的日益突出，农业地质逐渐列入环境地质或生态地质范畴。我国农业地质工作起步晚，在20世纪80年代前，主要集中在为农业服务的区域地质、区域水文地质、矿物农药、矿物肥料等矿产勘查等传统地质领域。80年代发展为以岩石、土壤等农业背景条件为对象的农业地质研究，探讨名特优农作物的不同地质背景及其与某些地球化学元素的关系，以及增产途径。90年代来，为建设可持续发展的农业经济和良好的生态环境，逐渐形成了生态农业地质学。

　　从上述农业地质发展过程来看，虽然不同时期有不同的研究任务和内容，但其核心目的只有一个，那就是为农业经济和社会发展服务。然而，从国内外研究现状来看，围绕这一根本目的，仍然存在较大问题。比如，目前研究较多的“农产品品质与地质地球化学背景”关系方面，还只停留在“优良品质”与“地质背景”的对应关系上，没有查明影响其品质的真正原因;农作物 “营养微量元素”与人类健康方面，只局限在“查明”存在这些潜力，实际作用有多大，不得而知;生态地球化学异常(地方性疾病、农作物病虫害等)产生的根源等诸多方面研究程度远远不够。尤其是在农业地质学揭示的优质自然资源与农业经济发展等各环节要素之间的内在联系研究涉及不多。本文以湖南省农业地质工作情况为例，对农业地质研究内容和方向进行探讨，以期为解决农业地质工作存在的一些问题提供解题参考。

　　1 湖南农业地质工作简述

　　湖南农业地质据不完全统计早在80年代就已经开始。90年代以后，农业地质研究异常活跃，主要工作有以下几个方面：

　　(1)80-90年代，湖南农业地质工作分别完成了全省范围内名特优农产品地质体土壤类型研究[1-3]和名优特农产品地质地球化学背景的调研[4-6]以及新型农用矿产资源应用的试验研究[5-6]等。这些工作充分说明了名特优农产品与地质背景关系密切[1-7]，同时，证实了新型农用矿产资源应用效果明显。

　　(2)2003-2006年，中国地质调查局、湖南省国土资源厅联合组建湖南省洞庭湖区生态地球化学调查项目部，在长沙、株洲、湘潭、岳阳、益阳、常德等六个地区，在4万km2范围内开展了：①1：25万多目标地球化学调查;②区域生态地球化学评价;③局部生态地球化学评价;④总体综合评价。为湖南省国民经济和社会发展提供了地球化学基础资料和决策依据。

　　(3)2011年-至今，由中央财政和省财政共同出资，分别开展了 “1：25万多目标地球化学调查”和 “1：5万土地质量调查”项目。为湖南土地质量环境评价、土地质量管理等，提供了地球化学基础资料。

　　总之，湖南农业地质调查充分说明了名特优农产品与地质背景存在密切关系;部分地球化学调查成果表明，土地优质资源潜力较大;新型农用矿产资源应用效果明显;说明农业地质调查对农业经济发展存在明显的促进作用。

　　2 湖南农业自然资源开发利用现状

　　湖南是全国农业大省之一，具有独特的地理位置，农业自然资源(水资源)丰富，有利于农业生产。由于具有独特的自然和地理条件，形成了具有鲜明特色的原产地名特优产品。据初步统计，湖南名特优农产品在80～90年代获国家(部级)和省级优质农产品多达8大类80多个品种[4]，说明湖南名特优农产品资源潜力较大，但这些农业自然经济资源没有得到充分挖掘，主要表现在以下几个方面：

　　(1)虽然传统名特优农产品资源丰富，许多特色农产品被列为历代皇家“贡品”[4]，但由于缺乏对名优特产品与地质地球化学背景深度研究， 高品质的农产品还是没有得到充分的挖掘，质量参差不齐。比如，某地香芋种植在白垩红层中质量最佳，由于过度追求经济效益，扩大种植范围，种植在碳酸盐岩形成的土壤中，造成质量明显下降，对品牌推广的作用适得其反等。

　　(2)民以食为天，食以土为本，耕地是农业之本，是最宝贵的农业资源和不可替代的生产要素[8]。耕地质量是耕地自然环境、经济状况和利用程度的综合体现，主要表现为耕地农产品质与量的可持续产出能力[8]。研究表明，湖南土壤母岩发育齐全，土壤类型较多[9]，土地生产潜力指数则分布较零散，生产潜力参差不齐[10-12]。而土壤改良、耕地合理开发利用，传统农学遇到瓶颈，为农业地质研究留下较广阔的空间。

　　(3)湖南山区、丘陵、平原、山间盆地广有分布，自然地理系统比较复杂，形成了具有不同圈层结构的农业生产环境。而且不同农业生产环境具有层次分明的“大气-岩-土-水-植物-人”獨立的环境系统，表现出农作物生长与之匹配的、具有鲜明地域特色农产品生产基地，应因地制宜进行开发利用。如江永县以夏层铺为界，南北气候具有明显的差异，南面的桃川盆地冬暖夏凉，有利于农作物生长，盛产香柚、香米、香芋、香姜、夏橙等多种名特优农产品与北面地区形成鲜明的对比，形成具有“专属性”的“五香”生产基地，异地而不香。

　　3 分析与探讨

　　大量的农业地质研究成果表明，农业地质调查确实能为农业经济发展起到明显的促进作用。但近20年来，大部分成果资料，并没有对农业经济产生较大的改观。当然，影响的因素很多，但从农业地质学科来讲，有以下几个方面有待进一步加强。

　　(1)据湖南省名特优农产品与地质背景初步调查[1-6]表明，优质农产品与地质背景地球化学背景存在密切关系，尤其是各地特色农作物生长有其独特气候条件和“专属”的地质背景。 其研究还是停留在“优良品质”与“地质背景”的对应关系上，没有查明影响其品质的深层次原因。研究表明[13]，①在同一土壤类型，其土壤地化背景相同、理化性状一致情况下，不同种类的农作物对土壤同种元素的吸收能力存在较大差异，如香芋对锌聚积系数为1.3×104，而香米为6.68×102，这说明农作物对微量元素吸收具有选择性。②相同农作物，种植在不同地区，但具有相同的地化背景，对同一元素的吸收具有相似性。比如5个地区香柚对Zn元素的聚积系数都在1.1×103～1.7×103之间变化。而在不同的地化背景、相同生产管理条件下，同一农作物的产量、品质有明显的差异。这说明不同地化背景对农作物提供不同比例的矿质元素，从而使其产量与品质发生根本变化。因此，农作物的生长对微量元素的种类有严格的要求。③湖南茶叶在不同地层中均有种植，特色各异，一般与可溶性的P和Mn关系比较密切[4]，这只从土壤中水溶性P和Mn的含量关系类推得到的结果，但从生物地球化学来讲，如果P和Mn元素与茶叶的品质有关，那么茶叶必需吸收P和Mn且达到一定的比例才使茶叶具有特殊的品质，土壤中水溶性P和Mn含量高低不是充分必要条件。所以加强地质地球化学与其品质关系的深度研究，通过深度挖掘地质背景潜力，对特殊农产品的种植进行科学规划，将会形成独特的优势产业，能大幅度提高农业经济效益，切实解决农业发展问题，同时体现了农业地质的应有的价值。

　　(2)微量元素与人类健康的关系研究表明[15-16]，人体中的微量元素与地壳元素丰度呈正相关，这是土壤-植物-动物-人类的生物链传递结果。现已经发现人体血液中有 60 多种化学元素，与地壳同种化学元素的分布之间具有明显的相关性[14]。如果在某一地区地壳中的化学元素浓度超出了人体所适应的正常变动范围，就可能引起病变(包括硒)。其次，许多名特优农作物由于富含“营养微量元素”具有特殊的生理功能[15-16]，但这些所谓的“营养元素”的赋存状态、含量水平高低将影响其生物效应。这些方面研究程度还是较低，只局限在“查明、可能”存在这些潜力和危害，影响有多大，怎么利用和预防等不得而知，其成果资料无法利用，说服力不够，严重影响开发力度。

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