蔡祖聰

（南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，南京 210023）

2021 年新冠病毒的各種變異株繼續(xù)肆虐著人類，逼迫科技工作者普遍適應(yīng)了一種新的學(xué)術(shù)交流方式——線上交流。但是，傳統(tǒng)的以學(xué)術(shù)期刊為橋的交流方式并未發(fā)生任何變化。相反，在有關(guān)部門的大力支持和扶植之下，我國學(xué)術(shù)期刊數(shù)量大幅度增加，質(zhì)量不斷提升。在此大趨勢下，廣大作者、審稿者、讀者一如既往，堅定地支持和關(guān)心《農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報》（以下簡稱《學(xué)報》）的發(fā)展，借此機會衷心感謝各方面的大力支持和《學(xué)報》編委及編輯部同仁們智慧和辛勞的付出。

2021 年《學(xué)報》在11 個專欄共刊出了302 篇論文。2021 年發(fā)表的論文平均篇幅較大，刊出的論文總數(shù)較往年有所下降。出版了一期“畜禽養(yǎng)殖與環(huán)境”專刊（第11期），刊出論文37篇。為了適應(yīng)發(fā)展的需要，提高辦刊質(zhì)量，《學(xué)報》在2021 年嘗試了一些新的舉措，調(diào)整了一些欄目，新設(shè)立了“環(huán)境健康與農(nóng)產(chǎn)品安全”欄目，并邀請農(nóng)業(yè)農(nóng)村部產(chǎn)地環(huán)境污染防控重點實驗室協(xié)辦該欄目，2021 年在該欄目下共發(fā)表論文40篇?！巴寥拉h(huán)境”是《學(xué)報》歷年發(fā)文量最多的欄目，2021 年共刊出論文92 篇，繼續(xù)占各欄目之首。為提高“土壤環(huán)境”欄目的論文質(zhì)量，《學(xué)報》邀請中國土壤學(xué)會土壤環(huán)境專業(yè)委員會協(xié)辦該欄目。這些舉措對提高相關(guān)領(lǐng)域刊出論文的質(zhì)量產(chǎn)生了積極作用，借此衷心感謝協(xié)辦單位對《學(xué)報》的堅實支持。

2021 年《學(xué)報》刊出的論文中涉及的污染物仍然以重金屬為主，接近一半的論文涉及重金屬污染，特別是鎘污染，這與我國當(dāng)前對土壤污染和農(nóng)產(chǎn)品安全的高度關(guān)注及土壤污染治理經(jīng)費的大量投入有關(guān)。涉及微塑料和抗生素污染及具有固碳和土壤改良潛力的生物（質(zhì)）炭的論文數(shù)量繼續(xù)增長。往年的簡評重點關(guān)注了重金屬、面源污染、溫室氣體、抗生素、微塑料等方面的研究論文，本期簡評擬轉(zhuǎn)移一下注意力，重點關(guān)注環(huán)境健康與農(nóng)產(chǎn)品安全、廢棄物處理及資源化利用、養(yǎng)殖環(huán)境和氨排放的論文。這些領(lǐng)域的相當(dāng)一部分研究筆者并未親身涉及，因此評述難免有不科學(xué)和不恰當(dāng)之處，敬請讀者批評指正。

1 環(huán)境健康與農(nóng)產(chǎn)品安全

保障農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)安全，讓民眾吃得安全是農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)研究最主要的宗旨和任務(wù)。由于各種原因，此前，《學(xué)報》未專門設(shè)立相關(guān)的欄目，刊出這方面的論文也很少。為了彌補這一短板，2021 年設(shè)立了“環(huán)境健康與農(nóng)產(chǎn)品安全”欄目，并邀請農(nóng)業(yè)農(nóng)村部產(chǎn)地環(huán)境污染防控重點實驗室協(xié)辦，收到了較好的成效?？傮w上，該欄目刊出的論文以污染物對作物生長和品質(zhì)影響的模擬研究為主，例如王成偉等的溶液培養(yǎng)試驗表明，增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）與聚苯乙烯微塑料（PS）可降低生菜的光合作用和糖代謝，降低生菜葉片中可溶性蛋白與可溶性糖的含量，增加亞硝酸鹽含量，從而降低生菜的品質(zhì)。

2021 年《學(xué)報》也刊出了一些在生產(chǎn)實際中具有應(yīng)用潛力的論文。土壤鎘污染產(chǎn)生的“鎘米”是當(dāng)前食用大米安全性的關(guān)注熱點。2021 年《學(xué)報》刊出的論文提供了一些具有生產(chǎn)實際意義的降低稻米中鎘含量的農(nóng)藝措施。研究結(jié)果表明，秸稈還田配施石灰，葉面噴施含硫化合物，包括半胱氨酸、硫化鉀、硫酸鉀都具有顯著降低稻米中鎘含量的作用。隆志方等更是在操作層面上，研究了無人機葉面噴施鋅錳型水稻降鎘葉面阻控劑的飛行參數(shù)。大量的研究表明，土壤鎘污染不僅導(dǎo)致稻米中鎘含量超標(biāo)，也可導(dǎo)致其他農(nóng)作物鎘含量超標(biāo)。2021 年《學(xué)報》刊出的論文也關(guān)注到了鎘污染土壤中其他農(nóng)作物鎘含量超標(biāo)的問題及其降低農(nóng)產(chǎn)品鎘含量的農(nóng)藝措施。如胡艷美等的盆栽試驗表明，施用錳肥可降低種植于棕壤的玉米籽粒中的鎘含量。在這些研究的基礎(chǔ)上，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼灧桨冈O(shè)計，獲取具有說服力的試驗數(shù)據(jù)，闡明降低稻米和玉米鎘含量措施的作用機理，將有助于這些措施的推廣應(yīng)用。

此外，2021年《學(xué)報》刊出的文章還涉及有機肥與作物品質(zhì)的關(guān)系。如楊凱等的研究表明，以餐余廢棄物為原材料堆制成的蚓糞有機肥部分替代化肥，可以提高白菜和西蘭花的產(chǎn)量，增加其可溶性蛋白和維生素含量。

隨著人們生活水平的不斷提高，民眾對農(nóng)產(chǎn)品真實污染狀況的關(guān)注度必然日益提高。但是，關(guān)于我國農(nóng)產(chǎn)品污染狀況的科學(xué)數(shù)據(jù)并不充分，這在一定程度上導(dǎo)致普通民眾更多的疑慮。馬新耀等從山西省6個縣區(qū)21個村抽取番茄樣本，分析表明，雖然番茄樣品的農(nóng)藥檢出率較高，農(nóng)藥品種較多，且檢出禁用農(nóng)藥，重金屬鉛和鎘的檢出率分別達(dá)53%和100%，但其平均值均低于國家食品污染物限量標(biāo)準(zhǔn)，總體水平處于安全狀態(tài)。這樣的抽樣分析結(jié)果一方面可以在一定程度上消除普通民眾對農(nóng)產(chǎn)品安全的疑慮，另一方面提醒決策者高度重視農(nóng)藥施用和土壤污染對農(nóng)產(chǎn)品安全的威脅，需要有更具執(zhí)行力的規(guī)章制度和措施，以徹底杜絕禁用農(nóng)藥的施用；同時也提醒農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)工作者進(jìn)行更廣泛的調(diào)查取樣，以獲取我國農(nóng)產(chǎn)品污染現(xiàn)狀更具代表性的結(jié)果，研究防控農(nóng)產(chǎn)品污染的理論和技術(shù)，為決策者提供保障農(nóng)產(chǎn)品安全的科學(xué)決策依據(jù)和可實施的防患農(nóng)產(chǎn)品污染的技術(shù)措施。

2 廢棄物處理及資源化利用

2021年《學(xué)報》在“廢棄物處理及資源化利用”欄目下刊出論文29 篇，第11期“畜禽養(yǎng)殖與環(huán)境”?？龅拇罅空撐囊采婕梆B(yǎng)殖廢棄物處理及資源化利用問題。農(nóng)業(yè)廢棄物主要包括作物秸稈、畜禽排泄物和地膜。根據(jù)《第二次全國污染源普查公報》，2017 年我國秸稈產(chǎn)生量達(dá)8.05 億t，地膜使用量達(dá)141.93 萬t，地膜多年累積殘留量達(dá)118.48 萬t。種植業(yè)向水體排放氨氮8.30 萬t，總氮71.95 萬t，總磷7.62 萬t，畜禽養(yǎng)殖業(yè)向水體排放氨氮11.09 萬t，總氮59.63 萬t，總磷11.97 萬t。農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為水體富營養(yǎng)化的最主要污染源。我國東部經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)，人口、畜禽養(yǎng)殖和作物生產(chǎn)高度密集，且三者重疊，農(nóng)業(yè)廢棄物排放對生態(tài)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。無疑，農(nóng)業(yè)廢棄物處理及資源化利用是農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)的不可或缺的研究領(lǐng)域。

2021 年《學(xué)報》刊出的論文主要涉及農(nóng)業(yè)廢棄物處理，尤其關(guān)注畜禽糞污中的抗生素污染。阮蓉等的論文為讀者提供了天津市家庭養(yǎng)殖場畜禽糞污中抗生素含量的基本情況。他們的研究表明，磺胺類、喹諾酮類、大環(huán)內(nèi)酯類和四環(huán)素類4 大類37 種抗生素在各種環(huán)境介質(zhì)中均有檢出，其中四環(huán)素類檢出率高于其余3 類抗生素，豬糞中抗生素總濃度高于雞糞和牛糞，豬場廢水中抗生素總濃度的平均值（550 μg·L）遠(yuǎn)高于牛場廢水總濃度平均值（5.27 μg·L）。施用糞肥是養(yǎng)殖場周邊土壤抗生素污染的主要來源，且豬場周邊土壤中抗生素污染最為嚴(yán)重。對廣東某養(yǎng)豬場廢水中抗生素污染特征的研究同樣證明養(yǎng)豬場廢水中存在較高濃度的抗生素，厭氧發(fā)酵結(jié)合發(fā)酵液曝氣處理可以高效去除各類抗生素，但處理后的廢液排放仍有較高的生態(tài)風(fēng)險。曾悅等關(guān)于畜禽糞污抗生素土壤生物學(xué)效應(yīng)的Meta 分析一文為我們提供了氟喹諾酮類、四環(huán)素類和磺胺類這3類抗生素在土壤中降解、影響降解速率的因素及它們對土壤微生物多樣性影響的概況，他們的分析表明，抗生素在土壤中容易被分解，弱酸性土壤環(huán)境有利于抗生素降解。在土壤抗生素和抗性基因（ARGs）正在成為研究熱點的現(xiàn)實狀況下，這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對于決策者制訂政策和研究者制訂研究方案具有重要的參考價值。

畜禽糞污中抗生素的直接效應(yīng)之一是產(chǎn)生抗性基因（ARGs）。閆雷等的研究表明，厭氧發(fā)酵、堆肥和無菌晾曬處理均能去除畜禽糞污中大部分目標(biāo)ARGs，處理效果因抗生素ARGs 種類不同而異，磺胺類ARGs 在以上處理工藝中甚至呈現(xiàn)升高趨勢。所以，針對不同類型的抗生素ARGs需要采取不同的去除工藝。

雖然環(huán)境抗生素和抗生素ARGs已經(jīng)成為新的研究熱點，但環(huán)境抗生素和抗生素ARGs污染對人類健康和生態(tài)環(huán)境危害的具體案例很少報道，也無各類抗生素和ARGs的環(huán)境污染標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)工作者似有必要關(guān)注抗生素和ARGs污染對人畜健康和生態(tài)環(huán)境危害的具體案例。

第11 期“畜禽養(yǎng)殖與環(huán)境”?？P(guān)注了養(yǎng)殖廢水和糞污堆肥處理以及畜禽糞污的農(nóng)業(yè)利用。農(nóng)業(yè)廢棄物含有大量作物需要的營養(yǎng)元素，回歸土壤不僅可以有效地減少農(nóng)業(yè)廢棄物向環(huán)境的擴散，還可以補充土壤養(yǎng)分、維持土壤肥力，是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)維持土壤肥力的主要手段。但是現(xiàn)代商業(yè)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)廢棄物，特別是畜禽糞尿，產(chǎn)生與消納的空間分離、時間分離，這不僅增加了運輸成本，而且需要大量的存貯空間，也增加了存貯成本。存貯期固體和液態(tài)廢棄物，包括堆制的有機肥，都還向大氣擴散有害氣體，因而也會對周圍環(huán)境造成影響。沼液不能及時處理是沼氣生產(chǎn)難以可持續(xù)的關(guān)鍵因素之一。有效解決畜禽廢棄物產(chǎn)生和農(nóng)業(yè)利用在空間和時間上分離的矛盾是決定其回歸農(nóng)田的重要因素，劉聰?shù)仍诤谕羺^(qū)秋閑期施用沼液對氮素?fù)p失影響的研究為可持續(xù)處理沼液作了有益的探索。

3 養(yǎng)殖環(huán)境

2021 年《學(xué)報》設(shè)置了“養(yǎng)殖環(huán)境”“畜禽環(huán)境”和“水產(chǎn)環(huán)境”3 個欄目，但這3個欄目下刊出的論文僅有4篇?！靶笄蒺B(yǎng)殖與環(huán)境”專刊在畜禽養(yǎng)殖環(huán)境管理欄目下刊出了5 篇論文。養(yǎng)殖環(huán)境欄目下刊出的論文主要涉及養(yǎng)殖對周邊環(huán)境的影響。?？龅恼撐南到y(tǒng)地梳理了我國畜禽養(yǎng)殖環(huán)境管理體系的發(fā)展過程、當(dāng)前面臨的問題以及可能的解決途徑，為農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)工作者熟悉我國當(dāng)前畜禽養(yǎng)殖環(huán)境管理方面的規(guī)章制度和政策措施提供了很好的文獻(xiàn)資料。熊學(xué)振等基于土地環(huán)境承載力和生態(tài)足跡，采用養(yǎng)分平衡法和三維生態(tài)足跡模型分別測算了我國畜牧業(yè)土地環(huán)境承載力和生態(tài)環(huán)境承載力，結(jié)果表明，截至2018 年，我國畜牧業(yè)土地環(huán)境約束明顯好轉(zhuǎn)，但生態(tài)環(huán)境約束形勢依然不容樂觀，生態(tài)足跡仍數(shù)倍于承載力，其中東南沿海地區(qū)尤為嚴(yán)峻。這些研究成果對于我國控制養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模、調(diào)整養(yǎng)殖業(yè)空間布局都有一定的指導(dǎo)意義。

《學(xué)報》刊出的涉及養(yǎng)殖業(yè)對環(huán)境影響的論文大多關(guān)注廢棄物中的氮、磷養(yǎng)分元素和重金屬元素，當(dāng)前更加關(guān)注廢棄物中抗生素及其抗性基因。雖然不同階段，農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)工作者關(guān)注廢棄物中的污染物種類有所不同，但毫無疑問，有機物對環(huán)境的污染，特別是對水體的污染是養(yǎng)殖廢棄物最嚴(yán)重的污染，《第二次全國污染源普查公報》對于養(yǎng)殖業(yè)污染源，首先給出的也是化學(xué)需氧量。畜禽養(yǎng)殖廢棄物中的氮、磷和重金屬元素大多也以有機態(tài)或有機結(jié)合態(tài)存在。削減畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢棄物向環(huán)境的整體排放量是降低畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染程度的根本。農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)工作似不應(yīng)放松對農(nóng)業(yè)廢棄物有機污染的研究。

肉、奶、蛋、水產(chǎn)品是人類所需蛋白質(zhì)的主要來源，但畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖均不同程度地對周邊環(huán)境造成負(fù)面影響是不爭的事實，如果不注意管控養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖廢棄物的處理，將對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而過度的管控則可能造成畜禽產(chǎn)品和水產(chǎn)品的嚴(yán)重短缺，影響居民正常生活。我國已經(jīng)多次經(jīng)歷由于種養(yǎng)業(yè)無序發(fā)展和過度管控導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品供需嚴(yán)重失衡，短期內(nèi)價格上下震蕩的現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)應(yīng)在提高養(yǎng)殖廢棄物資源化利用水平，減少對周邊環(huán)境的污染程度，明確不同地區(qū)土地和生態(tài)環(huán)境承載力，提供制訂種養(yǎng)業(yè)管控規(guī)章制度的科學(xué)依據(jù)等方面作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

4 氨排放

氨是大氣氣溶膠的重要組成成分，而且可催化氣溶膠的生成，對我國霧霾天氣的形成起著極為重要的作用。大氣氨主要來源于種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，因此，農(nóng)業(yè)氨排放是農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)的重要研究內(nèi)容。2021 年《學(xué)報》刊出了19 篇涉及氨揮發(fā)的論文（包括網(wǎng)絡(luò)首發(fā)的論文），涉及種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的氨排放，較《學(xué)報》往年刊出的論文數(shù)量有大幅度的增加。

2021 年《學(xué)報》刊出的論文提供了一些很有價值的農(nóng)業(yè)氨排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。王文林等研究了生豬、肉雞、蛋雞、肉牛和奶牛規(guī)?；B(yǎng)殖場圈舍養(yǎng)殖模式、糞污處理工藝和清糞方式對氨排放的影響，給出了每頭/只單日氨排放速率，為估算我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放量及制訂氨減排措施提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。吾拉哈提·阿達(dá)力別克等研究了京津冀地區(qū)種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)氨排放量時空格局，估算了排放量及減排潛力，為評估氨對我國大氣霧霾熱點地區(qū)霧霾形成的貢獻(xiàn)，改善空氣質(zhì)量提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

農(nóng)學(xué)家對減少作物生產(chǎn)中化肥氮的氨揮發(fā)損失已進(jìn)行了大量的研究，研發(fā)了一系列能有效減少氨揮發(fā)損失的技術(shù)措施，如氮肥深施、降低基肥比重、改進(jìn)氮肥品種等。畜禽糞尿回田是我國傳統(tǒng)循環(huán)農(nóng)業(yè)的重要一環(huán)。先人們可能并不知道畜禽糞尿作為肥料起作用的具體成分，但他們知道添加秸稈、泥土等可減少畜禽糞尿中養(yǎng)分的損失，并應(yīng)用于畜禽糞尿的處理中。2021 年《學(xué)報》刊出的關(guān)于氨排放的多篇論文涉及減少種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)氨排放的具體措施和技術(shù)。在種植業(yè)方面，論文涉及改變種植方式和施肥方式、選擇氮肥品種等減少種植業(yè)氨排放的潛力；在養(yǎng)殖業(yè)方面，論文涉及養(yǎng)殖模式、糞污處理工藝和清糞方式對氨排放的影響。宋修超等的研究表明，在工廠化豬糞堆肥過程中添加沸石、過磷酸鈣可顯著減少氨和HS 的排放，提高堆肥氮含量。

一個值得關(guān)注的科學(xué)問題是我國農(nóng)業(yè)氨排放量的估算值存在很大的不確定性，這嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)氨排放對大氣質(zhì)量影響程度的正確評估。氨排放量估算值的不確定性既來自于活動面數(shù)據(jù)的不確定性和估算方法的不統(tǒng)一，更來自于缺乏統(tǒng)一和可靠的氨排放通量的測定方法。氨排放通量不僅取決于體系中氨產(chǎn)生/轉(zhuǎn)化速率、產(chǎn)生部位與大氣交界面的距離和體系pH 等，還取決于氣象因素，如溫度和交界面風(fēng)速等。由于氨易溶于水且易沉降，對氨擴散有阻擋的空間，如設(shè)施大棚和堆肥生產(chǎn)廠棚，從氨產(chǎn)生體系排放進(jìn)入大氣的氨又可沉降返回產(chǎn)生體系。最近，張兆北等的研究表明，日光溫室大棚整棚氨揮發(fā)量僅占土表氨揮發(fā)的13%~34%。因此，對于這樣的系統(tǒng)，直接應(yīng)用土表、堆肥表面等測定的氨排放通量估算年度和區(qū)域氨排放量必然得出過高的估算值。

由于農(nóng)業(yè)污染面大、量廣，單位時間和單位面積強度低，時間和空間連貫性差，影響因素眾多且復(fù)雜多變，不僅只是種養(yǎng)業(yè)氨排放通量的測定，其他諸多農(nóng)業(yè)污染物的排放量測定也存在嚴(yán)重的不足，如農(nóng)業(yè)面源污染排放、污染物農(nóng)業(yè)消納速率、反硝化產(chǎn)生氮氣等的測定至今仍未得到有效的解決。精確的定量是科學(xué)研究和政府決策的基礎(chǔ)。但是，我國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)工作似乎更偏好“拿來主義”，對于各種涉及農(nóng)業(yè)污染排放的測定方法少有貢獻(xiàn)，而且還少有對拿來方法進(jìn)行可靠性、適用性檢驗。我國已經(jīng)成為世界農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究主體，發(fā)文量大幅度增長。面對我國嚴(yán)峻的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題，期待著我國農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)工作者為創(chuàng)新適合于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際的污染物排放（通）量測定方法作出實質(zhì)性貢獻(xiàn)。