農(nóng)業(yè)活動是人類社會對地質(zhì)環(huán)境作用的最普遍形式之一。以最大限度地獲得糧食等農(nóng)產(chǎn)品為目標(biāo)，圍繞為農(nóng)作物生長營造有利的土壤環(huán)境和水分、養(yǎng)分條件，農(nóng)業(yè)活動對地質(zhì)環(huán)境的作用主要包括:土壤資源開發(fā)利用、農(nóng)田水分調(diào)控、農(nóng)業(yè)化學(xué)品施用等。

(一)土壤資源開發(fā)利用

對土地進(jìn)行墾殖使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦?，是土壤資源開發(fā)利用的主要方式。封志明等依據(jù)各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出了1949年以來我國耕地面積變化規(guī)律:總體來看，新中國成立以來我國耕地資源數(shù)量是增加的，從1949年到2003年，我國耕地面積增加了2549.2萬hm2，年均增加47.2萬hm2［22］，在不同的發(fā)展階段耕地面積呈現(xiàn)出明顯的起伏(圖3-5)。1949～1957年，我國耕地面積增加較快;1957～1961年，因自然災(zāi)害影響大量耕地廢棄，造成耕地面積大幅下滑;1963～1966年，全國掀起了新的墾荒造田浪潮，耕地面積快速增長;1966～1979年，耕地面積緩慢增長;1979～1999年，各項建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展(如房地產(chǎn)熱、開發(fā)區(qū)熱)，耕地被大量占用，我國耕地呈現(xiàn)緩慢的下降趨勢;1999以后，由于生態(tài)退耕政策的實施，耕地面積迅速減少，到2008年耕地面積減少到12171.5萬hm2。近年來，減少的耕地主要轉(zhuǎn)為園地、林地、草地、建設(shè)用地以及因自然災(zāi)害而毀壞的土地和廢棄用地。耕地面積減少，園地、林地、草地面積增加，說明在國家政策的宏觀調(diào)控下農(nóng)業(yè)活動對土壤資源開發(fā)利用在空間擴(kuò)展上趨于穩(wěn)定。

圖3-5 1949年以來中國耕地資源數(shù)量變化示意圖(據(jù)封志明等)

從耕地面積與糧食產(chǎn)量的關(guān)系來看，1996～2008年耕地面積先是迅速減少，然后趨于穩(wěn)定;糧食產(chǎn)量先是隨耕地面積的減少而降低，然后波動上升(圖3-6)。這一變化說明，雖然耕地面積對糧食產(chǎn)量具有約束作用，但是其約束作用在弱化，糧食產(chǎn)量的增長更多地依賴于物質(zhì)的高投入和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高。由此可以推斷，農(nóng)業(yè)活動對地質(zhì)環(huán)境作用的空間范圍將趨于穩(wěn)定，而在單位耕地面積上強(qiáng)度將有所增加。

圖3-6 1996～2008年中國耕地面積與糧食產(chǎn)量變化的關(guān)系示意圖

從區(qū)域來看，不僅東部地區(qū)耕地面積大于西部地區(qū)，而且其墾殖程度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于西部地區(qū)(圖3-7)，其中，華北區(qū)、東北區(qū)、東部沿海地區(qū)的墾殖水平最高。2008年區(qū)域墾殖率大于0.4的省份有江蘇、山東、河南和安徽。內(nèi)蒙古、新疆、青海、西藏等省區(qū)墾殖率低于0.1。所以，從空間范圍來看，華北區(qū)、東北區(qū)、東部沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)活動對地質(zhì)環(huán)境的作用覆蓋和延展程度最高，在這些地區(qū)農(nóng)業(yè)活動最為活躍和集中。

圖3-7 2008年中國區(qū)域墾殖率

土壤墾殖與耕作在收獲大量農(nóng)產(chǎn)品的同時，也造成了嚴(yán)重的水土流失問題。許多耕地處于干旱半干旱地區(qū)，由于長期采用傳統(tǒng)的鏵式犁翻地、土壤裸露休閑的耕作方法，農(nóng)田不能得到合理、有效的保護(hù)，30%左右的耕地不同程度地發(fā)生了水土流失，面積達(dá)4540萬hm2［23］。據(jù)孫新章等人估算(表3-7)，目前我國每年農(nóng)田土壤侵蝕量為25.79億t［24］，平均農(nóng)田侵蝕模數(shù)為19.8t/hm2。

表3-7 中國各地區(qū)農(nóng)田土壤侵蝕量與保持量

資料來源:據(jù)孫新章等。

(二)農(nóng)田水分調(diào)控

我國耕地人均占有量少，人均占有的耕地僅為世界人均占有量的33%。為了養(yǎng)活日益增多的人口，越來越多的旱地配備上灌溉設(shè)施轉(zhuǎn)化為水澆地，提高農(nóng)作物生長需水保障程度，促進(jìn)糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增長。從圖3-8可以知道，從1952年到2008年，我國農(nóng)田有效灌溉面積從1995.9萬hm2增長到5847.2萬hm2，占耕地面積的48.0%。1976年以前，農(nóng)田有效灌溉面積增長較快，年均增長率為3.44%;1976年以后，農(nóng)田有效灌溉面積緩慢增長，年均增長率為0.85%。

圖3-8 1949～2008年中國農(nóng)田有效灌溉面積變化示意圖

在農(nóng)田有效灌溉面積不斷增加的同時，農(nóng)業(yè)對水資源的開發(fā)利用強(qiáng)度越來越大。據(jù)統(tǒng)計，1965年我國農(nóng)業(yè)配套機(jī)井?dāng)?shù)量為15萬眼，20世紀(jì)80年代末增長為273萬眼，2000年末達(dá)398萬眼，2008年增長到444萬眼。從圖3-9可以看出，農(nóng)業(yè)用水量從1949年的1001億m3增長為2008年的3664億m3，其變化趨勢先是隨農(nóng)田有效灌溉面積的增加而快速增長，隨后增速逐漸放緩，在1997年達(dá)到峰值4198億m3后，呈逐年略微下降趨勢，近年來基本穩(wěn)定在3600億m3左右。農(nóng)業(yè)用水量的減少，主要是因為農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水措施的廣泛推廣應(yīng)用。例如，農(nóng)田節(jié)水灌溉面積從1998年的1523.5萬hm2快速增長到2008年的2443.6萬hm2，年均增長率為4.84%。由此可以得出，近年來我國農(nóng)田有效灌溉面積保持略有增加的同時，農(nóng)業(yè)用水量則穩(wěn)中有降。

在淡水資源日趨緊張的情況下，部分地區(qū)開始利用工業(yè)和生活污水進(jìn)行灌溉。據(jù)全國污水灌區(qū)環(huán)境質(zhì)量狀況普查統(tǒng)計，我國利用污水灌溉主要集中在水資源嚴(yán)重短缺的海、遼、黃、淮四大流域，在約140萬hm2的污水灌區(qū)中，遭受重金屬污染的土地面積占污水灌區(qū)面積的64.8%，其中輕度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，嚴(yán)重污染的占8.4%［25］。

圖3-9 1949～2008年中國農(nóng)業(yè)用水量變化示意圖

(三)農(nóng)業(yè)化學(xué)品施用

新中國成立以來，特別是改革開放以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中越來越廣泛地使用化學(xué)肥料、化學(xué)農(nóng)藥、除草劑、農(nóng)用塑料薄膜等化學(xué)品，以促進(jìn)和保護(hù)農(nóng)作物生長。1952年我國農(nóng)田化肥施用量僅為7.8萬t，到2008年增加到5239.0萬t，增長了670倍。從圖3-10可以看出，1949～1978年化肥施用量在低水平上緩慢增長;1979～1997年化肥施用量快速增加，年均增長率高達(dá)9.6%;1998～2008年化肥施用量增速放緩，年均增長率為2.5%。與此同時，化學(xué)用藥在2000年后急劇增加，到2008年增長到190.2萬t(圖3-11)。一些學(xué)者研究表明，我國化肥、農(nóng)藥施用量已超過世界平均水平，化肥施用量占世界總量的22%，有10多個省平均施用量超過國際公認(rèn)的上限(225Kg/hm2)，農(nóng)藥施用量高出發(fā)達(dá)國家1倍［26］。有研究表明，我國化肥氮的平均利用率僅為30%～35%，高產(chǎn)地區(qū)甚至低于30%，而流失率高達(dá)52%～60%［27］。農(nóng)業(yè)化肥、農(nóng)藥施用量不斷增加，造成了土壤和地下水污染。2002年全國第二輪全國地下水資源評價結(jié)果發(fā)現(xiàn):農(nóng)業(yè)開發(fā)中大量施用化肥、農(nóng)藥，導(dǎo)致地下水產(chǎn)生面狀污染，河北平原和長江三角洲地區(qū)最為嚴(yán)重［28］。

圖3-10 1949～2008年中國農(nóng)業(yè)化肥施用量變化示意圖

圖3-11 1949～2008年中國化學(xué)農(nóng)藥生產(chǎn)量變化示意圖

通過上述對土壤資源開發(fā)、農(nóng)田水分調(diào)控、農(nóng)業(yè)化學(xué)品施用等農(nóng)業(yè)活動分析，可以得出:隨著耕地面積、農(nóng)業(yè)用水量的趨于穩(wěn)定，農(nóng)業(yè)活動對地質(zhì)環(huán)境的開發(fā)擾動強(qiáng)度趨于穩(wěn)定，而對地質(zhì)環(huán)境的污染威脅日益增大。