土壤地质环境经济损失计算方法

1. 土壤地质环境经济损失计算方法

一、土壤养分和有机质流失损失计算方法
土壤养分和有机质的流失是各种土壤地质环境问题综合作用的结果，可以把这些损失转化为农业肥料的损失来计算。土壤养分（N，P，K）流失的计算方法主要选用市场价值法，计算通式：
S1＝∑Z×Ci×Si×Pi　　（4-2-1）
式中：S1为N，P，K养分流失所损失的价值/元；i为N，P，K三种元素；Z为各地区土壤年度侵蚀的土壤总量/t；Ci为N，P，K在山地土壤中的平均含量/%；Si为N，P，K折算为磷酸二铵或氯化钾的系数；Pi为磷酸二铵或氯化钾肥料的价格/元。
土壤有机质流失的计算方法同样采用市场价值法，计算通式：
S1＝Z×C×P （4-2-2）
式中：Z为土壤年度侵蚀的土壤总量/t；C为土壤中有机质的平均含量/%；P为有机质价格/元。
二、土壤污染对农作物经济损失计算方法
由于土壤污染对农作物的影响可以通过市场价格来计算。只要已知产品减产量或因品质降低造成的降低销售量，以及各种产品的市场价格，即可求得损失总量，即市场价值法。计算公式如下：

地质环境经济学

式中：S2为土壤污染影响农作物产量造成的损失；V为受影响或破坏的农作物的市场价格；M为土壤污染的面积；Q1i，Q2i为土壤污染前后某农作物的亩产量；i为某一作物，取值为i＝1，2，…，n；m为贴现率。
上式是针对产量降低损失的计算公式。假设产量不变的情况下，受污染食品和无污染的绿色食品之间存在价格差，因此需要从农作物的质量上计算损失，同样采用市场价值法。计算公式如下：

地质环境经济学

式中：S′2为土壤污染影响农作物质量造成的损失；Q为受影响或破坏的农作物的亩产量；M为土壤污染的面积；V1i，V2i为土壤污染前后某农作物的市场价格；i为某一作物，取值为i＝1，2，…，n；m为贴现率。
三、土壤污染对人体健康损失计算方法
土壤污染物通过地下水、农作物由食物链进入人体而影响人类健康。主要运用人力资本法——人类健康损失根据健康损害的医药费和工资收入减少计算经济损失；若居民发病率或死亡率的增加，必然增加社会保险费用、医疗费用及补助费用的支出，造成劳动生产率下降和国民收入减少等经济损失。计算公式如下：

地质环境经济学

式中：S3为人类健康损失；P为人力资本（取人均产值）（元/（年·人-1））；M为土壤污染区人口数；Ti为某种疾病患者人均丧失劳动时间；Yi为某种疾病患者平均医疗护理费；Hi为某种疾病患者人员的平均误工；L1i，L2i分别为土壤污染前后某种疾病的发病率。

2. 土壤地质环境经济评价指标

可持续发展是21世纪全球各国共同遵循的发展战略，其中最基本的命题是要处理好发展与环境的关系，以保证发展的可持续性。对土壤地质环境做经济评价，量化了土壤地质环境破坏造成的损失，给人类的可持续的经济活动提供数据参考，以便及时调整人类的生产生活；同时还量化了土壤地质环境的正效益，如地球化学元素的富集对农业的正效益等，这些都为农业结构调整，提高农产品质量、产量提供依据。因此土壤地质环境的经济评价对国民经济起到了趋利避害的关键作用。
土壤地质环境经济评价需要从经济的角度建立经济评价指标，其经济价值主要表现在农业和人类健康这两个方面。具体的经济评价指标如表4-2-1。

表4-2-1 土壤地质环境经济评价指标体系

一、土壤污染对农作物产量、质量和人体健康的影响
土壤污染问题主要表现为重金属污染与有机物污染。重金属污染包括汞、铅、砷、铬和镉等，由于重金属的迁移转化率低，通常残留率在90%以上，因此很容易在土壤中产生大量积累，经植物吸收，通过食物链进入人体，直接影响人体健康。同时还会影响作物品质。如：土壤中汞含量对水稻糙米的汞残留影响较大，但对小麦等旱作物影响较小；镉不是植物生长的必需元素，土壤中镉的含量过多，会影响作物正常生长。镉被作物吸收后，会造成作物中的叶绿素含量下降，使叶片发黄、褪绿。
在农业生产中，喷洒农药以防治作物病虫害的发生，由于某些农药及其代谢物的理化性质稳定，在土壤中的积累而引起了环境污染问题。农药在土壤中长期残留对植物的生长发育有显著的影响。如三氯乙醛污染的土壤对小麦种子萌发有明显的抑制作用；农药可以抑制或者促进农作物或其他植物的生长，提早或推迟成熟期。农药被农作物吸收，进入动物体内，经过生物富集浓缩，使其毒性更大，通过食物链威胁人体的健康。
据调查，黄河三角洲地区石油开采产生的污染物对粮食、蔬菜、副食以及人体等均有影响。以重金属元素为例：例如在胜乡和井下两个采样点饮用水铁含量超过了国家饮用水标准（＜0.3mg/L），分别为0.614mg/L和0.384mg/L。石油污染物在东营对农产品的影响，以污染区农作物重金属元素含量与非污染区含量的比值来表示，据胜乡采样点的资料，污染区与非污染区粮食（面粉）中，钒的比值为2.08μg/g，钴为3.16μg/g，镉为2.2μg/g，镍为3.38μg/g；蔬菜类（以茄子为例）：钒为7.7μg/g，钴为8.48μg/g，镉为2.00μg/g，镍为1.30μg/g；猪肉：钒为20.5μg/g，钴为7.22μg/g，镉为3.0μg/g，镍为1.50μg/g；上述数据表明受石油污染地区粮食、肉类以及植物中的重金属元素明显高于未污染地区。此外，油区污染物致使人体患各种疾病的患病率与非油区比较竟然高达两倍以上，甚至每年呈上升趋势（表4-2-2）。

表4-2-2 油区与非油区各种疾病患病率比值　单位：%

二、土壤元素地球化学异常对农作物和人体健康的影响
生物与其赖以生存的地壳表层环境有着密不可分的联系，地质环境中诸因子对生物的生长、发育、品质有重要影响。土壤地质环境条件对农作物品质有很大的影响，不同类型土壤上种植出的农作物有不同的品质特征。如适量的硒不仅可以促进植物生长发育，而且对改善农产品品质，增强植物的抗逆性，抵抗某些重金属毒害，降低农产品中硝酸盐含量等也具有一定作用。更重要的是，合理调控植物硒水平，可提高农产品的保健价值。同时对创造社会效益和经济效益具有重要意义。
生命的起源是通过化学途径实现的，生物的进化和繁衍更是建立在生物地球化学基础上的，人体某种元素的丰度与地壳中该种元素的丰度有相似性。地质环境与人体的联系，实质上是地球化学元素在地质环境与人体间的迁移循环。一个特殊的地球化学环境在一定程度上控制和影响人类和整个生物界的发展。地质环境中地球化学元素在空间上、时间上与演化历史上的分布的差异性，控制着人类健康在空间上、时间上与演化历史上分布的差异性，地球化学元素的种类、赋存状态、含量的不足或过量对人类健康都产生巨大的影响。如缺碘或高碘会引起大脖子病，即地方性甲状腺肿，全世界大约有2亿人患这种病。我国除上海市外，其他省、市、自治区的大脖子病患者多达1400万人。缺氟会引起龋齿病，氟过多引起氟中毒；缺硒可能是大骨节病和克山病流行的原因，克山病是一种地方性心肌病，流行于黑龙江、吉林、辽宁，河北，河南、山西、山东、内蒙古、陕西、甘肃、西藏、云南、四川、贵州、湖北等地。
三、土壤养分的缺失与不均衡增加农业成本
土壤从营养和环境条件方面供应和协调植物生长的能力，是土壤的物理、化学和生物学性质的综合反映。土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征，直接决定植物的生命活动和农作物的产量与质量。
化肥和有机肥配合施用是农业生产中最有效的增产措施，但是，由于近代农业的掠夺式经营方式多以重产出、轻投入和单纯依赖化肥提高粮食产量，已明显加重种田的成本。据中科院土壤所资料，目前，我国化肥的当季利用率氮为30%～35%，磷为10%～20%，钾为35%～50%。其中氮的损失特别严重，水田又高于旱地。我国1998年各地区农用化肥施用量已达4085万t，其中氮肥约2000万t，以平均损失45%计，损失的肥料氮量900万t，相当于尿素1900多万t，约折合人民币380亿元。特别是氮磷钾比例失调，N：P2O5：K2O约为1：0.45：0.16，钾仍偏低。据统计，1997年，武夷山区化肥供应总量（折纯量）6328t，其中氮肥3370t，磷肥1982t，钾肥397t，复合肥579t，氮磷钾肥供应比例为1：0.59：0.12，形成高氮、富磷、缺钾的供肥结构，与水稻需肥量和土壤养分水平的现状极为不符，氮磷钾三要素比例严重失调。
化肥的低利用不仅增加了农业成本，还带来了一些其他问题：
（1）中微量元素的施用未引起足够重视。虽然作物生长发育需要大量吸收氮、磷、钾的理论已为农民普遍接受，但是钙、镁、硫、锌、硼、硅等中微量元素也是作物正常生长发育不可缺少的营养元素，在农业措施上却忽视了这些关键的中微量元素。近年来，随着农家肥和含硫化肥施用量的减少，山区土壤中已发现局部水稻缺硫、缺镁黄化，水稻缺锌缩苗，柑橘和奈缺硼等营养失调症状。
（2）土壤地力衰退。近年来，随着化肥施用量的急剧增加和作物产量的不断提高，土壤有机质消耗量大于补给量，于是土壤水稳性团粒结构遭受破坏，团聚体减少，土壤板结、粘重，从而使土壤的透水性、保水性、通气性下降，耕性变差。同时，由于土壤有机质减少，通过有机质矿化作用提供的有效养分也随之减少，土壤的保肥、供肥性能降低。
（3）环境污染。虽然化肥对提高农业产量起着非常重要的作用，但是在农业生产中盲目、大量施用化肥，特别是偏施氮肥，使土壤中的养分平衡失调，造成环境污染，就会给人类的生存带来潜在威胁。氮肥利用率只有35%～60%，未被植物利用的氮化物，一部分通过淋溶作用，从表土层迁移、渗透到地下水体，污染地下水；一部分经过地表径流及农田排水，汇入江河湖泊等天然水体，导致河水氮的富营养化，引起藻类茂盛生长和饮用水水质恶化。此外，由于土壤中过多施用氮肥，还导致作物体内的硝酸盐积累，并通过食物链进入人体、牲畜，产生还原性亚硝酸盐，严重威胁人类健康。据有关报导，人体内摄入的亚硝酸盐81.2%来自偏施氮肥的蔬菜。
（4）农作物品质下降。由于不适当施肥导致作物和食品质量下降问题，已构成保障人类健康的威胁。与有机无机肥料配合施用相对照，单纯施用化肥，尤其是偏施氮肥，粮食作物如水稻的糙米蛋白质含量和蔬菜的维生素C含量都明显下降，硝酸盐类则显著增加；经济作物如西瓜、柑橘等，含糖量下降，导致出现“瓜不香”、“果不甜”等品质劣变问题。