科技创新支撑“藏粮于地”——耕地保护专家谈

来源：中国土地学会订阅号

2020年6月25日，自然资源部农用地质量与监控重点实验室组织举办了一场别开生面的“云课堂”，约请来自中国农业大学的专家学者们围绕我国耕地保护的关键科技难题及其解决思路进行了探讨。与会专家认为，当前我国耕地保护的形势依然严峻，新形势下耕地保护亟待厘清科学内涵，攻克工程技术难题，强化信息化手段，从科技创新和制度创新等方面加强耕地建设，从而让中国碗装更多中国粮。

以新认知看待新时代耕地保护

“我国耕地内涵一直在变化，随着耕地科学认知不断深入，国家耕地保护的理念也在不断完善。”郝晋珉教授认为，过去人们为了吃饱饭不断开垦土地，而最优质的耕地却因为城镇建设而大量流失。如果目前仍将耕地的内涵仅仅理解为粮食生产显然是不适用了。他认为有两方面值得高度关注：一是耕地内涵要从生产粮食延展到生产食物；二是耕地具有生产、生态和传承农耕文化等多功能，要在对特定功能进行精细化保护的基础上实现耕地数量、质量、生态“三位一体”保护。

“耕地概念要兼顾其本质属性和人类的利用需求，现有概念恰恰忽视了其本质属性。”围绕耕地功能问题，黄元仿教授认为，围绕土、水、肥、气、热等本质属性开展深入研究，才能更好地理解耕地的资源属性。他强调，“不能过度聚焦于人地和谐等理论解释，只有在土地科学基础理论方面取得重大突破，在土地综合整治和生态修复关键技术或集成模式上有所创新，才能更好地支撑耕地保护。”

郧文聚研究员认为，土地科技必须将管理目标导向与科学问题导向相结合，既要借助科技的翅膀为“ 土地资源管理”注入新活力，又要避免管理与科学、技术、工程的不平衡。他建议从土地现象的科学问题入手，发现、攻克技术难题，创新土地技术手段与装备，集成土地工程技术。“ 土地科技工作者要瞄准基础问题、科技难题，努力拼搏攻关，推动土地科技可持续创新，做好新时代耕地保护的哨兵。”

以制度创新为耕地保驾护航

“土地管理制度的本源和逻辑起点都是耕地保护。”张凤荣教授强调，耕地研究要走到田间地头，耕地保护尤其要保护好优质耕地不被建设占用、不被非农化。保护耕地不仅仅要建设高标准农田，还要进行中低产田改造，这样不仅能提高粮食产能，还能防治水土流失和沙化。“我们可以退耕一部分有严重生态风险和利用价值不高的土地，比如25 度以上的坡耕地以及一些特别零碎，不能规模化生产的土地。”

孙丹峰教授认为，耕地保护制度有三方面亟待突破：一是要建立耕地“数量、质量和生态”的科学核算评价体系；二是要在“三生”空间中明确公众、市场和政府的定位，多方联动推动耕地节约集约利用和科学合理配置食物生产；三是在生命共同体理念下，要明确土壤健康是耕地保护的基础和前提。

坚持和践行最严格的耕地保护制度，需要为耕地保护提供强有力的法律和制度保障。王健副教授认为，让耕地保护制度发挥制约和激励的双重功能，要充分发挥政府的引导、扶持和激励作用。同时，还要对耕地保护进行科学的顶层设计，以强化各级政府责任为抓手，建立与最严格的耕地保护制度相配套的政策体系，促进政府、市场与社会的协调治理，激发耕地利用主体保护耕地的主动性和积极性。

以科学思维应对耕地问题

“我国的耕地空间正在大面积跨越‘ 胡焕庸线’，向我国东北、西北这样水土资源分布最不匹配的区域转移，粮食生产从南粮北运变为北粮南调，耕地环境从水热丰沛的西南转变为旱寒脆弱的西北。”孔祥斌教授分析认为，耕地保护与全球气候变化、国土空间格局变化、生产力格局变化等科学问题密切相关，制定耕地保护的战略目标和路径工具要清醒地认识到耕地总体格局变化面临的多维挑战，更要分析耕地利用格局过程效应的客观规律。“ 如果耕地重心都在北方，那么在全球气候变化、极端气候等背景下可能会发生灾难性的危险。”

“我国耕地质量基础、生态状况不容乐观，到2035 年随着我国人口增长和食物需求结构变化，耕地资源安全或将面临更大风险。”汤怀志认为，要破解耕地可持续利用难题，关键是根据区域耕地利用特点，开展工程技术集成创新。其一，优质农区要以水土资源平衡为前提，加强规模化、机械化、生态化利用工程技术；其二，以坡耕地为代表的障碍型耕地要开展人为重构和人工修复工程技术；其三，不利自然资源条件下的耕地要实施精细化、自动化管理工程技术；其四，生态敏感地区要尝试低碳型绿色农田工程技术。

在李保国教授看来，保护耕地需要打好“ 保卫战”“ 保育战”“ 阻击战”三大战役，而这更需要强有力的科技支撑。“ 保卫战”即我国必须在2035 年前打赢优质耕地数量减少的保卫战；“ 保育战”即在农业生产优势区，开展耕地质量保育战；“ 阻击战”即在生态脆弱区，开展耕地退化阻击战。他认为，仅靠自然恢复，很难做到在快速恢复耕地生态健康的同时，保持耕地产能不下降甚至有所提高，因此必须依赖人为干预和工程性措施。“ 全域土地综合整治、生态良田建设、耕地生态修复，都是遏制耕地质量持续下降、农田生态恶化由点及面等现象的重要手段。区域水土资源的总量匹配、耕地利用过程的用养结合、耕地轮作休耕和休养生息、田块内部的耕地质量管理、耕地健康状况的诊断评估等科学技术手段和管理方式也必不可少。”

以信息技术打造“智慧耕地”

耕地是一个整体的生态系统，也是一个复杂的人地系统，耕地保护离不开信息化手段。

朱德海教授认为，当前的耕地保护工作已经有了丰富数据基础，如海量的遥感数据、调查数据、调查云数据等。但在实践管理和科研活动中始终存在无数可用、有数不好用的现象，关键就在于尚未围绕耕地“三位一体”管理等做好数据分析和挖掘，尚未破解耕地系统运行的基本规律。“ 今后应在云计算的基础上，推动数据采集、数据处理、数据分析的一体化，同时做好观测手段、观测方法在土地科研支撑方面的有机结合。”

未来“智慧耕地”要运用新手段、挖掘新数据、采用新技术，关键体现在“ 预测性”。杨建宇教授认为，耕地保护措施的落实需要结合大数据、深度学习、无人机技术等新型技术，从已有数据推测未来耕地资源变化态势，预警耕地资源安全风险，才能真正做到“智慧”监管。

张超教授提出，耕地资源质量监测是耕地保护做到源头管理、过程管控、末端治理的关键支撑，在此基础上要进一步做好生态监测和健康监测。总体来看，围绕耕地资源安全的耕地“ 空、天、地”一体化感知技术、关键要素的原位探测技术及装备、耕地生产力和健康水平监测技术、耕地认知计算技术等，都将是支撑耕地全方位保护的科技基础。

（作者单位：中国农业大学土地科学与技术学院）