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近年来,一些地方在沙地、沙漠大量建设耕地,形成所谓“新粮仓”。如果这种造田方式不当,甚至违背了自然规律,很容易带来地下水位下降、盐渍化、加剧沙漠化进程等一系列生态问题。科学评价、合理利用沙地资源,不仅关系加强和改进耕地后备资源开发管理,更关乎山水林田湖草沙生态系统的和谐共生。
科学评价和利用沙地资源
中国农业大学土地科学与技术学院
张凤荣
目前,沙地被归类为未利用地,在第三次全国国土调查(以下简称“三调”)的其他草地、盐碱地、沙地、裸土地四个主要二级地类中,沙地面积最大。但是,沙地是非常脆弱的生态系统,作为耕地后备资源的先天禀赋差,将其作为耕地后备资源开发,必须科学评价,根据沙地特性采取适宜的方式才行得通。
沙地面积分布及土壤物理性质
按照《土地利用现状分类》(GB/T21010—2017),沙地是指表层为沙覆盖、基本无植被的土地,不包括滩涂中的沙地。在地理学中,沙漠是指分布在干旱区(年降水量小于200mm)的表层为沙覆盖、基本无植被的土地,而沙地则是指分布在半干旱区(年降水量为200mm~400mm),表层为沙覆盖、基本无植被或植被稀疏的土地。按照植被覆盖度和沙地(沙丘)形态的差异,地理学上的沙地又可分为流动沙地(植被盖度小于10%)、半固定沙地(植被盖度为10%~29%)、固定沙地(植被盖度大于30%)。其中,固定沙地和半固定沙地的植被盖度大于10%,土地利用调查可能被调绘为草地或林地。因此,《土地利用现状分类》中的“沙地”基本是指地理学上的沙漠和流动沙地(沙丘),但主要是分布在干旱区的沙漠,少部分才是分布在半干旱区的流动沙地,而在湿润区的沙地寥寥无几。
沙地土壤的矿物质颗粒主要是砂粒,砂粒不像黏粒那样有黏结性,因此砂质土壤没有团聚体形成,都是单粒的,抗蚀性差,特别是在大风之下可以随风移动。我国北方的沙尘暴,固然有西北高压气旋形成的大风作用,也与大风经过之地是砂质土壤有关。同时,砂质土壤的矿物质颗粒主要是石英,植物养分贫瘠。砂质土壤的孔隙大多数是通气孔隙,很少有毛管孔隙,降雨和灌溉水在重力作用之下可以自由移动,所以保蓄水分的能力很差,降水或灌溉水进入表土后会很迅速地渗漏。
可作为耕地后备资源的沙地有限
我国沙地面积广袤,有人推测其开发潜力巨大,也有不少“沙漠变良田”的开发案例和报道。事实上,绝大多数沙地并不适合作为耕地后备资源进行开发利用,最主要的原因是缺水。
我国沙地主要分布于西北干旱区,年降水量小于200mm,但蒸发量是降水量的几倍,干燥度为2~4。在干旱区,没有灌溉就没有农业,而灌溉用水主要来自于雪山。沙漠地区的地下水,也基本依靠雪山融水补给。该区域的耕地,目前基本上地膜覆盖利用,水分利用率已经比较高。在水资源开发利用已经达到极限的情况下,再增加耕地面积,很可能导致原先的绿洲成为沙漠。巴丹吉林沙漠西北缘的居延海,在20世纪末干枯,就是因为发源于祁连山的黑河中游地区不断扩大耕地面积,农田灌溉截留了流入居延海的河水。因此,位于干旱区的沙地(地理学概念中的沙漠)基本不能作为耕地后备资源开发利用,只能作为生态用地保护起来。
降水量相对较多、位于半干旱地区的沙地,有些可以作为耕地后备资源进行开发利用。适宜开垦的部分沙地位于有地下水可采补充灌溉的地区,因为总体上该区域降水量不多,旱地雨养农业会遭遇“十年九旱”。而地下水来自沙丘区的降雨渗漏到地下汇水而成,整个区域是缺水的。目前,该区域开垦率已经很高,存在地下水过度开采的问题。现状沙地中,很大一部分就是因为缺水弃耕造成的。此外,该区域沙地开发还存在风蚀问题。常规开发大田种植,即使营造了农田防护林,因为冬春地表裸露也难免风蚀,进一步沙化和贫瘠化。至于秸秆覆盖保护性耕作,在该区域也不像黑土区那样适用,因为土壤砂性保水性差,土壤缺墒秸秆难以腐烂。为了提高土壤的保水、保肥性以及抗风蚀性,该区域也有采用客土掺黏土等措施来进行沙地开发的,但整个区域黏土资源缺乏,且挖掘黏土是破坏原来的土地。另外,黏土的挖掘、运输和土壤混合客土造地的成本很高,难以大面积实现。
水肥一体化技术为沙地开发解困
沙地开发必须解决缺水、砂质土壤保水性差和易风蚀沙化等问题,而水肥一体化栽培技术的出现,为沙地的开发利用提供了一种新的思路。
所谓水肥一体化技术,就是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。其优点是已经基本没有了裸露土壤的蒸发和水分渗漏损失,灌溉用水基本都成为了作物的有效蒸腾用水,水分利用率很高。伴随水分利用率的提高,肥料利用效率提升,而且避免了病菌随水流动传播,有效地减轻了病虫害的发生。因此,利用水肥一体化技术在温室大棚进行蔬菜、作物的栽培,不仅能实现作物的高产稳产、绿色生产,保证水分和养分的高效利用,还有利于保护区域的生态环境。当然,目前水肥一体化开发利用沙地不属于新增耕地,只能算作设施农用地,这在某种程度上影响了以这种方式进行耕地占补平衡。
沙地开垦为耕地,耕地没有常年植被覆盖,就容易遭受风蚀。耕翻则加剧了土壤风蚀。如果有多年生植被覆盖,沙地就可以有效抵御风蚀。因此,沙地最适宜的农业利用方式是种多年生牧草。但种牧草的沙地只能算作是人工草地,不属于耕地。事实上,草地也是通过光合作用生产饲草,饲草养殖牛羊等草食性牲畜,像耕地种植玉米饲养猪禽一样提供肉类,与耕地的功能无异,且生态功能更优。因此,将粮食安全概念转型为食物安全概念,可以解决沙地开发的困境。
综上所述,我国沙地面积虽大,但区域缺水严重,且传统方式的沙地开发受沙地土壤渗漏性强、抗风蚀能力差等自然条件限制,可作为耕地后备资源开发利用的沙地有限。沙地最适宜的利用方式是种植饲草,发展草食牲畜养殖业。采用水肥一体化栽培技术,发展温室蔬菜种植,是节水节肥的高效农业生产方式。
与沙漠生态系统和谐共生
中国林业科学研究院生态保护与修复研究所
卢琦 崔桂鹏 董雪
占补平衡必须权衡得失算好损益账
自然资源部国土整治中心
郧文聚
陕西省耕地后备资源紧缺,为支持重大项目落地,在陕北榆林实施了一批补充耕地项目。然而,渭南占地榆林补,实质是占用传统经典平原耕地,补充典型脆弱生态区的未利用地。这不得不警醒我们,落实耕地占补平衡制度,必须要权衡得失算好损益账,切实做到三个不打折扣:耕作制度不打折扣,不能占三熟两熟补一熟;地类不打折扣,不能占水田补旱地,占水田补水浇地,更不能占水浇地补旱地;补充旱地不打折扣,必须精算产能亏损账、生态亏欠账。
从新闻披露的情况来看,毛乌素沙地开垦耕地并不仅仅是补充耕地的需要,还是打造“新粮仓”,实现农业现代化的需要。然而,毛乌素沙地的耕地开发与建设,是在典型脆弱生态环境下的沙地上进行的,又该如何权衡利弊呢?
渭南与陕北的自然条件差异,可以从以下几个方面进行比较:其一,大于10℃的积温,渭南是3781℃~4509℃,榆林是2847℃~4148℃。渭南积温可以保证一年两熟,榆林积温一年一熟有余而一年两熟不足。其二,年均降水量各异,渭南是508mm至609mm,榆林是316mm至513mm,且低于300mm的年份也很常见。因此,渭南平原是仅次于华北平原、东北平原和长江中下游平原的第四大平原农区,早在三国时期就是著名的天下粮仓。其三,土壤条件不同。渭南是壤土、黄绵土、新积土,属于良好的旱作土壤,适宜发展灌溉农业、开发水田;榆林是沙土,难以保水、保肥,旱作产量低而不稳,灌溉因漏水漏肥而难以维持效果。其四,农作物生产也不一样。渭南是著名小麦产区,可以种水稻、玉米和杂粮,水浇地是主体;榆林只能种玉米、土豆和杂粮,旱地是主体。从单产水平来看,渭南雨热同期、适宜农作,旱作单产水平与榆林低水平灌溉相当。据了解,榆林旱作土豆单产1000公斤左右,水浇地土豆单产可以翻两番;旱作玉米单产约400公斤,水浇地玉米单产可以翻番。其五,灌溉制度不同,渭南平原水浇地属于补充灌溉性质,浇3~5水,即可获得高产;榆林沙地水浇地已经近似于绿洲农业,灌溉次数远超想象,玉米要浇10水以上,土豆要浇18水以上。如果不实行节水灌溉,水利用系数很低,灌溉技术经济效益低下。
“新粮仓”建设战略规划必须科学合理。榆林可以建设一个什么样的“新粮仓”,才能与自然生态安全格局相适宜,是一个值得探讨的重要问题。其中,水资源开发利用方案是一个重点和难点,应对农业气象条件的不确定性是另一个重点和难点。毛乌素沙地自然降雨不能满足农作物生长需要,玉米、土豆稳产高产必须有灌溉水保障,但大水漫灌是不符合该地区水资源平衡特征的,必须制定严格的节水灌溉制度,合理安排灌溉次数和灌溉水量,做出精细化安排。最后,从项目管理上来讲,要建立权责对等的工作制度,将“放管服”改革落到实处,但不能把责任下放到市县而放任不管。实际上,必要的工作不仅不能“下放”,而且还应该加强,比如技术标准制定、定期抽查核查、项目后评估等。对此,有必要明确部、省、市、县的分工和责任落实的新工作机制,绝不能落入上级不知道怎么指导、下级不知道怎么工作的怪圈。
从实践来看,由于耕地后备资源匮乏,跨自然生态区补充耕地,占与补之间,数量不减相对来说是可以做到的,但产能下降、生态亏损的账不能不算。早在2004年,《国务院关于深化改革严格土地管理的决定》(国发28号文)就提出了按等折算的要求,原国土资源部也形成了适用于全国范围的科技成果,但时至今日仍难以全面施行。耕地占补生态平衡,已有十多年的研究积累,但研究成果尚未走出重点实验室。第三次全国国土调查以来,自然资源部又形成了新的全国耕地质量分类成果,亟待实现成果转化、完善,并落实到最严格的耕地保护制度之中。尽管全国范围的耕地占补平衡技术支撑工作已经比较先进,上图入库、公开坐标、社会监督都已经制度化,但还需要对补充耕地是否可以长期稳定利用做出判定。应该说,毛乌素沙地补充耕地的舆情,足以让各有关方面深入反思、亡羊补牢,进一步扎紧制度笼子。
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i自然全媒体
审核:兰圣伟
原文始发于微信公众号(i自然全媒体):沙与田,以自然规律为界……