導讀
在新常態下,為實現我國經濟綠色崛起,如何在借鑒我國古代和國外典型輪作休耕經驗的基礎上,有針對性地對我國地下水漏斗區、重金屬污染區、生態嚴重退化區的進行輪作休耕乃是關鍵。
自2004年以來,我國糧食產量出現“十二連增”,基本實現糧食自給。然而,在糧食連年增產的同時,農業也面臨著耕地質量下降,黑土層變薄、耕作層變淺、水土流失、土壤酸化、石漠化、地下水嚴重超采、土壤退化、土壤重金屬超標、面源污染加重、土壤環境污染和生物多樣性減少等問題的挑戰。資源型硬約束緊迫,緩解資源硬約束迫在眉睫。正是在這樣的背景下,我國正在探索實行耕地輪作休耕制度及其模式試點,這充分體現了尊重人與自然和諧發展的新理念,也為我國實現“藏糧于地、藏糧于技”重大戰略目標打下堅實的基礎,為我國農業可持續發展開辟新的道路。
1 輪作休耕問題的提出
輪作休耕制度在中國古代早有較多記載。《周禮?大司徒》:“凡造都鄙,制其地域而封溝之,以其室數制之:不易之地家百畝,一易之地家二百畝,再易之地家三百畝”。這里的“不易之地”、“一易之地”和“再易之地”是指休耕時間的長短,分別是不休耕、休耕1年和2年。《春秋公羊傳?宣公十五年》何休注說:“司空謹別田之高下、善惡,分為三品:上田、一歲一墾,中田、二歲一墾,下田、三歲一墾;肥饒不得獨樂,磽確不得獨苦,故三年一換土易居,財均力平”。這里所指是根據地力差異而選擇種植制度。北魏《齊民要術》中有“谷田必須歲易”、“麻欲得良田,不用故墟”、“凡谷田,綠豆、小豆底為上,麻、黍、故麻次之,蕪菁、大豆為下”等記載,可見,我國古代的農耕文化中就有重視土地輪作休耕的傳統智慧。
縱觀我國古代耕作制度的歷史可知,中國古代的耕作制度是從一種無序、無管理的任意拋荒,歷經拋荒輪作、輪作復種、間套作,發展到近代草糧輪作制度、用養結合制度,都是在特定的歷史時期,為應對人口、生產力和環境資源(尤其是農業環境資源)的變化而出現的特有耕作制度。從耕作制度和模式上,可以看到這是一種用養相結合的模式,其最大特點是“寓養于用”,具有明顯的歷史性和適應性特點,為新時期我國輪作休耕制度的實施提供了重要借鑒。
新時期我國輪作休耕制度試點是在全社會已形成共識、糧食儲備充足及國際形勢有利于實施輪作休耕的前提下提出的。黨的十八屆五中全會通過《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》提出了,“探索實行耕地輪作休耕制度試點”。在新常態下我國提出輪作休耕制度試點,是針對我國優化發展區(東北區、黃淮海區、長江中下游區和華南地區)、適度發展區(西北及長城沿線區和西南區)、保護發展區(青藏區)“三大區域”采取不同的耕地輪作休耕模式,以合理調整我國種植業種植結構和比例,實現我國農業區域協調發展。實施輪作休耕制度試點不僅有助于保護耕地資源,保護潛在農產品生產能力,也有利于穩定農民收入,促進傳統農業向現代農業轉變。
2 輪作休耕的內涵及戰略意義
2.1 輪作休耕的內涵
輪作休耕的內涵實質上包括了輪作、休耕和輪作休耕三個層面,下面就其含義和實質進行了對比分析。
2.1.1 輪作
輪作是指在同一塊田地上有順序地輪換種植不同作物或不同復種方式的種植方法,包含有時間因素和空間因素。時間上的輪作是指在同一田塊上于不同時間種植不同的作物或復種方式,旨在調節地力,減輕病、蟲、草害;空間上的輪作是指不同的作物或復種方式于不同的時間種植于不同的田塊,力求將某一作物或復種方式種在最適宜的土壤環境條件下,以獲得平衡的產量或保持穩定的品質。輪作的實質是利用不同作物生物學特性間的差異,均衡互補地利用以肥、水、光、氣、生物等為核心的土壤資源,實現年際間高效利用土地,提高資源的利用效率。輪作的側重點是作物的種類搭配和種植模式的選取,達到提高資源利用效率的目的。輪作的模式較多,常見的模式有:禾谷類輪作、禾豆輪作、糧食和經濟作物輪作、水旱輪作、草田(或田草)輪作等。
2.1.2 休耕
休耕不是撂荒,也不是傳統意義上的棄耕,而是有管理、有計劃性的休耕,旨在維持和增強地力,改善農業資源生態環境。所謂撂荒,即在同一塊土地上連種數年,待其地力耗盡,產出降低時,便拋棄不種另開辟新地。而棄耕是指由于土地自身無法耕種或是由于人為和自然原因主動放棄耕種。對于撂荒(拋荒)棄耕的原因,李俊高等認為從不同的分析角度和研究水平看,主要有“自然條件說”、“成本—收益說”、“勞動力轉移說”和“制度缺陷說”四種學說為其做出了有力解釋。而國外發達國家的實施休耕的原因和目的也不盡相同。如美國自20世紀30年代,受農業收入低下和土壤侵蝕、洪澇旱災等自然災害干擾的影響,土地休耕成為美國農業的一項基本政策,其中CRP(Conservation Reserve Program)是美國聯邦政府最大的私有土地休耕項目,該項目的目的是針對土壤極易侵蝕或環境敏感的農業用地,通過對農民進行補貼的方式使其休耕還林、還草等長期性植被保護恢復措施以解決糧食過剩問題和改善生態環境;歐盟的輪作休耕起始于1992年實施的“麥克薩里(Ray Macsharry)”改革,目的是增強地力,降低農業生產對環境的破壞,并對休耕土地的管理和休耕率[做了相關的規定。歐盟實施的休耕制度,實質上是通過有計劃、有管理的合理規劃布局,集成以高新技術為支持的監控體系,配之動態靈活的補償機制及完善的法律體系,讓土地真正得到了保護與休息;日本政府于1970年實施稻田休耕轉作項目(Rice paddy set-aside program),是一項供給控制措施,其目的是將一定的土地退出糧食生產,控制水稻產量,提高價格,保護農民的切身利益。因此,從國外休耕的原因和目的看,休耕是以保障糧食安全和改善、維護農業資源生態環境為目的,通過市場機制和政府手段對農業進行適時補貼的一項有計劃、有管理的政策制度。
那么,在新常態下,我國的休耕制度是指讓耕地休養生息,實現用地養地相結合,保護和提升地力,增強糧食和農業發展后勁的一系列措施,其形式按照時間長短以及各地的實際情況也有差異,有冬季休耕,有休耕數年。休耕是對肥力不足、地力較差的耕地在一定時期內不種農作物,但仍進行管理以恢復地力的方法。休耕是土地儲備的一種方式,包括年度休耕,季節性休耕、輪作休耕等,也是保持土壤質量、恢復地力、減少病蟲害、減少農業污染以及增強農產品安全性的重要手段。事實上,休耕是指以保障國家糧食安全和不影響農民收入為前提,不能減少耕地、搞非農化、削弱農業綜合生產能力,確保急用之時糧食能夠產得出、供得上,是提升和鞏固糧食生產力,以實現我國農業的健康可持續發展的一項重要措施。
2.1.3輪作休耕
輪作休耕的內涵不同于一般意義上的輪作,也不同于常規意義上的休耕,而是兩者的協調統一,有其特殊的內涵。目前,我國農業發展方式較為粗放,農業資源過度開發、農業投入品過量使用、地下水超采以及農業內外源污染相互疊加等背景下,科學推進耕地輪作休耕制度,對地下水漏斗區、重金屬污染區和生態嚴重退化地區進行合理休耕,對北方農牧交錯等地進行輪作。這就需要積極開展基礎理論、體制機制和高新技術推廣應用研究,建立有機聯系的土壤科學及生態環境科技創新體系,做好頂層設計,以改善土壤及農業生態環境。輪作休耕就是像夏季休漁一樣,拿出一定的耕地不予耕種,以便修養生息,保持土壤質量,恢復地力,保持原固有的生物多養性,并且每年按一定比例與其他耕地輪換耕作、輪休結合。因此,輪作休耕是順應自然規律,宜輪即輪、宜休即休,輪作為主、休耕為輔,是實現“藏糧于地”戰略,也是踐行創新、協調、綠色、開放、共享“五大”發展理念的重要舉措。
2.2 戰略意義
2.2.1輪作休耕制度有利于保障我國糧食安全
輪作休耕制度是合理利用耕地資源,保障糧食安全的有力措施。尤其是在當前耕地面積減少、質量不斷下降,農業污染較為嚴重的嚴峻形勢之下,合理可行的輪作休耕制度具有重要作用。當前,我國實施輪作休耕制度,也就是拿出一定比例的土地不予耕種或者減少輪作系數,讓土地休養生息,保持土壤質量,逐步恢復提高地力,以達到“藏糧于地”的目標。因此,輪作休耕將對確保糧食安全及農業可持續發展,促進傳統農業向現代農業轉型,建設資源節約、環境友好型社會都具有重要意義。
2.2.2輪作休耕制度有利于改善耕地資源環境,促進耕地永續利用
輪作休耕制度的實施有利于采取深耕深松、保護性耕作、秸稈還田、增施有機肥、種植綠肥、水旱輪作等土壤改良方式,增加土壤有機質,提升土壤肥力。徐蔣來等,通過開展連續秸稈還田對稻麥輪作的大田實驗研究表明,連續5季75%秸稈還田量顯著提高了土壤總有機碳含。趙金花等研究也表明秸稈還田顯著提高了土壤速效磷含量,提高了土壤肥力。同時也有利于恢復和培育土壤微生物群落,構建養分健康循環通道,促進農業廢棄物和環境廢棄有機物分解。稻田輪作系統有利于改善土壤通透性,能有效阻止土壤次生潛育和土壤酸化。輪作休耕有利于加強東北黑土地和西北黃土的保護,減緩土層流失。增強我國退化土地的土壤培肥和培育能力,促進我國耕地永續利用。
2.2.3輪作休耕制度有利于我國糧食市場與國際市場接軌
輪作休耕制度有利于促進我國農業補貼政策從“黃箱”轉為“綠箱”,從而更好地符合WTO規定,實現糧食市場國內與國際對接。為此,一方面必須加快土地流轉力度,提高農業生產規模化水平,對適合大規模輪作區推行適度規模經營。另一方面必須加大農業科技投入,減少農業生產資料投入,降低耕地污染水平,提高資源利用效率。對重點需要休耕的地區進行休耕,發揮市場機制及行政手段,通過種植修復性植物,恢復、提高地力和改善農業資源生態環境,以達到平衡、控制糧食產量,降低糧食生產成本,從而提高參與國際競爭能力的目的。我們的農業不能再走拼資源、拼投入、拼消耗的老路,而應該闖出一條資源節約型、環境友好型的新路,輪作休耕制度是實現農業現代化的必由之路。
3 新常態下我國輪作休耕制度實施的要點、應注意的問題及技術
無論從政策的實施目的、要求、內容和政策執行方式上看,今天我國的輪作休耕制度,既不是中國古代傳統的沒有化肥、隨意撂荒或是那種簡單的游耕、易耕、復種輪作式的輪作休耕,也不是照搬歐美等發達國家優秀休耕模式和經驗,而是在特定歷史時期在特定區域科學合理地進行差異化的以實現“藏糧于地、藏糧于技”和實現現代農業可持續發展的宏偉目標的輪作、休耕。2016年6月24日,我國頒發了《探索實行耕地輪作休耕制度試點方案》,其中明確提出了目前我國輪作、休耕的區域和技術路線。輪作試點的重點區域是在東北冷涼區、北方農牧交錯區等地,提出推廣“一主四輔”種植模式進行輪作;休耕試點的重點區域是在地下水漏斗區、重金屬污染區和生態嚴重退化地區,由于我國地域和各區休耕目標不同而采用的休耕技術手段也不同。
那么在新常態下,為實現我國經濟綠色崛起,如何在借鑒我國古代和國外典型輪作休耕經驗的基礎上,有針對性地對我國地下水漏斗區、重金屬污染區、生態嚴重退化區的進行輪作休耕乃是關鍵。下面著重就上述三大典型區域在輪作休耕實踐中的實施要點、應注意的問題和所采取的輪作休耕技術進行探討,為我國實施輪作休耕制度試點提供借鑒。
3.1輪作休耕的實施要點
3.1.1確定輪作休耕區域的生態環境產業區劃
我國農業產區生態環境質量狀況和區域土水資源情況差異極為不平衡,分類調研各區域的資源和環境質量現狀,深入重點分析休耕區域農業生態環境退化的主要矛盾、退化機制,對已采取的修復技術和方法進行歸類總結,明確適于輪作休耕的耕地資源數量(如面積、范圍、規模)和質量(如生產功能、環境功能、生態功能),確定適于該三大區域輪作休耕的生態環境產業區劃。
3.1.2提出區域差異化的輪作休耕技術方案
輪作休耕是一項復雜系統性工程,需要分類型推進。根據區域生態環境產業布局和結構調整方向,重點關注導致區域生態環境退化的主要成因,通過輪作、休耕、退耕、替代種植等多種方式,提出針對性區域差異化的耕地輪作休耕技術方案,并開展綜合治理示范與推廣。同時以農業資源承載力和環境容量的定量化研究為基礎,綜合運用GPS、RS和GIS技術,建立環境質量評價體系,分析評估耕地輪作休耕的綜合效益。
3.1.3完善輪作休耕制度的相關政策及保障機制
研究重點區域實施輪作休耕制度試點的相關政策,根據區域和輪作休耕技術差異建立生態補償制度和管理機制;構建實施耕地輪作休耕的差別補償標準體系;建立嚴格的生態環境保護責任制度、補貼補償制度和投入機制、行政問責制度體系等;建立區域生態環境保護、修復機制,建立有效的生態環境監測與修復網絡;培育生態環保的市場經濟機制,多方位地建立保障機制,貫徹落實輪作休耕技術方案,提高當地人民群眾的經濟收益和長遠切身利益。
3.2輪作休耕制度試點中應注意的問題
3.2.1必須以糧食安全為前提
從我國古代的輪作休耕經驗來看,一方面是為了滿足人口增長對糧食的需求,另一方面也是農業資源可持續發展的需要。美國、歐盟和日本的人口、資源稟賦以及經濟社會發展方面都存在差異,輪作休耕的政策背景和出發點也存在很大不同。美國休耕的主要目的是保護環境和控制糧食產量,保證糧食安全是第一位的,其次才是保護耕地質量和生態環境;歐盟是面臨高補貼的農業貿易自由化的壓力,根據世界糧食市場供需情況,決定是否推行強制性休耕和自愿休耕,這樣做的前提也是為了歐盟的糧食安全。因此,新常態下中國推行耕地輪作休耕制度政策的前提也應首先保障國家糧食安全,改善農業資源環境質量,恢復地力和水資源,唯有此舉才能實現我國農業的可持續發展。
3.2.2必須保障農民的切身利益
農民或是農民合作社是輪作休耕制度落實的最終主體,而要讓農民愿意開展輪作休耕,就必須保證試點的農戶收益不會因此而減少。要鼓勵農民以市場為導向,調整優化種植結構,拓寬就業增收渠道,對承擔輪作休耕任務農戶的原有種植作物收益和土地管護投入給予必要補助,確保試點不影響農民收入。因此,根據經濟發展水平實時調整并因地制宜采取直接發放現金或折糧實物補助的方式,要求輪作休耕的各項補貼各地必須落實到縣鄉,兌現到農戶,使農戶的利益不受損失,以此調動農戶參與試點的積極性。
3.2.3必須處理好輪作與休耕的關系
輪作是寓養于用的耕作方式,既能保養地力,又不會從整體上影響糧食產量。休耕就需要有足夠的土地供選擇,若直接大面積放棄種植實行休耕必將影響農業總產出。因此,我們應在輪作休耕的生態環境產業區劃的基礎上,明確輪作區劃和休耕區劃,因地制宜地制定好輪作休耕計劃,宜輪則輪、宜休則休,處理好輪作與休耕地的數量和質量關系,合理規劃輪作休耕比例,結合輪作與休耕特點,以輪作為主、休耕為輔,分類實施。
3.2.4必須完善我國輪作休耕的制度體系
新常態下我國的輪作休耕制度關乎我國糧食安全、農民長遠切身利益和農業資源環境狀況,若要確保輪作休耕制度的貫徹落實,通借鑒對歐美發達國家的輪作休耕經驗,需要有完善的制度體系與之配套。充分考慮公民的意愿和利益,發揮市場調節與行政管制兩種力量,完善相應的法律法規,明晰耕地產權制度,完善輪作休耕補償機制和管理制度。根據輪作休耕差異,制定差異化的補償標準體系,完善環境立法和問責機制。
3.2.5必須建立精確科學的數據網絡和環境質量評議體系
必須以土壤數據庫、各地地形圖、各區域分布圖和輪作休耕實施的情況和效果的量化指標數據等為內容,建立起我國輪作休耕數據庫,同時建立起一套完善的環境質量評議體系,以防止我國輪作休耕后的土地再次遭到破壞和退化,依據一個科學的綜合評價體系,借此用來評價參與休耕地的生態效益,建立起長效促進和保障機制。
3.3輪作休耕的技術措施
下面針對我國地下水漏斗區、重金屬污染區、生態嚴重退化區的輪作休耕制度進行分類分析,分別提出了恢復平衡型、環境修復型和生態保護型輪作休耕技術措施。
3.3.1 恢復平衡型休耕
華北地下水漏斗是世界最大的地下水漏斗區,地下水漏斗帶來了系列生態環境問題,如地表沉降、地縫、海水入侵等。造成漏斗的主要原因是農業用水過度采取地下水。為此,可以通過試點實行“一季休耕、一季雨養”模式,將小麥、夏玉米一年兩熟制改為一年一熟制,降低農業用水需求。一方面,可以對地下水漏斗區的地下水資源危機程度進行分類,據此,對該區域進行區劃后分類進行修復性休耕。張雪靚等,根據地下水資源危機程度,將黃淮海平原劃分為休養調整區、強度降低區、生態保護區和潛力提升區4個耕地利用調整區劃,以此降低超采區的耕地利用強度,改善水資源環境。另一方面,可以對調整的部分棉田、部分主干道路兩側耕地及環衡水湖濕地區域實施退耕還林還濕,不僅可減少地下水開采,而且能夠聚合放大生態優勢,將地區(衡水)由糧棉主產區變為環京津生態功能支撐區,在調節氣候、涵養水源等方面發揮更加重要的作用,以休耕少采或者不采地下水,可以為該地區地下水恢復提供寶貴的經驗,修復生態環境。
另外,華北地下水漏斗區還可以將種植小麥改種馬鈴薯,據推算出每年可節約水資源總量達(3.47?7.35)×108m3,同時在一定的技術支持下,也能夠提高糧食產量水平。而對于相對封閉型的漏斗區,在嚴格限制新增機井數量同時,要充分利用雨洪資源回補超采的地下水。高淑琴等,設計了4種人工調蓄方案,經研究表明壓縮開采和人工回灌均可加速漏斗區地下水位的恢復,以實現地下和地表水之間的平衡。也可以通過地下水暗渠回灌補源工程、地表水-地下水的聯合調蓄、雨洪水資源利用、壓采地下水等方案對地下水超采區的進行修復。
總之,地下水漏區的輪作休耕應堅持“一季休耕、一季雨養”模式為主線,以節水生物和種植模式為載體,同時配套工程措施和政策措施實施恢復地表和地下水平衡性休耕才能達到較好的效果。
3.3.2 環境修復型休耕
選擇長期受到重金屬污染,耕地土壤中重金屬含量超標、并且農作物產品中重金屬含量超標的區域作為耕地休耕區。在這些區域中選擇不同類型的耕地開展試點,根據試點的具體情況采用物理、化學和生物的措施進行環境修復型休耕修復治理。其中物理方法可直接降低土壤中重金屬總量,無疑是最為理想的,但其成本也高;而利用化學和生物的措施進行土壤原位固定化修復,即向被污染土壤中施用各類固定化試劑和種植高生物量植物,通過對重金屬的吸附、沉淀(共沉淀)及絡合等作用將重金屬固定在土壤中,降低其在環境中的遷移性和生物可利用性,從而降低重金屬污染的環境風險。此修復方法,技術投入較低、操作簡便、環境友好,對大面積中、低濃度重金屬污染土壤修復有明顯的優勢。
所以,在重金屬污染區更多地采取土壤原位固定化修復法對污染的土壤進行修復。例如種植一些對重金屬敏感的植物,吸收土壤中有效態的重金屬,降低土壤中有效態重金屬的含量,逐步恢復耕地生產安全農產品的功能。再如,英國的高山瑩屬類,可以吸收高濃度的Zn、Cd、Cu 、Pb、Mn、Co、Se等。扁穗牛鞭草(Hemarthriacompressa)和野薄荷( Menthahaplocalyx) 也表現出超富集Cr的潛力,是修復電鍍重金屬Cr 復合污染土壤的理想植物。重金屬污染區應綜合設計一套生態環境修復方案,配套物理工程措施,根據不同金屬種類、含量,污染類型和結構,考慮生態環境和場地環境的技術,有針對性地對污染農田進行生態休耕。例如,劉文超等,通過對試驗場地微地形改造、礦渣隔離、化學鈍化、植物修復、護坡工程及土壤改良等措施,成功將一個廢棄的礦山生態系統改造成為一個農業生態系統,這種復合一體化的輪作休耕模式具有較強的借鑒意義。因此,建議我國重金屬污染區采取環境修復型休耕措施進行休耕。
3.3.3 生態保護型休耕
生態環境嚴重退化是指由于人類長期對自然資源過度以及不合理利用而造成的生態系統結構嚴重破壞、功能衰退、生物多樣性急劇減少、生物生產力下降到無法逆轉的地步以及土地生產潛力衰竭、土地資源喪失等一系列生態環境惡化至難以恢復的現象。該類休耕試點區域主要在西南石漠化區和西北生態嚴重退化地區。
在生態嚴重退化區實施休耕時我們必須把握兩點:一是退化機制研究。導致生態嚴重退化區域退化的機制,主要有其內在機制和外在機制。例如王勇等,基于公共物品理論,從人的行為選擇與人口的增長角度深入剖析了西北生態脆弱區廣大的林地、草場以及有限的水資源環境退化的機理與過程,認為退化已有外在的經濟驅動轉變為內生的生存壓力驅動,認為生態移民行動是實現該區域的自然環境自身修復的有效途徑。崔英偉認為對西北(半)高原地區進行區域生態恢復和保育需要處理好“人地、城鄉、生態與經濟、疏導與封堵和眼前與長久”五大關系。二是深入研究生態環境嚴重退化區修復的內容、技術及模式。針對生態脆弱區,探討生態保護休耕的研究內容及修復技術和模式至關重要。緱倩倩等,對中國干旱半干旱地區濕地進行系統總結研究后,指出加強植物群落的動態研究、濕地景觀格局動態變化的定量研究、濕地動態過程對驅動力的響應機制研究和濕地退化與修復的理論與技術體系研究為修復干旱半干旱地區提供科學依據。
因此,未來在對我國生態嚴重退化區進行區域類型甄別和定量化考察研究的基礎上,我們務必加強差異化的生態保護性休耕制度建設,完善休耕補貼制度體系,強化休耕技術研究及應用,對那些有一定坡度并存在較為嚴重水土流失的地塊,要充分利用休耕的時間進行整地改土,加強休耕管理,堅持不懈地實施生態保護型休耕制度。
4 結論
實施輪作休耕制度是在新常態下順應我國種植業結構調整方向,實現農業領域的供給側改革戰略的有效途徑之一。本文先后介紹了輪作休耕制度試點提出的背景、內涵及戰略意義,在此基礎上,針對我國輪作、休耕制度實施中的要點和應注意的問題進行了探討分析,并重點總結提出了采取恢復平衡型、環境修復型和生態保護型的休耕技術措施分別進行休耕地下水漏斗區、重金屬污染區、生態嚴重退化區,以期為我國輪作休耕制度試點提供借鑒。
作者單位:趙其國 中國科學院南京土壤研究所 黃國勤 王志強 江西農業大學生態科學研究中心
中國鄉村發現網轉自:《土壤》 2017年第4期
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