土地作為最基本的生產資料，承載著人類生存和發展。
縱觀人類文明發展史，隨著人類文明的快速推進，土地質量持續退化，土地問題日益嚴重，這些歸根結底都是人地關系發展不協調的后果。原始文明階段，人類不斷適應地球環境，為融入自然而努力；農業文明階段，人類初步利用土地、改造土地；工業文明階段，人類對土地進行了掠奪性的開發和破壞性的利用；進入生態文明階段，人類終于意識到人地關系的重要性，開始謀求人地協調發展。
如今，土地資源短缺，利用不合理，農業土地肥料過量施入，農田土地生態系統惡化，威脅糧食安全及人類健康，城市土地污染嚴重，人類生存舒適度降低。土地工程是土地實現生態化的重要手段，服務對象是生命有機體，關注一切生命有機體的健康。土地工程是解決土地問題、人地關系矛盾的重要手段，是保障人類及一切生命體生存的重要基石。土地工程以實現土地生態化為終極目標。
保持土體潔凈 保障土地安全
隨著社會的快速發展，人類食物種類趨于多樣，居住環境持續改善，但同時也導致環境日益惡化，并已威脅生命體的生存安全。因此，農業科學家長期致力于研究如何提高化肥利用率、有效降低化肥殘留所帶來的危害，城市建設者也不斷思考如何利用生態化辦法，減少垃圾圍城，控制熱島效應及建立海綿城市等，為人類居住提供安全潔凈的土地，提高生命體的舒適度。土地問題的解決，不僅需要管理的手段、經濟的手段、規劃的手段，更需要生態化的土地工程手段，來實現人類永續發展和生態文明。
在農業生產中，作物生長要汲取養分，包括大量元素氮、磷、鉀，中量元素鈣、鎂等，以及微量元素鋅、錳等。為了保證作物更好地生長發育，需要人為施入外源肥料，以期為作物正常生長提供豐富的營養元素。但是，施加到農田里的肥料，僅有約30%被作物吸收；剩余的70%，一部分通過地表徑流進入到江河湖泊，并由此導致江河湖泊“富營養化”，引發水體污染；另一部分殘留在土體中，造成土地污染。在土體中，植物生長所需營養元素的含量并不低，只是可被植物吸收的活性態部分偏少，大部分以不易被植物吸收的惰性態形式存在。比如，土體中的鉀多以相對非溶解性的礦物存在，或被固定于某些黏土的礦物晶格中，這種晶格固定作用導致一部分鉀元素永久留在土體中。目前，全球每年化肥施用總量超過1.8億噸，即使只有10％左右留在土體中，也相當于每年有1800萬噸的肥料被土體寄存、固化，其元素累積量極為可觀。土體這一部分惰性態元素的活化，為土地生態化建設開辟了新道路。如何激活土體中惰性態元素，提高利用率，是研究土地生態化實現途徑的重點。
活化土體元素 提高養分供給
在沒有化肥的百余年前，中國黃土高原梯田上，勞動人民通過“洗埝”（農學中統稱為“聚肥作用”）搜集鉀肥、氮肥等養分資源，這是一種典型的土體元素活化過程。他們主要是在光、風、水聯合作用下，有效活化土體表層的惰性態元素。再者，通過高溫熏燒枯枝落葉及秸稈生成草木灰。草木灰中的鉀形態以水溶性碳酸鉀為主，其含量高達90%，植物直接利用率較高。大自然的資源是無窮的，勞動人民借助風能、光能等綜合作用，以生態化方法實現了元素活化，能量的輸入打破了難以利用的元素形態，形成了易吸收利用的水溶性元素，從而保障了土體中的元素供給。但總體而言，當前土體養分需求量與產出量不相匹配，養分供需矛盾突出。因此，有效提高土體結構元素活化速度，減少不可控因素對活化速度的影響研究，是土地工程研究的重要課題。
傳統的土體結構元素活化方法是生態化的，但作物生長養分需求量大，生態化元素活化量較少，必須通過施加外源肥料來實現，這是一個世界性的難題。加快土體結構元素的活化及產出，可以利用加大風力作用面等物理方法，添加無污染的元素激活劑等化學方法，研發、篩選生物酶和微生物等生物方法，開發土體元素激活新設備等其他方法來實現。傳統的農業機械無法將土體中惰性態元素利用，但是對機械輔以人為光、風、水等作用，對元素進行激活，可有效提高土體結構元素利用率，并可保障糧食安全和增強農田生態系統穩定性。
土體結構惰性態元素活化，可有效降低化學肥料的使用，確保耕地的生產力；可保障糧食安全，并同時降低對環境的污染，提高人類居住的舒適性。土體結構惰性態元素活化作為實現土地生態化的重要方法，將會帶來顛覆性的研究成果。
鈍化有害元素 減少土地污染
在土地工程生態化的實現過程中，還有一個非常重要的方面，就是有害元素的鈍化。對于城市用地中農藥殘留、重金屬污染、石油污染等造成的污染土地，在土地工程實施階段，將機械輔以光學、熱量等工程技術設備，對其中活化態的有害元素進行鈍化，從而提供清潔安全的土地，保障人類居住安全舒適。因此，總結農業及城市土體結構元素的轉化研究，提煉土體結構元素的生態化技術手段，能催生和帶動土體結構元素活化設備制造業的興起與發展。
堅持走土地生態化發展道路，是對“綠水青山就是金山銀山”最好的詮釋。土地生態化是一項浩大的工程，它需要世界頂級的各種學科專家聯合攻關。讓我們一起努力，把科研成果寫在大地上，讓藍天常在、青山常在、綠水常在，實現土地工程的終極目標——土地生態化。
作者為國土資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室主任、研究員
中國鄉村發現網轉自：中國農業新聞網
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