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土壤學服務可持續發展目標的實現
重視因地制宜,優化農業布局,將可持續性作為區域發展的重要考量
我國耕地面臨質量下降和面積減少的雙重壓力,但農業布局優化或可產生巨大的潛力。快速城市化和工業化等對優質耕地的占用勢頭仍在繼續,占補平衡補充耕地質量不高,守住?18?億畝耕地紅線的壓力越來越大。
為確保國家糧食安全、農產品質量安全和農業生態安全,保護和治理土壤相結合、農業生產與水土資源承載力相匹配顯得尤為重要,優化農業生產布局、調整農業種植結構、轉變農業生產方式顯得尤為迫切。新近研究顯示,優化全球現今的雨養農業和灌溉農業作物布局,年均糧食產量將增加?17?億噸,可多養活世界?8.25?億人口,同時雨水和灌溉水年均消耗量可分別降低?14%?和?12%。具體到我國,年均糧食產量或將提高?954?萬噸,雨水和灌溉水年均消耗量則分別降低?125?億立方米和?20?億立方米,水年均消耗量降低比例均為?3%。在優化作物布局的基礎上,如果再逐步采取措施使農業生產方式從粗放型向集約型轉變,我國農業高效生產能力和節約高效用水能力將得到進一步提升。
從?30?年來我國糧食重心不斷北移的事實來看,區域水土資源協調開發和利用面臨一定的挑戰。糧食生產重心轉移的原因是多方面的,但目前東南山地丘陵區光、熱、水資源的農業生產潛力未能有效發揮是顯而易見的。由于地形條件的限制,南方山地丘陵機械化作業困難,加之工業化和城市化對勞動力的吸引,規模農業難以實現,農業的工業化進程相對較慢,因此農業土地不斷邊際化。而與此同時,北方種植業規模不斷擴大,為滿足其不斷擴張,水資源消耗遠大于補給,造成地表和地下水資源的過度利用乃至逐步耗竭,這無疑是不可持續的農業發展方式。東北地區水資源雖然整體上較為豐富,但目前同樣已處于負增長態勢,因此北方灌溉農業的發展規模應該基于科學的規劃,而不能盲目跟隨市場需求的步伐,只注重眼前的利益,忽視其長期生態和環境效應。
同樣,在北方農牧交錯區,應推進糧草兼顧型農業結構調整,謹慎發展傳統種植業,轉向以畜牧業為中心,以青飼作物為主,挖掘飼草料生產潛力,促進草畜平衡,推動畜牧業由傳統的游牧向現代牧業轉變。并積極開展已墾草原治理,平整廢棄耕地,恢復草原植被,增強農牧區生態系統的維持能力。
發揮土壤的整體功能,協調部門利益服務國家整體利益
《全國農業可持續發展規劃(2015—2030?年)》提出了農業可持續發展的總體思路,綜合考慮各地農業資源承載力、環境容量、生態類型和發展基礎等因素,劃定了農業區域布局,包括優化發展區、適度發展區和保護發展區。為更有效地貫徹落實農業可持續發展規劃,需充分評估不同區域、不同類型土壤主要的生態系統服務功能,獲取區域和國家等不同尺度的土壤生態系統服務清單。清單獲取是一項重要工程,可根據土壤的適耕性、有機碳含量、持水量、基礎設施支持能力及文化遺存保存能力等屬性,評估土壤生態系統各項服務功能(糧食安全、氣候調節、水分調節和社會文化服務),再基于每類土壤的特點劃定其最主要的生態系統服務功能。我國土壤類型多樣,應針對不同土壤的主要生態系統功能進行利用和管理,實現土壤的可持續利用和總體功能的最大發揮。
尊重土壤科學成果,實現知識和數據共享,彌補基礎研究不足的短板
我國土壤資源調查工作基礎薄弱,且擁有土壤數據的部門關注重點各有不同,土壤數據共享明顯不足。相關部門應形成合力,共同推動我國涵蓋土壤肥力、污染、地球化學、地理分布等屬性的土壤綜合數據庫共建共享,并加強土壤資源的調查研究,建立全國土壤樣品庫,以期為全面科學評估土壤質量、功能和演變提供數據、模型和決策支持。
土壤學服務可持續發展目標的直接體現之一是土壤科技成果的轉化。我國應針對土壤退化的實際問題,著力加強土壤學基礎和應用研究。土壤學科技工作者應緊密圍繞可持續發展中的土壤相關問題,著眼于提出更加科學的土壤可持續利用和管理方案,加強與企業及基層農技服務站等的合作,研制出防控土壤退化的過硬技術和產品,把論文寫在祖國的大地上。
加強科普宣傳,集聚社會共識,制定更加嚴格的土壤保護政策
全球范圍內,人類過度或不恰當的利用已經導致大約?33%?的土壤處于退化狀態,但政府、企業和公眾卻似乎并未像對待金融危機、霧霾或其他社會問題那樣嚴肅地對待土壤退化問題。人類活動正在以驚人的速度重塑全球地貌,在極短的時間內已造成可與地質作用相比擬的影響。我們對待土壤資源的態度深刻影響著人類的生存與發展。
當前人類面臨的一個重大卻鮮為人知的危機是,人類活動造成的土壤侵蝕速率遠遠超過其形成速率。據統計,我國水土流失面積達?295?萬平方公里,年均土壤侵蝕量?45?億噸。這代表著我國近?1/3?的國土面積范圍內,表層土壤以?1?毫米的年平均侵蝕速率消失掉。以這樣的速率進行下去,只需幾百年就足以讓大部分的表土層消失殆盡。雖然?1?毫米的年平均侵蝕速率聽起來并不快,但自然環境中土壤的年平均形成速率比這一速率慢十倍甚至百倍。因此,目前水土保持部門制定的“土壤允許流失量”實際上還是遠大于實際的土壤形成速率,從長遠來看,很多區域的土壤勢必進一步退化而難以得到保護。而正在迅速消耗的肥沃表土層資源,正是支持人類生存延續的必需品。因此,加強土壤科普宣傳尤為重要,公眾需增強愛土護土的意識,真正認識到土壤存量和質量關乎自身及后代的生存與發展。
在農業實踐中,針對土壤流失較快的南方山地丘陵、東北黑土地區、西部生態脆弱區,應大力推行保護性的耕作措施,將土壤消耗降到最低,實現保持水土、培肥地力、增加產量、固碳減排的多贏局面。對于生態脆弱帶,應大力推動基于土壤承載力的輪作休耕制度的實施,以達到有效保護耕地、優化農業結構的目的。
從土壤污染防治法走向土壤保護法是實現我國土壤可持續利用和管理的內在要求。必須摒棄“先污染,后治理”或“邊破壞,邊治理”的發展模式。當前,全社會對土壤污染造成的生態安全和農產品質量安全問題高度關注,為土壤污染防治立法集聚了社會共識。而在水土流失、土壤承載力、面源污染等方面,缺乏足夠的關注度和有約束力的管控制度,造成了嚴重的土壤和環境問題。因此,實現土壤的可持續利用,需要大力推進全方位的土壤保護立法,制定更加嚴格的土壤保護法律法規,促進可持續土壤資源管理政策的實施。
土壤是人類生存和發展的基礎,為人類提供著不可替代的、重要的生態系統服務。因人類的不合理利用和管理造成了土壤退化,繼而威脅糧食安全和生態環境健康,而恢復和維持土壤生態系統服務是解決問題的重要出路。當前,我國高度重視糧食安全、精準脫貧、生態文明建設、鄉村振興、農業可持續發展、土壤污染防治等重要領域,這既是自身發展的需要,也是對聯合國《2030?年可持續發展議程》的積極響應,而土壤資源的可持續利用和管理勢必在這些重要領域中發揮關鍵作用。我國應增強有針對性和創新性的土壤學研究,加強土壤學與相鄰學科的合作,積極呼吁全社會珍愛和保護土壤這一不可再生資源,推動土壤科學成果共享,促進土壤利用與管理政策的協調,推動更嚴格的土壤保護立法,從而服務可持續發展目標的實現。(作者:張甘霖、吳華勇 中國科學院南京土壤研究所 土壤與農業可持續發展國家重點實驗室。《中國科學院院刊》供稿)