用好养好黑土地的科技战略思考与实施路径——中国科学院“黑土粮仓”战略性先导科技专项的总体思路与实施方案

“黑土地保护与利用科技创新工程(黑土粮仓)”战略性先导科技专项(A类)是中国科学院实施“黑土粮仓”科技会战,深入贯彻落实习近平总书记关于“把黑土地用好养好”系列指示精神的核心抓手。该专项立足国家粮食安全战略目标,针对东北黑土地保护与利用面临的关键科学技术难题,根据问题导向、创新引领和示范带动的思路,以“目标清、可考核、用得上、有影响、推得开、留得下”为原则,开展黑土地保护与利用的核心技术攻关和区域适宜性模式示范,致力于形成用好养好黑土地的系统解决方案,服务国家粮食安全产业带建设和现代农业发展。

黑土粮仓全域定制模式的理论基础与技术路径

东北黑土地是中国粮食生产的“压舱石”。不合理开发利用导致部分地区黑土地退化严重,影响局部区域粮食生产和经济社会发展。在全球范围内粮食供需矛盾加剧的背景下,亟需着眼于区域可持续发展战略全局,寻求系统性、科学性和经济性的解决方案。黑土粮仓全域定制模式以地理学综合思想为指导,系统诊断黑土地退化的关键问题与主导因素,构建多尺度联动、多要素耦合、多技术协同的黑土地保护共性与个性相结合的解决方案。该模式依托“星—空—地—网”立体监测系统,结合大数据与人工智能驱动的全域定制平台,构建3个不同尺度策略:(1)市域尺度实施“分区施策”,制定服务于黑土保护的农业资源优化配置方案和全域农业区划方案等;(2)村域尺度实施“依村定策”,制定不同类型村庄的黑土地保护利用模式;(3)地块尺度实施“一地一策”,提供黑土保护与种植管理等土壤修复和产量提升精准策略。在齐齐哈尔市开展“市域—村域—地块”多尺度的方案验证与集成示范,以破解黑土地保护与利用难题,形成可复制可推广的系统解决方案,为中国和全球黑土地农业的可持续发展提供示范样板。

东北地区黑土保护与区域发展综合评价及耦合协调研究

本文通过熵值法构建指标体系对东北黑土区内县级单元2020年的区域综合发展水平(经济与社会)和黑土保护情况(数量与质量)进行了评价,运用耦合协调度模型测度了黑土保护与区域发展的耦合协调关系及类型,并分类型对东北地区黑土保护利用与区域高质量发展提出了针对性建议。研究表明:①黑土区内大量区域发展水平较低的县级单元在东北地区中部形成了明显的经济社会发展塌陷区,表明黑土资源的利用并没有成为东北中部地区发展的主要推动力。②东北地区的黑土保护与区域发展之间的耦合度水平较高,表明黑土保护与区域发展之间相互作用的程度较强,有必要重视二者关系的协调;2/3的县级单元处于黑土保护与区域发展耦合协调过程中的失调阶段,表明分类型协调黑土保护与区域发展关系的任务非常紧迫。③基于黑土保护与区域发展的综合水平及二者的耦合协调关系,本文认为东北黑土区可划分为:区域发展弱−黑土保护弱、区域发展弱−黑土保护好、区域发展弱−黑土保护强、区域发展好−黑土保护弱、区域发展好−黑土保护好、区域发展好−黑土保护强、区域发展强−黑土保护好7种类型区,有必要依据类型区特征分类分区协同推动黑土保护与区域发展工作。

巩固黑土地粮仓 保障国家粮食安全

粮食安全是国家安全的重要保障。东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,在保障国家粮食安全中起到“压舱石”的作用。但由于该区域耕地的高强度、不合理或过度利用造成了严峻的黑土退化问题。因此,如何使黑土地粮仓高效、可持续地为国家粮食安全提供保障,是当前亟待解决的科学问题。文章系统梳理了改革开放以来黑土地粮仓的农业发展状况;在此基础上,系统总结了黑土地粮食生产可持续发展所面临的问题,并结合中央对东北地区农业生产要求,提出了协调粮食安全和生态安全、增强粮食生产可持续发展的相应对策。以期为东北黑土区农业可持续发展提供参考,为国家粮食战略部署、农业政策制定及国家粮食安全稳固等提供科学指导。

基于生态足迹法的农业水土资源承载力分析——以三江平原友谊农场为例

本文以三江平原“黑土粮仓”——友谊农场为例,应用生态足迹法对当地的水土资源承载力进行定量评估。结果表明:(1)人均农业水资源生态足迹多年平均值为5.26 hm^(2)/人,生态承载力多年平均值为1.97 hm^(2)/人,水资源生态赤字,生态压力指数平均值为2.82,水资源利用处于不安全状态;人均耕地资源生态足迹小于生态承载力,耕地资源生态盈余,生态压力指数平均值为0.69,耕地资源利用处于安全状态;(2)友谊农场农业水土资源生态足迹和水土资源生态承载力的耦合协调度总体处于一般协调状态;(3)虽然农场土地资源丰富,但水资源稀缺,该地区的水土资源承载力协调水平还有很大的提升空间。研究结果对于黑土地保护,实现农业水土资源可持续发展有重要意义。