耕地保护补偿制度的定位反思与规范重构

研究目的:探析耕地保护补偿制度的立法定位,准确把握耕地保护补偿制度的调整范畴,为正在制定的《耕地保护法》关于“国家建立耕地保护补偿制度”提供具体的立法建议。研究方法:规范分析法和制度目标分析法。研究结果:(1)耕地保护补偿制度在认识论层面,耕地权利设限与补偿的法权基础模糊;在本体论层面,耕地保护补偿的内涵外延尚存争议;在价值论层面,生态供益与增益的激励属性无从彰显。(2)耕地具有资源利益和生态利益一体两面共存的属性,《耕地保护法(草案)》相关条款仍是在“资源—管制”立法理念下的产物,存在显著构造缺陷。(3)以补偿目的为基准,该制度涵盖耕地资源存续补偿与耕地生态保护补偿;以补偿属性为基准,该制度包括耕地保护填平补偿与耕地保护奖励补助。研究结论:建议通过“一般规定+具体制度群”的立法模式在《耕地保护法》中完善耕地保护补偿制度,从而实现该制度维护粮食安全和生态安全的目标定位、价值导向和功能预设。

俯仰式播种单体仿形性能检测试验台设计与试验

为解决播种单体仿形机构性能难以检测的问题,设计了俯仰式播种单体仿形性能检测试验台。阐述了试验台组成结构与工作原理,对其高速传动系统、液压升降系统、监控系统以及关键部件参数进行设计。应用ANSYS软件对台架整体和关键部件进行静力学分析和模态分析,验证结构设计的合理性。为检验俯仰式播种单体仿形性能检测试验台的实际检测效果,以德邦大为1205型牵引式免耕精量播种机播种单体为研究对象,先以液压杆伸出量与传送带速度为试验因素,以监控系统误差为评价指标进行试验。试验得出,在液压杆伸出量为0~200 mm范围内,监控系统角度传感器最大误差为0.69 mm;在传送带速度8~19 km/范围内,光电编码器最大误差为0.18 km/h。确认监控系统准确性后,再以单体速度为试验因素,采集速度8、10、12 km/h下地块的起伏数据为目标曲线,以地形起伏模拟曲线的绝对误差平均值为指标进行单因素试验,试验得出,所设计的试验台可有效模拟田间地面的起伏频率与起伏量,绝对误差平均值为1.86 mm,满足播种单体仿形性能检测需求。

粮食安全视域下耕地生态补偿的法治化进路研究

耕地生态补偿的法治化契合了粮食安全和生态文明法治保障体系建设的内在要求。我国尚未制定耕地生态补偿专门性法律法规,《耕地保护法(草案)》对于耕地保护补偿制度的设计还存在诸多疏漏,未对耕地生态补偿制度予以明晰表达。为推动耕地保护,进而保障粮食安全及可持续发展,需要着眼于耕地生态补偿制度建构的权利基础,证成耕地生态补偿制度构造的正当性,厘定耕地生态补偿制度的属性特质,进而着眼于补偿请求权主体、补偿标准、补偿方式、补偿监督等多维度,对耕地生态补偿予以法治构造。

高标准农田建设提升了农户种粮积极性吗?——基于双季稻种植的考察

高标准农田建设是增强粮食综合生产能力,强化国家粮食安全保障的重要举措。基于江西省1556份微观农户调查数据,采用双季稻种植行为来衡量农户种粮积极性,实证分析高标准农田建设对传统双季稻主产区农户种粮积极性的影响及其作用机制。研究发现:(1)高标准农田建设显著提高了农户种粮积极性,促进传统双季稻主产区农户种植双季稻,并扩大双季稻种植规模,该结论在进行稳健性检验后依然成立。(2)机制分析表明,促进农业社会化服务发展、降低农业生产成本、诱导农地转入是高标准农田建设提高农户种粮积极性的三个重要路径。(3)异质性分析发现,高标准农田建设对农地调整、低细碎化与非平原地区农户的双季稻种植行为有更明显的促进作用。为进一步强化粮食安全保障,更好地发挥高标准农田建设的种粮激励效应,应持续大力推进高标准农田建设,优化高标准农田建设模式,着力降低高标准农田的细碎化程度。

耕地保护考核和粮食安全考核“合二为一”的基础与推进路径

为让耕地保护目标更好地服务于保障国家粮食安全总目标,我国开始推动耕地保护考核和粮食安全考核“合二为一”。从制度基础看,修订后的《省级政府耕地保护责任目标考核办法》和《粮食安全省长责任制考核办法》都经过多年应用实践,在奖惩措施、结果运用等方面都具有较高的借鉴价值;从实践基础看,地方探索取得初步成效,典型省份的耕地面积、粮食播种面积都稳中有增。然而考核只是手段,耕地保护党政同责和粮食安全党政同责都实行不久。更好发挥这两项考核“合二为一”对确保各项政策措施落实见效的作用,还需要从根本上理顺关系、构建机制,为此,应着力从以下两方面推进:其一,推动形成党政齐抓共管的工作格局,重点是从讲政治的高度看待耕地保护和粮食安全问题,厘清党政权责界限,统筹协调各部门形成合力,充分发挥考核“指挥棒”作用和督察“利剑”作用;其二,构建以主产区为主、主销区和产销平衡区共同支撑的国家粮食安全保障格局,重点是主产区优先享有政策扶持和利益补偿,主销区对主产区承担横向利益补偿义务,加快产销平衡区经济发展。

有土斯有粮:高标准农田建设提高了粮食单产吗?

作为“藏粮于地,藏粮于技”战略的重要政策实践,高标准农田建设被期待能够有效实现粮食增产和更好保障国家粮食安全。基于27个省(市、自治区)的面板数据,探索了高标准农田建设对粮食单产的影响及其可能机制。研究发现:(1)高标准农田建设能显著提高粮食单产。替换核心变量、进行非参数估计和考虑内生性的稳健性检验,均证实上述发现可信。(2)机制验证表明,高标准农田建设主要通过提升规模经营、促进技术进步和降低生产风险三大路径来提高粮食单产。(3)异质性分析发现,高标准农田建设对起伏度较小地形、粮食主产区、较发达地区的粮食单产促进效应更大。研究结果表明高标准农田建设确实是夯实粮食安全根基的重要举措,需扎实推进新一轮高标准农田建设工作。

湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价

[目的]测算和分析畜禽养殖粪污耕地负荷和土地承载力,为防治农业面源污染,促进农牧协调发展提供科学依据。[方法]根据湖南省畜禽养殖、作物产量等数据资料,在考虑粪污综合利用率的前提下,采用产排污系数法、养分平衡法分别计算2020年各地市州畜禽养殖耕地污染负荷和土地承载力,分析畜禽养殖空间布局以及粪污消纳分配。[结果]湖南省2020年共养殖猪当量4.27×10^(7)头,各区域养殖量差异很大;畜禽粪便和TN,TP耕地负荷分别为19.04t/hm^(2),94.85,24.99kg/hm^(2),耕地负荷警报级别均在Ⅱ级以上,对耕地环境稍有威胁,其中永州市、娄底市、怀化市、郴州市至少有两项耕地负荷警报级别达到了Ⅲ级及以上,耕地环境风险较高;畜禽养殖土地最大承载量为1.23×10^(8)头猪当量,已养殖猪当量仅占其37.18%。各地市州的可增加养殖量也非常可观,常德市、益阳市、岳阳市、邵阳市、长沙市、永州市、衡阳市7个市的可养殖猪当量在5.00×10^(6)头以上。在确认区域内畜禽养殖未超载的基础上,永州市、娄底市、怀化市、郴州市要鼓励林地、园地的作物管理者增加有机肥的施用比例,加大粪污消纳量,才能降低耕地环境污染风险。[结论]湖南省畜禽养殖耕地环境风险整体上较低,畜禽养殖业发展空间很大,但是部分地市州存在耕地污染风险,必须调整粪污消纳去向,才能缓解耕地的粪污消纳压力,推动农业可持续发展。

丹江口库区沿岸农田土壤重金属分布与来源解析

丹江口水库作为南水北调中线水源地,库区沿岸土壤重金属分布特征直接影响水库水质安全。为研究丹江口水库沿岸农田土壤重金属的污染特征及来源,测定了As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni、Zn和Cr等8种重金属。采用地质累积指数和富集因子对土壤污染状况进行评价,并运用相关性分析及主成分分析展开溯源。结果表明:研究区8种重金属(除2个样品的总As浓度外),其他样品重金属浓度均未超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行):GB 15618—2018》筛选值。Hg富集程度最高,均有4%采样点处于中度富集状态(1<I_(geo)≤2)和重度富集状态(2<I_(geo)≤3)。整个库区农田土壤重金属As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni、Zn和Cr的无污染至轻微污染区均>92%,As、Cd、Hg和Cr的中度以上污染区分别为4%、4%、6%和4%,仅Hg有2%区域属重度污染。空间上,8种重金属分布差异显著,库区农田土壤呈轻度富集趋势。来源解析发现,As、Cu、Ni和Zn主要受生活污染源和工业污染的混合影响,Pb以交通源为主,Cd主要来源于农业污染源,Hg受大气沉降源的污染,而Cr主要来源为成土母质自然源输入,其贡献率分别为44.655%、15.376%、13.093%、11.178%、8.386%。

气候行动最前线的高标准农田生产气象保障

以变暖为主要特征的全球气候变化已经严重威胁到全球粮食安全,高标准农田建设作为农业适应气候变化的重要措施已经在中国推广实施。为助力气候变暖影响下的高标准农田生产,文章梳理了国际土地整理与我国高标准农田建设历程,并从高标准农田适宜性评价、土地要素配置的粮食效应、高标准农田监督管理和高标准农田建设效益评价四个方面综述了高标准农田的最新研究进展,指出目前缺乏高标准农田生产气象保障相关研究。在此基础上,针对高标准农田旱涝保收、抗灾能力强和生态良好“三位一体”的要求,提出气象助力高标准农田生产应加强三个方面研究:农田生态系统气候水资源相互作用与农田节水灌溉;主要粮食作物气象灾变精准监测模拟与快速解析归因;农田生态气象风险敏感因子检测及其气象监测评价,以实现气象为农服务提质增效,助力高标准农田高产增效。

稻麦轮作高标准农田控制排水对排水与氮素输出削减效果模拟

稻麦轮作区高标准农田建设中,通过加深排水沟提高麦作期农田排水降渍能力的同时,加大稻作期农田排水输出,不仅降低了水资源利用效率,而且加重了接纳水体的污染。本文基于江苏省扬州市沿运灌区稻麦轮作农田排水水文水质过程的监测结果,利用田间水文模型(DRAINMOD)模拟了长序列气象条件下,灌区提高农田降渍能力对稻田排水、氮素流失及灌溉需求的负面影响以及控制排水措施的积极效果。结果表明,在节水灌溉模式下,研究区排水沟深度由现状的60 cm加深至120 cm,排水间距由120 m加密至20 m时,稻作期排水量与总氮(TN)输出负荷增加9.0%~22.2%、氨氮(NH_(3)-N)输出负荷增加4.0%~16.8%、灌溉用水量增加9.6%~23.4%。若结合田间管理要求,实施控制排水则可有效缓解提高农田降渍能力造成的负面影响;当排水沟深为120 cm,间距为120~20 m时,稻作期控制排水可使排水量和TN输出负荷减少19.3%~35.3%、NH_(3)-N输出负荷减少7.6%~27.2%、灌溉用水量减少22.9%~40.0%。由于控制排水降低了地下排水梯度,相较于传统排水,农沟从60 cm加深至120 cm时,地下排水平均占比降至50.7%,灌溉用水量相应减少。综上,稻麦轮作农田控制排水具有显著的节水减排作用,可有效降低高标准农田建设中提高降渍能力所产生的负面影响。研究成果可为稻麦轮作区高标准农田建设与水环境保护提供理论依据与技术支撑。

我国耕地质量主控因素及提升策略

我国耕地质量总体偏低,严重威胁国家粮食安全和生态环境安全。目前我国耕地质量的主控因素尚缺乏系统研究,不同类型障碍耕地的质量提升技术策略也不明晰。因此,本文在全面阐述我国耕地质量现状的同时,重点调研揭示了东北黑土地、北方旱地、南方水田、南方旱地、设施农地和盐碱耕地6类典型耕地的突出问题,深入分析了耕地质量问题的主控因素和耕地质量下降的驱动机制。以耕地保护与合理利用为核心,从耕地监测、改良、培肥、利用4个方面,提出维持和提升耕地质量的核心策略,明确耕地科技创新的主要方向。阐明农田工程、保护性耕作、科学施肥、水资源高效利用、耐逆适生作物品种选育等关键耕地质量提升技术途径的适用性。旨在梳理全面综合提升耕地质量的科技需求,为耕地保护相关政策的制定提供重要参考,支撑耕地的农业生产和生态服务功能提升,实现藏粮于地、藏粮于技和农业绿色可持续发展的战略目标。

中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估:研究进展与展望

农田土壤重金属污染对食品安全和人体健康构成巨大的威胁。重金属主要通过经口摄入土壤、吸入土壤颗粒、皮肤接触和食物链摄取等暴露途径进入人体,其中经口摄入重金属污染土壤和农产品是主要的暴露途径。人体健康风险评估在农田土壤质量分类和风险管控中起着重要作用。因此,梳理了中国农田土壤重金属污染的人体健康风险评估的发展状况,介绍了人体健康风险评估的基本流程和评估技术,论述了影响人体健康风险评价准确性的主要因素及优化措施。在农田土壤重金属健康风险评估中,应加强耦合污染源识别技术、重视食物消费暴露途径、精准识别不同敏感受体、本土化敏感受体的暴露参数、纳入重金属的生物可给性,同时提高农田土壤重金属健康风险评估的准确性。未来可从加强应对健康风险评估过程不确定性的技术方法、考虑各种饮食的暴露途径和建立本土化的重金属毒性标准数据等多方面深化农田土壤重金属健康风险评估,以期推动中国农田土壤重金属人体健康风险评估的理论和技术发展。

全球智慧灌溉技术发展态势研究

随着科技和信息的快速发展,智慧灌溉技术被广泛应用。为了掌握全球智慧灌溉技术的发展态势。针对产学研一条链上的基础研究、工程研究和专利技术开展研究,选取Web of Science的SCI论文数据库、Scopus的EI论文数据库和Dervent Innovation的专利数据库进行分析。构建智慧灌溉领域的检索词集,分析表现力指数、竞争力指数以及研究热点和发展态势。研究表明,智慧灌溉领域已经形成相对稳定的全球布局,在感知、控制、决策和管理四大方向进行了战略布局,已经形成相对稳定的六大研究方向即干旱胁迫下的灌溉策略、田间试验与水肥效率、水土监测、智能灌溉系统、可持续发展与节水灌溉、水平衡与灌溉用水管理,两大技术方向即实时灌溉控制系统和方法、节水灌溉装置。未来智慧灌溉研究方向逐渐向可持续、规模化发展,在技术布局上秉持深度交叉融合。培育新业态、新模式,推动智慧灌溉向规模化、专业化、产业化、多元化全面升级,为维护国家粮食安全、全面推进乡村振兴注入新质动能。

关于高标准农田基础设施建设投入问题的思考——基于河北省农田建设多元化投入的实证

本文基于对河北省农田建设项目现状以及财政投入情况进行实地考察,系统总结了中国当前农田建设投入管理的特点、存在问题及其根本原因。借鉴日本在农田基础设施建设方面的经验和做法,提出了一些政策建议,例如最大限度发挥参与农田建设的实体的作用、制定合理的投资标准、优化财政资金补助方式以及增加项目收益渠道。

中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子,结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区;在此基础上,利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子,并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明:1)2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2)中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为:淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3)影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数,其重要性特征值分别为129.53和65.12,土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4)磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关,选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62,其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19(P <0.001)。研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考,对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。

冬春季生态沟渠对农田径流污染物的净化效果分析

为有效提高冬春季沟渠的净化效率,在原有土质沟渠中增设耐寒植物黑麦草浮毯与填料透水坝构建生态沟渠,分析生态沟渠对农田径流中主要污染物的削减率,对比沿程不同处理段对污染物的净化效果,估算植物吸收对于污染通量降低总量的贡献。结果显示:在冬春季节,生态沟渠对总氮(TN)、硝氮(NO_(3)^(-)-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)和悬浮物(SS)的总削减率均值分别为29.06%、54.93%、20.76%、54.08%和49.85%。透水坝段的TN和NO_(3)^(-)-N沿程削减率最高;植物浮毯+透水坝段的TP和COD沿程削减率最高;植物浮毯段的SS沿程削减率最高,其对NO_(3)^(-)-N、TP和COD也有较好的净化效果。在降水量达到10 mm以上的9 d内,TN和TP的污染通量降低总量分别为11.43和0.27 kg;黑麦草吸收的氮、磷量分别约占污染通量降低总量的20.6%和55.6%。大雪融化后气温降至0℃以下,可能引起土壤冻融作用,雪水径流中的氮、磷浓度显著升高,此时生态沟渠对径流中氮、磷的净化效果不明显,可利用周边河塘暂存雪水径流,后续结合生态措施对污染物实施强化处理。

以新质生产力拓展农业多功能性

农业是国民经济发展及社会稳定的基础。拓展农业多功能性对于推动农业高质量发展,助力乡村振兴和农业农村现代化意义重大。以新质生产力拓展农业多功能性,不仅需要基于对农业及其多功能性的理解,明确农业多功能性发挥所面临的关键挑战,提出新质生产力的主要发力方向,还需要围绕劳动者、生产资料和劳动对象三大要素的培育需求,完善法律法规,提高对农业多功能性的认识,构建多利益方公平参与和多渠道协同融资的激励机制。

辽宁地区农田土壤中微塑料丰度及其在团聚体中的分布特征

为了明确辽宁地区农田土壤微塑料污染情况,本研究以辽宁14个地区的农田土壤为研究对象,采用密度分离和氧化分解的方法,结合显微镜和红外光谱技术测定了土壤及各级团聚体中微塑料的丰度和分布特征。结果表明:辽宁地区农田土壤中微塑料丰度为3605个·kg^(-1),主要包括纤维状、颗粒状、块状和薄膜状4种形状,其中纤维状最多(42.11%),颗粒状和块状次之(29.10%和22.32%),薄膜状最少(6.47%)。纤维状微塑料的主要成分是尼龙,颗粒状微塑料的主要成分是聚对苯二甲酸乙二酯,块状和薄膜状微塑料的主要成分是聚乙烯。辽宁14个地区农田土壤中微塑料丰度及其形状组成各不相同,其中辽阳、朝阳、本溪、营口地区土壤中微塑料丰度显著高于其他地区。土壤中69.14%的微塑料以与团聚体结合的方式存在,尤其与小团聚体结合的最多,另外30.86%的微塑料以分散态存在。不同形状微塑料在团聚体中的分布也不同,纤维状和颗粒状微塑料主要存在于小团聚体中,薄膜状微塑料主要存在于大团聚体中,而块状微塑料在各级团聚体中的分布没有显著差异。研究表明,辽宁地区农田土壤中普遍存在微塑料污染,但是在空间上分布不均衡。土壤中微塑料主要是纤维,其成分是尼龙。土壤中的微塑料主要以与团聚体结合的方式存在,但是仍有一部分微塑料以分散态存在,在灌溉或降雨条件下存在向下淋失污染深层土壤和地下水的风险。

粮食安全视角下农田灌溉系统的功能演进、现实困境与治理对策

粮食安全是建设农业强国的必然要求,农田灌溉系统是保障粮食安全的基础,二者在乡村社会的交织,体现为农田灌溉系统的多重属性。以“物质-技术-制度”的多重属性为理论基础,探究农田灌溉系统的对粮食安全的作用机制,明确农田灌溉系统的功能演进和现实困境的本质,对于实现农业可持续发展和乡村治理有效具有重要意义。我国农田灌溉系统的功能演进体现在“数量-质量-生态”物质属性功能的渐进发展、“水-能-粮耦合”技术属性功能的体系建构、“多元参与”制度属性功能的建设格局,现实困境表现为气候变化引致的设施脆弱性困境、“大国小农”引致的技术推广困境、主体缺位和机制失灵引发的管护困境。为此,全方位夯实粮食安全根基,必须以综合可持续为目标建设农田灌溉设施,以产权和价格机制为杠杆提升农田灌溉系统市场化供给水平,以协同治理为抓手加强农田灌溉系统管护,从而促进农田灌溉系统的效能发挥。

苯醚甲环唑胁迫下农田土壤微生物群落和多样性分析

为研究三唑类杀菌剂苯醚甲环唑(dif)施用后土壤中微生物群落结构的响应变化,通过模拟生产中的施用剂量,监测35 d后土壤的理化性质并利用高通量测序技术分析土壤中细菌和真菌的群落组成变化,通过db-RDA分析建立环境因子与微生物群落响应关系。研究结果显示,随着dif施用浓度的增加,土壤中有机质(SOM)、总氮(TN)、碱解氮(AN)均有所提高,有效磷(AP)呈下降趋势,Alpha多样性指数中细菌Chao1、ACE和Shannon指数均低于未处理土壤,真菌Shannon指数高于未处理土壤;所有样本中细菌共检出31门、91纲、206目、315科、553属,真菌共检测出11门、34纲、79目、174科、370属;苯醚甲环唑施用浓度为50 mg/kg时,土壤细菌中变形菌门和拟杆菌门的相对丰度分别提高了14.2%和1.81%,酸杆菌门和绿弯菌门相对丰度分别降低了8.28%和3.44%,绝对优势菌属节杆菌属相对丰度下降7.85%,真菌中赤霉属和被孢霉属逐渐成为优势菌群;细菌的优势菌群中变形菌门与TN呈显著正相关,真菌优势菌门中子囊菌门与AN、TN和dif呈显著正相关,被孢霉门与SOM呈显著负相关;TN和AN对细菌的Shannon指数影响较大。以上说明,高浓度苯醚甲环唑的施用对土壤的理化性质以及微生物的丰富度和群落结构均产生了影响。