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厘清耕地生态保护的内涵

2021-09-24 10:29:57    来源: 中国自然资源报    作者:张凤荣

内容提要

耕地生态系统因为有了人类,其结构与功能都发生了转变。笔者认为,耕地的主体功能是为人类提供食物,因而要建立一个作物高产稳产的耕地生产/生态系统结构,就不能要求其在生物多样性方面“十全十美”。耕地生态保护的内涵应该包括三方面:一是从区域国土空间结构看,不能开垦具有重要生态服务功能的湿地甚至是成片的“未利用地”,要退耕那些产生严重生态环境问题的退化严重的耕地,将其调整为与自然环境相适应的其他地类;二是通过高标准农田建设或改造中低产田,提高耕地的生产功能,并尽可能保持或发挥其生态服务功能;三是在耕地利用过程中保证耕地土壤不受污染,保护耕地的绿色农产品生产功能,不带来外部环境负效应。

我国耕地保护工作已经走上了数量、质量、生态三位一体保护的可持续发展之路。对于数量保护,业内都很清楚;关于质量保护也比较清楚。但是,对耕地生态保护的内涵目前还比较模糊,甚至存在争议。有人将一般意义上的生物多样性作为耕地生态保护的内容之一,甚至有人将生态优先与耕地保护对立起来。为此,笔者认为,有必要界定清楚耕地生态保护的内涵,讲清楚耕地保护和生态保护的辩证逻辑关系,助推耕地生态保护步入科学可行的轨道。

耕地生态系统结构与功能

在耕地生态系统中,既包括水、气、热和矿物质营养等主要来自大气圈、水圈、岩石/土壤圈的非生命部分,又包括作物、人类、动物和微生物等有生命部分。在作物、人类、动物和微生物等有生命部分中,根据各个组分在生态系统中的能量转换和物质循环过程中的功能或营养方式的不同,可再分为生产者、消费者和还原者。作物是生产者,它通过光合作用制造有机物质——根、茎、叶和籽实,为一切生命活动提供能量来源。人类和动物都是消费者,他(它)们直接或间接地利用作物所制造的有机物质,从中获得生存发展能量。还原者是土壤中的微生物,主要是细菌和真菌,也包括蚯蚓或蚂蚁等土壤中的某些腐食性动物,它们把复杂的动植物有机残体分解为简单的化合物,归还到土壤中或大气中去,再被作物循环利用。

耕地生态系统是受人工干预很大的自然—人工复合生态系统,这主要是因为耕地生态系统的消费者是动物世界的顶级动物——人。人类不但为了自己的生存繁衍排斥其他消费者吃食作物,而且还为了作物的高产稳产建设和管理耕地,如农田基本建设和耕作、灌溉和施肥,通过引进耕地生态系统以外的能量,深刻影响着耕地的生产能力。而森林、草原、湿地等这种自然或近自然的生态系统中(严格上说,今天已经几乎不存在纯自然的生态系统),人类之外的其他动物就没有人类这种利用自然、改造自然的主观能动性,对生态系统的干预和影响很小。

正是因为人类成为耕地生态系统结构中最活跃、影响最大的一员,耕地生态系统的结构不同于森林、草原、湿地等。土地开垦后的功能发生了变化,耕地的主体功能转变为为人类提供食物;而且在人类对食物需求功能的导向下,其生态系统的结构也在不断发生着变化,向着更满足人类食物需求功能的方向转化。森林、草原、湿地等生态系统中的各类植物也通过光合作用为消费者提供有机物质,但系统中的消费者(各种动物)毫无改造自然的能力,只能被动地依附于植被生活。

因此,对于耕地生态系统来说,气候与气体调节、水源涵养、净化环境、养分循环等生态服务功能是作物生产在行使农产品生产功能时附带发生的,这些生态功能并不是人类要求的主体功能。但是,为了人类经济社会的可持续发展,在保证农产品生产功能的同时,应尽可能减少农业生产对生态环境的负面影响,多发挥正向的生态服务功能。

耕地生态保护要跳出通常意义上的生物多样性概念

由自然条件决定的耕地生态系统中无生命部分的光照、热量、水分和养分是一定的。为了保证作物的高产,耕地不能 “杂草丛生”,即不能让其他“杂草”与作物争夺光、热、水和养分。因此,耕地地上部分的垂直结构与森林、草地、湿地的垂直结构不同,不是由不同高度、生长型的植物构成的多层结构,而是在人们的中耕锄草等田间管理下呈现出由单一作物组成的单层结构,除非是间套种。但即使是间套种,也是人类生活需求的作物,也不容许“杂草”存在。

为了不让其他动物吃食作物,人们在播种时就给种子拌上农药,防止 “害虫”,如地老虎、蝼蛄等吃食幼苗造成的缺苗断垅;当庄稼长起来后,还要喷洒农药,消灭吃食作物茎叶的蚜虫、黏虫、蝗虫等“害虫”。这使得耕地生态系统中的动物多样性必然降低。为了防治锈病、根腐病等,还得施用农药消杀造成锈病、根腐病的微生物,这使得一些细菌、真菌的种类减少。凡此种种,田间管理在杀灭“病虫害”的同时,还会“伤及无辜”,必然使得耕地(土壤)的动物、微生物多样性降低。因此,耕地的生态系统结构相对于林地、草地、湿地等是简单的。将生物多样性内涵也赋予耕地生态系统,是一种泛生物多样性主义。耕地生态保护要跳出通常意义上的生物多样性概念,聚焦建设维护耕地农产品生产功能的土壤生物群系;这种不同于耕地原生植被下的土壤生物群系,支持耕地的高产稳产和绿色生产。关于耕地生物多样性研究,应该聚焦在田间管理下,耕地生态系统可能产生的一些抗药性强或能够降解农药的动物微生物,甚至是那些因施用农药和使用塑料薄膜而“变异”出的一些与耕地生态系统相适应的新的动物和微生物种群。这也许是耕地生态系统对地球生态系统在生物多样性上的一种特殊贡献。

耕地生态保护首先要在国土空间布局层面上考量

在国土空间规划中,应该统筹耕地生态系统与林地、草地、湿地等其他生态系统的保护,优化国土空间布局,这是在战略意义上的耕地生态保护。首先,耕地占补平衡或新增耕地不能开垦生态用地。比如,过去“一调”和“二调”时被认为是“未利用地”的一些地类,如滩涂、沼泽、红树林等,都曾作为耕地后备资源;但在第三次全国国土调查时,这些“未利用地”被划归为湿地地类,就不再是耕地后备资源,不能再开垦,因为需要这些地类在国土空间中发挥湿地的生态服务功能。

特别需要提出的是,要以“统筹山水林田湖草沙系统治理”为指导进行国土空间布局;即使是“未利用地”,也不能成片开发,因为那些“未利用地”是陆地生态系统的重要组成部分,有着其特有的生态服务功能。但是,在田块尺度上,不能容许田块中有原生野草“夹荒地”的存在。因为农作物是人工驯化栽培品种,它竞争不过原生野草。稻田中如果有一野生苇地斑块,这块草地中的苇子将很快侵入农田,与作物争夺养分而疯长。辩证地看,农田中的所谓“生物岛”既是“有益动物”的栖息地,也必然是有害动物如田鼠和蝗虫的栖息地。现在,我国很少有蝗灾发生了,尤其是在东部农区,已经几十年没有发生大面积的蝗灾。这尽管是因为有了农药和药械高效灭蝗的手段,但也与东部农区绝大部分土地已经被开垦为耕地,使得蝗虫的自然栖息地很少关系很大。蝗虫的自然栖息地减少了,即使蝗虫依然可在小面积的自然栖息地上繁殖,但其繁殖的种群数量不大,在其侵袭农田时,农民仅利用农药等手段就可以灭蝗,不至于让其发展成蝗灾。

当然,对那些严重退化从而危害了生态环境的耕地,要坚决退耕,本着宜林则林、宜草则草、宜湿则湿、宜沙则沙的原则,将其修复或自然修复成与其自然条件相适应的地类。

通过高标准农田建设或中低产田改造实现耕地生态保护

高标准农田建设可以提高单位面积耕地的产能,缓解以扩大耕地面积来保证粮食安全给区域生态系统造成的压力,从而保护了区域内沼泽、滩涂、草地等其他土地生态系统。

高标准农田建设还可以提高耕地利用过程中带来的对环境污染的缓冲能力,如建设滴灌等现代节水灌溉工程,既提高了灌溉水的利用率,也可减少灌溉回水中养分流失造成河流、湖泊和地下水的污染。

有些人建议要把排水沟搞成“自然弯曲”,将灌溉渠道建成粗糙可以让动物爬行甚至可以打洞做窝的“生态渠道”,是对于耕地生态保护内涵的误读。弯曲不规则的排水沟会使得田块不规则,不利于耕种。粗糙的灌溉渠道输水效率低,甚至可能造成灌溉水的泄漏。事实上,正因为自然河流弯弯曲曲,在大雨暴雨来临时洪水才排泄不畅。“治理淮河”“根治海河”“把黄河的事情办好”,在黄淮海平原上建设方格网状干支斗农四级排水体系,就是为了通畅排水,避免洪泛灾害的经常发生。

那些沙性大、土层薄、坡度大、有盐碱、渍涝等这样那样限制因素的中低产田,往往也是生态脆弱耕地。改造这些限制因素,不但可提高耕地的生产能力和生产的稳定性,而且也是生态修复和保护。如,将坡耕地修建成梯田,可以防止水土流失,保水增墒。这样不但可以提高水分利用率和产量,而且可以减少河道淤积和洪水泛滥对河谷和下游农田以及人民生命财产的威胁。土层薄的耕地通过客土增加土层厚度,既可以提高水分涵养能力,能抗旱,也能减少随渗漏水流失的养分导致的河湖水质的富营养化危害。

耕地生态保护的重要内容是耕地土壤环境保护

耕地土壤环境保护是耕地生态保护的重要内涵之一。也就是说,在耕地利用过程中防止土壤重金属污染、农药污染、塑料薄膜污染、土壤酸化等,就是保护耕地生态。对于已经污染了的耕地土壤进行污染物清洁,就是修复耕地生态。

本来耕地土壤肥力或养分水平越高越好,那样可以充分满足作物高产对养分的需求。但养分高了,也会受重力作用随径流水进入河湖和地下水,导致水体富营养化。因此,采取测土配方施肥,将土壤肥力水平保持在一个可满足作物需求但又不过高的水平上,也是耕地生态保护的重要内容。秸秆还田、多施用有机肥、减少过多的化肥投入,这些有助于碳中和的有机农业耕种方式,也是耕地生态保护的重要内容。

无论是耕地利用过程中保护耕地土壤不受污染,或者是对已经污染的耕地土壤进行清洁,使耕地能够生产出绿色农产品,这些都是耕地生态保护。

(作者单位:中国农业大学土地科学与技术学院)

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