楊瑞珍,陳印軍
(中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所,北京 100081)
從各方面的分析結(jié)果看,東北地區(qū)的耕地質(zhì)量狀況總體偏低,中低產(chǎn)田面積比重較大,旱澇保收農(nóng)田比重小,抗御自然災害的能力弱。
根據(jù)2009年國土資源部歷時10年完成的《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定》標準[1],將全國耕地評定為15個等別,1等耕地質(zhì)量最好,15等耕地質(zhì)量最差,并且將全國耕地按照1—4等、5—8等、9—12等、13—15等劃分為優(yōu)等地、高等地、中等地和低等地。按此標準劃定結(jié)果,東北地區(qū)耕地質(zhì)量等別從7等到14等,平均質(zhì)量等別為11.2等,以10等到12等為主,其中吉林省平均質(zhì)量等別最高,為10.6等,而黑龍江省平均質(zhì)量等別最低,為11.5等。
東北地區(qū)受氣候條件制約,熱量資源相對不足,高等地面積較小,為10.6萬hm2,僅占全區(qū)評定總面積的0.5%;中等地面積最大,為1 954.1萬hm2,占88.1%,均勻分布在3個省;低等地面積為254.5萬hm2,占11.4%,主要分布在黑龍江省山地丘陵區(qū)。耕地質(zhì)量等別面積的分布呈現(xiàn)兩頭小、中間大的態(tài)勢[1]。
東北地區(qū)耕地以中低產(chǎn)田為主。前面所述的《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定》結(jié)果其實也反映了東北地區(qū)耕地質(zhì)量的總體狀況為中產(chǎn)田比重大、高產(chǎn)田和低產(chǎn)田比重小,這也于東北地區(qū)各省實際的高、中、低產(chǎn)耕地面積構(gòu)成狀況相吻合。據(jù)東北三省區(qū)劃部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,東北地區(qū)中產(chǎn)田占41.5%,低產(chǎn)田占27.9%,中低產(chǎn)田合占耕地的69.7%。從各省情況看,黑龍江省、吉林省和遼寧省中低產(chǎn)田面積分別占該省耕地面積68.7%、74.8%和64%。
東北地區(qū)耕地中有效灌溉面積和旱澇保收高標準農(nóng)田面積所占比重均低,據(jù)2013年中國統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),東北地區(qū)有效灌溉面積為832.7萬hm2,占全區(qū)耕地面積的38.8%,較全國51.8%的平均水平近13個百分點。其中遼、吉、黑三省有灌溉面積占耕地比重分別為41.6%、33.5%和40.4%,分別比全國平均水平低11.2、11.8和11.4個百分點。由于耕地有效灌溉面積所占比重低,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性差,東北地區(qū)旱作農(nóng)田玉米和大豆單產(chǎn)的波動很大。以大豆和玉米主產(chǎn)區(qū)黑龍江省為從例,據(jù)2013年黑龍江統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù),該省1980~2012年32年間有19年大豆單產(chǎn)增減幅度超過10%,單產(chǎn)年最大增幅高達25.8%,其中增產(chǎn)幅度超過20%的年份有4年;單產(chǎn)年最大減幅高達24.9%,其中減產(chǎn)幅度超過20%的年份有4年。黑龍江省1980~2012年32年間有15年玉米單產(chǎn)增減幅度超過10%,單產(chǎn)年最大增幅高達44.7%,最大減幅高達 16.4%[2]。
東北地區(qū)耕地質(zhì)量總體偏低已成為人們的共識,然而,東北地區(qū)耕地質(zhì)量變化態(tài)勢如何,耕地質(zhì)量到底是向好的方向發(fā)展,還是向壞的方向發(fā)展?目前沒有統(tǒng)一的認識。
從已查閱到的東北耕地及其質(zhì)量變化方面的相關(guān)文獻中可以看出,人們對東北地區(qū)耕地質(zhì)量變化的普遍看法是:東北地區(qū)耕地質(zhì)量總體水平趨于下降。如張孝存等[3]認為黑土開墾后,土壤表層有機質(zhì)含量發(fā)生明顯變化,隨著耕種年限延長逐漸降低。開墾40年較開墾28下降5.49g/kg,耕種60年較40年下降2.42g/kg,耕種100年較60年下降4.89g/kg。從平均下降速率來看,在開墾前期 (40年)下降較大,以后趨于平緩。趙其國[4]認為東北黑土地帶土壤有機質(zhì)含量由剛開墾時的8% ~10%已降為目前的1% ~5%;汪景寬等[5]認為黑土的顆粒組成受開墾歷史影響的程度較小,其質(zhì)地沒有發(fā)生顯著變化,黑土的有機質(zhì)、全氮、全硫和全磷隨著黑土開墾時間的增加而不斷降低,速效磷隨黑土開墾時間的增加有增高的趨勢。管建濤等[6]認為肥沃的黑土地正在變“瘦”,黑龍江省土肥管理站對肇東、訥河、綏濱等縣市、區(qū)的耕地檢測結(jié)果顯示,1982~2007年,耕地土壤有機質(zhì)相對下降21%,其中下降幅度最大的地區(qū)達64%。劉登高等[7]認為黑土地肥力在不斷的退化,黑土層變薄,土壤基礎(chǔ)肥力下降變瘦,土壤容重增大土質(zhì)變硬,沙化、鹽堿化嚴重等,其退化原因有自然原因和人為因素兩個方面:自然因素一是黑土區(qū)春季少雨多風,并且風大,持續(xù)時間長,加劇了該地區(qū)春旱和土壤風蝕;二是黑土區(qū)降雨集中夏季,暴雨沖刷,形成面蝕和溝蝕;三是全球性的氣候變暖,加速了土壤有機質(zhì)的分解,造成土壤有機質(zhì)下降。人為因素一是忽視了輪作養(yǎng)地,二是在采用化肥、農(nóng)藥等現(xiàn)代化技術(shù)的同時,忽視了生物措施,三是在實行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制時,忽視了與先進農(nóng)業(yè)技術(shù)的配置,四是在推廣小型農(nóng)機具耕作的同時,忽視了大小型機械配套作業(yè),五是在鼓勵開發(fā)的同時,忽視了生態(tài)環(huán)境的保護。國家統(tǒng)計局吉林調(diào)查總隊的調(diào)查結(jié)果[8]認為耕地地力在下降,并指出吉林省耕地質(zhì)量下降的主要原因:一是由于過度墾殖等因素生態(tài)環(huán)境惡化是耕地質(zhì)量退化的根本原因;二是現(xiàn)行玉米連作制、化肥為主的施肥制度加劇了耕地質(zhì)量退化;三是水土流失促進了耕地質(zhì)量退化。吳艷玲[9]認為東北黑土地退化的直接原因是黑土地的過度開墾、種植結(jié)構(gòu)單一、濫用化肥、農(nóng)藥等粗放的農(nóng)地經(jīng)營模式,但其深層次原因則在于制度,包括現(xiàn)行農(nóng)村土地制度、政府扶持制度和黑土地利用觀念上的一些缺陷和不足。顧列銘[10]認為,近年來隨著城市化、工業(yè)化的發(fā)展,城市和村鎮(zhèn)周邊排灌條件好、經(jīng)過多年培育的優(yōu)質(zhì)耕地被大量占用,中低產(chǎn)田比例大幅度上升,耕地總體質(zhì)量持續(xù)下降?!吨袊寥蕾|(zhì)量》一書的分析結(jié)果[11],1980~000年,中國黑土區(qū)土壤肥力等級總體表現(xiàn)為下降。中國工程院[12]的研究顯示,目前東北黑土區(qū)的水土流失面積占總面積的34%;近50年來,黑土層平均流失了一半,表層有機質(zhì)含量減少了1/3-1/2,長此以往東北黑土將流失殆盡。此外,吉林省30cm以下的薄層黑土面積已占黑土總面積的42%,其中小于20cm的“破皮黃”已占14.6%。另外,還有不少學者在其文獻中從不同角度論述東北地區(qū)耕地總體質(zhì)量趨于下降。
為了掌握全國耕地土壤變化狀況,全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心于1984年開始主持實施了“國家級耕地土壤長期定位監(jiān)測”工作,全國30個省 (區(qū)、市)共有定位監(jiān)測點190個,其中吉林省6個,監(jiān)測土壤類型為黑土、水稻土、黑鈣土等;遼寧省6個,監(jiān)測土壤類型為棕壤、褐土、草甸土;黑龍江省12個,監(jiān)測土壤類型為黑土、草甸土、黑鈣土、白漿土、暗棕壤、水稻土和風沙土等。東北三省區(qū)共有國家級監(jiān)測點24個。1985~2010年間耕地土壤主要營養(yǎng)成分含量的監(jiān)測結(jié)果表明,東北地區(qū)耕地土壤肥力指標總體上由下降到穩(wěn)中有升的趨勢[13-14]。
2.2.1 農(nóng)田耕層土壤有機質(zhì)含量總體上由下降到穩(wěn)中有升之勢
1988~1997年長期定位監(jiān)測點的數(shù)據(jù)表明,東北區(qū)土壤有機質(zhì)呈下降趨勢,平均年下降0.47g/kg,每年降低率約為1.6%;而1998~2010年東北區(qū)土壤有機質(zhì)呈上升趨勢,平均年增加0.32 g/kg。從分省情況看,黑龍江省耕層有機質(zhì)平均含量變化趨勢是,1987~1997年,有下降趨勢;1998~2006年,呈上升趨勢。吉林省土壤有機質(zhì)含量總體呈現(xiàn)上升趨勢,中部地區(qū)耕地土壤有機質(zhì)含量比第二次土壤普查升高1.53%,東部持平,西部地區(qū)略有下降。遼寧省耕地土壤有機質(zhì)含量在1979~1999年間呈下降趨勢,從1979年的15.8g/kg下降至15.4g/kg,下降2.53%,之后趨于上升,到2011年,遼寧省土壤有機質(zhì)平均含量為19.4g/kg,與第二次土壤普查結(jié)果相比,增加了3.6g/kg,增加幅度為22.78%。
2.2.2 農(nóng)田耕層土壤全氮總體上呈上升之勢
1988~2010年長期定位監(jiān)測點的數(shù)據(jù)表明,東北區(qū)土壤全氮含量呈上升趨勢,平均年增加0.026g/kg,每年增加率約為1.7%。從黑龍江省耕層全氮平均含量變化趨勢看:1987~1997年,基本平穩(wěn);1998~2006年,略有上升。吉林省耕地土壤氮含量上升0.01%;2011年調(diào)查結(jié)果,遼寧省土壤全氮平均含量為1.03g/kg,與第二次土壤普查結(jié)果相比略有增加,增加了0.01g/kg,增加幅度為0.98%。
2.2.3 農(nóng)田耕層土壤堿解氮含量總體上呈前期下降、后期平穩(wěn)趨勢
1988~2006年,東北區(qū)土壤堿解氮含量有所下降,平均年降低0.4 mg/kg,每年降低率約為3.4%。近年來 (2004~2010年),東北區(qū)土壤堿解氮含量在145.0 mg/kg附近呈上下波動。從黑龍江省耕層土壤堿解氮平均含量變化趨勢看:1987~1997年,有顯著下降趨勢,1998~2006年,基本平穩(wěn)。遼寧省農(nóng)田耕層土壤堿解氮含量自1979年以來變化趨勢為緩慢增加狀態(tài)。
2.2.4 農(nóng)田耕層土壤有效磷含量總體上呈顯著上升趨勢
1988~1997年間農(nóng)田耕層土壤有效磷含量平均年增加1.3mg/kg,每年增加率約為8.7%。從黑龍江省耕層土壤有效磷平均含量變化趨勢看:1987~1997年變化基本平穩(wěn),1998~2006年,有顯著上升趨勢。吉林省耕地土壤有效磷含量比第二次土壤普查值增加19.59mg/kg。遼寧省農(nóng)田耕層土壤有效磷含量總體呈持續(xù)增加趨勢。
2.2.5 農(nóng)田耕層土壤速效鉀含量總體上呈增加趨勢
1988~2010年間,土壤速效鉀含量平均年增加2mg/kg,每年增加率約為1.1%,20多年中上升了37mg/kg,上升率為31.3%,特別是后期上升速率在加快。從黑龍江省耕層土壤速效鉀平均含量變化趨勢看,1987~1997年,有下降趨勢;1998~2006有上升趨勢。
吉林省農(nóng)田耕層土壤速效鉀含量總體呈現(xiàn)上升趨勢,上升16.98mg/kg;遼寧省農(nóng)田耕層土壤速效鉀含量總體先降后升的趨勢,2011年調(diào)查結(jié)果,遼寧省土壤速效鉀平均含量為142.83mg/kg,與第二次土壤普查結(jié)果相比,增加了30.48mg/kg,增加幅度為27.12%。
東北地區(qū)耕地質(zhì)量總體變化態(tài)勢到底如何,目前沒有統(tǒng)一的認識。有關(guān)人員對東北地區(qū)耕地質(zhì)量變化態(tài)勢的普遍看法是耕地質(zhì)量總體水平趨于下降。然而,“國家級耕地土壤長期定位監(jiān)測”結(jié)果是東北地區(qū)耕地土壤肥力指標總體上由下降到穩(wěn)中有升的趨勢。綜合相關(guān)的研究數(shù)據(jù)和前人成果,作者認為過去東北地區(qū)耕地的土壤肥力質(zhì)量總體上呈下降之勢,但自20世紀90年代末期開始,耕地的土壤肥力質(zhì)量下降的趨勢逐步得到扭轉(zhuǎn),并逐步趨于上升。正如前面所述的農(nóng)田土壤監(jiān)測結(jié)果表明,近10多年,無論是農(nóng)田土壤有機質(zhì)含量,還是土壤全氮與堿解氮含量,或土壤有效磷和土壤速效鉀含量總體上均呈穩(wěn)中有升的趨勢。東北地區(qū)耕地的土壤肥力質(zhì)量從前期的下降轉(zhuǎn)向后來的上升,主要緣于積極推廣耕地質(zhì)量調(diào)控與提升技術(shù),尤其是廣泛推廣農(nóng)作物秸稈還田的結(jié)果。另外,隨著東北地區(qū)畜禽養(yǎng)殖數(shù)量的增加,動物糞肥數(shù)量也在增加,為培肥地力提供了物質(zhì)來源。
值得說明的是,“國家級耕地土壤長期定位監(jiān)測”網(wǎng)點主要布局于老墾區(qū),其結(jié)果反映的是老墾區(qū)耕地的土壤肥力變化趨勢。在新墾區(qū),尤其是近10年在黑土區(qū)新開墾的耕地,其土壤肥力質(zhì)量,尤其是有機質(zhì)含量有可能仍然呈下降之勢。
3.2.1 耕地的機械化水平等大幅提高,耕地的管理質(zhì)量顯著提高
耕地管理質(zhì)量是指人類對耕地的影響程度,一般用耕地的機械化、水利化等水平來反映。東北地區(qū)耕地的管理質(zhì)量明顯上升,特別是機耕率、機播率、機收率、大型噴灌設(shè)施得到了長足的發(fā)展,在全國名列前茅。2012年東北地區(qū)農(nóng)業(yè)機械總動力為9 634.5萬kW,是1980年164.6萬kW的58.5倍;2012年農(nóng)用大中型拖拉機達到142.5萬臺,是1980年13.7萬臺的10.4倍。其中黑龍江省農(nóng)用大中型拖拉機達到80.9萬臺,是1980年的6.8萬臺的11.9倍,目前,黑龍江省農(nóng)田的機耕率、機播率、機收率達到90%以上;遼寧省機耕率達到91.5%,比2000年的65.5%增加了26個百分點。另外,農(nóng)田灌溉水平也在近逐年提高,如黑龍江省農(nóng)田的有效灌溉率1980~1989年間,從7.7%緩慢增長到8.8%,10年增加1個百分點;1990~1999年間,從12.2%增長到17.8%,10年增加5.6個百分點;2000~2012年間,從21.1%增長到40.4%,13年增加19.3個百分點。2012年吉林省的有效灌溉面積185.19萬 hm2,比1980年的73.07萬hm2,增加了1.5倍。2012年,遼寧省灌溉率為41.6%,比2000年的32.5%增加了9.1個百分點[15-16]。
3.2.2 糧食產(chǎn)量大幅度提高,耕地經(jīng)濟質(zhì)量呈上升趨勢
耕地經(jīng)濟質(zhì)量是指耕地的綜合產(chǎn)出能力和產(chǎn)出效率,用耕地總產(chǎn)、單產(chǎn)或收益來反映。近30年多年,東北地區(qū)的糧食產(chǎn)量得到了迅速增長。2012年,東北地區(qū)糧食總產(chǎn)量達到1.117 5億t,分別是1980年、1990年和2000年的3.2倍、1.9倍和2.1倍。其中2012年黑龍江省和吉林省糧食總產(chǎn)量分別達到5 761.5萬t和3 343萬t,均是1980年3.9倍。期間糧食單產(chǎn)水平提高幅度也較大,2012年,黑龍江省為5 001kg/hm2、吉林省為7 251kg/hm2,遼寧省為6 431kg/hm2,分別是1980年的2.5倍、3倍和1.7倍。由于糧食產(chǎn)量的提高,糧食生產(chǎn)經(jīng)營收益快速增長。如吉林省2012年單位面積糧食生產(chǎn)收益比2000年增加了一倍。以玉米和水稻生產(chǎn)為例,每公頃玉米增加1 500元左右,水稻增加2 000元左右。由此可見,耕地經(jīng)濟質(zhì)量總體呈上升趨勢[15-16]。
3.3.1 耕地水土流失問題依然突出
我國東北地區(qū)有部分耕地分布于丘陵漫崗區(qū),這部分耕地雖然坡度不大,但坡長很長,一般在100m以上,黑土地區(qū)長達幾百米甚至1 000m以上,水蝕、風蝕、凍融等導致的水土流失非常嚴重,其面積有不斷增大之勢。據(jù)黑龍江省水利部門統(tǒng)計,該省水土流失面積1 344.9萬hm2,占全省土地總面積的30%,其中耕地水土流失面積298.5萬hm2,占全省耕地面積的25.2%。2011年黑龍江省水土流失面積比2007年增加近33萬hm2。由于嚴重的水土流失,導致這部分耕地的地力逐年減退,土地生產(chǎn)力下降,因水土流失每年少收糧食22.5億~25億kg。水利部松遼水利委員會的數(shù)據(jù)顯示[17],目前黑土區(qū)坡耕地黑土層厚度已由開墾初期平均80~100cm降到了20~40cm,以每年0.3~1cm的侵蝕速率,如不及時治理,40~50年后大部分黑土層將流失殆盡。
3.3.2 耕地土壤污染問題日益突出
耕地土壤污染,它是近期東北地區(qū)耕地質(zhì)量下降的又一重要癥狀,并有加重的趨勢。2013年底,國土資源部等部門發(fā)布《關(guān)于第二次全國土地調(diào)查主要數(shù)據(jù)成果的公報》[18]數(shù)據(jù)顯示,中國人均耕地不足世界一半,不能耕種的中重度污染耕地卻多達333萬hm2,而東北地區(qū)也是受污染的重點區(qū)域之一。污染主要來源于農(nóng)田化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等化學品的超高量和不合理使用,規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖場畜禽糞便和廢棄物的不合理使用以及工業(yè)和城市排污。如化肥的過量使用,據(jù)調(diào)查,20世紀70年代黑土地每公頃施用化肥僅為10kg,而現(xiàn)在每公頃施用肥料 (純氮)近100kg,增長近10倍。需要強調(diào)的是,近年來東北地區(qū)的土壤污染問題以及對耕地質(zhì)量的影響有加重的趨勢,需引起高度重視。
3.3.3 耕地“占優(yōu)補劣”導致局部區(qū)域耕地質(zhì)量下降
在東北城市、工礦、道路等建設(shè)占用了大量高等級耕地,雖然新開墾的農(nóng)田面積較大,耕地后備資源也較多,但補充的耕地主要分布在水熱、區(qū)位、地形條件相對較差的邊遠丘陵山區(qū)或保水保肥條件差的“四荒地”,多為限制因素較多的劣質(zhì)低產(chǎn)田。如吉林省2004~2009年的5年間新增耕地167.79萬hm2,其中65%是分布在生態(tài)環(huán)境較脆弱、土壤質(zhì)量較差的西部地區(qū)。由于高等級耕地流失過快,補充耕地等級偏低,以次充好的情況很嚴重,由此導致局部區(qū)域耕地質(zhì)量下降。
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