杨瑞珍,陈印军
(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081)
从各方面的分析结果看,东北地区的耕地质量状况总体偏低,中低产田面积比重较大,旱涝保收农田比重小,抗御自然灾害的能力弱。
根据2009年国土资源部历时10年完成的《中国耕地质量等级调查与评定》标准[1],将全国耕地评定为15个等别,1等耕地质量最好,15等耕地质量最差,并且将全国耕地按照1—4等、5—8等、9—12等、13—15等划分为优等地、高等地、中等地和低等地。按此标准划定结果,东北地区耕地质量等别从7等到14等,平均质量等别为11.2等,以10等到12等为主,其中吉林省平均质量等别最高,为10.6等,而黑龙江省平均质量等别最低,为11.5等。
东北地区受气候条件制约,热量资源相对不足,高等地面积较小,为10.6万hm2,仅占全区评定总面积的0.5%;中等地面积最大,为1 954.1万hm2,占88.1%,均匀分布在3个省;低等地面积为254.5万hm2,占11.4%,主要分布在黑龙江省山地丘陵区。耕地质量等别面积的分布呈现两头小、中间大的态势[1]。
东北地区耕地以中低产田为主。前面所述的《中国耕地质量等级调查与评定》结果其实也反映了东北地区耕地质量的总体状况为中产田比重大、高产田和低产田比重小,这也于东北地区各省实际的高、中、低产耕地面积构成状况相吻合。据东北三省区划部门的数据统计显示,东北地区中产田占41.5%,低产田占27.9%,中低产田合占耕地的69.7%。从各省情况看,黑龙江省、吉林省和辽宁省中低产田面积分别占该省耕地面积68.7%、74.8%和64%。
东北地区耕地中有效灌溉面积和旱涝保收高标准农田面积所占比重均低,据2013年中国统计年鉴数据,东北地区有效灌溉面积为832.7万hm2,占全区耕地面积的38.8%,较全国51.8%的平均水平近13个百分点。其中辽、吉、黑三省有灌溉面积占耕地比重分别为41.6%、33.5%和40.4%,分别比全国平均水平低11.2、11.8和11.4个百分点。由于耕地有效灌溉面积所占比重低,农业生产的稳定性差,东北地区旱作农田玉米和大豆单产的波动很大。以大豆和玉米主产区黑龙江省为从例,据2013年黑龙江统计年鉴数据,该省1980~2012年32年间有19年大豆单产增减幅度超过10%,单产年最大增幅高达25.8%,其中增产幅度超过20%的年份有4年;单产年最大减幅高达24.9%,其中减产幅度超过20%的年份有4年。黑龙江省1980~2012年32年间有15年玉米单产增减幅度超过10%,单产年最大增幅高达44.7%,最大减幅高达 16.4%[2]。
东北地区耕地质量总体偏低已成为人们的共识,然而,东北地区耕地质量变化态势如何,耕地质量到底是向好的方向发展,还是向坏的方向发展?目前没有统一的认识。
从已查阅到的东北耕地及其质量变化方面的相关文献中可以看出,人们对东北地区耕地质量变化的普遍看法是:东北地区耕地质量总体水平趋于下降。如张孝存等[3]认为黑土开垦后,土壤表层有机质含量发生明显变化,随着耕种年限延长逐渐降低。开垦40年较开垦28下降5.49g/kg,耕种60年较40年下降2.42g/kg,耕种100年较60年下降4.89g/kg。从平均下降速率来看,在开垦前期 (40年)下降较大,以后趋于平缓。赵其国[4]认为东北黑土地带土壤有机质含量由刚开垦时的8% ~10%已降为目前的1% ~5%;汪景宽等[5]认为黑土的颗粒组成受开垦历史影响的程度较小,其质地没有发生显著变化,黑土的有机质、全氮、全硫和全磷随着黑土开垦时间的增加而不断降低,速效磷随黑土开垦时间的增加有增高的趋势。管建涛等[6]认为肥沃的黑土地正在变“瘦”,黑龙江省土肥管理站对肇东、讷河、绥滨等县市、区的耕地检测结果显示,1982~2007年,耕地土壤有机质相对下降21%,其中下降幅度最大的地区达64%。刘登高等[7]认为黑土地肥力在不断的退化,黑土层变薄,土壤基础肥力下降变瘦,土壤容重增大土质变硬,沙化、盐碱化严重等,其退化原因有自然原因和人为因素两个方面:自然因素一是黑土区春季少雨多风,并且风大,持续时间长,加剧了该地区春旱和土壤风蚀;二是黑土区降雨集中夏季,暴雨冲刷,形成面蚀和沟蚀;三是全球性的气候变暖,加速了土壤有机质的分解,造成土壤有机质下降。人为因素一是忽视了轮作养地,二是在采用化肥、农药等现代化技术的同时,忽视了生物措施,三是在实行家庭联产承包责任制时,忽视了与先进农业技术的配置,四是在推广小型农机具耕作的同时,忽视了大小型机械配套作业,五是在鼓励开发的同时,忽视了生态环境的保护。国家统计局吉林调查总队的调查结果[8]认为耕地地力在下降,并指出吉林省耕地质量下降的主要原因:一是由于过度垦殖等因素生态环境恶化是耕地质量退化的根本原因;二是现行玉米连作制、化肥为主的施肥制度加剧了耕地质量退化;三是水土流失促进了耕地质量退化。吴艳玲[9]认为东北黑土地退化的直接原因是黑土地的过度开垦、种植结构单一、滥用化肥、农药等粗放的农地经营模式,但其深层次原因则在于制度,包括现行农村土地制度、政府扶持制度和黑土地利用观念上的一些缺陷和不足。顾列铭[10]认为,近年来随着城市化、工业化的发展,城市和村镇周边排灌条件好、经过多年培育的优质耕地被大量占用,中低产田比例大幅度上升,耕地总体质量持续下降。《中国土壤质量》一书的分析结果[11],1980~000年,中国黑土区土壤肥力等级总体表现为下降。中国工程院[12]的研究显示,目前东北黑土区的水土流失面积占总面积的34%;近50年来,黑土层平均流失了一半,表层有机质含量减少了1/3-1/2,长此以往东北黑土将流失殆尽。此外,吉林省30cm以下的薄层黑土面积已占黑土总面积的42%,其中小于20cm的“破皮黄”已占14.6%。另外,还有不少学者在其文献中从不同角度论述东北地区耕地总体质量趋于下降。
为了掌握全国耕地土壤变化状况,全国农业技术推广服务中心于1984年开始主持实施了“国家级耕地土壤长期定位监测”工作,全国30个省 (区、市)共有定位监测点190个,其中吉林省6个,监测土壤类型为黑土、水稻土、黑钙土等;辽宁省6个,监测土壤类型为棕壤、褐土、草甸土;黑龙江省12个,监测土壤类型为黑土、草甸土、黑钙土、白浆土、暗棕壤、水稻土和风沙土等。东北三省区共有国家级监测点24个。1985~2010年间耕地土壤主要营养成分含量的监测结果表明,东北地区耕地土壤肥力指标总体上由下降到稳中有升的趋势[13-14]。
2.2.1 农田耕层土壤有机质含量总体上由下降到稳中有升之势
1988~1997年长期定位监测点的数据表明,东北区土壤有机质呈下降趋势,平均年下降0.47g/kg,每年降低率约为1.6%;而1998~2010年东北区土壤有机质呈上升趋势,平均年增加0.32 g/kg。从分省情况看,黑龙江省耕层有机质平均含量变化趋势是,1987~1997年,有下降趋势;1998~2006年,呈上升趋势。吉林省土壤有机质含量总体呈现上升趋势,中部地区耕地土壤有机质含量比第二次土壤普查升高1.53%,东部持平,西部地区略有下降。辽宁省耕地土壤有机质含量在1979~1999年间呈下降趋势,从1979年的15.8g/kg下降至15.4g/kg,下降2.53%,之后趋于上升,到2011年,辽宁省土壤有机质平均含量为19.4g/kg,与第二次土壤普查结果相比,增加了3.6g/kg,增加幅度为22.78%。
2.2.2 农田耕层土壤全氮总体上呈上升之势
1988~2010年长期定位监测点的数据表明,东北区土壤全氮含量呈上升趋势,平均年增加0.026g/kg,每年增加率约为1.7%。从黑龙江省耕层全氮平均含量变化趋势看:1987~1997年,基本平稳;1998~2006年,略有上升。吉林省耕地土壤氮含量上升0.01%;2011年调查结果,辽宁省土壤全氮平均含量为1.03g/kg,与第二次土壤普查结果相比略有增加,增加了0.01g/kg,增加幅度为0.98%。
2.2.3 农田耕层土壤碱解氮含量总体上呈前期下降、后期平稳趋势
1988~2006年,东北区土壤碱解氮含量有所下降,平均年降低0.4 mg/kg,每年降低率约为3.4%。近年来 (2004~2010年),东北区土壤碱解氮含量在145.0 mg/kg附近呈上下波动。从黑龙江省耕层土壤碱解氮平均含量变化趋势看:1987~1997年,有显著下降趋势,1998~2006年,基本平稳。辽宁省农田耕层土壤碱解氮含量自1979年以来变化趋势为缓慢增加状态。
2.2.4 农田耕层土壤有效磷含量总体上呈显著上升趋势
1988~1997年间农田耕层土壤有效磷含量平均年增加1.3mg/kg,每年增加率约为8.7%。从黑龙江省耕层土壤有效磷平均含量变化趋势看:1987~1997年变化基本平稳,1998~2006年,有显著上升趋势。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。辽宁省农田耕层土壤有效磷含量总体呈持续增加趋势。
2.2.5 农田耕层土壤速效钾含量总体上呈增加趋势
1988~2010年间,土壤速效钾含量平均年增加2mg/kg,每年增加率约为1.1%,20多年中上升了37mg/kg,上升率为31.3%,特别是后期上升速率在加快。从黑龙江省耕层土壤速效钾平均含量变化趋势看,1987~1997年,有下降趋势;1998~2006有上升趋势。
吉林省农田耕层土壤速效钾含量总体呈现上升趋势,上升16.98mg/kg;辽宁省农田耕层土壤速效钾含量总体先降后升的趋势,2011年调查结果,辽宁省土壤速效钾平均含量为142.83mg/kg,与第二次土壤普查结果相比,增加了30.48mg/kg,增加幅度为27.12%。
东北地区耕地质量总体变化态势到底如何,目前没有统一的认识。有关人员对东北地区耕地质量变化态势的普遍看法是耕地质量总体水平趋于下降。然而,“国家级耕地土壤长期定位监测”结果是东北地区耕地土壤肥力指标总体上由下降到稳中有升的趋势。综合相关的研究数据和前人成果,作者认为过去东北地区耕地的土壤肥力质量总体上呈下降之势,但自20世纪90年代末期开始,耕地的土壤肥力质量下降的趋势逐步得到扭转,并逐步趋于上升。正如前面所述的农田土壤监测结果表明,近10多年,无论是农田土壤有机质含量,还是土壤全氮与碱解氮含量,或土壤有效磷和土壤速效钾含量总体上均呈稳中有升的趋势。东北地区耕地的土壤肥力质量从前期的下降转向后来的上升,主要缘于积极推广耕地质量调控与提升技术,尤其是广泛推广农作物秸秆还田的结果。另外,随着东北地区畜禽养殖数量的增加,动物粪肥数量也在增加,为培肥地力提供了物质来源。
值得说明的是,“国家级耕地土壤长期定位监测”网点主要布局于老垦区,其结果反映的是老垦区耕地的土壤肥力变化趋势。在新垦区,尤其是近10年在黑土区新开垦的耕地,其土壤肥力质量,尤其是有机质含量有可能仍然呈下降之势。
3.2.1 耕地的机械化水平等大幅提高,耕地的管理质量显著提高
耕地管理质量是指人类对耕地的影响程度,一般用耕地的机械化、水利化等水平来反映。东北地区耕地的管理质量明显上升,特别是机耕率、机播率、机收率、大型喷灌设施得到了长足的发展,在全国名列前茅。2012年东北地区农业机械总动力为9 634.5万kW,是1980年164.6万kW的58.5倍;2012年农用大中型拖拉机达到142.5万台,是1980年13.7万台的10.4倍。其中黑龙江省农用大中型拖拉机达到80.9万台,是1980年的6.8万台的11.9倍,目前,黑龙江省农田的机耕率、机播率、机收率达到90%以上;辽宁省机耕率达到91.5%,比2000年的65.5%增加了26个百分点。另外,农田灌溉水平也在近逐年提高,如黑龙江省农田的有效灌溉率1980~1989年间,从7.7%缓慢增长到8.8%,10年增加1个百分点;1990~1999年间,从12.2%增长到17.8%,10年增加5.6个百分点;2000~2012年间,从21.1%增长到40.4%,13年增加19.3个百分点。2012年吉林省的有效灌溉面积185.19万 hm2,比1980年的73.07万hm2,增加了1.5倍。2012年,辽宁省灌溉率为41.6%,比2000年的32.5%增加了9.1个百分点[15-16]。
3.2.2 粮食产量大幅度提高,耕地经济质量呈上升趋势
耕地经济质量是指耕地的综合产出能力和产出效率,用耕地总产、单产或收益来反映。近30年多年,东北地区的粮食产量得到了迅速增长。2012年,东北地区粮食总产量达到1.117 5亿t,分别是1980年、1990年和2000年的3.2倍、1.9倍和2.1倍。其中2012年黑龙江省和吉林省粮食总产量分别达到5 761.5万t和3 343万t,均是1980年3.9倍。期间粮食单产水平提高幅度也较大,2012年,黑龙江省为5 001kg/hm2、吉林省为7 251kg/hm2,辽宁省为6 431kg/hm2,分别是1980年的2.5倍、3倍和1.7倍。由于粮食产量的提高,粮食生产经营收益快速增长。如吉林省2012年单位面积粮食生产收益比2000年增加了一倍。以玉米和水稻生产为例,每公顷玉米增加1 500元左右,水稻增加2 000元左右。由此可见,耕地经济质量总体呈上升趋势[15-16]。
3.3.1 耕地水土流失问题依然突出
我国东北地区有部分耕地分布于丘陵漫岗区,这部分耕地虽然坡度不大,但坡长很长,一般在100m以上,黑土地区长达几百米甚至1 000m以上,水蚀、风蚀、冻融等导致的水土流失非常严重,其面积有不断增大之势。据黑龙江省水利部门统计,该省水土流失面积1 344.9万hm2,占全省土地总面积的30%,其中耕地水土流失面积298.5万hm2,占全省耕地面积的25.2%。2011年黑龙江省水土流失面积比2007年增加近33万hm2。由于严重的水土流失,导致这部分耕地的地力逐年减退,土地生产力下降,因水土流失每年少收粮食22.5亿~25亿kg。水利部松辽水利委员会的数据显示[17],目前黑土区坡耕地黑土层厚度已由开垦初期平均80~100cm降到了20~40cm,以每年0.3~1cm的侵蚀速率,如不及时治理,40~50年后大部分黑土层将流失殆尽。
3.3.2 耕地土壤污染问题日益突出
耕地土壤污染,它是近期东北地区耕地质量下降的又一重要症状,并有加重的趋势。2013年底,国土资源部等部门发布《关于第二次全国土地调查主要数据成果的公报》[18]数据显示,中国人均耕地不足世界一半,不能耕种的中重度污染耕地却多达333万hm2,而东北地区也是受污染的重点区域之一。污染主要来源于农田化肥、农药、农膜等化学品的超高量和不合理使用,规模化畜禽养殖场畜禽粪便和废弃物的不合理使用以及工业和城市排污。如化肥的过量使用,据调查,20世纪70年代黑土地每公顷施用化肥仅为10kg,而现在每公顷施用肥料 (纯氮)近100kg,增长近10倍。需要强调的是,近年来东北地区的土壤污染问题以及对耕地质量的影响有加重的趋势,需引起高度重视。
3.3.3 耕地“占优补劣”导致局部区域耕地质量下降
在东北城市、工矿、道路等建设占用了大量高等级耕地,虽然新开垦的农田面积较大,耕地后备资源也较多,但补充的耕地主要分布在水热、区位、地形条件相对较差的边远丘陵山区或保水保肥条件差的“四荒地”,多为限制因素较多的劣质低产田。如吉林省2004~2009年的5年间新增耕地167.79万hm2,其中65%是分布在生态环境较脆弱、土壤质量较差的西部地区。由于高等级耕地流失过快,补充耕地等级偏低,以次充好的情况很严重,由此导致局部区域耕地质量下降。
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[18]胡俊峰.中国人均耕地不足世界一半约5000万亩耕地被污染.北京青年报,2013-12-30