寸土心田五谷盛凿饮耕食太平春——耕地保护十题|农作物|寸土|旱地|水浇地|水田

（本文发表于2024年第2期）

作者简介

郧文聚，二级研究员，博士生导师，自然资源部首席科学传播专家，享受国务院政府特殊津贴工程技术专家，自然资源部科技创新领军人才。曾担任《全国土地利用总体规划纲要2006-2020年》技术组组长，“十二五”“十三五”《全国土地整治规划》技术组组长，第三次全国国土调查耕地质量等级组组长，自然资源部土地工程技术创新中心执行主任，自然资源部科技专家咨询委员会委员，获省部级科技奖11项。

国以民为本，民以食为天。我国是农业大国，农业是国民经济重要组成部分，为经济发展提供了重要物质基础。我国是人口大国，保障14亿人口粮食安全是头等大事，耕地是农业生产的基础，是粮食生产的命根子，我国人多地少的基本国情，决定了我们必须把宝贵的耕地保护好，真正做到“藏粮于地”。

> 田连阡陌视觉中国 / 供

我国耕地格局

耕地是土地资源的精华，是粮食生产最重要的载体。据第三次全国国土调查数据显示，我国耕地面积19.179亿亩，占国土面积的12.68%，耕地总量在世界各国中排名第四位，而人均耕地仅相当于世界平均水平的1/3左右，其中水田4.709亿亩、水浇地4.817亿亩、旱地9.653亿亩。我国耕地资源分布不均匀，64%分布在秦岭—淮河以北。从耕地类型看，93%的水田分布在秦岭—淮河一线以南地区，85%的旱地和水浇地分布在秦岭—淮河一线以北地区。黑龙江、内蒙古、河南、吉林、新疆5个省份（自治区）耕地面积较大，占全国耕地总面积的40%。《中国1∶100万土地资源图》显示，质量好的一等耕地面积占全部耕地的41.33%，二等耕地面积占34.55%，三等耕地面积占20.47%，还有3.65%为不宜农业耕作的耕地。

整体来看，我国耕地资源主要集中在东北、华北、长江中下游、珠江三角洲等平原，此外，还有山间盆地和广阔的丘陵地区，这部分耕地约占全国耕地面积90%以上。东部地区是中国耕地资源集中分布地区之一，主要包括山东、江苏、浙江等省份，这些地区耕地集中连片，地形平坦、气候温和、降水充沛、土地肥沃；中部地区为大型平原和河流平原，土地肥沃、气候温和，具有很高的耕作能力，包括河南、湖北、安徽等省份；西部地区地形复杂、气候多变、土地质量较差、生态环境较为脆弱，生产能力不高，包括西藏、云南、贵州、甘肃等省份和自治区。

我国人口分布与耕地分布高度匹配，即“胡焕庸线”以东地区是人口稠密区，也是耕地集中分布区，而该线以西耕地资源较少，人口分布也较为稀疏。耕地与水资源空间分布大体一致，约有90%的耕地分布在东部季风区，即400毫米年等降水量线以东的湿润、半湿润地区，水资源的空间分布特点从东南向西北内陆递减，耕地空间的分布也大致如此。

五色土

我国的“五色土”是一个文化概念，它是指青、红、黄、白、黑五种颜色的土壤。以五色土建成的社稷坛包含着古人对土地的崇拜。五种颜色的土壤，由全国各地纳贡而来，以表明“普天之下，莫非王土”之意。青土主要分布在东部地区，因为排水不畅或长期被淹，土壤中的氧化铁常被还原成浅绿色的氧化亚铁，土壤显示为灰绿色，即青色，如水稻田；长期积水也可能会导致土壤中的养分流失和土壤结构的破坏，因此，在对青土的利用上，需要注重排水和通风，保持土壤的适宜湿度和通气性。红土主要分布于长江以南的低山丘陵区，包括江西、湖南两省的大部分地区，滇南、湖北的东南部，广东、福建北部及贵州、四川、浙江、安徽、江苏等省的一部分地区，以及西藏南部等地，红土一般具有较强的酸性，需要合理施肥和改良土壤结构，以提高土壤肥力。黄土主要分布在黄土高原，由于这里土壤中有机物含量较少，所以呈黄色；黄土高原的水土流失问题日益严重，因此，在黄土耕地资源利用过程中，要注重生态防护。白土主要分布在西部地区，该地区的土壤为含有较高镁、钠等盐类的盐土和碱土，常为白色。黑土主要分布在东北地区，其形成与温带湿润气候和草原草甸植被密切相关，在这种环境下，未充分分解的植物残体在土壤中经过长时间积累，形成了丰富的有机质和腐殖质，使得土壤呈现出黑色；黑土的有机质含量高，保水保肥能力强，适宜多种作物种植生长，因此，东北黑土地成为我国重要的粮食生产基地之一。

> 中山公园社稷坛五色土视觉中国 / 供

多熟制

种植制度是指一个地区或生产单位的农作物组成、熟制、种植类型与种植方式，并与当地农业资源环境、生产条件等相适应。多熟制是一年内在同一块土地上先后种植两种或两种以上作物的种植制度，它是世界上应用很广的一种农作制度。据统计，全世界多熟制耕地面积在1亿公顷以上，大部分分布在亚洲，在南美洲、非洲、北美洲和欧洲也有一定分布，而我国一年两熟和一年三熟的耕地面积较大。多熟制对于缓解我国人多地少矛盾、保障国家粮食安全，以及在农业增效增收等方面有不可替代的作用。我国的种植制度是根据不同地区气候、地形和农作物特点，形成的种植作物种类、种植季节、轮作休耕，等等。我国北方主要包括东北平原、华北平原和黄土高原。东北地区拥有大陆性季风气候，地势起伏不平，一般是一年一熟，主要种植大豆、玉米、水稻等作物；华北地区属于温带季风气候，地势平坦，以黄河为主要河流，适宜种植小麦、玉米等作物，一般是一年两熟，即冬小麦和夏玉米轮作。西北地区则主要为干旱气候，地势以高原和盆地为主，主要是一年一熟，主要种植小麦、玉米、棉花等耐旱作物，因为干旱气候限制了农作物生长。我国南方主要有长江中下游平原、四川盆地、云贵高原、东南丘陵，气候类型以亚热带季风气候、热带季风气候为主，以种植水稻、油菜、甘蔗为主。如华南地区常为两年五熟或者一年三熟，华中地区一般是一年两熟甚至更多，而西南地区则一般是一年两熟或者一年一熟。耕地的生产能力是耕地质量核心，多熟制的耕地产能更高。第三次全国国土调查数据显示，我国位于一年三熟制地区的耕地约2.82亿亩，占全国耕地面积的14.73%；位于一年两熟制地区的耕地约7.17亿亩，占37.40%；位于一年一熟制地区的耕地9.18亿亩，占47.87%。

辛勤的“地下工作者”

> 土壤生物多样性丧失的驱动因素

土壤生物是辛勤的“地下工作者”，包括土壤微生物、土壤动物和土壤植物，其中能够活动的有机体包括微生物和动物，它们是土壤养分的转化器、污染物的净化器和生态系统的稳定器。由于土壤具备了各种微生物生长发育所需要的营养、水分、空气、酸碱度、渗透压和温度等条件，形成了微生物生活的良好环境，可以说土壤是微生物的“大本营”，每克中的微生物数以亿计，种类数以万计，包括细菌、古菌、真菌、病毒和显微藻类等，它们千姿百态，个体微小，一般以微米或毫微米来计算，其种类和数量随成土环境及其土层深度的不同而变化，每个类群都有其独特的生存方式，据估计，在每亩耕作层土壤中，约有霉菌150千克、细菌75千克、藻类7.5千克、酵母菌7.5千克。而土壤动物一般包括原生动物和后生动物等，其体型大小各异，一般涉及3个数量级，如微型土壤动物（原生动物、轮虫等）一般小于100微米；中型土壤动物大小为0.2~2毫米，以微型节肢动物（螨类和跳虫等）、线蚓科为主；大型土壤动物（蚯蚓、甲虫和蜘蛛等）一般在厘米级别。通过这些微生物和动物旺盛的代谢活动，可明显改善土壤的物理结构，提高肥力。通过氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等过程，促进土壤有机质的分解和养分的转化，参与土壤生态功能、环境功能和免疫功能协同驱动下的土壤生命系统运转，是维持土壤健康的核心与关键。土壤微生物和动物有以下特点：一是种类组成多样，占据了地球上约1/4的生物多样性，约占多细胞生物多样性的3/4；二是生物功能多样，土壤微生物和动物群落所具有的功能以及这些功能的执行过程，对自然界元素循环具有重要意义，例如，分解功能、营养传递功能，以及促进或抑制植物生长的功能，等等；三是生境偏好，微型、中型和大型土壤动物分别生活在充水孔隙、充气孔隙及地表凋落物和孔道中，对水分、酸碱度、养分元素等环境因子的需求多种多样，土壤动物填充了地球上丰富而独特的时空和功能生态位。土壤生物多样性及其所提供的生态系统服务对全球生态系统至关重要，在解决粮食安全、环境污染、气候变化及公共卫生等全球重大问题方面起着关键作用。

> 土壤动物及微生物示意图

（来源：https://huaban.com/pins/5263950974）

土宜

人类的主要食物都直接或间接来自于耕地，正所谓“地生万物”。随着人们对食品需求层次的变化，我国耕地利用由传统的以提高粮食产量为主，转变为以提高农产品品质和健康价值为主。不同的地理环境产出不同的地理产品。所谓土宜，就是不同地区土壤及其立地条件对特定栽培植物的生长发育和经济性状的适宜状况。“凡草土之道，各有谷造”，早在2 000多年前《管子·地员篇》中就有对土宜的讨论；《周礼》中也有“泽草所生，种之芒种”的记载；乾隆时期所编纂的《授时通考》把“天时”和“土宜”列为农业的根本。现代土宜科学，它不是仅考虑土壤一个因素，而是建立在包括气候和土壤等自然因素在内的土地和土地资源科学基础上的土地适宜性，是以地区名优农（畜）产品经济生物学性状的生理及其阶段发育对土地生态要求和相应管理措施为主要研究内容的应用技术学科，其内涵包括土地适宜性及地区品牌农产品对土地的生态要求。

随着“土宜”科学理论的发展，对具有典型气候、区位、土壤特色的产品地理生态价值认知不断深入，蕴含着自然价值、地理价值和生态价值。地理标志产品是依据“土宜”科学实现优良地理环境产出优质特色产品。其中，地理标志农产品是来源于特定地域的农产品，其产品品质和相关特征主要取决于当地自然生态环境和人文历史因素，并以地域名称冠名的特有标志农产品。例如，库尔勒香梨、山西老陈醋、赣南脐橙、平遥牛肉、吐鲁番葡萄、烟台苹果、五常大米等，都是典型的地理标志农产品。

地力常新

“地力常新”这一古老农学思想，深深烙印在我国农耕文化的脉络之中。自古以来，先民们就深谙土壤奥秘，通过一系列智慧举措，如种植绿肥、施用有机肥以及轮作间套作等方式，不断滋养土地，确保土壤肥力能够持续提升。这种对土地的敬畏与呵护，不仅体现了中华民族的农耕智慧，也为后世农业生产奠定了坚实基础。土壤，作为农业生产的基础，其质量好坏直接关系到农作物产量和品质。土壤质地、土层厚度、有机质含量和pH值是衡量土壤质量的重要指标。在古代，劳动人民在耕作过程中，就已经意识到改良土壤性质的重要性。他们通过深耕、施肥、灌溉等方式，调整土壤结构，提升土壤肥力，从而保持土壤持久生产力。然而，随着时代变迁，特别是我国人口数量不断增加，粮食增产压力也日益增大。在这样的背景下，土壤资源逐渐暴露出不堪重负的迹象。过度开垦、化肥滥用、工业污染等问题，使得土壤质量下降，土壤生态系统失衡。这不仅影响了农作物生长，也对人们健康构成威胁。因此，要维持土壤资源的可持续利用，就必须采取切实有效的措施。要因地制宜，根据不同地区土壤特点，制定相应土壤改良方案。对于中低产田，我们可以通过增加有机肥投入、改善土壤结构等方式，提高土壤肥力；对于污染土壤，则需要采用生物修复、化学修复等技术手段，进行土壤修复和改良。此外，我们还需要构建具有我国特色的土壤圈研究体系，包括土壤、水、大气、生物和人类等多个方面，形成“土—水—气—生—人”的一体化研究模式。我们可以更深入了解土壤生态系统运行机制，为土壤保护提供科学依据。此外，我们还需要建立适合国情的土壤圈管理体系，这个体系应该融合预防、控制、修复和监管等多个环节，形成一套完整的土壤保护策略。通过实施这一策略，可以有效防止土壤污染和退化，确保土壤资源可持续利用。土壤保护是一项长期而艰巨的任务。必须以“人地和谐，地力常新，安全健康，永续利用”为出发点，全面实施土壤保护战略，为实现土壤生态系统的最优平衡与农业持续发展而不懈努力。

二十四节气与七十二物候

我国传统农历中把一年均分成二十四个时期，即二十四节气。二十四节气以地球在环绕太阳运行的轨道所处位置来划定，太阳直射北回归线，北半球白昼最长，气候炎热，划定为夏至；太阳直射南回归线，北半球白昼最短，气候寒冷，划定为冬至；太阳直射赤道，南北半球都是昼夜平分，划定为春分和秋分。地球绕太阳公转一周，恰好是寒来暑往的一年四季。

二十四节气与我国传统农耕文化密切相关，它不仅体现了先进的农学思想和悠久的重农传统，还反映了人与自然和谐相处的文化理念。二十四节气产生于黄河流域，主要反映黄河流域气候特点和农事活动，而我国地域辽阔，不同地区气候条件和农作物种植类型各有差异，具体实践也有所不同。例如，在黄河流域，白露标志着秋播的到来；而北京地区是“白露早，寒露迟，秋分种麦正当时”；华北南部是“秋分早，霜降迟，寒露种麦正当时”。因此，在农业耕作过程中，要综合考虑当地的气候条件，如大陆性季风气候的特点，确保农作物在适宜的季节种植和收获，避免因气候不适宜而导致的损失。

物候是各种生命现象与周围环境周期性变化之间的关系。物候学记录了全年植物枯荣和鸟类迁徙等，从而逐渐发现气候演变和季节更替规律，以及它对植物和动物的影响。如杨柳青、桃花开、燕子初啼、蝉鸣等物候记录，不仅反映了当时的天气，也反映了过去一段时间的天气积累。物候学对农业生产有着重要影响。例如，在中国北方播种冬小麦通常是野菊花盛开时；小麦成熟通常发生在合欢花开花时。棉花播种时，华北有“枣发芽，种棉花”的说法，同时紫荆始花也是种植棉花的指示植物。有了指示植物，就可以对播种时间和收获期做出预测。

种植作物周期包括种子发芽、萌芽、生长、开花、结果和成熟等阶段，这些阶段与物候现象有着密切关系。植物生长速度受到温度、日照、湿度等环境因素影响，不同植物有不同温度和湿度要求，因此，不同季节对应不同浇水、施肥、收获等农事活动。在春季，温度升高、日照时间增加，植物开始进入生长期，这时需要采取及时浇水、施肥和喷药等措施，以保证作物能够顺利生长；在夏季，高温和干旱对农作物生长造成严峻挑战，需要采取针对性措施，如增加灌溉次数、防止作物蒸腾，等等；在秋季，日照时间减少，植物进入成熟期，这时需要采取适时收割、晒、加工和储藏等措施，以保证农产品营养价值和商品价值。实践证明，物候观测，在农业气象预报中具有一定参考价值，同时具有使用简单、容易推广等优点。

> 二十四节气图

高标准农田

高标准农田是田块平整、集中连片、设施完善、节水高效、农电配套、宜机作业、土壤肥沃、生态友好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的早涝保收、稳产高产耕地。

建设高标准农田是提升和稳固粮食生产潜能、筑牢国家粮食安全防线重要抓手，同时也是促进农民增收致富坚实保障。国家颁布的高标准农田建设规划和有关标准，明确了高标准农田建设内容，主要包括田块平整与适当归并、灌排设施建设、修建田间道路、土壤改良与障碍因素消除、电力设施配套等，使高标准农田具有“田成方、土成型、渠成网、路相通、沟相连、土壤肥、旱能灌、涝能排”等特点。

在高标准农田建设过程中，信息技术的引入为农田建设的现代化、智能化提供了有力支撑，为提升农田生产能力和保障国家粮食安全注入了新的动力。例如，高标准农田规划时期，借助卫星遥感、地理信息系统等技术，全面获取农田地理空间信息，对耕地建设适宜性、空间稳定性等进行评价，并为高标准农田建设区的合理划定提供借鉴参考。建设过程中，结合全球卫星导航系统、无人机、激光测距等技术，能够较好地获取高精度耕地地形测绘数据和耕地数字地形模型，提高了土地平整工作的效率与自动化程度。通过遥感技术，能够快速准确地识别农田基础设施。结合物联网技术，建设高标准农田利用服务系统。最终，打造一个集数据采集、存储、分析、服务于一体的综合性平台——高标准农田数字化云平台。

截至2022年年底，全国已累计建成10亿亩高标准农田，能够稳定保障1万亿斤以上粮食产能。目前，全国高标准农田建设任务已分解到各省（自治区、直辖市），作为全国性粮食主产区，东北、黄淮海和长江中下游是国家高标准农田建设重点区域，区域内适宜于高标准农田建设的耕地，力争全部实施高标准农田建设。

> 福建尤溪联合云山梯田视觉中国 / 供

我国农业文化遗产

农业文化遗产是指人类在与其所处环境长期协同发展的过程中，创造并传承的独特农业生产系统。这些系统具有丰富的农业生物多样性、传统知识与技术体系和独特的生态与文化景观等，对我国农业文化传承、农业可持续发展和农业功能拓展具有重要意义。我国悠久灿烂的农耕历史，加上不同地区自然与人文巨大差异，创造了种类繁多、特色鲜明、经济与生态价值高度统一的农业文化遗产。农业文化遗产是中华农耕文化的活历史，是中华优秀传统文化重要组成部分。至今，我国已认定了多批中国重要农业文化遗产。这些遗产涵盖了广泛的农业产品类型和生态类型，从梯田、草原游牧系统到茶文化系统，从稻作文化到果树栽培，都显示出我国农业的多样性和丰富性。其中，一些遗产还因其独特的价值被联合国粮农组织认定为全球重要农业文化遗产。保护和利用农业文化遗产，有利于打造具有中国特色的现代农业，助力乡村农业高质量发展。我国传统农业技术如精耕细作、因地制宜、桑基鱼塘、农林牧复合等，蕴含着中华民族传统农业智慧，对现代绿色农业、可持续农业发展具有重要参考价值。例如，一些地区的梯田系统就是精耕细作典型代表，通过巧妙的地形改造和水利设施建设，将原本不适宜耕种的山地变成了肥沃农田。利用梯田的高低落差，实现水资源有效利用，同时种植多样农作物，实行轮作制度，保持土壤肥力。在扎尕那农林牧复合系统中，农、林、牧之间的循环复合使其生产能力和生态功能得以充分发挥，游牧、农耕、狩猎和樵采等多种生产活动的合理搭配，使劳动力资源得到充分利用，汉地文化与藏地文化的相互交融形成了特殊的农业文化。挖掘农业文化遗产中的优良农耕技术、农耕方式和农耕理念，融入现代农业科技和管理体系中，发展出具有中国特色的现代农业，是我国现代农业的发展方向。

智慧生态良田

良田工程是一项系统工程，不同时期的经济社会和技术水平不一，建设需求和建设目标不一。从本质上讲，首先，耕地是半自然—半人工生态系统，需要让自然做功并实现可持续利用；其次，高效高产始终是耕地利用核心目标。因此，科学认知和合理管护，是耕地建设前提，既需要尊重自然、顺应自然，更多地激发耕地自然生产潜力，又需要整合科技创新资源，增强农业生产精度及其抗逆能力，提升农业生产活力与韧性。智慧生态良田是耕地保护利用发展转型重要目标。

建设智慧生态良田是在遵循自然规律、经济规律前提下，应用“良田、良种、良法、良机、良治”耕地保护利用通用理论，运用现代智能技术和耕地健康维护技术，建设高效利用、环境友好及可持续利用农田的系统工程。“五良”是智慧生态良田健康运行的基础目标，首先要以“良田”建设水平为保障，良种、良法、良机才有施展的空间；要将耕地视为一个“活”的生命系统，从自然资源大格局要素匹配到农田环境小格局的管护修复，将耕地与城市、林草、河湖湿地视为相互关联的整体，共同维护耕地周年的全过程健康；“良治”必须建立在信息化基础上，运用信息技术、物联网、大数据分析等现代科技手段，对农业生产过程进行实时监控和管理，提高农业生产精准度和自动化水平，减少人工成本，提升生产效率和管理效能。应用“五良”的智慧生态良田理论，各地能够立足地方资源禀赋，通过创新耕地保护技术，联合地方政府部门、科研院校和企业农户，融入更多新质生产力，构建形成多种地方耕地保护利用新模式，创新耕地保护利用和生态可持续的双赢路径，破解耕地保护难题。

耕地，是大地母亲的馈赠，是中华民族赖以生存的根基。好耕地，是大自然的神奇造化，是老天爷的恩惠；是人类合理利用自然的智慧积累，是老祖宗的恩泽。保护耕地，不仅事关当下亿万百姓的衣食无忧，更关乎子孙后代的永续发展。61年前，《寂静的春天》作者蕾切尔·卡逊在她一生中接受的唯一一次电视采访时就不无忧虑地说过：“我们前所未有的挑战是人类社会要证明自己的成熟和驾驭能力，不是靠掌控自然，而是靠掌控自己。”今天，我们遇到的耕地资源利用难题不是一朝一夕形成的，深刻反思人类社会发展与安全的关系，理清耕地保护的方向尤为必要。耕地保护，要用大智慧与前沿科学来不断织补我们的不足，需要我们集体行动，需要从现在做起，从我做起。