西藏主要農業區開展保護性耕作的必要性

司政邦 常瑛 劉迪迪等

摘要自20世紀60年代保護性耕作研究在我國開展以來，目前該技術已經在我國研究取得了一定成果。長期的傳統耕作方式使西藏耕地面臨著嚴重水土流失、耕地退化、資源浪費等生態問題。保護性耕作因其具有減少土壤水分蒸發，增加降水入滲，減少土壤風蝕和水蝕，降低成本，增加作物產量，生態友好等作用，在我國多地已被大量應用。面對西藏多年來傳統耕作方式帶來的產量低而不穩、嚴重生態問題等，采取保護性耕作方式可以有效解決以上生態問題。通過分析西藏農業生產面臨的生態問題，提出在西藏主要農業生產區開展保護性耕作的必要性，并分析了保護性耕作的優點。

關鍵詞西藏；保護性耕作；必要性

中圖分類號S181.3；S158文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）31-261-03

保護性耕作是指地表覆蓋度大于30%的所有有利于保護耕地的耕作方式。20世紀60年代保護性耕作進入我國以來，開始對其開展研究。經過長期的研究和應用，我國在保護性耕作的技術和經驗方面取得了一定的成就。西藏地處我國西南邊陲，在我國生態安全中占有極其重要的地理意義和生態環境意義。西藏地勢西北高東南低，海拔落差大，產生了很多得天獨厚的氣候資源和水熱條件，全區總面積12284萬 km2，占我國總面積的1/8，平均海拔在4 000 m以上，總耕地面積45.37萬 km2，大概占總面積的0.31%，由于區內海拔落差較大，導致耕地面積相對較少，合理保護利用現有耕地，對保障全區糧食安全具有十分重要的意義；全區年平均氣溫-1.9～12.2 ℃，年降水量為32～996 mm，無霜期為106～181 d，太陽年度總輻射為7 712～7 761 MJ/m2，年日照時數3 100～3 400 h，農作物生長發育期間的日照時數達2 315～2 417 h，占全年日照時數的71%～82%，西藏大部分地區海拔較高，紫外線強，日照時間較長，蒸發量較大，氣候比較干燥[1-3]。由于受到特殊的地理位置和自然條件等因素的制約，西藏經濟發展相對我國其他省份較為滯后。但是，隨著近幾年國家加大對西藏經濟發展的支持力度和科學技術的大力發展，使全區經濟得到較大的發展，農業生產方面也在不斷地取得突破。

西藏具有我國其他地區無法比擬的生態優勢和十分重要的生態意義。生態環境具有脆弱性、不穩定性、敏感性和不可修復性的特點。近幾年隨著人類農業生產活動加劇，對農業生態環境的干擾和破壞日益加劇。農業生態環境逐步惡化，沙塵天氣愈演愈烈，土壤沙化嚴重，水土大量流失，耕地退化嚴重，逐漸沙化，土壤地力逐漸下降。針對這些生態問題，許多科研工作者不斷地致力于相應的探索和研究。筆者針對西藏傳統農業耕作制度給生態環境帶來的一些問題做簡單分析，同時結合國內外對保護性耕作研究所取得的成果，提出采取保護性耕作來解決西藏農業生產所面臨的一系列農業生態問題[4-6]。

1西藏農業生產面臨的生態問題

西藏的農業生產隨著地域和海拔高度的不同而不盡相同，擁有“區域立體農業”的稱號。由于特殊的地理環境，加之長期與外界交流較少，傳統的生產模式使土地利用長期存在用養結合不上的矛盾。西藏和平解放后，國家加大對西藏農業發展的支持力度，農業生產中科技的應用逐漸增加，現代化農機具在農業生產主產區逐步使用，但長期的傳統耕作模式卻仍在應用。西藏的主要農業區水熱條件具有二季不足、一季有余的特點，傳統的耕作方式使大片耕地地表完全裸露地度過休閑期。西藏緯度高，海拔高，太陽輻射較大，裸露的地表經過太陽照射后，大量的土壤水分無效蒸發，造成土壤水分的浪費；土壤水分的無效散失使土粒和有機質極易被大風帶走，形成沙塵天氣，嚴重影響生態環境，加之冬春季節西藏大風天氣頻發，且風力大，裸露的地表在太陽照射下，土壤養分揮發嚴重，加速對耕地的風蝕，造成地力下降。同時，傳統耕作還增加了人畜力的投入，使農民收益減少。

1.1水土流失嚴重

西藏特殊的地理和氣候資源使大部分種植地區只能完成一年一熟，耕地有一個較長的休閑期，傳統的耕作方式使休閑期的耕地處于完全裸露的狀態，極易造成風蝕和水蝕，加之太陽輻射量大，導致大量土壤水分蒸發，長此以往會造成水土流失嚴重，沙塵天氣頻發，對土壤蓄水保墑極其不利。研究發現，風蝕已經造成西藏全區4.99萬hm2 耕地不同程度的退化。我國水利部水土流失2002年公告顯示，西藏遭受水蝕或風蝕耕地面積達112 073.0 km2，占總耕地面積的9.2%。1999年雅魯藏布江中游地區19個縣水土流失53 145.5 km2，占該地區面積的37.5%，中度以上土壤侵蝕面積占35.4%[7]。截至2008年年底，全區沙化土地面積已達21.68萬km2。據調查，全區境內近幾年農業生產活動導致沙塵天氣發生頻率、發生規模都有所增加。研究表明，西藏全區1960～2000年沙塵暴天氣主要集中在12月～翌年4月[8]。2004年全區水土流失面積達103萬km2，占全區總土地面積的86%[9]。卓嘎對日喀則地區的沙塵天氣進行研究，發現冬春季節沙塵天氣發生率平均達96%，而區內大面積農閑期耕地的裸露，是導致浮沉揚沙天氣多發的主要原因[10]。西藏全區農閑期大片耕地處于裸露狀態是造成水蝕和風蝕的主要原因，并呈逐年增加的趨勢。

1.2耕地退化嚴重

西藏耕地土壤中母質形成時間相對較短，耕層較薄，有機質含量較低。由于長時間采取傳統的農業生產方式，土地用養結合不上，導致土壤退化嚴重。土壤團聚體是土壤養分的“儲藏庫”，是土壤結構的基本單元。傳統的耕作方式將土壤中較大的土壤團聚體翻露在空氣中，經過太陽輻射和風蝕的作用，團聚體數量逐漸減少，大量的有機質被分解，加速土壤的退化。在風蝕和水蝕作用下，土壤有機質大量流失。研究表明，1999～2004年全區耕地面積減少了0.84萬hm2，占全區總耕地面積的0.38%。郭健斌等[11]研究表明，由于連年的翻耕，導致“一江兩河”地區土壤有機質含量較20世紀60年代降低了2%，全氮含量降至005%～0.10%。土壤肥力的下降，使耕地蓄水保墑能力下降，大量水分被蒸發或形成地表徑流，土壤有機質被帶走，耕地退化與長期采取的傳統耕作方式有著密不可分的關系。

1.3水資源浪費

西藏全區河流總徑流量約為3 590億m3，占全國水資源總量的16%，全區人均占有水量約為19.7萬m3[2]。根據全區人口和耕地面積，人均占有水量和畝均占有水量均居全國首位，但是由于水資源分布不均及特殊的地理條件的影響，使西藏大部分耕地處在干旱半干旱區，農田無法得到充足的灌溉。傳統的翻耕耕作方式使地表裸露，加之日照輻射強，大量水分沒有來得及被作物利用就迅速無效蒸發，造成對水資源的利用率較低。西藏滯后的灌溉方式也是導致水資源大量浪費的主要因素之一[12]。

通過以上傳統耕作方式帶來的生態環境惡化、耕地退化、水資源浪費等問題的分析發現，尋找一條新的適合當地的耕作方式，改變傳統耕作方式的弊端成為當務之急。國內外大量試驗表明，保護性耕作是一種能夠替代傳統耕作方式，同時具有改變生態環境、保水保肥、增產增收等優勢的耕作方式，在我國北方大部分地區已經被大面積推廣應用。

2西藏實施保護性耕作的必要性

西藏的生態安全，不僅是我國生態安全的重要組成部分，而且在亞洲乃至全世界都具有主要的作用——西藏是世界最大“江河源”區。隨著社會經濟發展和人口的增長，西藏生態環境日益惡化，農業生產安全面臨嚴峻挑戰，開展生態安全研究，制定適應全區生態安全發展的規劃與計劃顯得十分必要。如何合理利用有限的自然資源，做到農業生產的可持續發展，成為今后的主要任務。

無論從生態環境的角度考慮，還是從社會經濟方面考慮，保護性耕作都具有明顯的優勢，著眼西藏現在的農業發展現狀，西藏保護性耕作的研究和推廣將成為今后一個時期的主要任務。近幾年來，糧食安全一直是我國農業生產的一項重要工作任務，西藏全區糧食安全也存在同樣的問題，如何利用好有限的資源，保證糧食安全的同時，改善不斷惡化的生態環境、水土流失等生態問題，為農民節約成本增加收入，成為今后研究的主要方向。因此，實施和推廣保護性耕作勢在必行。

由于西藏特殊的地理位置和氣熱特點，在全區開展保護性耕作技術推廣，需要經過相對較長的時間。建議采取政府帶頭示范和補貼相結合，逐步在全區推廣應用。

3保護性耕作的優勢

國際上保護性耕作通常是指覆蓋度大于30%以上的耕作體系。我國將保護性耕作定義為：保護性耕作是一種以機械化作業為主要手段，采取少耕或免耕方法，將耕作減少到只要能保證種子發芽即可，用農作物秸稈及殘茬覆蓋地表，在休閑期保持地表覆蓋，并主要用農藥來控制雜草和防除病蟲害的一種耕作技術。近幾年我國對保護性耕作在蓄水保墑、增加肥力、改善土壤性狀等方面進行了大量的相關研究。

3.1能夠減少風蝕和水蝕

在形成沙塵天氣的顆粒中有30%來自農田，52%來自沙質草地，裸露農田和草原的荒漠退化是形成沙塵暴的主要塵源。保護性耕作在改善農業生態環境，遏制沙塵、改善環境方面具有明顯的優勢。在休閑期和生育期采用秸稈殘茬覆蓋的方式，可以減少耕地休閑期裸露面積，與傳統翻耕地相比具有明顯降低地表風速，減少風蝕、水蝕的作用。秦紅靈等[13]利用風洞試驗和野外觀測相結合的辦法，發現在相同的風速下翻耕地土壤風蝕侵蝕率是免耕地的3.0～8.2倍，地表粗糙度越大，風蝕率越小。秸稈留茬或秸稈覆蓋的保護性耕作方式可以有效減小地表徑流流速和流量，有利于水分入滲，防治水蝕。研究表明，與傳統翻耕耕作方式相比，保護性耕作減少地表徑流量比傳統方式高1.3倍。呂軍杰等[14]在豫西丘陵區坡耕地上通過夏季休閑期間采取不同耕作方式，發現與傳統耕作方式相比，免耕和深松可以減少徑流量0.43和0.71 mm；深松與免耕分別較傳統耕作提高17.5%和8.5%。孫國海等[15]研究表明，直立作物留殘茬和秸稈覆蓋能夠有效地保持土壤含水量，減少土壤水分散失，增加土壤濕度和溫度。

保護性耕作具有減少風蝕和水蝕，抑制水分蒸發，減小徑流，增加入滲，從而起到保水的作用，通過保水對土壤養分也具有一定的固定作用，這對保護農業生態環境具有非常重要的意義。

3.2具有培肥地力的作用

大量試驗研究表明，保護性耕作具有增加土壤有機質的作用。康軒等[16]以稻草覆蓋免耕方式種植冬馬鈴薯來研究保護性耕作對土壤養分及有機碳庫的影響，結果表明，保護性耕作能夠顯著增加表土層的養分含量，土壤氮素、磷素、鉀素含量分別較傳統耕作增加081%～7.24%、14.95%～19.21%、0.57%～15.40%；同時可以增加土壤總有機碳與活性有機碳含量，0～10 cm土層土壤碳庫管理指數較傳統耕作提高9.10%、13.95%，10～20 cm土層則比傳統耕作略低。

同時，保護性耕作措施在改善土壤理化性狀方面具有明顯的優勢。王勇等[17]研究表明，保護性耕作有助于土壤0～30 cm土層中有機碳的積累和提高土壤有機質含量。土壤微生物碳量及其生物活性能夠很好地反映土壤微生物的數量，代表土壤養分的多少。王蕓等[18]研究表明，保護性耕通過減少對土壤的擾動，可以增加土壤微生物碳量及其生物活性，增加0～20 cm土層有機質的含量。

土壤團聚體是土壤養分的重要儲藏庫和土壤微生物的重要活動場所，保護性耕作能夠增加土壤團聚體的數量，有利于大粒徑土壤團聚體的形成，提高土壤肥力。

3.3具有蓄水保墑效應

保護性耕作具有減少土壤中水分無效蒸發，增加降水入滲，減少地表徑流，提高土壤水分含量，提高水分利用效率等作用。張艷紅[19]研究表明，秸稈覆蓋處理能夠有效抑制土壤水分的蒸發，提高土壤蓄水能力，使0～20 cm土層內的土壤含水量均高于無秸稈處理。呂軍杰等[14]通過在坡耕地研究發現，相對于傳統耕作方式，免耕和深松使耕地的水分保蓄能力分別提高5.67%和6.11%，徑流量減少0.43和0.71 mm；單純深翻處理的兩種作用均低于對照。而以種植作物的防徑流效果最佳，比對照少2.33 mm，比免耕、深松也減少1.87、1.59 mm，比深翻耕作減少407 mm；深松與免耕處理的小麥水分生產效率分別較傳統耕作提高17.5%和8.5%。劉爽等[20]通過定位試驗對冬小麥休閑期土壤含水率和水分利用效率進行研究，發現免耕和深松覆蓋可以顯著增加土壤含水率，保墑作用明顯；以深松覆蓋水分利用效率最高，其次是免耕處理，翻耕處理最差。

3.4能夠減少經濟投入、增加作物產量

保護性耕作可以簡化傳統的翻地、播種、耙地、施肥等過程，采用機械化復合式作業方式，一次作業完成播種施肥，極大地減少了農田投入，田間蟲草害采取藥劑防治的方式，這樣將極大減少人力和物力投入，降低了成本，節約了資源，這對該區農業生產發展具有一定的推動作用。

保護性耕作具有提高地力、蓄肥保墑的作用，可以不同程度地增加作物的產量。高國錄等[21]研究發現，與傳統耕作方式相比，免耕+秸稈覆蓋、免耕不覆蓋、秸稈還田的保護性耕作處理分別提高春小麥籽粒產量12.83%、10.21%、7.53%。

4結論

劉國一等[22]在拉薩市堆龍德慶縣和山南地區乃東縣開展了保護性耕作研究，發現保護性耕作在保護農業生態和提高產量等方面均具明顯的優勢。德慶卓嘎等[23]結合西藏的生態環境特性，分析了開展保護性耕作的重要性和必要性。到目前在西藏境內開展保護性耕作的相關研究還相對較少，存在很大的空白，需要在今后的研究中進一步完善。

今后應根據全區農業資源的特點，有針對性地多點開展保護性耕作研究，以尋找更適宜于西藏地區資源環境特點的保護性耕作方式，為全區穩定糧食安全，提高糧食產量，保護生態安全等方面提供理論依據和技術支持。

同時，保護性耕作也存在一定的缺陷，相關研究正在積極開展，但是它給人們帶來的巨大效益也是顯而易見的。保護性耕作與傳統的耕作方式存在著很大的差異，在全區開展將帶來一場關于傳統耕作方式與保護性耕作的大討論。但是，隨著保護性耕作方式在農業生產中優勢的顯現，保護性耕作將會得到大面積的推廣和應用。

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