生態文明視角下土地整治科技創新研究
——基于原國土資源部土地整治相關領域的登記和獲獎成果分析

陳 成，仲濟香，張丹鳳，謝 敏

（1.國土資源部信息中心，北京 100812；2.國土資源部國土資源戰略研究重點實驗室，北京 100036；3.中國土地勘測規劃院，北京 100035）

1 引言

中國的土地整治理念隨著社會發展而不斷調整深化。早期的土地整治科技成果主要從耕地數量著手，一般以“土地開發、整理、開發整理、復墾”為題。到21世紀初，全國土地開發整理規劃（2001—2010年）提出要堅持數量、質量和生態并重[1]，但規劃目標更多地還是側重耕地數量的增加。此期間在原國土資源部登記的土地整治成果主要包括土地復墾技術、土地開發整理規劃編制、土地整理工程標準的研制，以及為土地質量管理提供依據的農用地分等定級成果，為保障實施土地整治和耕地占補平衡的耕地后備資源調查評價成果等。2008年，黨的十七屆三中全會提出了“土地整治”的概念，至此到“十二五”初，“土地開發整理、土地整治”的表述在登記成果中同期存在，兩者內容上往往混同。“十二五”期間，土地整治開始向以人為本、回歸自然的綜合整治初步轉變。土地整治生態修復技術、生態景觀變化研究、土地復墾技術等涉及土地質量和生態方面的研究越來越多，土地生態整治取得了一系列優秀成果。

當前，生態文明建設已融入土地整治的各個階

段，土地生態整治將成為今后土地整治的重要內容。本文以原國土資源部登記的13095項科技成果和國土資源科學技術獎設立以來（2002—2017年）的2305項申報成果、979項獲獎成果為數據源，以關鍵詞“土地、開發、整理、復墾、質量、生態、環境、污染、退耕、荒漠化、修復、治理”等作為檢索策略，累計檢索土地整治相關的登記成果645項、獎勵申報成果205項、獲獎成果81項，其中與土地生態整治相關的登記成果403項、獎勵申報成果148項、獲獎成果64項。

2 土地生態整治科技進展分析

土地生態事關經濟社會可持續發展，是重大的民生問題。從登記和報獎成果看，早期土地生態整治的相關科技成果大多只將土地質量或生態作為研究內容之一。“十一五”期間開始出現從生態保護角度開展的專題研究，研發的生態整治技術也逐步系統化、集成化。由于登記和報獎成果為在國土資源科學技術獎中有更大競爭力，往往進行了整合，很多成果涵蓋的內容同時涉及土地整治調查、評價、規劃、管理、保護和合理利用等多個方面，不能嚴格按照土地整治的一般分類進行區分。根據檢索情況，土地生態整治的科學研究大致歸納為7個方面，按整治時間劃分（圖1），包括：整治前期，為摸清土地質量和生態情況而開展的土地、地質調查評價成果；整治過程中，改善土地生態環境的土地復墾技術、土地整治生態景觀建設技術、土地整治工程技術方法等；整治后期，研制的土地整治生態效益監測和評價技術方法等。

2.1 土地質量和生態調查評價技術

土地和地質調查評價科技成果包括服務于增減耕地的土地數量質量生態調查評價成果和服務于土地生態環境改善的環境地質調查評價成果。

圖1 土地生態整治相關科技成果類型Fig.1 The types of land consolidation science and technology achievements

2.1.1 土地數量質量生態調查評價

土地數量質量生態調查評價成果大部分是國土資源大調查、第二次全國土地調查等調查中設立的專項調查研究成果。主要包含以下幾個方面：（1）針對農用地質量，建立了以產能為核心的耕地質量等別調查與評定技術方法體系，科學量化中國耕地質量等級狀況[2]，制定了全國統一的等級折算系數和技術規程[3]，開展農用地綜合生產能力核算技術方法研究，構建了分層耕地產能核算的理論與技術方法體系[4]，研究成果為落實耕地“三位一體”保護提供重要支撐。（2）針對耕地后備資源，研制了調查評價技術，查清了全國集中連片的耕地后備資源數量、質量、分布等情況及相關的生態環境、社會經濟狀況[5]。（3）針對生態退耕，研制了縣級耕地資源與生態退耕遙感監測的方法、指標體系、監測標準和數據庫，對監測區的耕地資源分布與生態退耕狀況實現了實時監測[6]。（4）針對土地整理潛力，圍繞農用地、農村建設用地、城鎮工礦建設用地、宜農未利用地等都開展了土地整治潛力研究，但由于對生態潛力的理解不同、體現生態潛力的定量數據缺乏，在測算生態潛力時，大多方法單一。

2.1.2 環境地質調查評價

目前，中國已完成流域、海岸帶、重要經濟區、重要城市、礦山等的環境地質調查評價工作，對污染場地、礦山、生態脆弱區、地質災害區等摸清了環境地質問題“家底”，為國土規劃、土地綜合整治、生態環境管護等研究提供了相關數據。主要包括以下成果：（1）在城市垃圾填埋場，河北[7]、北京、天津等地研究了各種類型垃圾填埋場對地下水和土壤污染的程度、范圍及變化規律，通過建立污染物遷移擴散模型，對污染機理和污染趨勢進行模擬，提出了垃圾填埋場選址和防治的技術和方案。（2）在石油、污灌區，形成便攜式儀器土層VOCs測氣技術、便攜式土壤檢測儀—物探—鉆探組合調查技術、有機污染場地土壤樣品的“四土樣”采集法、調查表層土壤污染分布特征的系統網格法等技術方法[8]。（3）在礦山區，查明了包括地面塌（沉）陷、崩塌、滑坡、泥石流、地下含水層破壞、地貌景觀破壞等的主要礦山地質環境問題，評估中國主要礦業城市的礦山地質環境現狀，劃定了全國礦山地質環境綜合治理區劃[9]。（4）在生態脆弱區和地質災害區，西南巖溶石山地區查清了巖溶石漠化的分布狀況及其發展趨勢，制定了流域內巖溶水開發工程方案和地質環境綜合整治區劃[10]；三峽庫區對滑坡防治、高邊坡防護進行示范整治，建立滑坡體土地開發利用模式[11]；汶川地震斷裂帶建立了應急調查技術和災后快速編圖與評估方法,為地震地質災害應急處置和災后重建提供了支撐[12]。

此外，地質調查單位利用地球化學的技術優勢，實施土地質量地球化學調查，重點查明土壤中有益和有害元素的含量水平及賦存狀態；創建了以土壤養分、環境質量和健康質量指標深度融合的土地質量評價體系，初步摸清中國土地的質量情況[13]。近年來，該類型登記成果增長較快，山東[14]、浙江[15]等省，長江三角洲[16]、福建沿海[17]等區域也因地制宜開展相關研究并有創新成果。

2.2 土地質量和生態治理修復技術

土地質量和生態治理修復技術成果包括土地復墾技術、土地整治生態景觀建設相關技術和土地生態整治工程技術三類。

2.2.1 土地復墾技術

報獎的土地復墾成果有82.4%的研究對象是礦區損毀土地，而其中又有一半是煤礦損毀土地，獲獎的礦區復墾成果都是針對煤礦損毀土地。目前，已成功研制了平原高潛水位采煤沉陷地保土復墾技術、自燃煤矸石山“控—滅—防三位一體”排氣防爆型控火阻燃技術、基于煤層上覆巖土層的表土再造復墾技術等，此外還研發了損毀環境的遙感識別技術和基于探地雷達的土地復墾工程質量無損檢測技術[18]。在黃土高原特大型煤礦區，提出了“地貌重塑、土壤重構、植被重建、景觀重現、生物多樣性重組與保護”5階段的演變理論和先鋒植物與適生植物協同共生的草—灌—喬立體配置模式，研制了以大型“平臺—邊坡”為單元的梯化形態地貌重塑技術、基于微地形改造的巖土侵蝕控制與水分高效利用的土壤重構技術、“礦—農—城”復合系統三生空間景觀格局優化技術[19]。

2.2.2 土地整治生態景觀建設相關技術

山水林田湖生命共同體是土地整治和管護的重點。土地生態整治需要優化國土空間格局，加強土地的生態景觀服務功能。近年來，研制了土地景觀生態功能空間識別技術方法體系和多尺度的土地生態景觀提升技術，為全面推進綠色化土地整治提供了技術支撐[20]。提出了垂直差異性區域生態型土地整治理論，建立了山丘區缺水坡耕地生態隔離帶梯田同構與水分調配技術體系和壩區漬水農田多維立體排水與控水技術體系，研究成果在云南、烏蒙山片區等土地整治項目中廣泛應用[21]。提出了低碳泥結石路面技術、低碳溝渠選配襯砌技術、復墾地土壤碳庫與植被碳庫快速恢復技術等，減少了建筑耗材、能源消耗和碳排放量，同時優化了農田和礦區生態環境[22]。

2.2.3 土地生態整治工程技術

山東省墻夼水庫由東西兩庫組成，中間借天然山凹開挖連通溝相連，共用東庫溢洪閘調洪。連通溝的流量及流向受到兩個水庫水位影響，當西庫水位高于東庫水位時，西庫洪水通過連通溝進入東庫；當東庫水位高于西庫時，東庫洪水通過連通溝進入西庫，當兩庫水位低于連通溝底高程時，兩庫各自獨立。針對墻夼水庫既獨立又相互連通的雙庫特點，就如何正確推求兩庫入庫洪水，準確計算兩庫水位，合理調算兩庫水量，從分析調洪演算理論方法入手，給出水面線數學模型和算法，建立雙庫調洪演算的計算模型，分析確定兩庫不同頻率設計洪水的最高水位，使水庫的設計洪水復核成果更合理，進而更好地發揮水庫的防洪、灌溉功能，實現水庫的社會效益。

隨著土地整治技術等的改進和提高，土地生態整治工程取得了良好的生態效益。主要包括：（1）針對高標準基本農田，提出了土地平整、土壤改良、灌溉與排水、田間道路、農田防護與生態環境建設、農田輸配電等建設工程體系。（2）聚焦荒漠化、鹽堿化等生態脆弱區，在毛烏素沙地，系統研究砒砂巖的固沙機理、固沙造田技術，為利用砒砂巖進行毛烏素沙地土地整治提供技術支撐[23]。針對鹽堿地，研制出大型開溝鋪管裝備、基于多級暗管鹽堿地灌排模式轉換技術，研發了針對濱海雨養條件下淤積型濱海灘涂內陸干旱區等的生態修復技術，頒布了《鹽堿地暗管改堿技術規程》等10項行業、地方與企業標準[24]。（3）圍繞重金屬污染用地，開展了以粘土礦物和微生物菌根為修復劑的重金屬污染土壤原位穩定化修復機理和穩定化修復方法的研究，修復劑有效阻止了土壤中的重金屬向植物遷移[25]。研制了土壤及沉積物中重金屬順序提取標準物質，建立了重金屬順序提取形態分析的技術體系和質量監控體系[26]。針對江蘇省農用地，構建了土壤重金屬風險預測預警模型以及基于污染類型和孕污環境的土壤重金屬污染綜合區劃方法[27]。

2.3 土地整治生態效益監測及評價技術

土地整治生態效益監測及評價是要在土地生態整治后期對整治效果開展長期、大尺度的監測和評估，提高土地生態整治的監測監管能力。在環北京地區研制了土地資源與生態環境遙感監測指標體系、診斷方法和信息提取方法，在監測技術流程與技術規定、評價方法、土地退化定量遙感監測技術等方面有突破[28]。研制了基于高分辨率遙感影像土地整理工程信息提取與監測技術、基于探地雷達無損探測的土地整理工程質量監測技術、基于無線傳感器網絡的土地整理質量與生態監測技術和評價技術，構建了“天、地、網”一體化的土地整治監測監管技術體系[29]。建立了高標準農田建設綜合成效評估的指標體系和技術方法體系，解決了高標準農田績效評價與后評價中指標體系不統一、缺少定量化分析方法，以及對經濟、社會、生態和資源環境等效益估算不準確等技術難點，研發的技術應用到全國“十二五”高標準農田建設綜合成效評估實踐中[30]。

3 土地生態整治科技創新面臨的挑戰

土地整治在提升糧食產能、促進城鄉統籌發展、精準扶貧精準脫貧、保護生態環境等方面發揮了重要作用，與此同時，科技在實施土地整治工程中也積累了豐碩成果。然而，面對國土資源需求和供給新情況、環境約束和矛盾積累新形勢、管理方式新變化，土地整治特別是生態整治的科技創新還存在薄弱環節。

3.1 土地生態整治科技創新能力尚有欠缺

登記和報獎科技成果中，土地生態整治前期的成果主要由各級土地勘測規劃、土地整治、地調和環境監測單位完成，整治過程中和整治后期的成果主要由各級土地整治單位完成，此外，污染土地生態修復技術主要由地調、環境監測、大學、企業等單位研制。從承擔單位的組成來看，承擔單位科技創新能力呈現“三不足”，一是地方土地整治單位科技創新能力不足（表1）。土地生態整治領域的報獎項目中，土地整治單位的獲獎率為54%，但大部分獲獎項目是由部土地整治中心完成，獲獎率達79.3%，地方土地整治單位的獲獎率只有19%，整治單位的科技創新能力不平均；而各級地調勘查單位中，中國地質調查局及局屬各單位、其他地調單位獲獎率分別為50%和41.7%，差距并不突出。二是土地整治單位與國土資源系統內其他單位合作不足。在以合作方式完成的土地整治項目中，土地整治單位與地方整治單位、院校合作較多，與地調、土地勘測規劃等單位合作不多。而實際上，地調單位的環境地質調查等成果、土地勘測規劃單位的農用地質量分等定級等成果，為整治前后土地質量和生態監測評價、耕地產能核算和占補平衡等提供基礎數據。三是土地整治單位與環保、水利、農林等系統外單位合作不足。登記和報獎成果中，與土壤重構、植被恢復、生物多樣性保護、土壤污染治理修復等有關的技術方法相對不多。但在系統外，環保、水利、農林等科研單位都對此做了大量研究，而且有些技術在國外已經產業化運作，國內也有很多單位從事這些研究。土地整治單位應加強與系統外單位合作，盡快將已有成熟技術與土地生態整治需求相結合。

3.2 土地生態整治項目的研究尺度還需要進一步拓寬

土地整治項目呈現三個特點：一是大多以工程或者示范項目的形式開展，特別是“十二五”期間，由于實施土地整治重大工程和建設示范省，該類型獎勵申報數逐年遞增，內容涉及項目或工程的規劃、實施、驗收、評價、監測以及示范省實踐等。二是研究范圍大多按行政區域開展，少量成果進行了區域性研究，這主要由國家資金引導和服務國家政策安排所決定。這種開展項目的方式不利于從區域、流域角度統籌考慮，合理優化土地利用結構和布局。三是土地整治項目大多短平快，研究時間一般由項目實施時間決定。而土地生態系統功能的恢復是一個長期過程，生態監測要有連貫性，登記成果中只在黃土高原煤礦區等少數地區開展了長期跟蹤研究，這也側面要求土地整治科研人員要耐得住寂寞、坐得了冷板凳。

表1 土地整治領域各單位獲國土資源科學技術獎情況Tab.1 Information of land consolidation units winning the land and resources science and technology prize

3.3 土地生態整治科技創新內容有突破空間

國土資源科學技術獎平均獲獎率為42.5%（圖2），土地整治相關成果獲獎率為39.5%，低于平均獲獎率，而土地生態整治成果中，土地質量和生態調查評價成果雖然獲獎率不高，但由于其中的土地數量質量生態調查評價成果主要在“十一五”及之前完成，研究內容雖然涉及了土地生態，但更多側重耕地數量的變化，因此獲獎率不高（僅30.6%），而環境地質調查評價成果的獲獎率為41.8%，和平均獲獎率基本持平；同時，生態治理修復、效益監測評價成果雖然獲獎率高，但是申報數僅占整治成果數的21.9%，而且63.4%的成果在“十一五”之后獲獎。可見，土地生態整治的方法和技術在創新性、社會生態效益等方面是被專家認可的，但是研究數量還不夠多，還有很大的研究空間。“十三五”土地生態整治應成為科研重點，進一步加強土地整治景觀格局與生態過程研究、生態化整治綜合集成技術研究等很有必要。

3.4 土地生態整治重大科技成果轉化應用有待進一步提升

縱觀中國土地整治領域應用廣泛的技術和方法，大多依據各項工程的建設特點和地方實踐，提出基礎通用性的建設標準和技術要求，再通過技術標準的實施，促進科技成果的進一步的轉化。當前，土地整治已形成國標、行標、地標結構層次清晰的標準體系，但由于土地整治管理程序較為復雜，已頒布的標準規范在分類和數量上還存在不足，特別是在生態整治方面。雖然土地生態整治已開展了一系列專題研究，研發的技術方法已經或正在以土地綜合整治項目或工程為平臺，開展示范應用，但還需要加快推進土地生態整治關鍵技術向生產實踐的轉化。

圖2 土地整治科技成果獲獎情況Fig.2 Prize information of land consolidation science and technology achievements

4 結論和建議

科技創新推動土地生態整治科學發展，土地生態整治科技成果的廣泛示范和應用，提高了土地生態整治水平。土地質量生態調查評價在理論、方法和技術研究方面取得重大成果，實現了土地質量和生態數據的更新；耕地質量提升、退化土地治理、土地生態修復等土地生態整治技術研發能力大幅增強，實現節水、節地、節肥、增產和增效目標的同時，推動形成綠色發展方式和綠色生活方式；“天、地、網”一體化的土地整治監測監管技術和生態整治效益評價方法的進步，為建立全要素、全方位的國土資源監管新模式，大力提升生態整治管理水平作出重要支撐。今后，土地生態整治的科技創新，要在“創新、協調、綠色、開放、共享”的新發展理念下，加大科研投入，完善科技創新體制機制，進一步激發創新活力。

一方面要進一步加強土地生態整治科學研究。一是針對小而分散的土地整治項目做好項目設計。打破研究的行政界線，做好生態科技內容的整合集成；因地制宜地引進、消化和提升國外成熟的、已產業化應用的土地生態治理技術。二是針對生態整治標準欠缺的問題，在整體規劃、單體設計、工程實施和監管等層次填補共性技術研發的空白。三是針對研究內容的不足，加強重點地區的科技研發。《全國國土規劃綱要（2016—2030年）》明確提出綜合整治側重于“四區一帶”。登記成果中，城市化地區、農村地區、生態功能區和礦產資源集中開發區的綜合整治都有涉及，但海岸帶和海島的保護和修復科技成果數量很少。已完成的流域、海岸帶環境地質調查，將為這些地區開展土地生態整治提供基礎數據。此外，要圍繞“兩屏三帶”生態安全屏障建設，進一步加強生態監測預警、荒漠化石漠化防治、水土流失治理等技術的研發與示范應用。要結合深度貧困地區脫貧攻堅土地整治重大工程，重點研究這些生態脆弱區的生態保護技術，建立健全深度貧困地區地質災害防治體系。

另一方面要完善土地整治科技創新體制機制。以建設國家土地工程技術創新平臺培育基地為契機，加強“人才、資本、信息、技術”的深度合作。聯合地調水文、勘測規劃、環保、水利、農林等單位，依托重點實驗室、野外科學觀測基地、科技示范基地等形成創新合力；做好土地整治科技創新服務，在科研項目管理、創新平臺建設運行管理方面完善政策制度，提升資金使用效益，營造科技創新良好氛圍；培養綜合性土地整治科技領軍人才和創新團隊，完善創新人才考核評價制度；完善土地整治科技成果轉化機制，形成“產學研用推”一體化創新思路，大力推進土地整治特別是生態整治科技成果的轉化應用。

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