王雪瑩,魏瑩瑩,孫 超,谷梁玉,付丹平
(河北省地質環境監測院,河北 石家莊 050021)
河北省是全國著名的3大小麥集中產區之一,其耕地面積廣、產量大、種類多成為全國農業大省。其四季分明的氣候條件,優越的平原地勢優勢,為河北農業發展提供了優厚的條件。同時,河北省又是以水、土為中心的農業,其自然資源相對匱乏,人均占有量逐年下降,資源約束決定了河北省不可能走粗放的農業發展道路[1-3]。
以往在進行河北省農業生產適宜性研究中,對農業資源潛力及耕地后備資源開發探討不足。為了有效掌握河北農業資源的現有條件,分析現狀下農耕地適宜性狀況,本文基于自然資源部辦公廳2020年1月19日印發的《資源環境承載能力與國土空間開發適宜性評價指南(試行)》(以下簡稱指南)中要求,綜合考慮地形地貌因素、空間規劃數據、水資源分布數據和降雨分布情況等諸多因素,進行農業生產承載規模及適宜性評價,并提出耕地資源差異化開發,以及農業資源可持續發展進程中水資源保護措施建議[4-5]。
按照指南要求,在搜集DEM、降雨分布、土壤環境及災害等相關資料后,分別進行氣候評價、水資源評價、土地資源評價、鹽澤化評價和災害評價,并形成農業生產條件適宜性集成評價,如圖1所示。

圖1 農業生產條件適宜性評價Fig.1 Suitability evaluation of agricultural production conditions
河北平原地形平坦,為典型的溫帶季風性氣候區,雨熱同期,降雨日照均為適中,以棕壤和褐土為主,土層深厚,主要農作物有小麥、玉米、高粱、大豆和馬鈴薯等,是我國糧食的主產區,同時也是全國農業機械化水平較高區域。全省農業生產適宜性為適宜的面積87 065 km2,占比為46.75%,在河北省平原區大面積分布。各地區農業生產適宜區統計結果如圖2所示。

圖2 適宜性評價統計Fig.2 Statistical diagram of suitability evaluation
由于河北省屬于極度缺水地區,地下水超采嚴重,全省多年平均地下水超采量60億m3,超采區面積達到6.7萬km2,尤其是農業用水占全省用水總量的70%,農田水利基礎設施落后,加劇了水資源危機。另外,耕地總體質量偏低,局部地區存在土壤板結、次生鹽漬化和養分失衡等突出問題,個別地區土壤還存在重金屬污染等問題。上述不利因素在一定程度上影響了河北省農業產業布局及發展。
農業生產適宜性為不適宜的面積39 804 km2,占比為21.37%,主要分布在燕山和太行山的中低產山區,該區域主要受地形坡度因素影響。張家口、承德地區的光熱條件也為較差,熟制為一年一熟。但是,地貌類型的多樣性,地形坡度、坡向的不同所形成的水熱條件、土壤條件的差異性,也為山區因地制宜發展特色農產品提供了條件。
從土地資源是否可作為耕地的角度,通過對單項評價中農業耕作條件由高至較低分為4級,將高程<5 000 m及土壤環境容量分為高和中兩級區域,3者重疊區域作為可耕作土地,計算河北省土地資源約束下農業生產最大規模。
河北省農業生產承載規模普遍較高,全省承載規模面積合計170 365.5 km2,占全省總面積的86.37%,地形因素是承載規模的主導因素,邢臺、邯鄲、廊坊和衡水占比均達到92%以上,承德、張家口相對較低,分別為80.28%、83.42%。各市統計結果如表1所示。

表1 河北省2018年各地區土地資源約束下農業生產承載規模統計Tab.1 Statistical table of agricultural production bearing scale constrained by land resources in Hebei Province in 2018
河北省用水總量控制指標220億m3,其中地下水用水總量控制指標104.6億m3。農業用水總量控制指標130億m3,全省農田灌溉水有效利用系數控制目標0.675,農業用水定額以壩上地區9 m3/hm2,冀西北盆地7.33 m3/hm2,燕山山前平原10 m3/hm2,山區丘陵區13.33 m3/hm2,太行山前平原12.67 m3/hm2,黑龍港平原12 m3/hm2,濱海平原19.33 m3/hm2計算,得出河北省水資源可承載的灌溉總面積305.53萬hm2,占現狀農用地總面積1 306.44萬hm2的23.38%。
河北省當年降水量≥350 mm時,自然降水基本滿足旱作物的水分需求,可保證收成。河北省多年平均降水量400~800 mm,年均降水量484.5 mm,年降水量對河北省旱作基本無影響,可承載耕地規模即為土地資源約束下農業生產承載規模,合計170 365.50 km2。各市統計結果如表2所示。

表2 河北省2018年各地區水資源約束下農業生產承載規模統計Tab.2 Statistical table of agricultural production bearing scale constrained by water resources in Hebei Province in 2018
根據河北省水資源統籌利用保護規劃(冀辦發2018—40號),農業用水控制在125億m3以內,地下水基本實現采補平衡,本文以2020年農用水控制開采量與采補平衡控制開采量125億m3差值作為不合理農業灌溉水量,當前地下水超采區主要為冀中南冬小麥種植區域,用水量占農業用水量的70%以上,冀西北壩上地區,高耗水蔬菜種植面積高達5萬hm2,經計算,河北省不合理灌溉耕地面積約為16萬hm2。
農業生產潛力區包括可開墾土地和可復墾采礦用地兩大類。可開墾土地主要是指自然形成的尚未開墾的未利用地,也包含因生產建設或自然災害損毀等造成廢棄的未利用地,包括土地調查數據庫中的其他草地、沿海灘涂、內陸灘涂、鹽堿地、沼澤地、沙地和裸地7個地類??蓮蛪ú傻V用地是指廢棄的采礦、采石、采砂(沙)場、鹽田和磚瓦窯等地面生產用地及尾礦堆放地。
綜合考慮生態條件、年積溫、年降水量及灌溉條件、土壤污染狀況、排水條件、土層厚度及母質條件、地形坡度、鹽堿化程度、土壤質地/礫石含量、土壤pH值和耕作便利度11個評價指標,并應避開生態保護極重要區、現狀濕地(不含坑塘水面)、耕地、園地、基本草地、基礎設施建設用地、城鎮、風景區及特殊用地、應當保留的村莊、連片分布的林地、零星地塊等。
引用河北省土地后備資源調查及開發適宜性評價專題內容,全省耕地后備資源可開墾土地面積共392 572.3 hm2,約占全省土地總面積的2.1%,占全省耕地后備資源總面積的91.57%,包括可開墾其他草地、可開墾沿海灘涂、可開墾內陸灘涂、可開墾鹽堿地、可開墾沼澤地、可開墾沙地和可開墾裸地,如圖3所示。

圖3 土地后備資源可開墾耕地地類統計Fig.3 Statistical map of arable land types of land reserve resources
河北省后備耕地資源分布很不平衡,不僅數量不同,質量差異更大,因此全省農業耕地資源的開發利用,更是需要技術職能部門科學規劃,政府部門的宏觀調控。應因地制宜合理開發耕地后備資源,保證耕地總量動態平衡和保護生態平衡為中心,實現經濟效益、社會效益和環境效益的統一。
耕地后備資源開發利用要統籌安排、科學規劃。依據土地利用總體規劃確定的補充耕地目標,充分利用土地資源調查成果并結合歷年變更情況,認真分析當地土地資源分布狀況,堅持實事求是、統籌兼顧的原則,科學編制土地開發利用規劃和實施方案。
在可持續發展思想指導下,耕地開發首先要以區域生態環境服務功能的保護為前提,著力考慮耕地生態環境的保護和建設,以“先治理,后發展”的可持續性新生產方式為思路,強調宜耕開墾的生態合理性,盡量減少對環境的破壞。其次才考慮耕地質量的影響因素,既追求耕地數量的增加,又兼顧開墾后耕地的質量水平,保證耕地持續穩定地提供高質農產品的能力,從而較好地發揮土地后備資源的特點、潛力和優勢,使資源得到充分利用。
近年來,各地加大了農業內部的產業結構調整,土地資源的效益得到了合理有效的發揮,取得了不少成功的經驗。農業內部的產業結構調整,是土地資源作為主要生產要素優化配置的體現,怎樣使每一寸土地收到最大效益,怎樣使耕地后備資源的合理開發利用達到最佳效果,是值得認真研究的問題[6-8]。
(1)壩上高原地區,是典型的生態脆弱區,堅持生態保護優先原則,加強撫育管護。應針對于在土質較好,坡度<15°的地區,建設梯田;對坡度>15°,難以改造的地區,禁止開發,保護生態環境。
(2)冀西北山間盆地地區,耕地后備資源開發主要限制條件為土層厚度和母質條件。開發利用以改良土壤為主,首先要封山育林、植樹種草,恢復植被,然后因地制宜,在土層較厚、土質較好,宜開發為耕地、園地的地帶,種植耐旱作物。
(3)太行山山地丘陵區,地形坡度是該區耕地后備資源開發的首要限制條件,該區以修建梯田、保持水土為主。在太行山山地丘陵的北部和西南部地區土壤質地主要為礫質土,土質較硬,土層厚度較薄,應增加客土來源,改善該地區的土壤質量。
(4)燕山山地丘陵區,土層厚度和母質條件與生態條件為該區耕地后備資源開發的主要限制條件,該區以改善土壤條件和農田水利設施為主。首先,對于自然災害發生頻繁地區,推廣發展林牧業;其次,在以土壤條件為主要制約因素區域,植樹造林、種草固土,恢復生態條件,種植抗災耐旱作物;最后,整體區域要做到恢復生態區域,改善生態條件。
(5)太行山山前平原區,土壤條件優良,水資源較充足,在對耕地后備資源開發過程中應注意開發和生態保護并重。該區域生物多樣、資源豐富、地勢平坦、氣候適宜、農作物兩年三熟制、土層深厚和水資源較為豐富,應以保護自然本底、貯備物種,開辟科研、教育基地,保留自然界的美學價值為主,保護生物資源。
(6)燕山山前平原地區主要限制條件為地形坡度、土層厚度、母質條件及土壤質地,以改善土壤條件為主要方向。對土質較好且坡度<15°的區域,建設梯田;對坡度>15°難以改造的地區,禁止開發,保護生態環境。在保護基本農田的同時還要積極開發整理耕地后備資源,增加有效耕地數量,提高土地利用率,節約用地,嚴格控制非農業建設用地。
(7)海河沖積平原區,地處平原、地勢平緩、土層深厚,需加大投入,完善農田基礎設施。該區生態環境脆弱,開發后有土地退化的風險,應以保護生態環境為主,開發生態脆弱區以外的耕地后備資源,同時完善農田基礎設施,提高農田質量和土地集約利用水平。
(8)濱海平原區臨近渤海,受海洋影響較大,改善土壤鹽漬化程度是該區耕地后備資源開發的主要方向。選擇如喜鹽、耐鹽堿植物改良,同時綜合進行客土法改良土壤,采用排水工程、深耕深翻、適時耙地和增施有機肥等辦法。
按照發展現代農業的總體部署和太行山綜合開發總體要求,大力發展適水農業,加快實施高效節水灌溉,普及農業灌溉用水計量管控,實施灌區水高效領跑者引領行動,建設一批高效農業節水示范工程[9-10]。
(1)農業種植結構調整。積極構建與河北省水土資源相匹配的農業生產布局,因地制宜合理壓減高耗水作物,培育和打造耗水低、產量高和效益好的新型農業產業結構。
(2)農藝節水措施推廣。大力推廣耐旱節水品種,免耕、少耕和秸稈粉碎覆蓋還田等保護性耕作技術,水肥一體化等農藝綜合節水措施,加強土壤肥力、培肥地力,提高土壤供水保墑能力,減少灌溉用水量。
(3)大中型灌區節水改造。完成骨干渠道清淤疏浚、局部渠段維修加固和渠道防滲襯砌,配套、改建和維修加固建筑物等內容。
(4)高效節水灌溉工程。依托地下水超采綜合治理、農田水利設施建設、高標準農田建設和土地治理等項目,針對水源條件,結合土地流轉,重點在成規模的農田大力發展高標準管灌、噴灌和微灌。深、淺層地下水超采區重點實施從水源到田間的高效節水工程。
(5)農業灌溉信息化建設。加快墑情測報、取用水計量和地下水位水量監測等農業灌溉信息化基礎設施建設,配備具有水分信息監測和傳輸、作物缺水診斷和灌溉決策功能的精量控制灌溉技術和裝備,努力實現農田灌溉的智能化和自動化。
本文以“雙評價”指南為技術參考,通過對土地資源、水資源約束下農業生產承載規模評價,進行農業適宜區潛力分析,分區提出耕地資源差異化開發方案,以及農業開發水資源保護措施建議,為河北省農業資源可持續發展提供依據。