西藏主要農(nóng)業(yè)區(qū)開(kāi)展保護(hù)性耕作的必要性

司政邦 常瑛 劉迪迪等

摘要自20世紀(jì)60年代保護(hù)性耕作研究在我國(guó)開(kāi)展以來(lái)，目前該技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)研究取得了一定成果。長(zhǎng)期的傳統(tǒng)耕作方式使西藏耕地面臨著嚴(yán)重水土流失、耕地退化、資源浪費(fèi)等生態(tài)問(wèn)題。保護(hù)性耕作因其具有減少土壤水分蒸發(fā)，增加降水入滲，減少土壤風(fēng)蝕和水蝕，降低成本，增加作物產(chǎn)量，生態(tài)友好等作用，在我國(guó)多地已被大量應(yīng)用。面對(duì)西藏多年來(lái)傳統(tǒng)耕作方式帶來(lái)的產(chǎn)量低而不穩(wěn)、嚴(yán)重生態(tài)問(wèn)題等，采取保護(hù)性耕作方式可以有效解決以上生態(tài)問(wèn)題。通過(guò)分析西藏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的生態(tài)問(wèn)題，提出在西藏主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)開(kāi)展保護(hù)性耕作的必要性，并分析了保護(hù)性耕作的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞西藏；保護(hù)性耕作；必要性

中圖分類(lèi)號(hào)S181.3；S158文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）31-261-03

保護(hù)性耕作是指地表覆蓋度大于30%的所有有利于保護(hù)耕地的耕作方式。20世紀(jì)60年代保護(hù)性耕作進(jìn)入我國(guó)以來(lái)，開(kāi)始對(duì)其開(kāi)展研究。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和應(yīng)用，我國(guó)在保護(hù)性耕作的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)方面取得了一定的成就。西藏地處我國(guó)西南邊陲，在我國(guó)生態(tài)安全中占有極其重要的地理意義和生態(tài)環(huán)境意義。西藏地勢(shì)西北高東南低，海拔落差大，產(chǎn)生了很多得天獨(dú)厚的氣候資源和水熱條件，全區(qū)總面積12284萬(wàn) km2，占我國(guó)總面積的1/8，平均海拔在4 000 m以上，總耕地面積45.37萬(wàn) km2，大概占總面積的0.31%，由于區(qū)內(nèi)海拔落差較大，導(dǎo)致耕地面積相對(duì)較少，合理保護(hù)利用現(xiàn)有耕地，對(duì)保障全區(qū)糧食安全具有十分重要的意義；全區(qū)年平均氣溫-1.9～12.2 ℃，年降水量為32～996 mm，無(wú)霜期為106～181 d，太陽(yáng)年度總輻射為7 712～7 761 MJ/m2，年日照時(shí)數(shù)3 100～3 400 h，農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育期間的日照時(shí)數(shù)達(dá)2 315～2 417 h，占全年日照時(shí)數(shù)的71%～82%，西藏大部分地區(qū)海拔較高，紫外線(xiàn)強(qiáng)，日照時(shí)間較長(zhǎng)，蒸發(fā)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(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)我國(guó)其他省份較為滯后。但是，隨著近幾年國(guó)家加大對(duì)西藏經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支持力度和科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展，使全區(qū)經(jīng)濟(jì)得到較大的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面也在不斷地取得突破。

西藏具有我國(guó)其他地區(qū)無(wú)法比擬的生態(tài)優(yōu)勢(shì)和十分重要的生態(tài)意義。生態(tài)環(huán)境具有脆弱性、不穩(wěn)定性、敏感性和不可修復(fù)性的特點(diǎn)。近幾年隨著人類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)加劇，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的干擾和破壞日益加劇。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境逐步惡化，沙塵天氣愈演愈烈，土壤沙化嚴(yán)重，水土大量流失，耕地退化嚴(yán)重，逐漸沙化，土壤地力逐漸下降。針對(duì)這些生態(tài)問(wèn)題，許多科研工作者不斷地致力于相應(yīng)的探索和研究。筆者針對(duì)西藏傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耕作制度給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的一些問(wèn)題做簡(jiǎn)單分析，同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)保護(hù)性耕作研究所取得的成果，提出采取保護(hù)性耕作來(lái)解決西藏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的一系列農(nóng)業(yè)生態(tài)問(wèn)題[4-6]。

1西藏農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的生態(tài)問(wèn)題

西藏的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)隨著地域和海拔高度的不同而不盡相同，擁有“區(qū)域立體農(nóng)業(yè)”的稱(chēng)號(hào)。由于特殊的地理環(huán)境，加之長(zhǎng)期與外界交流較少，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式使土地利用長(zhǎng)期存在用養(yǎng)結(jié)合不上的矛盾。西藏和平解放后，國(guó)家加大對(duì)西藏農(nóng)業(yè)發(fā)展的支持力度，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中科技的應(yīng)用逐漸增加，現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)具在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū)逐步使用，但長(zhǎng)期的傳統(tǒng)耕作模式卻仍在應(yīng)用。西藏的主要農(nóng)業(yè)區(qū)水熱條件具有二季不足、一季有余的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的耕作方式使大片耕地地表完全裸露地度過(guò)休閑期。西藏緯度高，海拔高，太陽(yáng)輻射較大，裸露的地表經(jīng)過(guò)太陽(yáng)照射后，大量的土壤水分無(wú)效蒸發(fā)，造成土壤水分的浪費(fèi)；土壤水分的無(wú)效散失使土粒和有機(jī)質(zhì)極易被大風(fēng)帶走，形成沙塵天氣，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，加之冬春季節(jié)西藏大風(fēng)天氣頻發(fā)，且風(fēng)力大，裸露的地表在太陽(yáng)照射下，土壤養(yǎng)分揮發(fā)嚴(yán)重，加速對(duì)耕地的風(fēng)蝕，造成地力下降。同時(shí)，傳統(tǒng)耕作還增加了人畜力的投入，使農(nóng)民收益減少。

1.1水土流失嚴(yán)重

西藏特殊的地理和氣候資源使大部分種植地區(qū)只能完成一年一熟，耕地有一個(gè)較長(zhǎng)的休閑期，傳統(tǒng)的耕作方式使休閑期的耕地處于完全裸露的狀態(tài)，極易造成風(fēng)蝕和水蝕，加之太陽(yáng)輻射量大，導(dǎo)致大量土壤水分蒸發(fā)，長(zhǎng)此以往會(huì)造成水土流失嚴(yán)重，沙塵天氣頻發(fā)，對(duì)土壤蓄水保墑極其不利。研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)蝕已經(jīng)造成西藏全區(qū)4.99萬(wàn)hm2 耕地不同程度的退化。我國(guó)水利部水土流失2002年公告顯示，西藏遭受水蝕或風(fēng)蝕耕地面積達(dá)112 073.0 km2，占總耕地面積的9.2%。1999年雅魯藏布江中游地區(qū)19個(gè)縣水土流失53 145.5 km2，占該地區(qū)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(qū)沙化土地面積已達(dá)21.68萬(wàn)km2。據(jù)調(diào)查，全區(qū)境內(nèi)近幾年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)導(dǎo)致沙塵天氣發(fā)生頻率、發(fā)生規(guī)模都有所增加。研究表明，西藏全區(qū)1960～2000年沙塵暴天氣主要集中在12月～翌年4月[8]。2004年全區(qū)水土流失面積達(dá)103萬(wàn)km2，占全區(qū)總土地面積的86%[9]。卓嘎對(duì)日喀則地區(qū)的沙塵天氣進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)冬春季節(jié)沙塵天氣發(fā)生率平均達(dá)96%，而區(qū)內(nèi)大面積農(nóng)閑期耕地的裸露，是導(dǎo)致浮沉揚(yáng)沙天氣多發(fā)的主要原因[10]。西藏全區(qū)農(nóng)閑期大片耕地處于裸露狀態(tài)是造成水蝕和風(fēng)蝕的主要原因，并呈逐年增加的趨勢(shì)。

1.2耕地退化嚴(yán)重

西藏耕地土壤中母質(zhì)形成時(shí)間相對(duì)較短，耕層較薄，有機(jī)質(zhì)含量較低。由于長(zhǎng)時(shí)間采取傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，土地用養(yǎng)結(jié)合不上，導(dǎo)致土壤退化嚴(yán)重。土壤團(tuán)聚體是土壤養(yǎng)分的“儲(chǔ)藏庫(kù)”，是土壤結(jié)構(gòu)的基本單元。傳統(tǒng)的耕作方式將土壤中較大的土壤團(tuán)聚體翻露在空氣中，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)輻射和風(fēng)蝕的作用，團(tuán)聚體數(shù)量逐漸減少，大量的有機(jī)質(zhì)被分解，加速土壤的退化。在風(fēng)蝕和水蝕作用下，土壤有機(jī)質(zhì)大量流失。研究表明，1999～2004年全區(qū)耕地面積減少了0.84萬(wàn)hm2，占全區(qū)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(dǎo)致“一江兩河”地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量較20世紀(jì)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(fā)或形成地表徑流，土壤有機(jī)質(zhì)被帶走，耕地退化與長(zhǎng)期采取的傳統(tǒng)耕作方式有著密不可分的關(guān)系。

1.3水資源浪費(fèi)

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

通過(guò)以上傳統(tǒng)耕作方式帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境惡化、耕地退化、水資源浪費(fèi)等問(wèn)題的分析發(fā)現(xiàn)，尋找一條新的適合當(dāng)?shù)氐母鞣绞?，改變傳統(tǒng)耕作方式的弊端成為當(dāng)務(wù)之急。國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)表明，保護(hù)性耕作是一種能夠替代傳統(tǒng)耕作方式，同時(shí)具有改變生態(tài)環(huán)境、保水保肥、增產(chǎn)增收等優(yōu)勢(shì)的耕作方式，在我國(guó)北方大部分地區(qū)已經(jīng)被大面積推廣應(yīng)用。

2西藏實(shí)施保護(hù)性耕作的必要性

西藏的生態(tài)安全，不僅是我國(guó)生態(tài)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(qū)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，西藏生態(tài)環(huán)境日益惡化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，開(kāi)展生態(tài)安全研究，制定適應(yīng)全區(qū)生態(tài)安全發(fā)展的規(guī)劃與計(jì)劃顯得十分必要。如何合理利用有限的自然資源，做到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，成為今后的主要任務(wù)。

無(wú)論從生態(tài)環(huán)境的角度考慮，還是從社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面考慮，保護(hù)性耕作都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，著眼西藏現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，西藏保護(hù)性耕作的研究和推廣將成為今后一個(gè)時(shí)期的主要任務(wù)。近幾年來(lái)，糧食安全一直是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要工作任務(wù)，西藏全區(qū)糧食安全也存在同樣的問(wèn)題，如何利用好有限的資源，保證糧食安全的同時(shí)，改善不斷惡化的生態(tài)環(huán)境、水土流失等生態(tài)問(wèn)題，為農(nóng)民節(jié)約成本增加收入，成為今后研究的主要方向。因此，實(shí)施和推廣保護(hù)性耕作勢(shì)在必行。

由于西藏特殊的地理位置和氣熱特點(diǎn)，在全區(qū)開(kāi)展保護(hù)性耕作技術(shù)推廣，需要經(jīng)過(guò)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。建議采取政府帶頭示范和補(bǔ)貼相結(jié)合，逐步在全區(qū)推廣應(yīng)用。

3保護(hù)性耕作的優(yōu)勢(shì)

國(guó)際上保護(hù)性耕作通常是指覆蓋度大于30%以上的耕作體系。我國(guó)將保護(hù)性耕作定義為：保護(hù)性耕作是一種以機(jī)械化作業(yè)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(fā)芽即可，用農(nóng)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(nóng)藥來(lái)控制雜草和防除病蟲(chóng)害的一種耕作技術(shù)。近幾年我國(guó)對(duì)保護(hù)性耕作在蓄水保墑、增加肥力、改善土壤性狀等方面進(jìn)行了大量的相關(guān)研究。

3.1能夠減少風(fēng)蝕和水蝕

在形成沙塵天氣的顆粒中有30%來(lái)自農(nóng)田，52%來(lái)自沙質(zhì)草地，裸露農(nóng)田和草原的荒漠退化是形成沙塵暴的主要塵源。保護(hù)性耕作在改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，遏制沙塵、改善環(huán)境方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。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(tǒng)翻耕地相比具有明顯降低地表風(fēng)速，減少風(fēng)蝕、水蝕的作用。秦紅靈等[13]利用風(fēng)洞試驗(yàn)和野外觀測(cè)相結(jié)合的辦法，發(fā)現(xiàn)在相同的風(fēng)速下翻耕地土壤風(fēng)蝕侵蝕率是免耕地的3.0～8.2倍，地表粗糙度越大，風(fēng)蝕率越小。秸稈留茬或秸稈覆蓋的保護(hù)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(tǒng)翻耕耕作方式相比，保護(hù)性耕作減少地表徑流量比傳統(tǒng)方式高1.3倍。呂軍杰等[14]在豫西丘陵區(qū)坡耕地上通過(guò)夏季休閑期間采取不同耕作方式，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)耕作方式相比，免耕和深松可以減少?gòu)搅髁?.43和0.71 mm；深松與免耕分別較傳統(tǒng)耕作提高17.5%和8.5%。孫國(guó)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(hù)性耕作具有減少風(fēng)蝕和水蝕，抑制水分蒸發(fā)，減小徑流，增加入滲，從而起到保水的作用，通過(guò)保水對(duì)土壤養(yǎng)分也具有一定的固定作用，這對(duì)保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)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(yàn)研究表明，保護(hù)性耕作具有增加土壤有機(jī)質(zhì)的作用?？弟幍萚16]以稻草覆蓋免耕方式種植冬馬鈴薯來(lái)研究保護(hù)性耕作對(duì)土壤養(yǎng)分及有機(jī)碳庫(kù)的影響，結(jié)果表明，保護(hù)性耕作能夠顯著增加表土層的養(yǎng)分含量，土壤氮素、磷素、鉀素含量分別較傳統(tǒng)耕作增加081%～7.24%、14.95%～19.21%、0.57%～15.40%；同時(shí)可以增加土壤總有機(jī)碳與活性有機(jī)碳含量，0～10 cm土層土壤碳庫(kù)管理指數(shù)較傳統(tǒng)耕作提高9.10%、13.95%，10～20 cm土層則比傳統(tǒng)耕作略低。

同時(shí)，保護(hù)性耕作措施在改善土壤理化性狀方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。王勇等[17]研究表明，保護(hù)性耕作有助于土壤0～30 cm土層中有機(jī)碳的積累和提高土壤有機(jī)質(zhì)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(shù)量，代表土壤養(yǎng)分的多少。王蕓等[18]研究表明，保護(hù)性耕通過(guò)減少對(duì)土壤的擾動(dòng)，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(jī)質(zhì)的含量。

土壤團(tuán)聚體是土壤養(yǎng)分的重要儲(chǔ)藏庫(kù)和土壤微生物的重要活動(dòng)場(chǎng)所，保護(hù)性耕作能夠增加土壤團(tuán)聚體的數(shù)量，有利于大粒徑土壤團(tuán)聚體的形成，提高土壤肥力。

3.3具有蓄水保墑效應(yīng)

保護(hù)性耕作具有減少土壤中水分無(wú)效蒸發(fā)，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(fā)，提高土壤蓄水能力，使0～20 cm土層內(nèi)的土壤含水量均高于無(wú)秸稈處理。呂軍杰等[14]通過(guò)在坡耕地研究發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于傳統(tǒng)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(duì)照。而以種植作物的防徑流效果最佳，比對(duì)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(chǎn)效率分別較傳統(tǒng)耕作提高17.5%和8.5%。劉爽等[20]通過(guò)定位試驗(yàn)對(duì)冬小麥休閑期土壤含水率和水分利用效率進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)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(jīng)濟(jì)投入、增加作物產(chǎn)量

保護(hù)性耕作可以簡(jiǎn)化傳統(tǒng)的翻地、播種、耙地、施肥等過(guò)程，采用機(jī)械化復(fù)合式作業(yè)方式，一次作業(yè)完成播種施肥，極大地減少了農(nóng)田投入，田間蟲(chóng)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(jié)約了資源，這對(duì)該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有一定的推動(dòng)作用。

保護(hù)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(chǎn)量。高國(guó)錄等[21]研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)耕作方式相比，免耕+秸稈覆蓋、免耕不覆蓋、秸稈還田的保護(hù)性耕作處理分別提高春小麥籽粒產(chǎn)量12.83%、10.21%、7.53%。

4結(jié)論

劉國(guó)一等[22]在拉薩市堆龍德慶縣和山南地區(qū)乃東縣開(kāi)展了保護(hù)性耕作研究，發(fā)現(xiàn)保護(hù)性耕作在保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)和提高產(chǎn)量等方面均具明顯的優(yōu)勢(shì)。德慶卓嘎等[23]結(jié)合西藏的生態(tài)環(huán)境特性，分析了開(kāi)展保護(hù)性耕作的重要性和必要性。到目前在西藏境內(nèi)開(kāi)展保護(hù)性耕作的相關(guān)研究還相對(duì)較少，存在很大的空白，需要在今后的研究中進(jìn)一步完善。

今后應(yīng)根據(jù)全區(qū)農(nóng)業(yè)資源的特點(diǎn)，有針對(duì)性地多點(diǎn)開(kāi)展保護(hù)性耕作研究，以尋找更適宜于西藏地區(qū)資源環(huán)境特點(diǎn)的保護(hù)性耕作方式，為全區(qū)穩(wěn)定糧食安全，提高糧食產(chǎn)量，保護(hù)生態(tài)安全等方面提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

同時(shí)，保護(hù)性耕作也存在一定的缺陷，相關(guān)研究正在積極開(kāi)展，但是它給人們帶來(lái)的巨大效益也是顯而易見(jiàn)的。保護(hù)性耕作與傳統(tǒng)的耕作方式存在著很大的差異，在全區(qū)開(kāi)展將帶來(lái)一場(chǎng)關(guān)于傳統(tǒng)耕作方式與保護(hù)性耕作的大討論。但是，隨著保護(hù)性耕作方式在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中優(yōu)勢(shì)的顯現(xiàn)，保護(hù)性耕作將會(huì)得到大面積的推廣和應(yīng)用。

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