黑龍江省北大荒集團耕地后備資源宜耕性評價

郭文棟，梁雪石，鄭福云，魏延軍，聶 晶，喬 磊，劉曉佳

（黑龍江省科學院自然與生態(tài)研究所濕地與生態(tài)保育國家地方聯(lián)合工程實驗室，哈爾濱 150040）

0 引言

耕地是重要的自然資源，人類生活所必需的糧食和其他生產資料都是從耕地中獲取的[1]。我國耕地總面積較大，據(jù)第三次全國國土調查，我國耕地面積約為19.18億畝，僅低于美國、俄羅斯和印度，人均耕地1.37畝，僅是世界人均耕地面積的37.6%[2]?！叭丝诙?，耕地少”這一國情決定了我國必須“保有一定數(shù)量和質量的耕地”。如何保障我國糧食安全始終是政府工作的重點。然而，隨著我國國力不斷增強，建設進程不斷加快，耕地被占用成為建設用地的情況也在不斷加快，同時隨著現(xiàn)代農業(yè)和生態(tài)農業(yè)的不斷興起，農業(yè)結構調整的步伐在加快，生態(tài)退耕的呼聲不斷響起，導致我國耕地存量逐漸減少，根據(jù)第三次全國國土調查數(shù)據(jù)顯示，僅從2009年到2019年，我國耕地面積減少量已經超過了1億畝，耕地減少帶來的最根本的問題就是國家的糧食安全，因此，分析和深挖耕地后備資源開發(fā)利用的潛力，對于保障國家糧食安全具有重要的意義。

一直以來，耕地后備資源開發(fā)問題都備受關注。目前我國因開發(fā)耕地后備資源引發(fā)了許多的生態(tài)環(huán)境問題。許多地區(qū)通過開墾生態(tài)脆弱的土地增加耕地后備資源，如開墾草原、濕地等，對當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)產生了嚴重破壞，由于未考慮生態(tài)系統(tǒng)的整體性功能，新增耕地的穩(wěn)定性也受到了很大的威脅[3]。因此，在不影響當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下開發(fā)耕地后備資源，并確保耕地后備資源開發(fā)后的質量不降低，已經成為耕地后備資源開發(fā)前的重要內容。

黑龍江省北大荒集團始建于1947年，一直是黑龍江省糧食生產的“主力軍”。2020年集團糧食產量2 134萬噸，約占黑龍江省糧食產量的28.30%。2003年集團在完成輪耕地后備資源調查評價工作后，積極開展土地整理、土地復墾和生態(tài)環(huán)境治理工作，北大荒集團耕地后備資源的數(shù)量和質量都有了一定的提高，但同時也存在著粗放經營和生態(tài)破壞等問題，面對社會經濟發(fā)展的需要和繼續(xù)保持糧食持續(xù)增產的壓力，在不破壞當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的前提下，開展耕地后備資源的開發(fā)利用研究具有非常重要的意義。

1 北大荒集團土地利用狀況

1.1 土地面積及構成

根據(jù)第三次國土資源大調查，北大荒集團現(xiàn)有土地總面積中以耕地面積最大，約占集團土地總面積的64.32%，林地面積次之，約占集團土地總面積的18.10%，濕地面積排在第三位，約占集團土地總面積的6.21%，水域及水利設施用地面積約占集團土地總面積的5.90%，草地面積約占集團土地總面積的2.70%，交通運輸用地面積約占集團土地總面積的1.61%，種植園用地面積約占集團土地總面積的0.08%。各類土地面積比例見圖1。

圖1 北大荒集團土地面積空間分布

從空間分布來看，建三江分公司土地面積最大，約占集團總面積的23.2%，北安分公司面積次之，約占集團總面積的17.3%，牡丹江分公司面積排在第三位，約占集團總面積的16.19%，見圖2。

圖2 北大荒集團土地類型結構

1.2 土地利用類型分布

北大荒集團耕地主要分布在松嫩平原和三江平原（圖3），即建三江分公司、牡丹江分公司、紅興隆分公司、北安分公司和寶泉嶺分公司，耕地面積分別占集團耕地總面積的26.06%、15.51%、14.09%、13.74%和12.18%，這些區(qū)域土質肥沃，土壤有機質含量高，地形坡度也均在6°以下，地勢平坦，特別適合機械化作業(yè)和規(guī)模經營，北大荒集團農業(yè)機械化程度在全國也是遙遙領先。

圖3 北大荒集團耕地面積分布

林地主要分布在北安分公司、牡丹江分公司、建三江分公司和紅興隆分公司，面積分別占集團林地總面積的31.54%、16.58%、13.24%和13.15%。牧草地主要分布在松嫩平原西部的齊齊哈爾分公司、北安分公司及南部的牡丹江分公司和東部的建三江分公司，面積分別占集團牧草地總面積的22.27%、15.25%、14.26%和14.06%，草質較好，適宜放牧。種植園用地主要分布在紅興隆分公司、北安分公司和牡丹江分公司，面積分別占集團種植園用地總面積的44.91%、17.99%和16.56%。

1.3 土地利用特點

耕地分布相對集中，氣候條件差異較大。集團耕地主要集中分布在三江平原的建三江分公司、紅興隆分公司和寶泉嶺分公司，以及松嫩平原的北安分公司，林地集中分布在小興安嶺北安分公司和東南部山區(qū)的牡丹江分公司，牧草地分布在松嫩平原的齊齊哈爾分公司和北安分公司。耕地相對集中分布，為發(fā)展農、林、牧業(yè)創(chuàng)造了有利條件。松嫩平原地勢平坦，土質肥沃，但水資源較少；三江平原水資源豐富，但積溫少，無霜期短。地形、氣候、土壤、水資源條件，每一單項因素都不錯，但氣候條件差異較大，在一定程度上要求耕地后備資源的開發(fā)和利用應因地制宜。土地自然肥力下降明顯。集團內耕地雖然肥沃，但由于多年來經營以化肥為主，農家肥和有機肥的使用較少，土壤有機質含量近年來下降趨勢明顯。一些坡耕地由于管理不當，水土流失加劇，耕地地力水平明顯下降，已嚴重威脅糧食產量。后備土地資源開發(fā)利用難度越來越大。建國以來，北大荒集團經過多次土地開發(fā)，目前所剩的后備資源分布較零散，且大部分為低洼地或離交通水利設施較遠的偏僻區(qū)域，有些耕地后備資源周邊環(huán)境較差，要想開發(fā)需修建大量水利工程才能保證糧食產量。

2 北大荒集團耕地后備資源宜耕性評價模型構建

2.1 選擇評價對象

耕地后備資源的定義一般有兩個角度：一個角度是指還未開發(fā)利用，在一定經濟技術條件下，通過開發(fā)、整理、復墾等手段，可轉變?yōu)楦氐耐恋刭Y源。另一個角度的耕地后備資源不僅包括第一個角度所述的土地資源，也包括在現(xiàn)有條件下利用效率不高的中低產田、以及可復墾成耕地的采礦用地、受自然災害破壞可復墾為耕地的土地資源、以及廢棄的但通過經濟技術條件可復墾為耕地的建設用地等[2]。采礦用地、自然災害破壞的土地資源以及廢棄的可復墾為耕地的建設用地一般都存在不同程度的土地污染，且地塊之間的差異較大，無法做到全面客觀評價，因此我們選用第一個定義作為北大荒集團耕地后備資源適宜性評價對象。

據(jù)統(tǒng)計，2019年北大荒集團耕地后備資源共計有17.20萬公頃，其中濕地功能類型的耕地后備資源7.58萬公頃，草地類型9.14萬公頃，其他類型0.48萬公頃。濕地類型的后備土地中，坑塘水面2.89萬公頃，內陸灘涂1.27萬公頃，鹽堿地0.31萬公頃，沼澤地3.42萬公頃。主要分布在紅興隆分公司和建三江分公司（圖4）。

圖4 北大荒集團耕地后備資源分布比例

2.2 確定評價單元

進行耕地后備資源適宜性評價，需要依托具有一定專門屬性特征的土地單位，即評價單元。北大荒集團耕地后備資源適宜性評價的評價單元采用三調數(shù)據(jù)庫中的土地利用現(xiàn)狀地塊，通過疊加分析的方法將土壤調查數(shù)據(jù)、土地整治規(guī)劃數(shù)據(jù)、空間規(guī)劃數(shù)據(jù)等信息疊加到土地利用現(xiàn)狀地塊中，將疊加信息后的土地利用現(xiàn)狀單元作為評價單元。

2.3 選擇評價指標

2.3.1 不適宜評價指標。不適宜評價指標我們定義為“限制性因子”評價指標，評價指標的選擇主要根據(jù)《耕地后備資源調查評價技術規(guī)程》所推薦的指標，并結合北大荒集團實際情況，形成了不適宜評價指標，通過對北大荒集團第三次土地調查的耕地后備資源評價單元進行耕地適宜性評價，評價單元中的任一指標值符合不適宜評價指標的，劃分為不宜耕的耕地后備資源。

評價指標涉及區(qū)位指標立地條件、生態(tài)環(huán)境、氣候條件等4個方面，具體包括：年積溫、年降水量和灌溉條件、土壤污染狀況、地形坡度、鹽漬化程度、土壤質地、土壤pH值等7項評價指標（詳見表1）[4]。

表1 耕地后備資源的不宜耕評價指標表

年積溫。北大荒集團耕地后備資源年積溫限制性指標主要指區(qū)域內≥10℃的年積溫低于1 600℃，且≥10℃持續(xù)期不足100天，無霜期約3個月的地區(qū)，由于溫度較低，土層薄，影響作物的正常生長。根據(jù)黑龍江省積溫帶的劃分，此區(qū)域位于寒溫帶，主要包括大興安嶺地區(qū)的漠河縣、塔河縣、新林區(qū)及呼中區(qū)等地區(qū)，積溫偏低，無霜期時間短，種植作物只能勉強栽培小麥、馬鈴薯、蕎麥和谷子等，此區(qū)域內未利用土地不宜開發(fā)成耕地，不宜開墾成耕地。

年降水量和灌溉條件。根據(jù)黑龍江省年降水量分布情況，降雨量低于420毫米，主要包括大慶西部地區(qū)及齊齊哈爾東南部地區(qū)。全省大部分地區(qū)年降雨量基本上能滿足作物的生長要求，由于近年的水利設施建設，特別是尼爾基水庫建設的引嫩工程，西部干旱及半干旱地區(qū)灌溉用水基本上能滿足作物的生長需求。

土壤污染狀況。北大荒集團土地污染主要包括化肥農藥污染、重金屬污染、化學污染及生活污染三個方面，根據(jù)黑龍江省地力評價及重金屬污染情況調查顯示，礦區(qū)土地重金屬污染較重，個別地區(qū)化學污染及生活污染較重，土壤污染狀況整體對北大荒集團影響較小。

地形坡度。依據(jù)《全國耕地后備資源調查評價技術規(guī)程》（TD/T1007-2003），當?shù)匦纹露却笥诨虻扔?5°時，水土流失幾率變大，這樣的土地不宜開墾成耕地。

鹽漬化程度。低洼土地常年積水，加速土壤鹽漬化，通過改良積水及灌排技術不能改善土壤鹽漬化程度的土壤或中度以上鹽堿地不宜開墾成耕地。

土壤質地。為保障作物的生長需求，土壤質地為礫質土或更粗或巖石露頭度大于2%的土壤不宜開墾成耕地。

土壤pH值。參考黑龍江省土壤地力評價等資料，耕地后備資源pH大于等于9.5或小于等于4.0的土壤不宜開墾成耕地。

2.3.2 適宜性評價指標。本研究在進行大量野外調查、對北大荒集團實地狀況有了一個基本了解的前提下，指標選取時首先通過對《耕地后備資源調查評價技術規(guī)程》所推薦的指標進行認真篩選，并結合收集到的資料。咨詢相關專家意見，刪除不適用于本次研究的評價指標。經過權衡考慮，最終選取9個評價指標[5]，見表2。9個指標分別按高適宜、中適宜和低適宜三級設置評價條件，每個等級分別賦值100分、70分和30分。

表2 適宜性評價指標分級及評價指標權重表

2.4 確定適宜性評價指標權重

各適宜性評價因子對耕地后備資源適宜性評價結果的影響程度不同，其本身的重要程度也有差別，因此，需要通過確定各因子的權重值來反映各個因子之間相對重要性的差別。適宜性評價指標權重采用層次分析法確定。

3 北大荒集團耕地后備資源適宜性評價

3.1 耕地后備土地資源的生態(tài)界定范圍

根據(jù)耕地后備資源的開發(fā)分析，耕地面積的增加主要來源于對濕地及草地，隨著耕地后備資源的大量開發(fā)利用，出現(xiàn)了植被破壞、水土流失、生物量減少、地下水漏斗、土壤沙化等一系列生態(tài)問題，草地開發(fā)后還出現(xiàn)了土壤沙化問題，對生態(tài)環(huán)境的破壞較嚴重。另一方面《中華人民共和國草原法》和《黑龍江省濕地保護條例》規(guī)定，不允許開發(fā)占用草地和濕地資源。

綜上所述，從保護生態(tài)環(huán)境的角度認為，北大荒集團現(xiàn)有濕地和草地（可利用草地部分）不宜開發(fā)成耕地。

3.2 耕地后備資源不適宜性評價

根據(jù)耕地后備資源的不宜耕評價指標，采用單因子排除法排除掉不適宜耕地后備資源評價單元后，計算耕地后備資源適宜開墾為耕地的面積。結果顯示，北大荒集團耕地后備資源17.20萬公頃，適宜開墾成耕地的土地為9.54萬公頃，占耕地后備資源總量的55.47%，其中其他草地9.07萬公頃，占95.07%；鹽堿地0.30萬公頃，占3.17%；裸土地0.17萬公頃，占1.76%。

從集團不同分公司耕地后備資源數(shù)量分析，建三江分公司適宜開墾成耕地的耕地后備資源為19 514.62公頃，占耕地后備資源總量的20.46%，主要類型為其他草地和裸土地；牡丹江分公司耕地后備資源19 937.98公頃，占耕地后備資源總量的20.90%，主要類型為其他草地和裸土地；北安分公司耕地后備資源14 763.06公頃，占15.48%，主要類型為其他草地和裸土地；寶泉嶺分公司耕地后備資源9 283.32公頃，占9.73%，主要類型為其他草地和裸土地；九三分公司耕地后備資源8 259.94公頃，占8.66%，主要類型為其他草地和裸土地；齊齊哈爾分公司耕地后備資源7 929.35公頃，占8.31%，主要類型為其他草地和鹽堿地，紅興隆分公司耕地后備資源7 875.34公頃，占8.26%，主要類型為其他草地和裸土地，綏化分公司耕地后備資源7 113.17公頃，占7.46%，主要類型為其他草地和鹽堿地，哈爾濱有限公司耕地后備資源715.66公頃，占0.75%，主要類型為其他草地和裸土地，詳見表3。

表3 北大荒集團不同利用區(qū)耕地后備資源數(shù)量潛力（單位：公頃）

3.3 耕地后備資源適宜性綜合指數(shù)評價

采用野外調查與運用ArcGIS軟件數(shù)據(jù)分析相結合的方法，將北大荒集團耕地后備資源適宜性評價指標，按適宜性高低賦值結果，將得分賦值在各評價單元上，采用綜合指數(shù)法計算求得耕地后備資源適宜性綜合分值，進而判斷耕地后備資源適宜性等級。耕地后備資源適宜性綜合分值是指對各項指標因子指數(shù)加權平均，最終計算出適宜性綜合分值。

將綜合分值≥75的評價單元劃為高度宜耕后備資源，將綜合分值位于60～75之間的評價單元劃分為中度宜耕后備資源，將綜合分值位于60之間的評價單元劃分為低度宜耕后備資源。

經統(tǒng)計分析，北大荒集團宜耕耕地后備資源面積總量共計95 392.44公頃，其中高適宜耕地地類共10 826.69公頃，占耕地后備資源總面積的11.35%；中適宜耕地地類共56 317.47公頃，占耕地后備資源總面積的59.04%；低適宜耕地地類共28 248.28公頃，占耕地后備資源總面積的29.61%。研究發(fā)現(xiàn)，北大荒集團耕地后備資源面積巨大，多集中在中適宜區(qū)，高度適宜的地塊相對較少，低適宜耕地后備資源面積比重約在30%，短期內可開發(fā)利用的潛力較小。

4 耕地后備資源開發(fā)利用對策建議

4.1 明確重點，有序推進

按照適宜級別的不同，分期開展耕地后備資源開發(fā)活動，開發(fā)前制定合理的開發(fā)利用規(guī)劃，確定近期和中長期開發(fā)的區(qū)域，合理布置開發(fā)項目。

4.2 提高科技投入

提高科技投入的比重，以綠色農業(yè)和科技農業(yè)的標準來指導耕地后備資源開發(fā)。一是在開發(fā)過程中使用先進設備，提高開發(fā)效率，另一方面引入先進的管理手段，實現(xiàn)耕地后備資源開發(fā)與社會效益、生態(tài)效益的統(tǒng)一。

4.3 嚴格資金管理

耕地后備資源開發(fā)利用前，應在規(guī)劃中明確耕地后備資源開發(fā)的規(guī)模、開發(fā)時序和投資預算等。耕地后備資源開發(fā)的資金應由專人專職管理，同時引入資金使用審批制度，做好?？顚Ｓ?。