王雪瑩，魏瑩瑩，孫 超，谷梁玉，付丹平

(河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，河北 石家莊 050021)

0 引言

河北省是全國著名的3大小麥集中產(chǎn)區(qū)之一，其耕地面積廣、產(chǎn)量大、種類多成為全國農(nóng)業(yè)大省。其四季分明的氣候條件，優(yōu)越的平原地勢優(yōu)勢，為河北農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了優(yōu)厚的條件。同時，河北省又是以水、土為中心的農(nóng)業(yè)，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(nóng)業(yè)發(fā)展道路[1-3]。

以往在進(jìn)行河北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性研究中，對農(nóng)業(yè)資源潛力及耕地后備資源開發(fā)探討不足。為了有效掌握河北農(nóng)業(yè)資源的現(xiàn)有條件，分析現(xiàn)狀下農(nóng)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(fā)的《資源環(huán)境承載能力與國土空間開發(fā)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(guī)劃數(shù)據(jù)、水資源分布數(shù)據(jù)和降雨分布情況等諸多因素，進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承載規(guī)模及適宜性評價，并提出耕地資源差異化開發(fā)，以及農(nóng)業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中水資源保護(hù)措施建議[4-5]。

1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價

按照指南要求，在搜集DEM、降雨分布、土壤環(huán)境及災(zāi)害等相關(guān)資料后，分別進(jìn)行氣候評價、水資源評價、土地資源評價、鹽澤化評價和災(zāi)害評價，并形成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件適宜性集成評價，如圖1所示。

圖1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(fēng)性氣候區(qū)，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(nóng)作物有小麥、玉米、高粱、大豆和馬鈴薯等，是我國糧食的主產(chǎn)區(qū)，同時也是全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平較高區(qū)域。全省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性為適宜的面積87 065 km2，占比為46.75%，在河北省平原區(qū)大面積分布。各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2所示。

圖2 適宜性評價統(tǒng)計(jì)Fig.2 Statistical diagram of suitability evaluation

由于河北省屬于極度缺水地區(qū)，地下水超采嚴(yán)重，全省多年平均地下水超采量60億m3，超采區(qū)面積達(dá)到6.7萬km2，尤其是農(nóng)業(yè)用水占全省用水總量的70%，農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施落后，加劇了水資源危機(jī)。另外，耕地總體質(zhì)量偏低，局部地區(qū)存在土壤板結(jié)、次生鹽漬化和養(yǎng)分失衡等突出問題，個別地區(qū)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(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局及發(fā)展。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)山區(qū)，該區(qū)域主要受地形坡度因素影響。張家口、承德地區(qū)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(qū)因地制宜發(fā)展特色農(nóng)產(chǎn)品提供了條件。

2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承載規(guī)模評價

2.1 土地資源約束

從土地資源是否可作為耕地的角度，通過對單項(xiàng)評價中農(nóng)業(yè)耕作條件由高至較低分為4級，將高程<5 000 m及土壤環(huán)境容量分為高和中兩級區(qū)域，3者重疊區(qū)域作為可耕作土地，計(jì)算河北省土地資源約束下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最大規(guī)模。

河北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承載規(guī)模普遍較高，全省承載規(guī)模面積合計(jì)170 365.5 km2，占全省總面積的86.37%，地形因素是承載規(guī)模的主導(dǎo)因素，邢臺、邯鄲、廊坊和衡水占比均達(dá)到92%以上，承德、張家口相對較低，分別為80.28%、83.42%。各市統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。

表1 河北省2018年各地區(qū)土地資源約束下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承載規(guī)模統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistical table of agricultural production bearing scale constrained by land resources in Hebei Province in 2018

2.2 水資源約束

河北省用水總量控制指標(biāo)220億m3，其中地下水用水總量控制指標(biāo)104.6億m3。農(nóng)業(yè)用水總量控制指標(biāo)130億m3，全省農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)控制目標(biāo)0.675，農(nóng)業(yè)用水定額以壩上地區(qū)9 m3/hm2，冀西北盆地7.33 m3/hm2，燕山山前平原10 m3/hm2，山區(qū)丘陵區(qū)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(jì)算，得出河北省水資源可承載的灌溉總面積305.53萬hm2，占現(xiàn)狀農(nóng)用地總面積1 306.44萬hm2的23.38%。

河北省當(dāng)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(guī)模即為土地資源約束下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承載規(guī)模，合計(jì)170 365.50 km2。各市統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

表2 河北省2018年各地區(qū)水資源約束下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承載規(guī)模統(tǒng)計(jì)Tab.2 Statistical table of agricultural production bearing scale constrained by water resources in Hebei Province in 2018

根據(jù)河北省水資源統(tǒng)籌利用保護(hù)規(guī)劃(冀辦發(fā)2018—40號)，農(nóng)業(yè)用水控制在125億m3以內(nèi)，地下水基本實(shí)現(xiàn)采補(bǔ)平衡，本文以2020年農(nóng)用水控制開采量與采補(bǔ)平衡控制開采量125億m3差值作為不合理農(nóng)業(yè)灌溉水量，當(dāng)前地下水超采區(qū)主要為冀中南冬小麥種植區(qū)域，用水量占農(nóng)業(yè)用水量的70%以上，冀西北壩上地區(qū)，高耗水蔬菜種植面積高達(dá)5萬hm2，經(jīng)計(jì)算，河北省不合理灌溉耕地面積約為16萬hm2。

3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)潛力分析

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力區(qū)包括可開墾土地和可復(fù)墾采礦用地兩大類?？砷_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(chǎn)建設(shè)或自然災(zāi)害損毀等造成廢棄的未利用地，包括土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫中的其他草地、沿海灘涂、內(nèi)陸灘涂、鹽堿地、沼澤地、沙地和裸地7個地類?？蓮?fù)墾采礦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(chǎn)用地及尾礦堆放地。

綜合考慮生態(tài)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(zhì)條件、地形坡度、鹽堿化程度、土壤質(zhì)地/礫石含量、土壤pH值和耕作便利度11個評價指標(biāo)，并應(yīng)避開生態(tài)保護(hù)極重要區(qū)、現(xiàn)狀濕地(不含坑塘水面)、耕地、園地、基本草地、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用地、城鎮(zhèn)、風(fēng)景區(qū)及特殊用地、應(yīng)當(dāng)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(diào)查及開發(fā)適宜性評價專題內(nèi)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(nèi)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(tǒng)計(jì)Fig.3 Statistical map of arable land types of land reserve resources

4 農(nóng)業(yè)耕地資源開發(fā)建議

河北省后備耕地資源分布很不平衡，不僅數(shù)量不同，質(zhì)量差異更大，因此全省農(nóng)業(yè)耕地資源的開發(fā)利用，更是需要技術(shù)職能部門科學(xué)規(guī)劃，政府部門的宏觀調(diào)控。應(yīng)因地制宜合理開發(fā)耕地后備資源，保證耕地總量動態(tài)平衡和保護(hù)生態(tài)平衡為中心，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。

4.1 科學(xué)規(guī)劃，加強(qiáng)落實(shí)

耕地后備資源開發(fā)利用要統(tǒng)籌安排、科學(xué)規(guī)劃。依據(jù)土地利用總體規(guī)劃確定的補(bǔ)充耕地目標(biāo)，充分利用土地資源調(diào)查成果并結(jié)合歷年變更情況，認(rèn)真分析當(dāng)?shù)赝恋刭Y源分布狀況，堅(jiān)持實(shí)事求是、統(tǒng)籌兼顧的原則，科學(xué)編制土地開發(fā)利用規(guī)劃和實(shí)施方案。

4.2 耕地開發(fā)與改善生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)

在可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)下，耕地開發(fā)首先要以區(qū)域生態(tài)環(huán)境服務(wù)功能的保護(hù)為前提，著力考慮耕地生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和建設(shè)，以“先治理，后發(fā)展”的可持續(xù)性新生產(chǎn)方式為思路，強(qiáng)調(diào)宜耕開墾的生態(tài)合理性，盡量減少對環(huán)境的破壞。其次才考慮耕地質(zhì)量的影響因素，既追求耕地?cái)?shù)量的增加，又兼顧開墾后耕地的質(zhì)量水平，保證耕地持續(xù)穩(wěn)定地提供高質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的能力，從而較好地發(fā)揮土地后備資源的特點(diǎn)、潛力和優(yōu)勢，使資源得到充分利用。

4.3 差異化耕地開發(fā)利用

近年來，各地加大了農(nóng)業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，土地資源的效益得到了合理有效的發(fā)揮，取得了不少成功的經(jīng)驗(yàn)。農(nóng)業(yè)內(nèi)部的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，是土地資源作為主要生產(chǎn)要素優(yōu)化配置的體現(xiàn)，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(fā)利用達(dá)到最佳效果，是值得認(rèn)真研究的問題[6-8]。

(1)壩上高原地區(qū)，是典型的生態(tài)脆弱區(qū)，堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)優(yōu)先原則，加強(qiáng)撫育管護(hù)。應(yīng)針對于在土質(zhì)較好，坡度<15°的地區(qū)，建設(shè)梯田；對坡度>15°，難以改造的地區(qū)，禁止開發(fā)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

(2)冀西北山間盆地地區(qū)，耕地后備資源開發(fā)主要限制條件為土層厚度和母質(zhì)條件。開發(fā)利用以改良土壤為主，首先要封山育林、植樹種草，恢復(fù)植被，然后因地制宜，在土層較厚、土質(zhì)較好，宜開發(fā)為耕地、園地的地帶，種植耐旱作物。

(3)太行山山地丘陵區(qū)，地形坡度是該區(qū)耕地后備資源開發(fā)的首要限制條件，該區(qū)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(qū)土壤質(zhì)地主要為礫質(zhì)土，土質(zhì)較硬，土層厚度較薄，應(yīng)增加客土來源，改善該地區(qū)的土壤質(zhì)量。

(4)燕山山地丘陵區(qū)，土層厚度和母質(zhì)條件與生態(tài)條件為該區(qū)耕地后備資源開發(fā)的主要限制條件，該區(qū)以改善土壤條件和農(nóng)田水利設(shè)施為主。首先，對于自然災(zāi)害發(fā)生頻繁地區(qū)，推廣發(fā)展林牧業(yè)；其次，在以土壤條件為主要制約因素區(qū)域，植樹造林、種草固土，恢復(fù)生態(tài)條件，種植抗災(zāi)耐旱作物；最后，整體區(qū)域要做到恢復(fù)生態(tài)區(qū)域，改善生態(tài)條件。

(5)太行山山前平原區(qū)，土壤條件優(yōu)良，水資源較充足，在對耕地后備資源開發(fā)過程中應(yīng)注意開發(fā)和生態(tài)保護(hù)并重。該區(qū)域生物多樣、資源豐富、地勢平坦、氣候適宜、農(nóng)作物兩年三熟制、土層深厚和水資源較為豐富，應(yīng)以保護(hù)自然本底、貯備物種，開辟科研、教育基地，保留自然界的美學(xué)價值為主，保護(hù)生物資源。

(6)燕山山前平原地區(qū)主要限制條件為地形坡度、土層厚度、母質(zhì)條件及土壤質(zhì)地，以改善土壤條件為主要方向。對土質(zhì)較好且坡度<15°的區(qū)域，建設(shè)梯田；對坡度>15°難以改造的地區(qū)，禁止開發(fā)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。在保護(hù)基本農(nóng)田的同時還要積極開發(fā)整理耕地后備資源，增加有效耕地?cái)?shù)量，提高土地利用率，節(jié)約用地，嚴(yán)格控制非農(nóng)業(yè)建設(shè)用地。

(7)海河沖積平原區(qū)，地處平原、地勢平緩、土層深厚，需加大投入，完善農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施。該區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，開發(fā)后有土地退化的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為主，開發(fā)生態(tài)脆弱區(qū)以外的耕地后備資源，同時完善農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，提高農(nóng)田質(zhì)量和土地集約利用水平。

(8)濱海平原區(qū)臨近渤海，受海洋影響較大，改善土壤鹽漬化程度是該區(qū)耕地后備資源開發(fā)的主要方向。選擇如喜鹽、耐鹽堿植物改良，同時綜合進(jìn)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(jī)肥等辦法。

4.4 農(nóng)業(yè)開發(fā)水資源保護(hù)措施

按照發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的總體部署和太行山綜合開發(fā)總體要求，大力發(fā)展適水農(nóng)業(yè)，加快實(shí)施高效節(jié)水灌溉，普及農(nóng)業(yè)灌溉用水計(jì)量管控，實(shí)施灌區(qū)水高效領(lǐng)跑者引領(lǐng)行動，建設(shè)一批高效農(nóng)業(yè)節(jié)水示范工程[9-10]。

(1)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。積極構(gòu)建與河北省水土資源相匹配的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局，因地制宜合理壓減高耗水作物，培育和打造耗水低、產(chǎn)量高和效益好的新型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

(2)農(nóng)藝節(jié)水措施推廣。大力推廣耐旱節(jié)水品種，免耕、少耕和秸稈粉碎覆蓋還田等保護(hù)性耕作技術(shù)，水肥一體化等農(nóng)藝綜合節(jié)水措施，加強(qiáng)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(qū)節(jié)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(nèi)容。

(4)高效節(jié)水灌溉工程。依托地下水超采綜合治理、農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和土地治理等項(xiàng)目，針對水源條件，結(jié)合土地流轉(zhuǎn)，重點(diǎn)在成規(guī)模的農(nóng)田大力發(fā)展高標(biāo)準(zhǔn)管灌、噴灌和微灌。深、淺層地下水超采區(qū)重點(diǎn)實(shí)施從水源到田間的高效節(jié)水工程。

(5)農(nóng)業(yè)灌溉信息化建設(shè)。加快墑情測報(bào)、取用水計(jì)量和地下水位水量監(jiān)測等農(nóng)業(yè)灌溉信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，配備具有水分信息監(jiān)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(shù)和裝備，努力實(shí)現(xiàn)農(nóng)田灌溉的智能化和自動化。

5 結(jié)束語

本文以“雙評價”指南為技術(shù)參考，通過對土地資源、水資源約束下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承載規(guī)模評價，進(jìn)行農(nóng)業(yè)適宜區(qū)潛力分析，分區(qū)提出耕地資源差異化開發(fā)方案，以及農(nóng)業(yè)開發(fā)水資源保護(hù)措施建議，為河北省農(nóng)業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展提供依據(jù)。