NbS最佳實(shí)踐 | 吉林黑土地保護(hù)性利用

引 言

基于自然的解決方案（Nature-based Solutions，NbS）指保護(hù)、可持續(xù)管理和恢復(fù)自然的及經(jīng)改變的生態(tài)系統(tǒng)的行動，這些行動能夠有效地、適應(yīng)性地應(yīng)對社會挑戰(zhàn)，并為人類福祉和生物多樣性提供惠益。NbS在應(yīng)對全球氣候變化、扭轉(zhuǎn)生物多樣性喪失等方面發(fā)揮了重要作用，與中國“山水林田湖草沙是生命共同體”“萬物各得其和以生，各得其養(yǎng)以成”等理念相契合，為建設(shè)生態(tài)文明和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了切實(shí)路徑。

2020年，世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）提出了NbS八大準(zhǔn)則及28項指標(biāo)，倡導(dǎo)依靠自然的力量和基于生態(tài)系統(tǒng)的方法，應(yīng)對防災(zāi)減災(zāi)、糧食安全、水安全和生態(tài)系統(tǒng)退化等社會挑戰(zhàn)。在2022年《生物多樣性公約》第十五次締約方大會（COP15）上，“昆明—蒙特利爾全球生物多樣性框架”將NbS納入了行動目標(biāo)。此外，許多國家已經(jīng)將NbS納入應(yīng)對氣候挑戰(zhàn)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、提高社會包容性和福祉正義等戰(zhàn)略計劃中，NbS已成為全球社會對當(dāng)下環(huán)境危機(jī)的響應(yīng)措施中不可或缺的組成部分。

在此背景下，景觀中國推出NbS最佳實(shí)踐（Nature-based Solutions Best Practices）專題。這些案例聚焦全球人居環(huán)境的優(yōu)化及可持續(xù)發(fā)展，為共建美好宜居的韌性家園積累了具有廣泛借鑒意義的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

NbS最佳實(shí)踐 | 吉林黑土地保護(hù)性利用

基本信息

應(yīng)對的社會挑戰(zhàn)：氣候變化減緩和適應(yīng)、防災(zāi)減災(zāi)、經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展、糧食安全

實(shí)現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)：零饑餓、可持續(xù)城市和社區(qū)、氣候行動

生態(tài)系統(tǒng)類型：T7.1 年耕地

得到提升的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)：防蝕攔沙、土壤培育、糧食生產(chǎn)

應(yīng)用的NbS方法：生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)、基于生態(tài)系統(tǒng)的管理

項目總額：約5億元

設(shè)計周期：2009年~2020年

NbS標(biāo)準(zhǔn)百分比

1.社會挑戰(zhàn) 2.根據(jù)尺度設(shè)計 3.生物多樣性凈增長 4.經(jīng)濟(jì)可行性

5.包容性治理 6.權(quán)衡 7.適應(yīng)性管理 8.主流化與可持續(xù)性

項目背景及問題

目 標(biāo)

具體措施

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國科學(xué)院等團(tuán)隊經(jīng)過十余年的科研攻關(guān)，研發(fā)并創(chuàng)建了適合我國國情的玉米秸稈覆蓋栽培技術(shù)即“梨樹模式”。該模式是以玉米秸稈覆蓋為核心，建立秸稈覆蓋、免耕播種、施肥、除草、防病及收獲全程機(jī)械化技術(shù)體系，解決了東北黑土區(qū)玉米秸稈移除導(dǎo)致土壤退化的關(guān)鍵問題，用秸稈覆蓋還田的自然解決方案有效保護(hù)了黑土層。

“梨樹模式”流程

項目成效

1. 蓄水保墑

秸稈覆蓋免耕保持了土壤孔隙度，孔徑分布均勻，連續(xù)而且穩(wěn)定，因此，有較高的入滲能力和保水能力，可把雨水和灌溉水更多的保持在有效土層內(nèi)。而覆蓋在地表的秸稈又可減少土壤水分蒸發(fā)，在干旱時，土壤的深層水容易因毛細(xì)管作用而向上輸送，所以秸稈覆蓋和免耕增強(qiáng)了土壤的蓄水功能和提高了作物對土壤水分的利用率。據(jù)測定，秸稈覆蓋免耕地塊保水能力相當(dāng)于增加40~50 毫米降水。

2. 培肥土壤

連續(xù)多年秸稈覆蓋還田，土壤有機(jī)質(zhì)呈遞增趨勢，土壤中氮、磷、鉀等養(yǎng)分增加，表層0~5 厘米形成有機(jī)質(zhì)積累。據(jù)測定，秸稈全覆蓋免耕5年后，土壤有機(jī)質(zhì)可增加20%左右，減少化肥使用量20%左右。

3. 減少侵蝕

風(fēng)蝕和水蝕不僅惡化環(huán)境，而且?guī)ё叽罅糠饰值谋硗?，同時，夏季短時強(qiáng)降雨，丘陵和緩坡地易形成徑流，沖刷表層土壤，加劇侵蝕溝的形成，導(dǎo)致耕地被侵蝕溝切割破碎，生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，是黑土地退化的主要原因。秸稈覆蓋在地表，等于給土地蓋上一層被子，刮風(fēng)時，減少了風(fēng)對土壤的侵蝕。同時，可防止水蝕、減少徑流，有效減少田間侵蝕溝發(fā)育和演變，有助于黑土地侵蝕溝的治理。與傳統(tǒng)耕作模式相比，實(shí)施保護(hù)性耕作平均可減少徑流量60%、減少土壤流失80%左右，具有明顯的防止水土流失的作用。

4. 穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)

秸稈腐爛后土壤有機(jī)質(zhì)含量提高，有益生物增多，土壤結(jié)構(gòu)得到了改善，肥料利用率提高。在這些有利因素的綜合作用下，可以保持持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。特別是在干旱年份基本不受旱災(zāi)影響，具表現(xiàn)出明顯的增產(chǎn)作用。梨樹鎮(zhèn)高家村十余年的定位試驗(yàn)結(jié)果表明，一般平均產(chǎn)量比對照高出5%~10%。

5. 保護(hù)生物多樣性

蚯蚓是“生態(tài)系統(tǒng)工程師”，在生態(tài)系統(tǒng)中它既是消費(fèi)者、分解者，又是調(diào)節(jié)者。蚯蚓的活動能改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤的保水透；分解土壤有機(jī)物，提高土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效率；提高土壤速效養(yǎng)分，對植物生長具有促進(jìn)作用；蚯蚓和蚓糞為微生物、微型土壤動物提供了生長和繁殖極良好的基質(zhì)。秸稈覆蓋還田顯著影響蚯蚓數(shù)量和重量，數(shù)量為114條/平方米，重量為18.03 克/平方米，而常規(guī)壟作和免耕無覆蓋處理每平方米蚯蚓的數(shù)量分別為15條和19條，兩處理重量方面的差異未達(dá)顯著水平。在秸稈覆蓋田塊，每平方米蚯蚓的數(shù)量是常規(guī)壟作的6倍。蚯蚓數(shù)量的增加使土壤的生物性狀得到了改善。另外，秸稈覆蓋還為獵鳥和小動物等野生動植物提供掩蔽和食物，增加生物多樣性。

6. 節(jié)約成本，減少排放

“梨樹模式”與兩次甚至多次的土壤耕作相比，免耕播種機(jī)僅僅一次作業(yè)工序完成播種，意味著拖拉機(jī)及勞動力作業(yè)時間的減少或者相同時間內(nèi)完成更多的播種面積，作業(yè)環(huán)節(jié)少，生產(chǎn)成本大大節(jié)約，勞動強(qiáng)度也明顯降低。除了每公頃可節(jié)約成本1000元~1400元外，還減少農(nóng)機(jī)動力15%~20%，降低能耗25%~30%，有效降低了碳排放。

7. 綠色生產(chǎn)，提高品質(zhì)

“梨樹模式”與傳統(tǒng)農(nóng)作比，在降低機(jī)械、化肥等投入的同時，還減低了作物的受旱等脅迫程度，初步研究表明降低了玉米籽粒中由于抗脅迫而產(chǎn)生的相關(guān)影響品質(zhì)的成分。梨樹縣在2017年以“梨樹模式”為核心技術(shù)，申請創(chuàng)建百萬畝綠色食品原料（玉米）標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)基地，2019年被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部授予“百萬畝全國綠色食品原料（玉米）標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)基地”。同時，該基地生產(chǎn)的玉米比普通玉米市場價高出10~20 元/噸。

討論與總結(jié)

1.“梨樹模式”實(shí)現(xiàn)了糧食安全與氣候變化緩解的協(xié)同增效。據(jù)估計，采取梨樹模式，在梨樹縣耕層有機(jī)質(zhì)可提高2克/千克。東北地區(qū)耕層有機(jī)質(zhì)可提高約1克/千克，土壤碳密度可增加2.4噸/公頃，東北耕地碳儲量增加0.4億噸，有效助力碳中和。

2. 主流化效果顯著。“梨樹模式”在吉林省梨樹、榆樹、農(nóng)安、德惠、雙遼、公主嶺、長嶺、大安等8個縣市開展整縣推廣，實(shí)施面積達(dá)1852畝。已在東北四省區(qū)建立保護(hù)性耕作研發(fā)基地100個，累計推廣保護(hù)性耕作面積5000萬畝以上。自2015年起，連續(xù)舉辦了6屆“梨樹黑土地論壇”，每年一屆，共計500多位國內(nèi)外專家到會并做專題報告，不僅為專家學(xué)者提供了技術(shù)交流互動的平臺，同時促進(jìn)了梨樹模式的完善和推廣。特別是2020年國家頒布了《東北黑土地保護(hù)性耕作行動計劃（2020—2025年）》，目標(biāo)是到2025年，“保護(hù)性耕作“實(shí)施面積達(dá)到1.4億畝，占東北地區(qū)適宜區(qū)域耕地總面積的70%左右，形成較為完善的保護(hù)性耕作政策支持體系、技術(shù)裝備體系和推廣應(yīng)用體系。保護(hù)性耕作成為東北地區(qū)適宜區(qū)域農(nóng)業(yè)主流耕作技術(shù)，耕地質(zhì)量和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力穩(wěn)定提升，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益明顯增強(qiáng)。

3. 利益相關(guān)方充分參與。“梨樹模式”建立了一個協(xié)作平臺，這個平臺包括地方政府、科研院校、農(nóng)機(jī)企業(yè)、基層技術(shù)推廣組織和農(nóng)民合作社，各方不是按照行政隸屬而是按技術(shù)功能各司其職。同時，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)組織召開現(xiàn)場會、培訓(xùn)會，讓農(nóng)民親眼所見、親耳所聽、親身感受，真正的了解“梨樹模式”，接受“梨樹模式”。

4. 應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測及科學(xué)研究。目前黑土地保護(hù)已產(chǎn)生顯著成效，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測，積累相關(guān)科學(xué)數(shù)據(jù)，定量描述黑土地質(zhì)量改善情況，尤其應(yīng)加強(qiáng)其對固碳測量，深入研究理解相關(guān)機(jī)理，更好發(fā)揮“梨樹模式”多重效應(yīng)。

本文作者：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)  李保國，王祥，王影；自然資源部國土整治中心 羅明

封面圖片來自于網(wǎng)絡(luò)

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