新時期土地整治研究方向及存在問題

張海歐郭振王健

(1.陜西省土地工程建設(shè)集團有限責(zé)任公司，陜西 西安 710075；2.陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710021;3.國土資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室，陜西 西安 710021;4.陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，陜西 西安 710021)

當(dāng)前我國土地資源在利用過程中出現(xiàn)了很多問題，主要體現(xiàn)在城市的快速發(fā)展，人為的不合理開發(fā)利用，導(dǎo)致的耕地數(shù)量、質(zhì)量下降，土地生態(tài)功能降低，生物多樣性和生態(tài)景觀受到破壞等系列問題。若要從根本上解決這些問題，必須以土地整治工程為手段，開展土地綜合整治開發(fā)，把未利用土地變?yōu)榭衫猛恋鼗虬岩牙猛恋剡M行高效利用[1]。土地綜合整治是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在國土系統(tǒng)的體現(xiàn)，是牢牢守住耕地保護紅線，保障糧食安全的基礎(chǔ)性工程。土地整治工程的實施必須在滿足生態(tài)安全、用水閾值的基礎(chǔ)上，科學(xué)適度開展土地綜合整治開發(fā)，提高國土開發(fā)利用與資源環(huán)境承載力匹配程度，不僅可以增加耕地面積，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高糧食總產(chǎn)，還可以改善生態(tài)環(huán)境，提高糧食生產(chǎn)抵御自然災(zāi)害的能力[2,3]。同時對于提升人居環(huán)境，推進美麗中國的建設(shè)，具有十分重要的意義[4]。因此，本研究總結(jié)了新時期我國土地整治工程的內(nèi)涵及研究方向，分析了目前土地整治工程領(lǐng)域發(fā)展方向以及存在的問題，提出了未來發(fā)展的建議，對推動我國土地整治領(lǐng)域的科技進步和可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

1 土地整治工程研究進展

土地整治工程是伴隨著人類使用土地的過程而產(chǎn)生的，跟隨著人類的進步而發(fā)展，是一門實踐性很強的學(xué)科，對于增加土地利用范圍，提高土地生產(chǎn)力，滿足有機生命體承載需求具有重要的實踐意義。近年來，隨著土地整治工程行業(yè)領(lǐng)域科學(xué)研究及技術(shù)的發(fā)展，生態(tài)文明建設(shè)作為土地整治的重要內(nèi)容，從而使土地治理從以農(nóng)用地整治為主的體系轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅貐^(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性的系統(tǒng)化治理體系[5]。開展規(guī)?；⑾到y(tǒng)化、綜合化規(guī)劃土地的生態(tài)治理和修復(fù)，從理念上突出農(nóng)用地整治景觀化、建設(shè)用地整治集約化、未利用地開發(fā)生態(tài)化，從方式上統(tǒng)籌開展了農(nóng)田整治、村莊整治、市地整治、河道生態(tài)治理和低丘緩坡開發(fā)等不同類型土地整治活動，突出強調(diào)了景觀生態(tài)建設(shè)，促進了區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，改變了以往傳統(tǒng)以“地”為中心的土地治理模式，建立以“人-地-環(huán)境”為系統(tǒng)的土地綜合治理模式，全面提升自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生態(tài)服務(wù)功能[6]。

針對傳統(tǒng)的土地整治工程缺乏科學(xué)理論研究的現(xiàn)狀，韓霽昌[7]通過實踐研究，總結(jié)出了土地工程理論、技術(shù)和工程實踐的研究成果，充分研究人-地協(xié)同發(fā)展關(guān)系，探索出了土地健康對生態(tài)建設(shè)、人居環(huán)境建設(shè)及社會發(fā)展的重要意義，首次創(chuàng)新性提出了“土地工程”概念，并提出了土地工程的核心基礎(chǔ)是土體有機重構(gòu)。針對目前農(nóng)用地土地整治工程技術(shù)單一，盲目追求田塊的“大”與“平”，對土體有機結(jié)構(gòu)、生物營養(yǎng)基礎(chǔ)及土體健康等核心要素關(guān)注較少；針對當(dāng)前的建設(shè)用地土地整備工程多關(guān)注地上部分的拆除，對土體的健康和承載力研究甚少等問題，韓霽昌[8]運用土體有機重構(gòu)理論開展了大量的土體材料與結(jié)構(gòu)的研究與實踐，針對未利用、低效、污染、損毀等不良特征土體的改良和治理，主要是使用低價親和的新材料，營造利于有機生命體生存的物理空間，將不良特征土體重塑為能夠支撐生命體生存、繁衍的良好土壤，該理論為我國土地工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。土體有機重構(gòu)理論形成了以土地生態(tài)安全為目標(biāo)，根據(jù)土地用途的差異性，從土體結(jié)構(gòu)和材料方面研究土地生態(tài)健康科學(xué)問題的基礎(chǔ)理論研究體系。土體有機重構(gòu)理論的提出將傳統(tǒng)以“地”為中心的土地治理模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴叭?地-生態(tài)”為中心的土地治理模式，使土地整治工程由單純的工程性質(zhì)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐婚T有嚴謹?shù)睦碚摶A(chǔ)和定量方法的科學(xué)，并且綜合協(xié)調(diào)了人-地-生態(tài)系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)性。

目前，我國科技工作者在未利用、低效、污染、損毀等不良特征土體的改良和治理、中低產(chǎn)田改造、農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)與裝備、抗逆性品種選育等方面開展了大量研究和工程實踐，降低了制約土地集約節(jié)約利用的障礙因子，增加了耕地、生態(tài)用地、建設(shè)用地等各類土地使用的面積，保障了糧食安全和生態(tài)安全，有效緩解了土地供需矛盾，并使退化土地得到科學(xué)合理利用和保護。庫布齊沙漠資源綜合治理和循環(huán)開發(fā)利用模式，通過持續(xù)創(chuàng)新種質(zhì)資源、種植技術(shù)和農(nóng)光互補模式，實現(xiàn)“板上發(fā)電、板下種植、板間養(yǎng)殖、治沙改土、帶動鄉(xiāng)村振興”五位一體循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，農(nóng)作物及經(jīng)濟作物種植面積數(shù)6666.67hm2；韓霽昌[9,10]利用造成黃河流域水土流失嚴重的砒砂巖對沙地進行節(jié)水、固沙、造田和生態(tài)化治理修復(fù)，在毛烏素沙地耕地、種草、植樹、造林及城市綠化等方面大面積推廣應(yīng)用；采用秸稈阻鹽技術(shù)模式和暗管排鹽技術(shù)模式在內(nèi)蒙等地對不同鹽堿化程度土壤進行改良，實施水肥一體化技術(shù)，改良鹽堿地93333.33hm2以上；應(yīng)用“改排為蓄”鹽堿地生態(tài)治理技術(shù)，在地勢低洼、地下水位高、排水條件差和干旱缺水地區(qū)推廣應(yīng)用約133333.33hm2。尤其在我國干旱半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的廣泛應(yīng)用有效緩解水資源緊缺和促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，其中滴灌、根灌水分利用效率可達90%以上，節(jié)水效果顯著。多功能立體固沙車、圓形噴灌機等大型農(nóng)業(yè)節(jié)水裝備的研發(fā)應(yīng)用和國產(chǎn)化，讓節(jié)水效果更加明顯，為節(jié)水生態(tài)高效農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)和裝備支撐[11-13]。

2 土地整治工程主要研究方向

土體是構(gòu)成土地資源的基本單位，其結(jié)構(gòu)和材料特性決定了土地資源的基本特征和利用特性，無論土地退化、土地污染、土地毀損或是土地災(zāi)害從本質(zhì)上來說都是土體遭到了破壞或改變，使土地資源的特征、結(jié)構(gòu)、功能發(fā)生了改變，從而改變了土地生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)，向著不利于微生物、植物、動物和人類生存與發(fā)展的方向變化，進而引起土地環(huán)境的改變，造成區(qū)域性或全球性的環(huán)境變化[14]。針對不同類型的不良特征土體，開展土地要素、結(jié)構(gòu)、功能和變化機理研究；探索天然礦物材料、生物材料、人工合成材料特性；開展不同材料在土地質(zhì)量提升方面研究，揭示土地結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，尋求不同類型土地最佳土體重構(gòu)材料，是今后土地工程研究和關(guān)注的重點。

隨著可利用土地及優(yōu)質(zhì)土地資源的趨緊，土地生態(tài)環(huán)境安全的形式嚴峻，為了有力保護和高效利用土地資源，針對土地整治及土地生態(tài)環(huán)境治理存在的基礎(chǔ)理論薄弱、機制不完善、技術(shù)體系缺乏和后期管護水平有待完善等系列體系問題，基于土體有機重構(gòu)理論和實踐經(jīng)驗，韓霽昌[1,8]提出了土地工程研究的5大方面，闡明了各方向的研究內(nèi)容和方向，為新時期下我國土地整治、利用與保護提供了理論依據(jù)和目標(biāo)方向。

2.1 退化及未利用土地整治

針對退化和未利用土地功能退化、狀態(tài)退化、土地產(chǎn)出率低等問題，以退化和未利用土地土體有機重構(gòu)為核心內(nèi)容，開展退化和未利用土地形成機理和特性、整治技術(shù)基礎(chǔ)理論和結(jié)構(gòu)模型研究，開發(fā)土地整治的材料、設(shè)備、施工工藝和耕作層培肥技術(shù)，并探索生態(tài)環(huán)境修復(fù)和水土資源配置方案，為我國退化及未利用土地提供切實可行的治理及修復(fù)技術(shù)及方案[15,16]。

2.2 污損土地改良修復(fù)

針對污染、損毀土地修復(fù)和治理成本高、效率低、修復(fù)質(zhì)量與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺乏等問題，對污損土地進行土體有機重構(gòu)，開展污損土地形成機理及特性普探，污損土地修復(fù)中土體重構(gòu)理論、方法、技術(shù)、材料、施工工藝、施工設(shè)計及土體培肥等研究，為不同類型污損土地修復(fù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持[17,18]。

2.3 低標(biāo)準(zhǔn)用地提升

針對我國耕地生產(chǎn)力整體偏低、中低產(chǎn)田占比較高等問題，開展耕地質(zhì)量和產(chǎn)能提升技術(shù)及措施研究，制定高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，耕作層有機重構(gòu)技術(shù)研究，耕作層結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究，土地質(zhì)量快速提升技術(shù)研究，農(nóng)業(yè)新材料、新技術(shù)和新裝備的研發(fā)和規(guī)?；瘧?yīng)用等研究，田間配套設(shè)施改進及研發(fā)，為推動高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)及落實耕地保護與質(zhì)量提升提供理論和技術(shù)支撐[19]。

2.4 建設(shè)用地整備研究

針對未利用地轉(zhuǎn)建設(shè)用地過程中土體承載力薄弱等問題，根據(jù)土體的強度、變形以及滲透特性，滿足土體的穩(wěn)定性以及生態(tài)要求，開展不同土體結(jié)構(gòu)下新增建設(shè)用地的土體重構(gòu)技術(shù)及土體承載力研究；開展不同種類雜填土重構(gòu)后土體的強度、變形以及滲透性研究，根據(jù)不同的建設(shè)用地類型，制定不同低級材料的優(yōu)化配置措施，研究建筑垃圾等存在污染物的低級材料的處理方法，滿足承載力和生態(tài)環(huán)境的要求等，為推進綠色國土建設(shè)，提升人居環(huán)境治理，建設(shè)美麗中國提供技術(shù)支撐[20]。

2.5 土地整治工程信息化研究

針對土地工程中人工重構(gòu)土體存在的數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性不強、信息融合難度大、自動控制不智能和平臺系統(tǒng)不標(biāo)準(zhǔn)等問題，開展重構(gòu)土體的在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)融合、計算仿真、智能控制以及信息綜合集成等理論技術(shù)及方法的研究，制定相關(guān)土地工程信息化監(jiān)測及管理標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)土地管理、土壤、生態(tài)環(huán)境、水文、氣候等信息的實時監(jiān)測和分析，為土地整治工程項目建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐、信息服務(wù)和決策支持[21]。

3 我國土地整治行業(yè)存在問題及建議

我國在土地資源信息技術(shù)的發(fā)展上存在缺乏集成、耕地保護可持續(xù)創(chuàng)新不足、土地利用關(guān)系演化機理研究不足、土地綜合功能開發(fā)與協(xié)同發(fā)展滯后等問題。為實現(xiàn)信息化與土地資源安全戰(zhàn)略目標(biāo)，需要圍繞我國迫切需要解決的耕地資源安全、土地高效利用、土地生態(tài)安全3大土地安全問題，按照全產(chǎn)業(yè)鏈、全創(chuàng)新鏈的原則，整體設(shè)計、系統(tǒng)提供維護土地資源安全的解決方案，向土地資源要生存、要保障、要安全。此外，引進和吸收國外先進技術(shù)和實踐經(jīng)驗，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)狀和實際，探尋土地整治方向的新思維、新觀點[22]。

土地整治注重數(shù)量，缺乏生態(tài)治理。土地整治要融入生態(tài)安全理念，面向整個黃土高原和生態(tài)環(huán)境保護領(lǐng)域，讓土地更安全、更清潔、更適宜人居，努力為生態(tài)文明和美麗中國建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)用地。圍繞人與自然和諧共生，推進生態(tài)文明建設(shè)的理念，從生態(tài)系統(tǒng)山水林田湖草綜合治理出發(fā)，注重宏觀到區(qū)域，再到田塊的協(xié)調(diào)發(fā)展。在發(fā)揮生態(tài)效應(yīng)的同時挖掘生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，進而轉(zhuǎn)化為生態(tài)、社會、經(jīng)濟等多方位協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系，真正將“兩山”理論落地生效。要將土地、土壤、農(nóng)業(yè)、生態(tài)結(jié)合在一起建立土地工程理論體系，探索理論-技術(shù)-產(chǎn)品新路徑和具有應(yīng)用性和可推廣性的研究成果[23,24]。

現(xiàn)有學(xué)科研究內(nèi)容比較分散，未形成體系，且多集中在管理方面，對于技術(shù)研究不夠全面深入，無法指導(dǎo)和支持土地工程建設(shè)實踐。工程技術(shù)是科學(xué)管理的基礎(chǔ)，因此應(yīng)加強土地工程學(xué)科建設(shè)及技術(shù)研究，進一步豐富國土資源類學(xué)科群；通過科學(xué)研究構(gòu)建土地工程的理論和技術(shù)體系，為解決我國面臨的主要土地工程問題提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

目前從事土地工程的人員大多是土地管理或規(guī)劃專業(yè)出身，在土地工程基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)應(yīng)用過程中，缺乏土地工程專業(yè)人才，尤其是一線工程技術(shù)及施工人才的缺失，使科技研發(fā)成果較難落地，無法實現(xiàn)快速的成果轉(zhuǎn)化。因此，應(yīng)加大土地工程科技投入，培養(yǎng)土地工程高級專業(yè)人才，創(chuàng)新研發(fā)土地工程中科技含量大、應(yīng)用價值高的新技術(shù)、新方法和新材料，不斷提高創(chuàng)新能力和核心競爭力，為土地工程行業(yè)的進一步發(fā)展做出貢獻。

土地整治領(lǐng)域科研成果轉(zhuǎn)化及技術(shù)的科學(xué)化、大面積實踐應(yīng)用需要進一步提高。研發(fā)低價、親和的土地整治新材料，工藝簡單、易大規(guī)模應(yīng)用的土地整治新技術(shù)及新裝備，加快科技成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，將科研成果轉(zhuǎn)化為包括工程體系、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、實施規(guī)范等一系列技術(shù)體系，進一步系統(tǒng)化集成并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，在全國范圍內(nèi)推廣，取得良好的生態(tài)效益和社會效益。

4 結(jié)論

土地整治是落實藏糧于“地”、保障糧食安全、生態(tài)安全和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要途徑。在土地整治規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)及后期管控過程中，堅持資源節(jié)約、環(huán)境保護、生態(tài)修復(fù)、空間優(yōu)化的原則，在滿足生態(tài)安全、尊重自然的基礎(chǔ)上，因地制宜、科學(xué)合理地開展土地綜合整治，實現(xiàn)山水林田湖草沙生命共同體綜合開發(fā)和協(xié)調(diào)發(fā)展，兼顧生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益，促進糧食生產(chǎn)、經(jīng)濟建設(shè)、飼草料三元種植結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)發(fā)展，對做好生態(tài)保護、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、保障我國大糧食安全具有重要意義。