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孔祥斌:砥砺筑梦 探索耕保新路径

    发布时间:2018-09-28

  ——记中国农业大学土地科学与技术学院教授孔祥斌


  □ 谢更好
  
 

 

 
  泥土是什么味道?对远离乡村,身居城市的人来说,泥土味似乎异常陌生。但对长期与耕地打交道的孔祥斌来说,泥土味是他再熟悉不过的了。
  18年来,为对耕地资源的粮食安全、生态安全和权益安全保护机理及对策进行研究,孔祥斌带领团队经常带着GPS、剖面刀、取土钻等工具,深入田间地头开展耕地质量调研。有时候,他还要从农民那里借来铁锨,甚至板车来运送采集到的土壤样本。
  这些看起来极其烦琐、极需耐心的事,孔祥斌一干就是18年。十数年如一日的坚持,孔祥斌与团队为我国耕地保护科技与政策支撑交上了一份份令人满意的答卷。这些成绩背后不只是孔祥斌与团队多年心血与汗水的凝聚,更是源于他的一片赤子之心——“把耕地保护当作我们的研究使命,为夯实中国的粮食安全基础,让中国人的饭碗永远端在自己的手中,不竭余力探索耕耘”。
  

掀开耕地“红盖头”,让耕地的“面目”更清晰


  耕地作为万物之母,既是人们赖以生存的物质基础,也是不可再生的稀缺资源。我国人多地少的基本国情,决定了我们必须把关系十几亿人吃饭大事的耕地保护好,绝不能有闪失。然而,随着城市化、工业化加剧,以及耕地污染进一步扩大,优质耕地资源正在逐步减少。“耕地资源的开发已经达到了生态极限,我们必须重新审视耕地资源保护政策,提出耕地多功能质量保护对策。只有守住耕地资源,才能留给子孙后代可持续的粮田。”孔祥斌说。
  作为一名土地资源领域的科技工作者,特有的职业敏感让孔祥斌意识到,中国的耕地已经到了最危险的时候,保护耕地刻不容缓。然而,耕地保护历来不是一件轻松容易的事,而是一件工程量大、涉及范围广,还需要爬山涉水常年在外面跑的苦差事。但这些困难没有动摇孔祥斌从事耕地保护的决心,反而愈加坚定他为中国耕地保护提供科技支撑与政策保障的信念。
  2006年,我国提出18亿亩耕地是一条不可逾越的红线。在随后的几年里,耕地数量持续下降,呈现出令人焦虑的危急形势,同时,耕地质量在整体下降,优质耕地资源也在快速消失。特别是在大城市和东部发达区域,优质耕地资源的快速减少,耕地质量明显下降,区域生态环境逐渐恶化。孔祥斌满是忧虑,这份忧虑也促使他加快了耕地保护研究的步伐。
  知己知彼,百战不殆。只有摸清中国耕地生产能力的真实面目,打赢这场战役的把握性才会更大。为打赢这场攻坚战,孔祥斌以耕地资源潜力评价为研究的切入点,从具体的区域耕地资源潜力评价入手。
  在区域耕地资源评价上,孔祥斌对农户—农地人地关系的利用过程进行研究,提出了依据“农户—农地—土地利用三阶段”差异,刻画耕地“立地利用强度和利用效率”空间分异特征的改进方法;科学划定了耕地资源生产潜力差层级体系,并提出耕地资源“理论产能、最大可实现产能、农户现实产能”的3个潜力层次体系;对中国耕地资源生产能力潜力差空间分布特征进行分析,提出了以生产能力等值曲面来进行“耕地等别成果尺度转化”的方法。
  研究成果推动了中国耕地质量保护研究,为中国合理有度地利用耕地资源、耕地质量监测提供了重要理论与技术支持。并且,研究成果在团队承担的西部区域农用地分等汇总实践中得到成功应用,还获得了2012年度原国土资源部科技进步奖一等奖。孔祥斌说,他们构建的耕地理论产能、实践产能,指导了国土资源部对农用地的划分与对耕地质量评价等工作。该创新成果还受到世界著名资源学家、国际土壤联合会主席、美国俄亥俄州立大学杰出教授Rattan Lal的高度评价,Lal认为统一可比的多尺度耕地质量评价体系与方法解决了多数据源—多尺度—多时期耕地资源精准化评价的难题,丰富了国际土地资源评价体系。
  在孔祥斌看来,摸清楚了中国耕地的数量和质量,后面的工作会开展得更顺利。他表示,作为一名科技工作者,要不断攀登科学高峰,为国家和人类创造更多价值;他也相信,只要一心一意坚持做下去,定能收获回报。
  

瞄准耕地质量监测需求,建立多尺度监测体系


  如果说,揭开耕地的真实“面目”是实现耕地资源保护的第一步,那么,建立耕地资源动态变化监测则是实现耕地资源保护的关键性一步。
  “现在,耕地保护已经由数量保护向数量、质量和生态并重转变,要成功实现这一转变,就要建立完善的耕地资源质量监测体系,来揭示耕地等别空间的分布特征、变化趋势及强度,这是保障国家耕地保护战略实施的必经之路。”孔祥斌说道。
  意识到耕地质量监测体系对耕地资源保护的重要性,孔祥斌围绕国家耕地质量实时动态监测需求,基于空间分层抽样理论、地统计学理论,进行了县域、省域、生态区和国家耕地质量监测指标遴选、监测单元划分和监测样点布控方法研究,构建了“县域—省域—生态区—国家”多尺度耕地质量监测体系,创新了基于尺度下移(Top-down)和尺度上移(Bottom-up)的研究方法。这些研究工作摸清了耕地资源质量状况空间变化分异特点,揭示了耕地等别在各尺度下的动态规律。
  把研究成果应用到中国西部区的耕地质量监测网络体系实践中,采用自主研发的“轮转监测法”开展全面监测,在满足监测精度要求的条件下,节约了74%的监测成本;采用自主研发的“因素组合法”布设耕地质量监测样点,在满足监测精度要求的条件下,节约了37%的监测成本。此外,多尺度耕地质量监测体系能有效减少耕地质量监测布控数量,提高监测精度和监测效率,同时大幅度降低监测成本。
  把一件事做到极致,时间会带给你想要的回报。孔祥斌与团队在耕地资源保护中探索不怠,为进一步实现耕地资源保护扫除了障碍。中国工程院院士唐华俊更是认为:“团队对耕地质量系统及其生产潜力监测与预警的研究成果,为中国科学进行耕地质量监测提供了理论和技术支撑,推动了中国耕地质量保护研究。”这些评价是时间为他们带来的最好嘉奖。
  

推动精准化研究,像保护大熊猫一样保护耕地


  “绿波春浪满前陂,极目连云罢亚肥。更被鹭鹚千点雪,破烟来入画屏飞。”1000多年前,唐代诗人韦庄以形象的语言勾勒出了一幅江南水田风光图。自古以来,提起长江三角洲和珠江三角洲,首先浮现在人们脑海里的景象定是“稻香秫熟暮秋天,阡陌纵横万亩连”,然而,如今长江三角洲和珠江三角洲早已不是人们记忆中的鱼米之乡。
  据孔祥斌介绍,随着东南沿海地区的城镇化、工业化建设,我国粮食生产中心和质量重心开始向北转移,到了20世纪80年代已经转移到了黄淮海平原。这种现象还导致了我国耕地空间分布的扭曲错位——北方干旱缺水,却逐渐肩负起产粮的重任,南方水分充足,耕地数目却急剧减少。
  “优质耕地资源的消失,在大城市和东部发达区域尤其明显。国土资源部的报告显示,上海、天津、海南、北京可供开垦的未利用土地接近枯竭。”时至今日,孔祥斌还记得20世纪90年代北京顺义丰收的盛况。这个曾享有“北京乌克兰”美名的辖区,因耕地土壤好、产量高,在秋收时节总是麦浪翻滚,金灿闪耀。然而,随着北京的城市区域发展扩大,周边的优质耕地被钢筋水泥的建筑所取代,麦浪翻滚的盛况已不再。
  除了城市化、工业化进程大幅度锐减优质耕地面积外,中国优质耕地资源的污染面积也在不断增加,潜在污染面积持续加剧,这使保护中国优质耕地变得异常紧迫。
  怎样才能行之有效地保护优质耕地资源?
  孔祥斌认为,首先要让人们意识到优质耕地的重要性。有这种意识才能转化为实际行动。
  2014年2月5日,孔祥斌在Nature杂志发表了题为“中国必须保护高质量耕地”的文章。在文章中,孔祥斌阐述了中国耕地资源质量保护面临的问题和严峻挑战,提出中国转变耕地保护政策,实施以粮食主体功能区的耕地保护策略,才能控制优质耕地占用,促进耕地资源的可持续利用,进而保障中国粮食安全。孔祥斌还强调,必须将高质量的存量耕地优先划定为永久保护的基本农田,尤其是东部经济发达地区和大都市的周边耕地;并提出禁止开发中国北方的边际土地、划定粮食生产主体功能区、实施中低产田改造与质量提升的建议。这篇文章,不仅实现了国内土地资源管理领域学者在Nature发表文章的零突破,还将中国优质耕地资源保护研究推到了前所未有的新高度。
  只有守住优质耕地资源,才能留给子孙后代可持续的粮田。为更精准地保护优质耕地,孔祥斌还建立了耕地利用格局—过程—效应—对策研究的分析框架,利用遥感解译、农户调查及地面观测数据,改进了耕地利用变化模型,独立开发了耕地利用转化与强度变化模型。该模型可以精准模拟耕地利用变化的动态时空格局,为实施精准控制耕地占用提供了支撑和保障。
  不断完善研究,永不言败,孔祥斌与团队走在时代前列不断奋进、开拓,为中国耕地资源保护开辟一片新天地。中国工程院院士康绍忠说,孔祥斌团队首次将大尺度、模型化、定量化的分析模拟方法应用到土地资源管理的生态效益分析及政策预警研究,显著提高了土地资源精准化管理水平,为国家耕地休养生息政策的实施提供了坚实的科学基础。同时,这些工作为原国土资源部制定土地政策提供了指导,为习近平总书记提出的“像保护大熊猫一样保护耕地”提供了依据,成为2017年《中共中央国务院关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》(中发[2017]4号)的重要依据。
  

实施休养生息,让耕地喘口气


  城市化、工业化的快速变革,不仅使优质耕地面积缩减,更是带来了大面积的耕地污染。在孔祥斌看来,粮食虽连年增产,但很大程度上是基于占用湿地、林地、草地、滩涂等生态空间转而增加的耕地面积,再加上化肥、农药、水资源的高投入,这种高强度的土地利用,使得中国东北的黑土层变薄,华北平原的地下水位下降,以及南方的耕地土壤受到污染。他说,中国的耕地不但要使中国碗永装中国粮,还要装健康的粮。
  多年来实施的占补平衡政策和农民的自行开发,导致适合开发的耕地后备资源已经殆尽。而新增加的耕地主要来源于北方草地和湿地,使耕地资源开发已经达到了生态极限,已经显著威胁到了北方区域的生态安全。并且,与产粮重心北移相对应还产生了水危机。孔祥斌说,通过他在华北平原取样调研发现,在地下水开发最严重的地方,机井已经打到了地下400米的位置,形成一个又一个的地下水漏斗群,这使地面沉降的速率不断加快。
  联合国粮农组织曾预测:到2050年世界粮食的产量要增加一倍,才能满足届时新增加的23亿人口的需求。在这样的形势下,保护好优质耕地和解决粮食的供给,我们只能靠自己。然而,现阶段,我国耕地利用却严重超载。
  “如果北方耕地持续高强度利用,会继续导致地下水位下降,进而威胁区域农户权益安全、生态安全、国家粮食安全。”孔祥斌说道。我国耕地像台永动机,年复一年,没有喘息的时间。如果要保障粮食安全,必须让耕地资源可持续发展,让不间断、超负荷连轴转的耕地资源“喘口气”,以防地力耗尽。
  为改变这一现状,孔祥斌带领团队以作为“北粮南调”重要生产基地的黄淮海平原为着眼点进行研究。为解决地下水漏斗问题,孔祥斌分析了黄淮海平原地下水下降的速度、原因及可能造成的后果,并于2013年从耕地利用和保护角度提出了“关于黄淮海平原地下水超采区休耕政策建议”。这项政策建议受到时任国务院副总理汪洋等国家领导人的高度重视,并把相关内容转化为《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》第53条中“调整地下水严重超采区耕地用途,有序实现耕地休养生息”的重大战略调整,将其上升到国家政策高度。该项研究显著推动了在耕地资源休养生息战略、机制、对策及效应评价方面的研究水平。
  

提出耕地多功能,保护农户基本权益


  在孔祥斌看来,不忘初心与使命,摒弃浮躁的态度和急躁的情绪,甘坐冷板凳是身为一名科研工作者的必备素质。相比于火热的互联网、大数据行业,耕地资源保护研究似乎要冷淡许多。然而,就在这块冷板凳上,孔祥斌凭借一腔热情,一生坚持在耕地资源保护研究中,用扎实的技术支撑掀起阵阵热潮。
  在耕地资源保护上摘下累累硕果之后,孔祥斌没有停下前进的脚步,对他来说,耕地保护这场战役还没有打完。他说,我国耕地资源保护已不仅仅是粮食安全问题,还是农民权益保障问题。耕地保护也要建立保障农民权益的耕地资源市场化监管机制。
  耕地资源流转涉及所有权、承包经营权、发展权和使用权。必须对已有的耕地资源权利进行细化,确定农民权利及其组成,明确权利转让条件和要求,用土地权利来保障农民权益。同时,要建立与耕地流转相适应的监管体系,这包括建立耕地地类的确定、耕地质量的认定等,这样才能维护农民合理的权益,让耕地保护更有效。
  经过一番调查研究,孔祥斌带领团队提出了区域耕地资源多功能保护理论与策略,概括了耕地资源具有“社会稳定功能、生产功能、社会保障功能、区域水调节功能、气候调节与生态多样性维持”等多功能;创新了耕地自然适宜性评价、质量等级评定、生态价值评估等多功能评价方法与技术;设计了农业生产用地与设施用地的空间配置模式,提出了全面显化不同功能区农田价值的技术支撑体系。此外,团队还构建了基于耕地利用多功能外溢补贴及发展权补偿的耕地保护经济激励机制。
  孔祥斌说,通过调整区域间耕地布局、发展多种耕地功能利用方式及实施耕地保护经济补偿措施,使农民权益得以保护,增强了耕地保护的合力。在耕地多功能保护方面的研究成果推动了耕地保护中农民权益保护的研究,获得了北京市社会哲学科学优秀成果奖二等奖、原国土资源部科技进步奖一等奖,并在全国106个大城市永久基本农田划定中得到应用,为原国土资源部对农民进行耕地权益保护、耕地保护补偿和原农业部制定设施农业用地标准提供依据。
  

勇立潮头,坚定追逐梦想的步伐


  如果要用一句古诗来总结孔祥斌近20年科研工作的体会的话,那一定是“咬定青山不放松,任尔东西南北风”。
  在孔祥斌看来,无论在什么岗位上,无论做什么事,只要不忘初心,砥砺前行,抓住一个点深挖下去,并辅以持之以恒的精神,收获成果只是早晚的事。18年来,对耕地保护的坚守与热爱,孔祥斌在工作中收获盈筐:创建了土地利用评价与保护实验室;先后主持国家社科重点基金、国家自然基金委等项目40多项;在Nature等期刊上发表论文140多篇;参与起草十八届三中全会《重大决定》第53条“调整地下水严重超采区耕地用途,有序实现耕地休养生息”的政策建议1份;参与起草原国土资源部规程4项......
  科技创新,关键在人才。在多年的科研生涯中,孔祥斌除了在科研工作中俯首耕耘外,还十分重视研究队伍的建设。他创新了“双擎四轮驱动”土地资源管理类研究生的培养模式。近年来,他共培养研究生33名,累积获得国家级和校级等奖励共计44人次,他独特的培养模式也获得了中国农业大学研究生教育实践一等奖。他还重视本科生的教学工作,建立了基于“教学、视频、实物、大数据与基地”五位一体的土壤地力野外教学模式,获得了北京市教学成果奖二等奖、中国农业大学教学成果奖特等奖等。在教学上倾心付出,他也获得了2014年“宝钢优秀教师”荣誉称号。
  为培养团队成员的国际视野,提升科研攻关能力,孔祥斌积极鼓励团队成员前往美国、欧洲等地区学习更先进的土地资源保护知识,并为团队树立了“做顶天立地的科学研究”的目标。
  把对事业的追求融入到国家需求,把对理想的追寻付诸永不停息的攀登,孔祥斌与团队让耕地保护研究重赋生机。展望未来,在我国经济发展进入新常态,耕地保护更是面临多重压力的境遇下,孔祥斌又在为如何构建耕地保护新机制不懈思考。
  “根据国家对耕地保护提出的新要求,我们对生产的粮食是否安全,生产粮食的代价是什么,如何解决‘有的吃’和‘吃得好’等问题进行了思考与布局。”孔祥斌提出了划定耕地资源生态区域——不同区域“差别化”的耕地保护措施;提出了粮食、生态和权益三个安全耕地保护管理创新机制不能少;提出了依据生态用地空间分布特征,构建土地安全空间格局。并且,搭乘大数据发展的高速列车,孔祥斌还要努力去建立耕地质量的大数据平台,研发天地一体化的耕地质量监测技术,以全球视角审视中国耕地资源安全。
  纵使青丝染霜,依旧铁马冰河。在孔祥斌看来,科研之路是一条没有退路的人生路。而他和团队所能做的,就是不忘初心,心怀远忧,以国家需要为研究导向,在繁复的工作中找到属于他们的满满成就感和快乐感,为“将中国人的饭碗永远端在自己的手中”飒沓前行,研究不息。

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