黑土地保護性利用技術模式的區域適宜性評估與推廣機制研究
中國網/中國發展門戶網訊 近年來,全球土壤退化問題日益嚴重,聯合國糧食及農業組織(FAO)2022年發布了《全球黑土報告》,明確將黑土列為急需重點保護的土壤類型。針對黑土地保護,國內外研究與實踐從農業技術、耕作制度與管理機制等多維度,逐步形成了以“減擾動、增覆蓋、保肥力”為核心的保護性利用技術與模式。研究表明,保護性利用技術是實現作物產量與土壤質量協同提升的關鍵路徑,其應用形式正從單一技術向技術組合或技術模式演進。然而,當前黑土地保護性利用技術的推廣仍面臨顯著挑戰,突出表現為技術區域適宜性不足、農戶接受度有限、成本投入壓力大及技術集成度不高等問題。上述問題不僅制約了技術模式有效落地,也暴露出現有制度體系的短板,亟須推廣機制創新與政策體系完善的協同推進。
作為世界主要黑土分布國家之一,中國黑土地是國家糧食產量的核心承載區,對穩定國內糧食供需格局具有基礎性支撐作用,近年來中國黑土研究蓬勃發展,極大地豐富了世界黑土認知體系。鑒于此,本文梳理了我國黑土地保護制度與政策的發展特征,系統總結了黑土地保護關鍵技術與創新模式形成及面臨困境,構建了基于“技術-社會-經濟-生態”框架的技術模式區域適宜性綜合評估體系,提出了由政府、科研機構、農戶與市場多元主體協同參與的示范推廣機制,研判了未來發展方向與愿景,以期為“十五五”時期國家糧食安全、生態環境保護和鄉村振興提供新思路,并為農業綠色轉型與城鄉協調發展提供實踐經驗。
黑土地保護性利用的新階段特征與困境
黑土地保護性利用是指通過集成工程、農藝、農機、生物等措施,保障黑土地總量穩定、功能提升、質量改善和產能可持續的綜合路徑。隨著黑土地在國家糧食安全與生態保護體系中戰略地位日益凸顯,近10年我國已進入保護與利用并重的新階段,呈現出政策體系化、技術模式多樣化與試點示范推廣化三大特征。
新階段的特征
政策逐步體系化
歷經10年發展,我國黑土地保護政策已構建起嚴密且全面的橫縱雙向框架體系。橫向來看,基本具備了覆蓋法律規范、規劃引領、方案實施到政策補貼全環節的黑土地保護性利用鏈條;縱向來看,形成了國家-地方-縣域三級貫通、緊密銜接的政策法規體系(表1)。通過橫縱雙向框架保護體系的加持,黑土地保護工作在法律和政策層面得到了全面保障,確保了黑土地的數量、質量和生態環境得到有效保護。

技術模式呈現多樣化
自2015年實施國家黑土地保護工程及保護性耕作行動計劃以來,科研與實踐逐步探索形成了一批工程與生物、農機與農藝、用地與養地相結合的治理模式。代表性模式包括:以防風固土為核心、以免耕和秸稈覆蓋還田為關鍵技術的“梨樹模式”,以深耕培土為特色、以有機肥混合深翻還田結合玉豆輪作為關鍵技術的“龍江模式”,以玉米連作與秸稈一年深翻、兩年歸行覆蓋還田的“中南模式”,以秋季秸稈還田、春季有機肥拋撒攪漿平地的“三江模式”等。經仔細梳理,當前針對黑土退化、土壤培育、產量提升等目標的技術模式共有52項,單項技術共有256項。
試點示范日趨推廣化
自農業農村部啟動黑土地保護利用試點示范工作以來,中央財政持續投入,在黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古(以下簡稱“東北三省一區”)遴選具有黑土地類型、種植結構、氣候條件代表性的區域,集中開展多種保護性利用技術模式的試點示范。2015年,首批試點在黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古東北三省一區的17個縣(旗、區)實施,各試點面積超10萬畝,并系統監測土壤肥力、作物產量及水土流失等指標,科學驗證技術有效性。進入“十四五”時期,保護性技術推廣力度進一步增強。2021年,中國科學院聯合東北三省一區啟動“黑土糧倉”科技會戰,開展科技攻關與關鍵技術示范推廣。通過在農安、梨樹、鎮賚等地建設3個萬畝級核心示范基地,同步推進30個千畝級輻射示范基地,形成了梯次推進的示范推廣體系?!稏|北黑土地保護與利用報告(2023年)》顯示,2020—2023年,東北地區黑土地保護性耕作實施面積從4 600萬畝擴大至9 500萬畝以上,高標準農田建設取得顯著成效。當前,黑土保護性利用技術模式正在由點到面梯次鋪開,已由單項技術實驗轉向技術模式示范驗證與推廣應用的新階段。
黑土地保護性利用的雙重困境
當前,我國黑土地保護性利用技術模式的推廣應用面臨兩大核心困境,制約著保護工作的深化與成效。從技術本身來看,存在技術與小農戶生產實踐的“水土不服”問題;從推廣過程而言,面臨推廣體系失靈與政策支持錯位。
困境之一:保護性利用技術模式具有較強的局地性
我國東北黑土區總面積約103萬平方千米,各區域黑土問題成因、特征、程度均有明顯差別。保護性利用技術模式由若干針對特定問題(如風蝕、水蝕、有機質下降、土壤障礙等)的單項技術組合而成,其運行機制和有效性高度依賴區域自然條件和社會經濟條件。以“梨樹模式”為例,其核心的單項技術(如秸稈覆蓋、免耕播種與條耕壟作等)及其配套運行機制(針對普通農戶、合作社和大型農場等不同主體)均具有鮮明的地域特征。主流技術模式在科研機構主導、規?;洜I主體參與的示范區內成效顯著,但推廣至普通農戶生產單元時,常面臨多重現實障礙。前期投入高。購置免耕播種機等大型農機具成本高昂。收益遲滯且沒有達到預期。秸稈覆蓋還田的增產、提質效果通常需3—5年才顯現,與農戶追求當年收益最大化的經營目標相悖,導致其面臨短期減產風險預期。技術要求提升。免耕、覆蓋等技術對播種深度、病蟲害防治等田間管理要求更高,與農戶傳統耕作習慣存在沖突,增加了學習與操作難度。資源利用沖突。秸稈常作為生活燃料、飼料或可售副產品,而“全量還田”模式限制了其利用,降低了農戶參與意愿。
當前面臨的關鍵挑戰在于:“梨樹模式”“龍江模式”等代表性模式的適用范圍有多廣?亟須厘清技術模式的適宜性邊界,實現黑土退化分區與保護性利用技術的精準匹配,以解答技術如何與農戶的現實困境相適應。
困境之二:保護性利用技術模式推廣“落地難”
黑土地保護性利用技術模式的推廣機制是一個包含多主體、多環節的過程,且每個主體目標不同,具有復雜性和動態性的特征(圖1)。當前保護性利用技術推廣落地難的核心,不僅在于技術熟化度或經營主體承接能力,更深層源于我國自上而下的農業技術推廣體系仍存在結構性缺失和功能性障礙。主要表現為:基層推廣能力薄弱。例如,縣、鄉級的農業技術推廣站普遍面臨人員老化、經費短缺、技術更新滯后等問題,難以有效承擔復雜技術模式的“最后一公里”指導與服務,導致國家政策與基層實踐出現“斷層”。存在研發與需求脫節難題。例如,科研主體多聚焦技術有效性與前沿性,常脫離成本、效益、可操作性等市場實際需求,更多關注長期生態效益;而一線的農業經營主體(如農戶、家庭農場、合作社、規模經營者等)則更重視技術的增產增收效果及其經濟效益。存在激勵機制失準的現象。例如,現有補貼政策多以實施面積為依據,簡單普惠,缺乏與保護效果(如土壤有機質提升率)掛鉤的精準激勵機制。這種“重推廣、輕效果”的補貼方式,難以有效激發經營主體持續、高質量地應用保護性技術的內在動力。因此,破解“落地難”瓶頸,迫切需要從政府治理層面入手,重構以效果為導向的推廣服務體系和政策激勵體系。

科學研發與農業實踐確定的52項技術模式與256項單項技術均根植于黑土,在局地發揮了明顯正向作用,但向外推廣落地難。原因不僅是技術模式自身創新性、集成性等特征,更在于農業生產系統是由自然、社會、經濟、生態及環境等方面組成的復合系統,既要求解決定性、定量、定位問題,又要體現多層次、多因素的特點。
破解之維:技術模式區域適宜性評估
開展技術模式的區域適宜性評估,應尊重自然規律、經濟規律和社會發展規律,根據土壤、生產、生態不同問題與目標指向和承載對象,以單要素評價為基礎,量化要素間的協同作用與拮抗作用,明晰技術模式自身特性與現有區域農業生產系統的約束,將兩者契合,以破解技術模式“畫地為牢”、推廣不力的困局。
總體思路
區域適宜性指特定技術、措施或資源配置方案在目標區域內的適應性、可行性與有效性?,F有區域適宜性評估多集中在自然環境條件的匹配度分析,強調技術與區域間的“理論適應性”,但往往忽視“能不能用好、愿不愿使用”等關乎技術落地的問題。黑土地保護性利用技術不僅要“適配土地”,更要“扎根農田”,服務于國家糧食安全的根本目標?;诖?,本文提出構建以“技術-社會-經濟-生態”為核心的四維綜合評估框架,該框架在單一維度適宜性判別的基礎上,著重識別多維度間的耦合與協調關系(圖2)。

評估流程
評估流程主要包括5個環節:確立評估目標和指標體系,從自然基礎、技術特性、經濟效益、生態影響和農戶接受度等多個維度建立評估框架。開展區域分區與分類,根據土壤類型、地形地貌、氣候條件、農業發展模式等核心要素,劃分具有代表性的地理單元。開展微觀調研與實地驗證,通過基層實地調研,補充并修正評估的初步結果,提升結果的地域適配性。引入第三方機構參與評估,保障方法設計的科學性、數據處理的規范性與評估結果的客觀性。綜合研判與路徑提煉,結合數據分析和調研結果,對各項技術在不同區域的適宜性進行綜合判斷,提煉適配區域推廣的技術路徑。
評估指標體系
評估指標體系涵蓋技術適宜性、社會接受度、經濟可行性與生態承載度4個核心維度。技術適宜性主要衡量區域自然條件對技術實施的約束程度,以及技術本身的可集成性與操作性,可通過有機肥施用比例、灌溉水有效利用系數等指標表征。社會接受度則從社會行為邏輯出發,強調經營主體的主動采納意愿與持續參與行為,揭示技術推廣的社會基礎與動力機制。經濟可行性主要評估技術在現實經營條件下的成本效益,結合生產要素配置與長期成本效益比等指標,衡量技術提升農業經濟效益的潛力。生態承載度則關注技術對黑土生態系統的壓力調節與功能提升效果,評估其在土壤肥力改善、生物多樣性恢復與水土保持及污染防治等方面的實際效果,衡量對黑土地可持續利用的支撐能力。
技術模式的示范推廣
黑土地保護性利用技術模式的推廣不僅取決于技術本身,更依賴于系統化、創新性的推廣機制。其核心在于構建多方主體協作互補的閉環系統,機制創新體現在對黑土地退化問題的精準應對,通過精準應對退化問題、提供定制化技術支撐、強化政策激勵與市場驅動,確保技術模式適宜區域差異并有效落地。
推廣階段劃分
黑土地保護性利用技術模式的系統推廣,需依托多主體協同合作,并構建完善的推廣機制以應對黑土退化問題。該推廣過程可分為技術模式選擇與優化、試驗驗證、示范與推廣及政策激勵與市場驅動等階段(圖3)。技術模式選擇與優化階段,推廣機制需根據不同區域的黑土退化類型及地域特點,對技術模式進行篩選和優化,以提升其技術效果和區域適配性。試驗驗證階段則通過精準試驗設計和數據采集技術,實時評估推廣機制對技術模式的實施效果,并據此動態調整或改進。示范與推廣階段,融合“智慧農業”理念,利用大數據分析輔助決策,確保技術模式的廣泛應用和可復制性。政策激勵與市場驅動階段,通過拓展市場化路徑等多樣化激勵措施,推動技術應用的標準化和產業化進程。

在推廣方式上,地方政府與科研單位正不斷探索多元化的手段體系。線下渠道,通過建立農業科技示范基地、組織現場觀摩會等方式,推動農戶與技術的“面對面”接觸;線上渠道,充分利用數字化手段,例如,公益直播、短視頻推送與公眾號運營等,強化技術傳播與認知引導,有效提升農民群體的認知度與接受度。通過持續優化推廣機制,拓展服務路徑,促進黑土地保護性利用技術模式的推廣從“技術試驗”向“融合示范”邁進。
推廣多方主體識別
黑土地農業技術推廣實行國家農業技術推廣機構與農業科研單位/學校、普通農戶、家庭農場、農業合作社、涉農企業、農墾集團、農民技術人員等相結合的推廣體系,具有主體多元、產學研融合等特征。就多元主體而言,有3類人群至為關鍵:普通農戶,以穩定或提高農作物產量、增加家庭收入為主要目標。家庭農場,旨在改善土壤結構、增強保水保肥能力,進而提升農產品產量與品質。農業合作社,通過組織成員統一采購農資、實施技術指導與銷售農產品,旨在降低個體生產成本,實現規?;б?;規模經營主體作為農業生產主力,其核心目標在于通過技術應用實現土地的規?;?、集約化經營,追求經濟效益最大化。
典型案例:多主體聯動協同推廣
黑土地保護性利用技術模式的推廣創新與示范成效依賴多方主體的密切合作。農戶的技術接受度和參與度直接影響推廣效果,其不僅受經濟激勵影響,還需考量其在不同退化環境中的適宜能力,推廣機制需根據農戶需求,提供定制化的技術支持和培訓。技術支持機構和科研單位在提供針對黑土地特性的技術方案、土壤改良措施與精準施肥技術等方面發揮關鍵作用,保障技術模式本身的可行性和有效性。在保護性耕作和生態農業技術推廣中,政府通過政策激勵和資金支持驅動技術采納,并在監管環節承擔主導職責。市場主體則基于需求驅動促進技術模式的實際應用和長效發展,尤其在設備更新和大規模機械化作業中扮演關鍵作用。
“梨樹模式”是多方聯動的典范。該模式依托“政府主導、合作社執行、社會力量參與”的一體化經營體系,構建了“現代農業生產單元+雙保全統+社會化服務”的多元協同機制。截至2023年,梨樹縣已建成各級示范基地逾1 000個,推廣面積突破2萬公頃,為黑土地保護性利用技術的推廣提供了可復制、可推廣的實踐路徑。

強化推廣的政策保障與制度創新
為實現保護性耕作技術從“示范盆景”向“推廣風景”的轉化,政府角色需由“指導者”轉向“賦能者”與“保障者”,運用精準政策工具激發多元主體參與動力。具體路徑包括:建立效果導向的精準補貼機制。改革當前以面積為依據的“一刀切”補貼模式,構建“基礎補貼+績效獎勵”的復合激勵體系。補貼標準應與可量化的保護效果(如土壤有機質含量提升、耕層厚度增加)掛鉤,并依托高分辨率遙感監測、長期定位觀測、樣點調查等數據手段,確保補貼依據真實、透明和可核查。對連續3年以上采用核心技術(如秸稈覆蓋還田)的經營主體,給予額外“長期實踐激勵”,以補償其短期效益損失。只有在基礎數據精準獲取與動態監測的支撐下,才能真正實現精準補貼,避免“重形式、輕實效”。創新農業金融支持工具。針對保護性耕作農機具購置成本高的瓶頸,推動政府與金融機構合作,開發專項低息/免息貸款、融資租賃等金融產品。同時,探索設立政策性農業保險,為采用新技術可能面臨的短期減產風險提供保障,降低經營主體風險負擔。重塑基層農技推廣體系。加強縣鄉級農技推廣服務中心能力建設,改革人員考核機制??己撕诵膽尚姓蝿辙D向技術采納率、農戶滿意度及實際增產增效成果。鼓勵科研院所專家、推廣人員與新型經營主體(合作社、家庭農場等)組建“技術服務聯盟”,提升服務實效。探索生態價值實現機制。積極推動將黑土地保護納入國家碳匯交易體系。通過科學核算保護性耕作的固碳減排效益,生成可交易的“碳票”,使實施保護的經營主體獲得可兌現的生態收益。
展望與愿景
黑土地保護性利用不僅關乎農業自身發展,更與消除貧困與饑餓、保障人類健康福祉、保護陸地生態與應對氣候變化等聯合國可持續發展目標(SDGs)有著緊密聯系(圖5)。

氣候韌性:抵御災害能力增強。黑土地保護性利用是實現農業穩產增產、農業減排目標、增強系統氣候適應能力、推動綠色低碳轉型的關鍵路徑。未來應系統推進“減緩-適應”雙向協同策略:技術上,推廣固碳農藝技術路徑;制度上,構建以綠色、生態、低碳為導向的農業補貼制度,為經營主體參與減排提供政策激勵與經濟支持。預計到2030年,預計黑土地單位面積碳儲量將年均提升0.3噸/公頃,農業碳排放強度降低5%—10%,典型區域農田對極端天氣的抵御能力提升30%以上。
糧食安全:土壤質量與糧食產能雙重提升。東北黑土區貢獻了全國約1/4的糧食產量和1/3的糧食調出量,是保障國家糧食安全的“穩定器”和“壓艙石”。為此,需嚴格落實耕地紅線制度和耕地用途管控,加強高標準農田建設,同步發展智能農業與數字農業等管理體系建設,推動耕地資源利用模式由傳統經驗依賴型向技術驅動型轉變。在保護性利用技術的深入優化與廣泛推廣條件下,東北黑土區耕地有機質含量將年均提升0.05個百分點以上,保墑能力提升10%以上,主要作物單產有望提高8%—12%,預計到2030年,糧食總產有望穩定在年產1.4億噸以上。
生態服務:多維功能恢復與增強。受高強度農業開發、不合理耕作和氣候因素疊加影響,黑土地生態系統逐漸退化,亟須系統性治理與功能重構。技術路徑上,需推廣增施有機質、減少農藥化肥依賴等技術方式,強化黑土保育與修復技術攻關。制度保障上,應建立“耕地休養生息制度”和生態補償機制,完善生態產品價值實現機制和財政引導政策。預計到2030年,典型黑土區土壤侵蝕強度將下降30%以上,單位耕地生態服務價值提升不低于20%,實現與農業產出效益的雙向協同增長。
人類福祉:農村生計同步改善。黑土地保護性利用與農村生計改善和居民福祉提升緊密相關,其在營養供給、保障農村就業和傳承農耕文明等方面有重要潛力。黑土地保護與修復,農民是最重要的參與者與受益者。通過引導農民著力發展綠色農業、生態農業與鄉村特色農業,鼓勵發展基于黑土地資源的鄉村旅游、特色手工藝等融合型產業,引導農民加強農村生態環境建設和公共服務建設,滿足農民多樣化和多層次的物質經濟和精神文化生活需求,推動黑土地鄉村振興與人類福祉提升。預計到2030年,黑土區綠色與有機農產品占比將提升至25%以上,多元融合型產業將帶動農村新增就業人口超50萬人,農業經營體系將實現從“分散生產”向“專業托管”與“市場聯結”轉型。
當前,中國黑土地退化態勢嚴峻,亟待實施保護性利用技術以保障國家糧食安全、驅動農業綠色轉型并促進生態可持續發展。應對此挑戰,需對黑土地保護性利用技術模式開展涵蓋技術、經濟、社會和生態維度的綜合評估。同時,創新技術的推廣應著重提升農民參與度和社會支持度,以增強技術接受度和推廣效能。未來黑土地保護的有效路徑在于政策引導、技術創新與社會力量協同發力,方能實現“點狀試驗”向“面上鋪開”的實質性跨越,筑牢中國糧食安全根基,為全球土地可持續利用貢獻中國智慧與實踐經驗。
(作者:劉曉潔、辛良杰、張帆,中國科學院地理科學與資源研究所;麻吉亮,中國農業科學院農業經濟與發展研究所;王宇先,黑龍江省農業科學院齊齊哈爾分院。《中國科學院院刊》供稿)







