高標準農田生態化改造內容及評價方法研究

關鍵詞：高標準農田；生態化改造；指標體系；評價方法；農業綠色發展

高標準農田建設是保障國家糧食安全和推動農業產業高質量發展的重要舉措[1]。自2009 年中央一號文件正式提出建設高標準農田以來[2]，我國已累計建成10 億畝（0.67 億hm2）高標準農田[3]。然而，早期建設的高標準農田存在標準不高、良莠不齊的問題，尤其是重數量、輕質量，更輕生態，沒有做好農田的生態防護同時忽略了其生態服務功能。2022 年版《高標準農田建設通則》中新增了綠色生態原則，要求遵循綠色發展理念，促進農田生產和生態和諧發展，《全國高標準農田建設規劃（2021—2030 年）》在建設內容中多次提到生態型工程。這為高標準農田生態化改造賦予了重要使命，如今農業發展已進入綠色轉型的新階段，高標準農田生態化改造成為推動農業綠色發展的重要內容。

孫正東[4]提出，生態型高標準農田應實現農業生產過程清潔化、標準化、安全化和信息化，即將高標準農田升級為綠色農田[5]。在高標準農田生態化改造內容方面，鄭帥等[6]總結了江蘇省生態型高標準農田試點的建設經驗，提出一系列治理措施。胡茂杰等[7]針對太湖流域高標準農田排水系統生態化改造項目進行案例分析，提出了生態型排灌系統的建設方法。馮寶平等[8]對土地整治各單項工程提出了生態型技術方法。農田生態建設評價多從產地環境、要素投入、產出質量和生態服務等方面出發，王珂等[9]基于立地條件、景觀條件和脅迫條件建立指標體系，對基本農田生態安全開展評價。冷楊等[10]從生態環境水平、技術與管理水平和生態效益3 方面對茶園生態化發展水平進行評價。張茜等[11]基于景觀的格局、功能、美學三重屬性對北京市平原區農田土地整治實施效果進行了分析。可以看出，針對高標準農田生態化改造內容和關鍵技術的研究往往著眼于一個項目、一項工程、一門技術，不夠系統全面，且缺乏專門針對高標準農田生態化改造的評價指標體系。因此，本研究通過梳理研究進展并結合近年來各地實踐經驗，對高標準農田生態化改造的主要內容及相關技術進行總結，并提出專門化的評價指標體系，以期為我國未來高標準農田的提質改造工作提供基礎性參考。

1 高標準農田生態化改造的理論基礎與內涵解析

1.1 理論基礎

1.1.1 “兩山”理論 “綠水青山就是金山銀山”的“兩山”理論是習近平總書記在2005年提出的重要科學論斷，是中國特色人地關系實踐中凝結的新型人地關系理論[12]。該理論認為，經濟發展與生態環境保護是辯證統一的[13]，在經濟發展的過程中應處理好與生態環境保護之間的關系，保護生態環境就是保護生產力[14]。農田兼具糧食生產和生態系統服務等多項功能[15]，“兩山”理論要求高標準農田既要保證糧食供給安全又要保障生態安全，推動農業發展綠色轉型。以“兩山”理論推動“兩化”協同發展[1617]，應當深入完善農田生態產品價值鏈條，從而推進農田生態價值的實現。

1.1.2 基于自然的解決方案理論 基于自然的解決方案（nature-based solutions， Nbs）近年來被廣泛應用于國土空間生態修復和應對氣候變化等領域[18-22]，理論內涵得到了進一步的豐富[23]，延伸出基于自然的生態工程范式（nature-based ecologicalengineering， NbEE）[24]、基于自然的氣候變化解決方案（natural climate solutions， NCS）[25]等。該理論主要包括對生態系統的保護、修復與管理[26]，與高標準農田的提質改造和建設內容等相對應，強調以自然修復為主、人工修復為輔[27]，試圖建立一個養分循環的生態系統，倡導廢棄物資源化利用，秸稈還田、有機肥替代化肥和免耕等都可歸納為Nbs的技術措施[28]。因此，該理論對高標準農田生態化改造具有重要指導意義。

1.1.3 景觀生態理論 景觀生態理論是生態學與地理學的交叉理論，注重尺度特征、空間異質性和空間連通性。空間異質性指在景觀系統中景觀要素類型、組合及屬性在空間或時間上的變異性[29]，農田周邊設計適當的非農田可增加景觀異質性[30]，從而提高景觀格局的抗干擾性。通過在破碎化景觀中構建生態廊道可以增加景觀的連通性，達到恢復和保護生物多樣性的目的[31]。其提出的“斑塊?廊道?基質”的景觀結構，將高標準農田中的田塊、田埂、防護林、溝渠以及道路等進行要素化并賦予了生態學內涵[32]，通過景觀要素的重新配置達到生態功能改善的目的[33]。同時，還應注重景觀美學的運用，提升高標準農田的美學功能，發揮其在鄉村景觀構建中的重要作用。

1.2 內涵解析

自20 世紀50 年代開始，我國為提升糧食產量，開始了廣泛而大量的化肥施用和高毒農藥噴灑，雖然這種粗放的農業經營方式帶來了短暫的糧食豐收，但也導致了土壤酸化、板結，水體富營養化和害蟲抗藥性增強等一系列環境問題。不合理的糧食生產活動破壞了生態環境，生態破壞對糧食安全構成了嚴重威脅[34]。高標準農田建設雖然從耕地數量和質量上對糧食安全形成了基本保障，但并未調和糧食生產與生態保護之間的矛盾。高標準農田生態化改造就是將高標準農田打造為高標準生態農田、高標準綠色農田，通過改進工程手段和農藝措施最大限度降低糧食生產對生態系統的擾動。一是提高農田對水、土、光、熱等自然資源的利用效率，降低不必要的資源損耗；二是降低農用化學品的施用量并提升利用效率，采用秸稈還田、種養結合和綠色綜合防控等基于自然的解決方案；三是進一步激活高標準農田的生態涵養能力，提升其生態服務功能，催動生態產品價值實現；四是合理布局各單項工程，打造穩定的生態系統，提升生態系統的抗干擾能力，并發揮高標準農田的美學功能；五是要以農田的生態化帶動作物的生態化，保障作物生產安全，提高作物品質，在高產穩產的同時實現優質生產、綠色生產。生態型高標準農田使農田從“越種越污染、越瘦”轉向“越種越綠色、越肥”，實現糧食生產與生態保護相統一，土地利用與土地養護相統一。

2 高標準農田生態化改造內容

2.1 田——打造資源高效、環境友好的生態型田塊

生態型田塊應當在充分考慮當地的水、土、光、熱等自然資源利用率[35]，洪澇、風沙等自然災害的規避以及灌溉排水、機械作業效率的情況下，適當合并和劃分田塊。此外，應構建農田綠色邊界，采用生態化田埂，在田埂上種植綠肥或對氮、磷等營養元素攔截度高的灌木和草本，可降低側滲水量并防控面源污染[36]。在梯田建設區同步實行生態田坎，目前較先進的有生態袋技術，由于其耐腐蝕和不可降解，借助錨桿的穩定作用，可實現穩定性永久邊坡，降低后續維護費用[37]。一些地方實踐中，還在稻田邊界挖溝進行養殖，推廣實施稻田龍蝦、錦鯉、青蝦和螃蟹等生態種養工程，水稻為魚蝦提供氧氣和有機物質，魚蝦以田間的害蟲為食，魚糞成為水稻的肥料，不僅可以在同一塊地上獲得種稻、養魚的雙重收益，還能進一步減少農藥、化肥和除草劑的施用量，在提高水稻品質的同時，減少污染物排放，有效實現增產增效、減投減排和區域水環境改善。

2.2 土——培育綠色肥沃、安全健康的生態型土壤

高標準農田生態化改造應錨定破障、除害和培肥3個關鍵點，提升土壤的生產能力，從根本上提升資源利用效率并降低后續化肥等化學品的投入。目前，主要有生態型犁耕深翻技術、生物修復技術和生態培肥技術共3項技術。通過生態型犁耕深翻技術可打破土壤板結層，并使用紫外線對深層土壤消殺，增強土壤保水保肥能力[6]。生物修復技術是針對不合理的土地經營方式造成的土壤污染（最常見的有農藥污染和重金屬污染），采用動物、植物和微生物的特性對其進行生態化修復[8]，例如葛屬植物對鉛、鎘、鉻等有不同程度的富集作用[38]，紫花苜蓿可有效改良鹽堿土[39]，一些微生物菌劑在土壤農藥污染治理方面發揮著重要作用[40]。生態培肥技術的核心是將從土壤中帶走的養分歸還到土壤，包括增施有機肥、種植綠肥、秸稈還田等技術方式，在培肥土壤的同時對改善土壤結構、抑制土傳病害以及提升農產品質量也有重要意義[41]。

2.3 水——搭建節、攔、凈、用銜接的生態灌排系統

灌排系統是當前高標準農田生態化改造的焦點內容。水在農業生產中既是資源又是危害，資源性表現在作物生長需要水，危害性表現在水可以作為潤滑劑和污染物載體，例如水土流失，營養元素和農藥等隨水流失形成面源污染，鹽分隨水運移形成土壤鹽漬化等。因此，高標準農田的生態化改造應以提升水的資源性、規避水的危害性為目的。

借鑒當前研究進展和江蘇、浙江等地綠色農田建設經驗，可從節、攔、凈、用4個方面構建生態型排灌系統。節，即節水，改變原本的畦灌、漫灌等傳統的耗水灌溉形式，采用滴灌、微噴灌等節水灌溉技術[42]，并向信息化、智能化方向發展，根據氣候信息、作物表型和土壤屬性等信息，通過模型模擬和智慧決策系統確定最優灌溉策略[43]，實現水資源的集約節約利用，降低水資源損耗，提升水資源利用率。攔、凈、用三者是連通的，用于農田尾水的收集和凈化，實現退水不直排、肥水不下河、養分再循環[6]。農田排水溝應選用生態化材料，避免一次性硬化，在排水溝兩側增加攔蓄植物，寬度大于1.0 m的渠道，兩側宜留0.5 m寬的灌草緩沖帶[44]，并在溝底種植具有凈化能力的沉水植物[45]，植物應以自然演替為主，并在夏冬兩季進行人工輔助種植，從而對徑流排水中的氮、磷等營養元素及顆粒物進行攔截凈化。同時，將現有低洼地建設為生態塘，作為農田尾水的匯集處，通過種植水生作物凈化農田尾水可實現氮、磷攔截率50%以上[46]，并作為灌溉水源實現循環利用。另外，可在溝渠內設置階梯式跳板、動物逃脫通道等作為生態廊道[4445，47]，保護農田的生物多樣性。

2.4 路——鋪設通、暢、透、特的生態化田間道路網絡

田間道與生產路應根據田塊位置和運輸需求進行合理規劃設計，在滿足基本生產支撐能力的條件下實現道路的生態化轉型。首先，應根據周邊公路網絡、農村居民點、田塊位置以及灌排溝渠分布合理布局田間道路，在保證田間道路通達性的同時減少行駛距離，從而降低農機行駛帶來的燃油損耗。其次，確定適當的道路寬度，保障行駛通暢的同時避免占地過多、降低土地的利用效率。此外，路面的鋪筑材料應當因地制宜，避免過度硬化，可采取生態化透水路面，如透水混凝土、細碎石、鵝卵石等[6]，或鋪設輪跡道路[4849]。在路邊種植灌木植物、路中種植抗性強的草本植物，構建生態廊道，減少水土流失，并弱化剛性工程對視覺的生態沖擊[50]。對于開發農業旅游資源的地區，可以把生產路設置木棧道[47]，既具鄉土特色，又可減少地表徑流。

2.5 林——構建多元搭配、自然為本的生態保護網絡

高標準農田中的生態環境保護工程以改善農田生態環境、提高農田防御風沙災害和防止水土流失為主要目的[51]，而生態型高標準農田則應在此基礎上繼續深挖，通過合理的工程技術改進和工程結構調整進一步釋放該項工程的生態服務效果。首先，農田防護林工程應因地制宜、合理搭配，在風害嚴重的地區應以喬木速生樹種為主，采用疏透結構，濱河地區則應當選用灌木林，選擇抗土壤侵蝕能力強、截留氮磷離子能力高的樹種[44]，在樹種選擇上應優先選擇鄉土高碳匯植物，使其既作防護林又作碳匯林，在防護農田的同時提升區域碳匯水平[52]。其次，構建非農斑塊生境以提升農田生物多樣性，主要包括傳粉昆蟲棲息地和天敵保育區[53]。傳粉昆蟲棲息地是利用農田空閑邊角地帶，選配鄉土植物，因地制宜建設蜜源植物帶、蜜源類昆蟲棲息地[53]，并對傳粉昆蟲進行越冬保護、人工助遷等為傳粉昆蟲種群穩定提供良好的可自由移動的網狀適生環境。天敵保育區也稱天敵棲息地，是針對農業害蟲防治的生態調控措施，可幫助害蟲天敵種群生存繁衍[54]，應當采用自然材料如菜葉、秸稈等[55]，在農田內或周邊進行鋪設，或利用農田周邊林草地及田塊綠色邊界[56]，增加天敵昆蟲的壽命和繁殖能力，達到以蟲治蟲的目的。

3 高標準農田生態化改造成效評價方法

3.1 指標選取原則

生態化是高標準農田建設發展的高級形態，為評價其增產增效、抗災減災、生態功能等效果，需要進行長期、有效地監測。評價指標的選取從根本上決定著評價工作的可行性，也影響著評價成果能否真實反映評價對象的狀態。從該角度出發，高標準農田生態化改造效果評價指標的選取應遵循科學性、易獲取性、主導性和尺度性4大原則。①科學性。基于科學的理論和方法進行指標選擇，所選取的指標應當得到相關基礎理論的支持并具有明確的表征意義，能夠清晰地反映高標準農田的生態屬性。此外，指標數據的監測獲取、測定處理以及統計分析等各個環節都應當尊重客觀事實[57]。②易獲取性。所選取的指標應當能夠通過各種監測手段進行收集和獲取，出于對監測工作成本的考慮，應盡量選擇監測費用低和監測擾動小的指標。③主導性。指標的主導性應當從2個方面進行考量，一是選擇對評價對象起關鍵性作用的因子作為指標，二是選擇對評價對象的變化敏感度較高的指示因子作為指標。④尺度性。選取的指標應當具備尺度特征，能夠反映不同空間、時間尺度的變異情況。

3.2 指標體系構建

針對高標準農田的建設成效，我國已推出《高標準農田建設評價規范》，從建設任務、建設質量、建設成效、建設管理和社會影響5個方面對高標準農田建設項目進行評價，但其中關于高標準農田生態屬性的指標較少，不能適應高標準農田生態化改造成效評價的需要。在農業綠色發展評價方面，我國現有《生態農場評價技術規范》《生態文明建設考核目標體系》《綠色發展指標體系》《生態環境狀況評價技術規范》等均無法直接應用于高標準農田生態化改造的評價中。因此，本研究以4項指標選取原則為依據，結合現有的評價指標體系和文獻成果，以高標準農田生態化改造成效評價工作的實際需要為出發點，從資源高效、節能減排、生態涵養和安全優質4個維度制定了評價指標體系（表1）。

4 建議

4.1 創新投入機制，落實資金保障

資金統籌是當前高標準農田提質改造建設工作的主要困難之一，問題主要集中在2個方面：一是中央資金平均投資金額逐年降低[61]，在融資監管、審計制度等的限制下地方政府籌資壓力較大；二是作為主要籌資渠道之一的專項債，近年來申請難度升高且償還壓力較大[62]。因此，提高資金的保障能力對推動高標準農田生態化改造具有重要意義，針對財政資金和社會資本兩大主要資金來源應進行以下優化。一是完善財政投入體系，明確各級分擔比例。財政資金是當前高標準農田建設的主要資金來源[63]，主要采用各級財政分攤支付的方式，明確各級財政的攤付比例對于保障資金安全有重要意義，例如河南省明確省、市、縣6∶2∶2資金分擔比例。財政部門還可通過形式創新加大對綠色項目的支持力度，例如浙江省財政對納入綠色農田建設的，按照建設面積給予資金補助，平原地區按3 000 元·畝-1（44 977.51元·hm-2），丘陵山區按5 000 元·畝-1（29 985.01元·hm-2）。此外，還應當加強績效管理水平，從而提升資金利用效率，確保資金的及時、穩定和高效投入[64]。二是拓展資金來源渠道，打造多元投入機制。地方政府在開展高標準農田生態化改造項目時，應認清財政專項資金的兜底性支持作用[65]，通過引入社會資本和金融資本等，加大涉農資金整合力度。其一，可通過搭建高標準農田建設信息宣傳平臺向社會資本展示，例如荷蘭的AB（allotmentbarometer）系統，其可為農民和政府提供土地流轉、土地質量等級、地塊區位等數據，從而提升社會資本投資的積極性，也可作為進行農業補貼和投資的決策輔助，河南、湖南也搭建了投融資平臺[63]，但仍需提升信息透明度以增強吸引力度。其二，可通過成立農田發展基金會、發行債券等方式[66]，吸引社會資本的廣泛參與，并健全招投標制度、明確收益分配機制[67]，切實保障社會資本的合理效益。其三，為金融資本的參與提供更加多元化的渠道和方式，利用好創新型金融工具[68]，采用以獎代補[69]、投資補助[70]等方式促進資本有序投入。其四，可借助項目屬性優勢，借助區域生態補償制度、碳交易制度等，實現高標準農田的生態價值變現。除此之外，還應當做好基礎性制度設計，應在充分考慮高標準農田建設情況的基礎上，制定國家和地方高標準農田建設預算定額[1]，提升項目預算編制水平，促進高標準農田生態化改造項目的科學化投資管理。

4.2 制定技術規程，提供科學指引

從規程建設來看，針對高標準農田建設，我國先后出臺了《全國高標準農田建設規劃（2021—2030年）》《高標準農田建設通則》，2份文件均對高標準農田的生態建設提出了相關要求，但在建設內容和技術部分中敘述較簡略。針對農業綠色發展專項，我國出臺了《農業綠色發展技術導則（2018—2030年）》《生態稻田建設技術規范》《“十四五”農業綠色發展規劃》等，對清潔生產技術、綠色發展模式等進行了詳細闡述，但均無法直接應用于高標準農田的生態化改造。從地方實踐來看，我國部分省（直轄市、自治區）開展了生態型高標準農田建設的試點工作，但改造內容多集中于農田尾水的攔截凈化，防控面源污染和土壤培肥改良，沒有做到對田、土、水、路、林、電、技、管8項建設內容的全面把握，生態化改造得不徹底，不能滿足支撐我國農業綠色發展轉型的需要。從理論研究來看，該領域的論述較少，主要為項目建設經驗的總結宣傳以及生態型土地整治技術的探究，且大多缺乏典型性，推廣應用性不足。可見，目前十分缺乏專門應用于高標準農田生態化改造的建設通則和技術規程，導致在開展實際工作時，陷入對高標準農田生態化改造理解不清、辨別不明、行無章法、做無準則的困境，項目建設目標與生態化實際需求不相適應，也就無法建成真正的高標準生態農田。因此，應當加強頂層設計，一是加緊編制《高標準農田生態化改造建設通則》《高標準農田生態化改造技術規劃設計標準》等技術規程，闡明高標準農田生態化改造的內涵、目的、建設內容及改造技術，提升工程建設的科學性和規范性，為各項工作提供明確的指導和保障，使之更加高效、有序地推進，取得更好的成果；二是總結實踐中的先進經驗，選擇改造成效顯著的地區設立典型示范區，深挖典型技術、典型改造模式，并為高質量項目搭建展示平臺，選拔一批理念新穎、技術成熟、效果明顯、推廣性強的示范項目，編寫宣傳手冊等，推廣創新理念和優質成果，以供參考學習。

4.3 建立評價規范，促進優質發展

從規范建設來看，《高標準農田建設評價規范》從建設任務、建設質量、建設成效、建設管理和社會影響5個方面對高標準農田建設項目進行評價，但針對農田生態功能的評價較少，若直接應用于高標準農田生態化改造成效評價，受其他指標影響，無法準確地反映生態化改造效果。相關的評價規范包括《生態農場評價技術規范》《生態低碳茶評價技術規范》等，雖然對農田生態功能的評價較全面，但礙于評價對象的本質差異，特異化指標較多，也無法適用于高標準農田生態化改造的成效評價。從理論研究來看，針對高標準農田的評價研究較多，但大多集中于工程績效評價[64， 71]和耕地質量評價[7273]等方面，針對高標準生態農田、綠色農田的評價較少，多針對單一屬性進行評價，評價對象多為農田和基本農田，涉及高標準農田的少，所采用的指標體系難以滿足高標準農田生態建設的質量要求[57， 74-76]。當前，在農業綠色發展轉型的帶動下，各地開展高標準生態農田建設工作的熱情高漲，亟需出臺專門化的評價規范，建立能夠全面、系統、準確衡量高標準農田生態功能的指標體系，選取合理、適宜的評價方法，有利于規范各地工程質量，對提升改造工程的規范化有重要意義。本研究建立的指標體系雖然對高標準農田的生態功能做了多維度地分析，仍需結合工程項目進行驗證，針對實際工作需要做進一步優化。另外，除通用性指標外，還應根據區域特點選取區域代表性指標，依據特殊的地質、地貌、氣候類型選取特色性指標，如鹽堿地地區可選取土壤鹽分含量、地下水位，南方紅壤酸化地區可選取土壤抗酸能力納入區域指標，最終建成一套應用性強、敏感度高、特色性足的基于過程的評價指標體系。

綜上，高標準農田生態化應主要從田、土、水、路、林5個方面進行重點改造。合理歸并和劃分田塊，設置農田綠色邊界，打造生態型田塊；通過破除土壤障礙，消除土壤危害因子和生態培肥培育生態型土壤；系統視角出發，搭建生態型排灌系統，實現灌溉水的節水灌溉、尾水攔蓄、尾水凈化和循環利用；田間道與生產路應合理規劃，提高道路的通達性，并結合實際生產需求，合理硬化路面；合理設置防護林樹種，并構建非農斑塊生境，構建多元搭配的生態保護網絡。本研究從資源高效、節能減排、生態涵養和安全優質4個維度，提出了一套由21項指標構成的專門化評價體系，能夠全面、系統、準確地反映高標準農田的生態屬性。未來，應當創新投入機制，制定技術規程和建立評價規范，為高標準農田生態化改造提供資金保障、科學指引和質量保障。