| 成果简介： |
边际性土地是指由于土壤障碍限制突出、水热资源约束强、地形条件局限大，导致农业产能和经济效益低下、生态脆弱的土地。2022年中央1号文件明确提出要合理保护和利用边际性土地补充耕地资源，提高耕地供给能力。在当前“双碳”目标下，基于生态优先与绿色发展原则，充分挖掘边际性土地生态利用潜力，建立科学的耕地资源保障机制，是保障未来粮食安全和推动社会经济发展的必然选择。考虑到边际性土地处于土地沙漠化、盐渍化、水土流失严重的生态脆弱区，单纯考量粮食产出注重经济收益进行大规模开发利用，会造成生态环境进一步恶化。需要综合考虑资源、环境和经济的多重限制，建立更为完善的边际性土地识别体系，针对陕西省重点边际性土地类型及其限制因子研发土地整治技术，对边际性土地规模化利用的生态和经济效益进行综合评估，确保土地资源的合理开发。
陕西省边际性土地资源数量丰富，部分地区尝试将边际性土地对农作物生产的劣势变为发展能源植物、牧草种植的优势，如陕南商洛商州区种植约5万亩菊芋、陕北榆林种植10万亩紫花苜蓿，完成陕西省全省黄连木资源调查工作，开始建立起适应土地资源潜力的农业、畜牧和能源植物发展新格局。然而由于面临分布区域广、治理难度大、生态环境风险高等实际问题，省内并未合理确定边际性土地总量、治理工程的实施范围和规模，经济合理性与综合效益尚不明确。针对上述难题，为进一步增强战略性土地储备，提高边际性土地利用效率，该项目在国家自然科学基金、国家能源局等项目的资助下，通过野外调査、模型模拟、技术研发、工程实践等一系列方法，开展区域边际性土地分布研究并研发利用技术，历时10年的科研攻关与工程实践，取得以下研究成果：
(1)构建边际性土地的判别体系和适宜性评估方法，建立陕西省多尺度多类型的1km/100m栅格边际性土地资源时空数据库，探明陕西省边际性土地规模与空间分布，为边际性土地开发利用规划及相关政策制定提供科学支撑。
针对边际性土地传统调査、判别方法费时费力，基于多源地理空间数据，结合规划数据和野外调查，运用多因子综合评价法和MaxENT模型，建立综合资源、生态环境及经济约束的包含地形、温度、降水、土壤、土地利用等9个指标的边际性土地界定指标体系和土地潜力评估方法，确定我国共有边际性土地128.0万km<sup>2</sup>，陕西省包含4.6万km<sup>2</sup>(6887.6万亩)，以中覆盖度草地、低覆盖度草地、灌丛和疏林地为主；厘定适用于不同类型边际性土地可种植的主要粮食作物、能源植物、牧草等生态习性要素，建立1980年-2020年中国/陕西省1km/100m尺度不同类型边际性土地时空数据库，完成陕西省边际性土地数量、适宜性等级、空间分布特征的精准评估。
(2)研发边际性土地物理、营养重构及微生物重建技术，建立区域水蚀-风蚀-盐碱化等多障碍因素协同整治技术，为边际性土地开发利用提供新路径。
针对陕北沙地条件下中-低覆盖度草地等边际性土地瘠薄、有机质含量低、保水保肥能力差等问题，采用打破耕作层、运用土壤培肥与土壤栽培技术相结合的方法，形成农用地土体剖面构型，研发边际性土地物理、微生物及营养重建技术。面向边际性土地耕层重构后农田风蚀、水蚀和盐碱化等现状，采用沟垄种植、地面秸秆留茬覆盖等耕作措施和土壤盐碱调理剂相结合的方法，建立区域水蚀-风蚀-盐碱化等多障碍因素协同整治技术。
(3)集成土地质量变化监测与分析技术，提出资源约束条件下边际性土地规模化利用的生态和经济效益时空模拟方法，构建不同等级边际性土地资源“粮、牧、能综合种植利用适宜性”新模式，为生态、经济和社会的协调发展指明新方向。
针对规模化开发边际性土地生态环境、经济效益不明确问题，集成生态环境综合观测及质量变化监测与分析技术，实现边际性土地资源-土壤-作物状态常态化连续观测：耦合植物生长过程模型和生命周期分析方法，研发光-温-水-热因子时间序列重构方法，创建资源约束条件下的生态与经济效益时空模拟模型，评估边际性土地规模化开发的生态和经济效益：结合不同等级边际性土地的障碍因子特性，提出不同类型边际性土地资源粮-牧-能综合种植利用模式。
成果获发明专利4项、软件著作权1项，出版专著1部，在国内外核心期刊发表论文56余篇，SCI、EI收录35篇，引频次数659，单篇最高引频次数162。成果在榆林靖边、延安宝塔区、商洛商州区等地实施面积约5万亩，新造耕地马铃薯多年平均单产约3850kg/亩、玉米约867kg/亩、菊芋约2590kg/亩，年新增农业经济效益达6000余万元。通过新增耕地指标转让和农业产值增加，实现综合产值约31亿元，取得显著的综合效益。在未来具有巨大的推广应用潜力，下一阶段预计可推广实施约10万亩，实现更大的综合产值。研究成果对落实2022年中央一号文件精神，积极挖掘潜力增加耕地，保障粮食安全具有重要意义。 |
