Nature Food | 耕地战略储备可加强中国的粮食安全

支持国内粮食生产的政策建议将大面积的边际和低等级耕地转为战略性耕地储备。这一过程将需要科学和土地工程的进步，并为振兴中国农村的社会、经济和生态系统提供机会。

中国大部分的粮食和饲料需求由国内生产来满足。2020年，中国植物和动物产品产量分别为1,866.77吨和222.02吨，比2010年增长了21%和6%，分别占国内需求的92.07%和89.82%（图1）。耕地保护投资超过2180亿美元，通过高标准的农田建设，提高了超过72.6公顷的面积的质量和生产力.粮食储备已经建立起来，以防止供应冲击和减轻商品价格波动.

中国采用了国际公认的人均400公斤每年国内粮食生产，可以保证最基本的生计水平。然而，中国的实际食品消费量更高。国内生产的缺口通过进口来补充，虽然只占中国总需求的一小部分，但所需的粮食规模使中国成为世界上最大的粮食进口国。植物和动物产品的国内供应量（国内产量加进口减去出口）分别达到2,027.63吨和247.18吨，2020年。自2010年以来分别增长24.46%和15.69%。2020 年，中国进口了 218.68 公吨和 30.92 公吨的植物和动物食品，自 2010 年以来分别增长了 88.88% 和 91.92%。主要粮食和饲料作物进口包括102.96吨大豆和15.91吨玉米.中国的进口对生产国的环境造成影响，例如，尽管供应链政策为零，但大豆需求继续刺激南美洲的大面积森林砍伐.

尽管预计人口将下降，但预计中国的粮食需求将增长和变化随着城市化进程和生活水平的提高，营养继续推动营养从传统的谷物和蔬菜饮食向更富裕的饮食过渡，糖、脂肪和动物源性食物含量更高。这反过来又推动了对粮食和饲料耕地的需求。在中短期内，粮食需求的预期增长意味着，如果不能大幅提高国内作物产量，中国必须越来越依赖进口来满足需求。 虽然为了限制粮食需求的增长，有必要加快中国从资源密集型阶段向健康、可持续饮食的营养转型，但这些变化可能会在更长的时间范围内发生。因此，中国需要扩大耕地面积，提高作物生产力。

     在土地上储存粮食

自2017年以来，“储粮在地”政策提出通过改变土地用途、优化种植结构和增强生态韧性来提高耕地的数量和质量。战略耕地储备的运作将适应国内和全球农业生产、国际贸易关系和国家粮食储备。当国家粮食丰富时，可以通过轮作休耕来保护战略性耕地储备，以保护土地、土壤和水源，恢复生态健康，从而将粮食储存在土地上。当粮食短缺、市场不确定时，战略性耕地储备可以恢复粮食生产。具体作物将根据当地环境和社会经济条件，包括基础设施的可用性以及当地农民的意愿和能力，有针对性地进行生产。

中国有大约78 Mha的边际土地，包括未开发的土地（56.67 Mha）和现有的低等级耕地（21.33 Mha）.目前低等级农田的粮食生产力不足3.0吨公顷，但这可能达到 4.5 吨公顷遵循高标准的农田建设。例如，22.67 Mha的高潜力未开发土地可以转为低等级农田，额外提供68公吨粮食;21.33 Mha低等级耕地可以转化为高品位土地，使粮食生产能力提高32吨.这额外的大约 100 公吨年产量可以大大抵消中国粮食进口需求。有几个因素限制了边际土地的生产力，包括气候（例如干旱或寒冷）、地形（例如海拔、坡度或内涝）、土壤特征（例如浅层、岩石、盐碱化、酸化、沙质或受污染的土壤）和资源可用性（例如，水的可用性）。解决这些局限性为中国提高生产力提供了巨大的机会。

     科学技术可以促进土地转换

近年来，通过田间建设、土壤结构和肥力改造、生态过程恢复和耕地质量改善，将贫瘠和贫瘠的土地转为低等级农田，在土地复垦和整治方面取得了进展。同样，已经开发了土地工程方法，将低等级耕地转变为连续的高等级土地，由基础设施（即供水、灌溉和排水、电力和运输）支持，始终如一的高产、生态弹性和抗灾能力，并适合大规模的现代机械化农业生产. 尽管取得了这些进展，但仍需要进一步的研究和开发，以实现未开发和边缘土地的大规模转换，以实现战略性耕地储备政策的目标。

战略性耕地储备的建立需要对制约耕地生产力的因素进行全面评估。重点将是以高空间分辨率绘制和描述中国不同类型的边际土地和限制因素。这种评估需要在从地方或实地规模到国家规模的多个规模上进行。需要广泛的数据采集和融合，首先是基于卫星的遥感，辅以局部尺度的高分辨率机载成像。在场地尺度上，需要地面传感器网络、实地调查和土壤采样、环境基因组学和生物地球化学分析方法来确定限制因素。时空建模和机器学习的创新可以帮助整合这些不同的数据源，以绘制生产障碍图。

因此，需要科学和技术进步来减少限制因素的影响并提高生产力。预期领域包括可持续集约化和提高养分利用和水资源利用效率，以及可以将沙地转化为耕地的土壤改良。例如，将软岩与沙子结合形成土壤，已经在Mu Us地区取得了可喜的成果。其他重要的研究方向包括水、热、肥等资源的有效利用。在黄土高原地区，已经开发了无动力灌溉技术来管理地下径流，而碱中和和吸盐的生物有机体已显示出改善盐碱土壤的潜力。

中国的作物育种、种子和生物技术产业需要迅速扩大，以开发高产、抗逆和耐受限制因素的作物品种。例如，需要积极开发适合低生产力土地（例如盐碱地、碱性土地或沙地）的作物品种和种植技术。需要通过加快国家调查和收集来加强对现有种质资源的利用。以重点作物（即大豆和玉米）为重点，需要利用大数据和人工智能技术开发转基因技术、基因编辑、全基因组选择和表型分析技术。高校、科研院所和国有企业需要合作研究，开发自主可控的遗传材料，提高单位产量，并补充现代农业技术和设备的使用。在国家层面的政策和法规的支持下，建立国家种子管理平台也至关重要。

     社会生态可持续性

城市化从1990年的约26%增加到2020年的65%，覆盖了15.84 Mha，接管了生产性农田，将农业推向了边缘土地11这一趋势将持续下去，预计到2035年，城市化将达到人口的75%。因此，必须因地制宜，通过引导城市资本、技术、人才、信息等要素流向农村，促进城乡协调改革与发展，促进城乡共同进步.特别是，必须提高农村和农业职业和生活方式的声望，以及家庭收入和生活水平。需要收入补偿和食品质量价格匹配政策，以增加农场利润，激励农民种植作物和提高生产效率。在充分的支持下，技术可以使农业工作对年轻人更具吸引力，并减少农业对老年人的劳动密集型，使他们能够在农村社区工作和生活更长时间，从而遏制并可能扭转农村社会衰退。

虽然中国的农作物产量最近有所增长，但这是以环境为代价的。需要对环境可持续性作出坚定承诺，以确保贫瘠、污染和贫瘠土地的大规模转化对土壤、水和生态系统产生积极的环境影响。化肥和杀虫剂的过度使用以及土地管理不当导致了广泛的土地和水资源退化、水土流失以及地下水污染和枯竭.通过发展支持集约化农业和园艺发展的科学技术，可以提高资源利用效率，减少农用化学品的使用和损失。广泛发展节水措施，包括将集水和储水与高效输送和节水灌溉技术相结合，可以减少对地下水和地表水资源的依赖。生态农业将现代有机农业与当地文化相结合，可以通过提高土壤有机碳水平、结构、肥力、生物多样性和持水能力来保护土壤，并可以减少水体的沉积和污染，保护陆地生态系统。生态、文化和休闲农业的发展，在生产与农业销售相结合的文化景观中，注重清洁、绿色、安全、优质的当地产品，可以促进乡村振兴，并吸引农村美食旅游。需要仔细规划，以确保战略性耕地储备不会与中国广泛的环境计划的目标相冲突。

     战略性耕地储备的适应性治理

战略耕地储备需要在全球生产和贸易的背景下，与当地生产和储存一起在国家一级进行协调，以满足粮食需求。耕地储备的激活需要根据国家需要和措施有针对性地进行，同时也要适应当地条件，造福当地人民，并修复和维持当地环境。除了监管和激励措施以激励和吸引当地农民外，还需要省级和地方政府支持耕地储备的中央协调。

激活决策需要得到中国和全球农业生产调查、评估、监测和预测方面的科技创新的支持，并辅之以广泛的遥感、实地和时空数据以及建模的整合。至关重要的是，当地人民在各个阶段和各个层面积极参与战略性耕地储备运作的关键决策过程。

通过将土地工程与农业用地管理创新、生物科学相结合，有效增加耕地数量，提高耕地质量，修复耕地生态，振兴农村，优化农田生产能力，持续保障中国未来粮食安全。

【以上内容转自生态遥感与土地可持续】