白春禮:科技創新引領黃河三角洲農業高品質發展

發佈時間:2020-03-05 16:58:19 | 來源:中國網·中國發展門戶網 | 作者:白春禮 | 責任編輯:殷曉霞

關鍵詞:黃河三角洲,鹽鹼地農業,農業高品質發展,黃河,農業

中國網/中國發展門戶網訊  黃河是中華文明最主要的發源地,是中華民族的母親河。“黃河寧,天下平”,黨中央、國務院歷來十分重視黃河流域的治理保護工作,特別是黨的十八大以來,黃河流域經濟社會發展和百姓生活發生了很大的變化。2019 年 9 月 18 日,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平在鄭州主持召開黃河流域生態保護和高品質發展座談會併發表重要講話,從全國發展大局出發,指出了保護黃河是事關中華民族偉大復興的韆鞦大計,詳細闡述了黃河流域生態保護和高品質發展的理念和實施原則,作出了加強生態保護、推進高品質發展的重大戰略部署,進一步堅定了黃河治理保護工作的信心和決心。

實施黃河流域生態保護和高品質發展戰略,是習近平新時代中國特色社會主義思想的具體實踐,在跨越行政區劃、促進區域協調發展的基礎上,因地制宜、分類施策,讓黃河成為造福人民的幸福河。其中,黃河流域最下游的三角洲地區,地勢平坦、區位優勢明顯,一二三産業融合發展迅速,既有生態保護和高品質發展的需求和動力,又有良好的發展基礎。

根據國家戰略部署,生態保護和高品質發展要充分考慮黃河上、中、下游的差異,分區域、分類施策地做好生態環境保護工作,協調水沙關係,推進水資源節約集約利用。同時,沿黃河各地區要從實際出發,宜水則水、宜山則山,宜糧則糧、宜農則農,宜工則工、宜商則商,積極探索富有地域特色的高品質發展新路子。黃河三角洲位於陸地、海洋、河流三相交匯處,地理位置優越、自然資源豐富,既擁有我國暖溫帶最完整的濕地生態系統,又有大面積的可作為後備耕地的鹽鹼地資源。因此,黃河三角洲地區的農業發展要實現農業結構轉型,提升農業發展水準,要探索富有鹽鹼地特色的農業高品質發展的路子,做好促進河流生態系統健康的工作。

黃河三角洲農業高品質發展面臨的重大挑戰

黃河三角洲地域遼闊,位置優越,自然資源豐富,是中國最後一個未大規模開發的大河三角洲,也是一塊有待開發的寶地,後發優勢明顯,開發潛力巨大。依據黃河三角洲高效生態經濟區的地域範圍,該區域位於環渤海的中心位置,覆蓋 19 個縣(市、區),陸地面積 4000 萬畝;連接了京津冀和山東半島,與遼寧沿海經濟帶隔海相望,向西輻射我國中西部腹地,向南可達長江三角洲地區,向東出海鄰近東北亞,具有深化國際國內區域合作、加快開放開發的有利條件。此外,該地區雨熱同季、氣溫適中、四季分明,有利於農作物、牧草和樹木的生長。

黃河三角洲地區土地後備資源得天獨厚,地勢平坦,適合機械化作業,目前擁有未利用土地近 800 萬畝,每人平均未利用地 0.81 畝,比我國東部沿海地區平均水準高出近 45%。黃河三角洲地區海岸線近 900 公里,是我國重要的海水淡水漁業資源基地。陸地和海洋、淡水和鹹水交互,天然和人工生態系統交錯分佈,具有大規模發展生態種養殖業,開展動、植物良種繁育,培育生態農業産業鏈,發展生態旅遊的優越條件。

黃河三角洲依據其自然優勢,具有良好的農業開發條件,但發展機遇和挑戰共存,黃河三角洲農業高品質發展依然面臨三大方面的挑戰。

自然資源配置不平衡

黃河三角洲農業開發的主要自然資源包括氣候資源、土地資源、水資源,但三大資源中配置最不平衡的是土地資源和水資源。黃河三角洲具有豐富的耕地資源,但耕地品質不高。在未利用土地中,鹽鹼地佔 270 萬畝,荒草地佔 148 萬畝,灘塗地佔 212 萬畝。特別是鹽鹼地,由於面積大、土壤含鹽量高,嚴重影響種植業的發展。黃河水對該地區的農業發展起到了重要作用,但目前黃河水供給總量不能滿足該地區農業生産、濕地保護和工業、生活用水的需求。即便黃河三角洲農業用水佔總用水量的 70% 以上,但仍然不能充分滿足鹽鹼地開發和農業生産的需要。因此,鹽鹼地這類低質土地資源和水資源供給矛盾的雙重約束,限制了氣候、光、熱資源的有效利用,制約了農業的高品質發展。

農業開發與保護的矛盾

保護濕地和近海生態環境是當地農業高效開發利用的重要前提。黃河三角洲高效生態經濟區內擁有近海及海岸濕地、河流濕地、湖泊濕地、沼澤濕地、人工濕地等五類,總面積約 832.65 萬畝,該地區的濕地生態系統具有非常重要的生態功能。此外,該地區海岸線近 900 公里,另有淺海面積近 1500 萬畝。因此,協調農業開發和濕地生態系統的水資源利用,降低農業源污染物對濕地和近海海域環境破壞的風險,是該地區農業開發中面臨的重大問題。農業生産産生的污染物對濕地和近海海域環境的破壞,均成為該地區農業開發中面對的重大風險問題。若要在實現農業的高産、安全、高效的同時保護該地區的生態和環境,唯有走農業綠色發展的道路。

科技支撐能力不足

黃河三角洲農業高品質發展需要依靠科技、投入和政策的支撐,科技創新和新技術、高技術的應用是關鍵。黃河三角洲的科研基礎相對薄弱,高等院校少,缺少大院大所支撐,創新人才和高水準研發團隊匱乏,研發平臺嚴重不足,支撐科技創新的經濟能力不夠,科技創新在區域和領域間發展不平衡。

黃河三角洲地區科技服務業總量低、規模小、結構不夠優化、核心競爭力弱的問題表現突出,缺少具有領軍作用的科技服務業載體。其中濱州、東營兩個重點科技服務業區域發展水準參差不齊,行業佈局散亂,缺乏特色,科技園區規模小,缺乏集聚效益和規模優勢。

前瞻佈局,中國科學院為黃河三角洲農業高品質發展提供科技支撐

中國科學院(簡稱“中科院”)長期圍繞黃河問題開展了長期和系統性的研究,包括黃河流域生態保護、水資源、黃河下游斷流和泥沙、農業開發利用等問題。在黃河下游沿黃區域,中科院也佈局建設了野外試驗研究站,長期針對沿黃區域的資源環境和農業可持續發展問題開展長期觀測和試驗示範工作。

圍繞黃河三角洲開展長期系統研究

自 20 世紀 90 年代以來,以黃河三角洲的自然演化、生態過程、人類活動的時空動態過程為基礎,中科院相關研究所陸續開展了黃河三角洲發育演化過程、海岸帶水-土-氣-生交互作用機制及其生態效應、海岸帶綜合管理、河-海-陸相互作用的生態響應、黃河三角洲生態與環境綜合模擬等方面的科學研究,為區域可持續發展提供了決策依據。中科院煙臺海岸帶研究所在黃河三角洲建立了濱海濕地生態試驗站,圍繞生態、環境、海洋領域,開展海岸帶生態環境安全與生物資源可持續利用的理論創新與關鍵技術的綜合研究。

聚焦黃河三角洲現代農業技術的轉化和産業化

2018 年,中科院依託地理科學與資源研究所,成立了中科院黃河三角洲現代農業工程實驗室,重點開展關鍵技術整合研究和示範推廣、人才培養與培訓等工作,全力打造國內領先、國際先進的現代農業技術創新及試驗示範綜合研究基地,引領鹽鹼地農業、新型現代農業的發展。

近年來,圍繞鹽鹼地農業,中科院與黃河三角洲農業高新技術産業示範區(以下簡稱“農高區”)、山東省東營市開展了全面合作,部署了多個與農業相關的科學實驗研究基地,先後建立了中科院地理科學與資源研究所黃河三角洲研究中心、中科院遺傳與發育生物學研究所中科東營分子設計育種研究中心等,旨在通過深度合作提升黃河三角洲農業科技創新能力,服務於學科發展、地方社會經濟發展與國家戰略的實施。

擁有發展鹽鹼地農業的科技積累和人才優勢

中科院目前擁有 100 多個研究所,部分研究所分別在鹽生植物資源開發、分子設計育種和植物新材料、土壤改良、資訊技術與智慧農業、植物工廠和設施農業、新型肥料、植物調節劑、海洋生態牧場和健康水産養殖、水産品深加工等領域,擁有豐富的技術儲備和紮實的研究基礎,具有高水準的科研團隊,利用科研積累和人才優勢可為黃河三角洲農業高品質發展提供科技支撐。

組織實施了一系列重大項目群

長期以來,中科院在黃河三角洲組織實施了包括農業技術研發和系統整合示範在內的一系列項目群。近 5 年,中科院部署的科技服務網路計劃(STS計劃)、戰略性先導科技專項等科研項目約 20 個,投入研究經費近 1.5 億元,山東省科技廳和地方政府、企業也相應配套經費 2.5 億元以上。同時,組織了一批國家重點研發項目、國際合作、國家自然科學基金等項目的實施。通過這些項目的實施,突破了關鍵科學技術問題,創新了農業開發新模式,産生了鹽鹼地綜合治理的示範帶動效應,為黃河三角洲鹽鹼地治理和綠色發展提供有效的科技支撐。特別是,中科院組織實施的國家重大科技支撐計劃項目“渤海糧倉科技示範工程”和“藍色糧倉科技創新”取得了重大進展。2014 年和 2015 年,時任國務院副總理汪洋分別對兩個示範基地考察調研時,對取得的成績給予了高度肯定。

加大技術研發和轉移轉化的力度

為支援黃河三角洲農業高新技術産業示範區的建設和發展,中科院積極組織優勢團隊參與研發和技術轉移、轉化,目前已有中科院計算技術研究所的智慧農機創新團隊、中科院植物研究所的鹽鹼地植物資源創新團隊、中科院動物研究所的農用昆蟲創新團隊、中科院地理科學與資源研究所的農業大數據和智慧農業創新團隊等 4 個高技術團隊入駐農高區,建立了研發平臺。未來 2 年,中科院還將組織一批優秀研發團隊參與到農高區的科研和技術轉移轉化工作中。

轉變思路,探索黃河三角洲農業高品質發展新路子

黃河三角洲土地面積大,未利用土地數量多,具有良好的農業開發條件。但由於大部分是鹽鹼地,少部分為土壤含鹽量低、肥力低的農田,該地區傳統農業開發多為低效益、粗放式開發。這不僅消耗了大量水資源,還帶來了環境風險。依據陸-海統籌原則,圍繞黃河三角洲農業高品質發展的新目標,農業開發應該轉變思路,走綠色開發、高效益開發的新路子。

農業開發應融入該地區高品質發展總體規劃

應將該地區的鹽鹼地開發、水資源利用和陸-海生態環境保護等,融入到黃河三角洲高品質發展的總體規劃中,做好農業開發的統籌佈局。在沿海向陸地的縱深方向上,合理劃出潮間帶生態保護區、河口濕地保護區、鹽鹼地草牧業迴圈農業區、糧棉菜畜種養區等。通過科學分區和總體規劃,構建生態系統空間格局,促進鹽鹼地的合理開發和利用,提高水資源利用效率,控制面源污染入海數量,保護近海生態環境。

突破鹽鹼地治理傳統思維,發展生態適應型農業

傳統的鹽鹼地開發利用模式以治理為主,存在投入大、時間長、穩定性差等問題。因此,黃河三角洲鹽鹼地高品質開發需要改變開發模式。鋻於中科院在鹽鹼地開發利用方面的長期研究和成果,針對黃河三角洲的資源環境特點,根據不同的作物用途,篩選耐鹽作物,進行不同含鹽量鹽鹼地的適應性種植,建立不同類型的鹽鹼地農業生態系統。通過區域資源環境的分析,採用系統工程的方法,進行鹽鹼地農業優化模式和技術整合的設計,最大限度發揮黃河三角洲水、土、氣、生資源的潛力。

改變鹽鹼地粗放開發模式,發展鹽鹼地高效、高質、高值現代農業

傳統鹽鹼地農業開發主要以粗放式開發為主,存在低質低效、投入高、治理難的問題。黃河三角洲不僅具有較好的氣候條件,還具有較好的引黃灌溉條件。因此,採用鹽分消除技術、鹽分阻隔技術、土壤改良肥培技術、植物調理技術等,合理利用土壤鹽分對植物脅迫刺激次生代謝的作用,提高鹽生植物的産品品質,可構建鹽鹼地的高産、高效、高質、高值農業模式,如:開發鹽鹼地設施種植、鹽鹼地瓜果種植、鹽鹼地中藥材種植、鹽鹼地芳香植物種植等種植模式。通過對設施、設備、綠色投入品的精準管理和控制,既能減少水、肥、藥的投入,又能提高利用效率,減少污染物的排放。

利用大數據技術發展鹽鹼地智慧農業

充分利用和發揮中科院野外科學觀測網路建設經驗和方法體系的優勢,整合“空-天-地”一體化的觀測手段,加強與相關部門和地方政府合作,構建黃河三角洲區域資源環境的觀測網路;開展區域性、長期性的觀測,積累數據,建立服務於農業的大數據平臺;系統掌握和認識資源環境變化規律、探索自然資源變化動因機制、演化發展趨勢,創建大數據驅動、數字化設計、全要素優化的未來農業新模式。

利用生態系統原理,系統解決高産、高效、安全問題

在通過水、土、氣、生資源優化配置,構建鹽鹼地種植養殖優化結構的基礎上,充分挖掘和利用生態系統的生態功能,採用生物技術、生態工程技術,發展鹽鹼地生態農業。應用生物資源與土壤鹽分含量適應、水資源配置、氣候資源匹配的原理和方法去設計種植業生産系統;根據農田種植結構提供的飼草飼料和有機肥還田的迴圈理論設計健康養殖系統。

同時,在整個系統中充分利用生物共生協同的理論,發揮微生物在飼料轉化、養殖環境調控、廢棄物轉化、土壤生境調控等方面的功能;發揮昆蟲在以蟲治蟲、植物授粉、廢棄物轉化等方面的作用;利用不同植物間的相生相剋、植物與昆蟲的協同機理,建立間套作、輪作、嵌作模式,達到促生、控草、培肥、抗病、防蟲治蟲的效果。農業高品質發展必須要將生態系統理論、技術和現代智慧農機裝備、資訊技術有機結合,建立現代生態農業技術體系,提出高産、高效、安全等綜合性問題的系統解決方案。

通過體制機制創新激活科技創新能力和服務能力

以習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神為指導,實施黃河三角洲農業高品質發展,全面貫徹創新、協調、綠色、開放、共用五大發展理念。以農業供給側結構性改革為主線,面向國家需求和國際前沿,聚焦鹽鹼地現代農業前沿引領技術和關鍵共性技術,整合國內優勢科技力量,通過“院地合作”“院企合作”深度融合、協同創新,打造創新資源集聚、組織運作開放、發展結構多元的“集團式”農業技術創新平臺。通過技術突破引領産業發展,構建黃河三角洲農業高品質發展科技創新體系,破解鹽鹼地治理開發、農業資源優化配置、農業高效潔凈生産、健康農業生態系統構建、農産品品質安全等難題,為實現中國農業現代化探索新模式、新路徑。

黃河三角洲地區農業發展目前依然存在自然資源條件不佳、技術難題多、産業發展不強等問題。突出表現是本地區農業以傳統農業為主,效益比較低,産業化拉動技術創新的能力不強;科研創新模式仍然以國家、地方政府項目及科學家意識導向為主導,技術創新目標與産業需求目標密合度不夠;科技驅動發展的模式仍然是“佈置研發項目—取得成果—技術推廣應用”的傳統技術推廣路徑,而不是以産業技術需求和産業模式確定科研項目,科研投入效率不高。因此,科技創新引領、驅動農業發展亟待打通創新鏈和産業鏈之間的通道,通過資金投入、市場機制、利益驅動,激發科研團隊、政府、企業、金融融合創新的活力,構築開放式科研體系。

針對當前存在的問題,中科院正在農高區建立農業領域科研體制機制創新試點,先行先試探索中科院與山東省政府、企業、金融機構的合作機制,以及人才引進、科研人員創新創業的新機制、新模式。

拓展中科院和山東省合作的新模式

長期以來,中科院依託農業領域的 STS 項目,與山東省政府建立了院省合作的典型合作模式,産生了良好的效果。在此基礎上,需要進一步圍繞黃河三角洲農業高品質發展的需求,探索新形勢下的合作新機制和新模式,重點在“需要導向、多方投入、強隊合作、利益共用”上尋找新思路。要根據政府、企業、科研的共同需求提出攻關的技術問題;由需要方共同籌集資源,共同投入;根據任務組織強強合作團隊,聯合攻關,破解科、政、企、金融合創新的難題。

建立科技人員自主創新創業的新機制

為激勵科研人員的創新活力和成果轉化的效率,需要建立市場化利益驅動的科技創新機制。重點解決研究所科研管理體制和科研人員創業機制不協調的問題,研究所主要以科研人員創新能力、成果水準為考核指標,在符合國家法律的前提下全面放開科研人員與地方合作、與企業合作以及自辦企業的限制。中科院將與農高區制定相關政策,成立管理機構,扶持和指導科研人員入區合法創業,幫助企業健康發展,通過技術創新和轉移轉化獲得個人和團隊收益。

建立多種形式的人才引育機制

人才是創新的主體,黃河三角洲農業高品質發展需要引進和培育一批高水準創新人才。根據科研人員分佈特點和創新創業需求,中科院將與農高區共同研究制定多種形式的人才引育政策,要重點在人才的雙跨聘用、穩定科研經費支援、雙創扶持、地方研發團隊組建、職稱評定互認、省級科研人才項目支援等方面取得突破。通過多種吸引方式,既可引進階段性的項目型人才,也可培育長期性的固定型團隊。

構建完備高效的研發服務體系

要將黃河三角洲農高區建設成為高效、高水準的科研基地、人才高地、創新創業福地,需要一套完備、高效的研發服務體系。該體系要為科研團隊提供專業、優質的配套輔助服務,創建讓科研團隊安心、專心投入研發、成果快速轉化應用的優質科研環境。其中,研發服務體系應包括高標準的開放測試平臺和技術服務人員、專業的試驗示範服務團隊、公共開放的中試平臺和技術服務人員、野外觀測共性儀器設備管理和維護部門、試驗場地建設和維護工程服務團隊、成果轉化服務平臺和專業團隊等。同時,還需建立服務資訊平臺和制定服務管理辦法。

黃河三角洲農業高品質發展作為黃河流域生態保護和高品質發展戰略的組成部分,對地方可持續發展和中科院的農業科技創新既是一個重大機遇,又是一個重大挑戰。依託中科院長期在黃河三角洲的科研工作基礎,通過加強科研平臺佈局建設,打造農業科技創新的整合團隊,提升科研團隊整體創新能力。探索中科院農業科技創新的新機制,為黃河三角洲農業高品質發展突破一批關鍵技術,提出“中科院方案”,建立“中科院樣板”,打造黃河三角洲農業科研“夢之隊”。(作者:白春禮,化學家和奈米科技專家。中國科學院院長、黨組書記、學部主席團執行主席。中國科學院、發展中國家科學院、美國國家科學院、美國藝術與科學院、英國皇家學會、歐洲科學院、俄羅斯科學院等多個國家科學院或工程院院士。《中國科學院院刊》供稿)

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