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[中國科學報]農業環境學科面臨新機遇

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  “農業農村生態環境保護已經成為一項迫切而長期的工作。在農業環境領域的哪些方面、哪些關鍵環節,我們農業環境科技工作者應該、能夠,以及怎樣提供科技支撐?”在近日海南博鰲舉行的第十三屆農業環境科學峰會上,中國農業科學院副院長、中國農學會農業氣象分會理事長梅旭榮接受《中國科學報》采訪時,提出了農業環境學科發展的關鍵問題。

  梅旭榮認為,突出農業綠色導向和農業農村環境可持續發展,開展農業環境領域基礎前沿和中長期科學技術發展預測,是促進該領域原始創新的需要,是推動農業綠色發展的根本動力和源泉,是建設世界一流學科的必備條件。

  會上,來自全國各地的農業環境領域專家重點研討了農業環境科技前沿與技術預測、農業環境科技發展評價與技術短板、農業農村綠色發展技術、產品與模式等,并形成了農業環境科技“十四五”及中長期發展規劃建議。

  目標:完善的農業環境科學體系

  在新的形勢下,我國農業生態環境保護被提到了前所未有的高度。農業農村部科技教育司副司長李波指出,總體來說,我國生態環境質量持續好轉,出現了穩中向好趨勢,但成效并不穩固,生態文明建設正處于關鍵期、攻堅期和窗口期“三期”并行的關鍵階段。農產品產地環境重金屬污染、農業氮磷流失、畜禽養殖廢棄物污染、秸稈處理、地膜殘留污染和氣候變化等問題依然存在。

  中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所(以下簡稱環發所)研究員羅良國參與了中國工程院咨詢研究重點項目“農業綠色發展重大問題研究”。他認為,雖然國家已制定和實施一系列計劃,農業環境管控成效似不顯著。

  2017-2018年調查顯示,占全國播種面積20%的集約化農田,氮磷過量投入仍十分突出。我國水資源分布時空不均,特別是華北平原海河流域,由于人類活動,導致水資源銳化,引起了一系列的環境問題。而農業生產力整體重心北移,水果蔬菜的區域化種植非常明顯,各地農業結構趨同,各地區糧作種植比重都比較高,農業生產布局中低水平重復多,高質量的生產項目少,區域種、養布局與區域資源承載力和環境容量不匹配等等問題的存在,都不利于生態環境改善。

  “單一技術成果眾多,在核心示范區、高標準田效果好,但是區域適宜的集成技術/模式極度缺乏,更缺少為農民定制的、適合農民認知和直接應用的分區、分類的技術。這導致農業面源污染防治效果在田塊尺度好,在區域/流域尺度的根治方面,卻難上加難?!绷_良國說。

  他進一步指出,產生上述問題的根源在于,我國農業綠色發展環境管控立法缺位;農業環境基準標準技術體系缺失;推動農業綠色發展的生態環境保護政策創設滯后;確保農業綠色發展的保障機制不完善;同時,現有農業科技與綠色發展環境管控需求不匹配。

  面對復雜的農業環境問題,梅旭榮認為,農業環境學科的發展首先亟需聚焦戰略需求,分析農業環境科技的發展現狀與趨勢,明確農業環境領域的技術短板,確定需要突破的“卡脖子”關鍵技術。

  其次,亟需確立低耗、生態、節本、安全、優質、循環等綠色關鍵技術突破的路線和集成應用的一體化方案。

  其三,搞清楚實現技術突破的科學基礎是什么,回答學科前沿基礎問題。在農業環境學這樣一個交叉學科領域,需要關注信息學、生物學、材料學的最新成果,在基礎學科的基礎上融合新興學科的成就,梳理學科理論、方法、技術的脈絡,建立較為完善的農業環境科學體系。

  構建:科技創新生態系統

  江蘇省農科院農業資環所研究員楊林章對2000年以來在國內外發表的近50000篇文章進行了分析,篩選出190個關鍵詞,分析熱點分布?!皬闹锌梢钥闯鲞@幾年世界和中國的農業環境科學家關心什么,面源污染的發展態勢是什么?!睏盍终抡f。

  全球范圍內的農業環境科學熱詞包括有機殘留物處理耕作制度、微生物、危險氣體排放、土地利用、灌溉節水等。中國的趨勢基本一樣,但更加關注氮損失和利用、肥料利用率等。其中,源頭控制是整個面源污染技術發展中最熱門的領域。

  提到面源控制,就不得不談農業投入品,因為農產品的數量、質量、安全都跟農業投入品有很大的關系。

  四川省農科院土肥所研究員劉定輝認為,我國現在處于綠色投入期,這對科學技術研究前沿提出了要求,應該聚焦種養循環安全前提下的農業投入品;聚焦綠色發展,創新減量增效的技術體系;聚焦高質量的環境友好的發展方式。

  而華南農業大學資源環境學院院長王建武教授則認為,生態農業研究的薄弱環節在于原創性技術的突破。要促進農業綠色發展,必須從景觀、農業生態系統,以及農田中生物與生物間相互作用關系三個層次開展研究。

  “如何利用農業生物多樣性這個層次是支撐上面兩個層次正常運轉和實踐的基礎,真正的原創應該來自于對農業系統里所有生物間相互作用關系和規律的認知?!蓖踅ㄎ湔f,而現在由于對第三層次的原創性認知不夠,導致了上面兩個層次原創技術的缺乏。

  對此,環發所所長張燕卿提出,構建一個政、產、學、研、用、資等多方要素協同的科技創新生態系統迫在眉睫?!斑@個創新生態系統可以理解為一個具備完善合作創新支持體系的群落,其內部各個創新主體通過發揮各自的異質性,開放、共贏、合作,共同實現價值創造?!?/p>

  遼寧省農業科學院副院長孫占祥認為,科研院所要在這個系統中發揮作用,就必須從全產業鏈的角度來設計研發活動,包括整合品種資源,繁種育苗,提供安全健康綠色的技術配套,產品加工儲藏技術等。

  機遇:農業環境學科的新融合

  此次峰會上,與會者還對農業環境領域預測技術清單和區域農業綠色增效技術集成應用項目進行了深入討論。

  “這個清單是未來5到10年農業環境領域重要技術發展的預測性清單?!泵沸駱s告訴記者,清單跟學科群未來的發展重點高度契合,也是整個農業環境科研重點聚焦的一些技術。

  而區域農業綠色增效技術集成應用項目的目標主要有三個方面,即構建區域農業綠色增效發展的基礎理論;提出適應于不同區域綠色增效的綜合科技解決方案;建立能夠支撐區域農業綠色增效的相關政策體系。

  梅旭榮深深地感到,在農業綠色發展領域,我國在理念、技術、實踐上已經落后了?!俺姓J落后是一個科學的態度?!痹诖罂茖W時代,單一學科已經不能解決實際問題,“一個真正的解決方案肯定是綜合的。特別是在科技革命、產業變革和中國農業現代化轉型的交匯期,怎樣對農業環境學科進行新的融合,是擺在所有農業環境人面前的一個課題?!?/p>

  他說,這是整個社會和經濟發展推著科學家做??茖W家要認識到,新一輪科技革命不光帶來了顛覆性技術,也對整個農業科研范式提出了新的挑戰和機遇。

  但是,當前還是有一部分科研人員沒有認識到這一點?!耙獡屪C遇,首先應認識到我們現在面臨很大機遇,但是怎樣改變自己適應發展趨勢,這是目前還沒有完全解決的問題,希望下一次峰會能夠討論這個問題?!泵沸駱s說。

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