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[中国科学报]农业环境学科面临新机遇

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  “农业农村生态环境保护已经成为一项迫切而长期的工作。在农业环境领域的哪些方面、哪些关键环节,我们农业环境科技工作者应该、能够,以及怎样提供科技支撑?”在近日海南博鳌举行的第十三届农业环境科学峰会上,中国农业科学院副院长、中国农学会农业气象分会理事长梅旭荣接受《中国科学报》采访时,提出了农业环境学科发展的关键问题。

  梅旭荣认为,突出农业绿色导向和农业农村环境可持续发展,开展农业环境领域基础前沿和中长期科学技术发展预测,是促进该领域原始创新的需要,是推动农业绿色发展的根本动力和源泉,是建设世界一流学科的必备条件。

  会上,来自全国各地的农业环境领域专家重点研讨了农业环境科技前沿与技术预测、农业环境科技发展评价与技术短板、农业农村绿色发展技术、产品与模式等,并形成了农业环境科技“十四五”及中长期发展规划建议。

  目标:完善的农业环境科学体系

  在新的形势下,我国农业生态环境保护被提到了前所未有的高度。农业农村部科技教育司副司长李波指出,总体来说,我国生态环境质量持续好转,出现了稳中向好趋势,但成效并不稳固,生态文明建设正处于关键期、攻坚期和窗口期“三期”并行的关键阶段。农产品产地环境重金属污染、农业氮磷流失、畜禽养殖废弃物污染、秸秆处理、地膜残留污染和气候变化等问题依然存在。

  中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所(以下简称环发所)研究员罗良国参与了中国工程院咨询研究重点项目“农业绿色发展重大问题研究”。他认为,虽然国家已制定和实施一系列计划,农业环境管控成效似不显著。

  2017-2018年调查显示,占全国播种面积20%的集约化农田,氮磷过量投入仍十分突出。我国水资源分布时空不均,特别是华北平原海河流域,由于人类活动,导致水资源锐化,引起了一系列的环境问题。而农业生产力整体重心北移,水果蔬菜的区域化种植非常明显,各地农业结构趋同,各地区粮作种植比重都比较高,农业生产布局中低水平重复多,高质量的生产项目少,区域种、养布局与区域资源承载力和环境容量不匹配等等问题的存在,都不利于生态环境改善。

  “单一技术成果众多,在核心示范区、高标准田效果好,但是区域适宜的集成技术/模式极度缺乏,更缺少为农民定制的、适合农民认知和直接应用的分区、分类的技术。这导致农业面源污染防治效果在田块尺度好,在区域/流域尺度的根治方面,却难上加难。”罗良国说。

  他进一步指出,产生上述问题的根源在于,我国农业绿色发展环境管控立法缺位;农业环境基准标准技术体系缺失;推动农业绿色发展的生态环境保护政策创设滞后;确保农业绿色发展的保障机制不完善;同时,现有农业科技与绿色发展环境管控需求不匹配。

  面对复杂的农业环境问题,梅旭荣认为,农业环境学科的发展首先亟需聚焦战略需求,分析农业环境科技的发展现状与趋势,明确农业环境领域的技术短板,确定需要突破的“卡脖子”关键技术。

  其次,亟需确立低耗、生态、节本、安全、优质、循环等绿色关键技术突破的路线和集成应用的一体化方案。

  其三,搞清楚实现技术突破的科学基础是什么,回答学科前沿基础问题。在农业环境学这样一个交叉学科领域,需要关注信息学、生物学、材料学的最新成果,在基础学科的基础上融合新兴学科的成就,梳理学科理论、方法、技术的脉络,建立较为完善的农业环境科学体系。

  构建:科技创新生态系统

  江苏省农科院农业资环所研究员杨林章对2000年以来在国内外发表的近50000篇文章进行了分析,筛选出190个关键词,分析热点分布。“从中可以看出这几年世界和中国的农业环境科学家关心什么,面源污染的发展态势是什么。”杨林章说。

  全球范围内的农业环境科学热词包括有机残留物处理耕作制度、微生物、危险气体排放、土地利用、灌溉节水等。中国的趋势基本一样,但更加关注氮损失和利用、肥料利用率等。其中,源头控制是整个面源污染技术发展中最热门的领域。

  提到面源控制,就不得不谈农业投入品,因为农产品的数量、质量、安全都跟农业投入品有很大的关系。

  四川省农科院土肥所研究员刘定辉认为,我国现在处于绿色投入期,这对科学技术研究前沿提出了要求,应该聚焦种养循环安全前提下的农业投入品;聚焦绿色发展,创新减量增效的技术体系;聚焦高质量的环境友好的发展方式。

  而华南农业大学资源环境学院院长王建武教授则认为,生态农业研究的薄弱环节在于原创性技术的突破。要促进农业绿色发展,必须从景观、农业生态系统,以及农田中生物与生物间相互作用关系三个层次开展研究。

  “如何利用农业生物多样性这个层次是支撑上面两个层次正常运转和实践的基础,真正的原创应该来自于对农业系统里所有生物间相互作用关系和规律的认知。”王建武说,而现在由于对第三层次的原创性认知不够,导致了上面两个层次原创技术的缺乏。

  对此,环发所所长张燕卿提出,构建一个政、产、学、研、用、资等多方要素协同的科技创新生态系统迫在眉睫。“这个创新生态系统可以理解为一个具备完善合作创新支持体系的群落,其内部各个创新主体通过发挥各自的异质性,开放、共赢、合作,共同实现价值创造。”

  辽宁省农业科学院副院长孙占祥认为,科研院所要在这个系统中发挥作用,就必须从全产业链的角度来设计研发活动,包括整合品种资源,繁种育苗,提供安全健康绿色的技术配套,产品加工储藏技术等。

  机遇:农业环境学科的新融合

  此次峰会上,与会者还对农业环境领域预测技术清单和区域农业绿色增效技术集成应用项目进行了深入讨论。

  “这个清单是未来5到10年农业环境领域重要技术发展的预测性清单。”梅旭荣告诉记者,清单跟学科群未来的发展重点高度契合,也是整个农业环境科研重点聚焦的一些技术。

  而区域农业绿色增效技术集成应用项目的目标主要有三个方面,即构建区域农业绿色增效发展的基础理论;提出适应于不同区域绿色增效的综合科技解决方案;建立能够支撑区域农业绿色增效的相关政策体系。

  梅旭荣深深地感到,在农业绿色发展领域,我国在理念、技术、实践上已经落后了。“承认落后是一个科学的态度。”在大科学时代,单一学科已经不能解决实际问题,“一个真正的解决方案肯定是综合的。特别是在科技革命、产业变革和中国农业现代化转型的交汇期,怎样对农业环境学科进行新的融合,是摆在所有农业环境人面前的一个课题。”

  他说,这是整个社会和经济发展推着科学家做。科学家要认识到,新一轮科技革命不光带来了颠覆性技术,也对整个农业科研范式提出了新的挑战和机遇。

  但是,当前还是有一部分科研人员没有认识到这一点。“要抢抓机遇,首先应认识到我们现在面临很大机遇,但是怎样改变自己适应发展趋势,这是目前还没有完全解决的问题,希望下一次峰会能够讨论这个问题。”梅旭荣说。

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