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摘要：
为了保证国家粮食安全，使经济社会发展与农业持续高效发展相协调，低标准农业用地提升为高标准农业用地就日益迫切，高标准基本农田建设工作成为其必然选择。在此背景下，本研究通过文献资料法，结合多年来高标准农业用地整治的技术经验，首先探讨了高标准农业用地整治工程的概念内涵及目标，并对高标准农业用地整治工程的技术要点做以总结，最后展望中国未来开展高标准农业用地工程技术的发展趋势。该研究为中国高标准基本农田建设提供方法借鉴和参考，同时，对推进农业现代化与高标准基本农田建设具有重要意义。
关键词：
低标准农业用地；高标准农业用地；提升；技术要点；发展趋势
0引言
低标准农业用地是目前土地资源管理及利用粗放模式下形成的产物，是由于规划滞后、区域管理措施不利、违法占用、搬迁等原因所形成的一类农用地，这类农用地具体特征为：土地利用率低下、集约程度不高、配套滞后、产业结构规划不合理、污染严重等[1]。随着社会经济发展和城市化进程的加快，建设用地的需求量日益增大，耕地数量和质量均面临着严重的挑战[2]。为了保证国家粮食安全，使经济社会发展与农业持续高效发展相协调，低标准农业用地变为高标准农业用地就显得日益迫切，高标准基本农田建设正是这个需求的产物。将低标准农业用地变为高标准农业用地将有利于土地资源优化配置和合理利用，同时促进了土地由外延扩展向内涵挖潜的方向转化以及走节约集约利用土地的道路，具有重要的理论价值与现实意义[3]。高标准基本农田建设是在中国通过长时间基础性的中低产田改造和农田基础设施建设后具备了基本产出功能做出的重大决策，是中国经济结构、经济总量及粮食生产水平发生了质的变化的情况下，为满足农业现代化发展需求而对中国粮食主产区土地产出模式做出的重大变革[4]。王洪波等[5]认为，目前中国耕地平均等别偏低，根据基本农田高保护率的实际情况划定的基本农田不可能全都是优、高等地，只有通过高标准基本农田建设等土地整治工程，才能使大部分耕地满足高产稳产的要求。建设高标准基本农田是目前耕地保护研究的重点，是推动农业可持续发展的重大举措，是新形势下为确保粮食安全、加快现代农业发展和推进新农村建设重要的系统工程，同时也是功在当代、利在千秋的民生工程和基础性工程[6]。据统计，1999—2010年，全国通过土地整治建设高标准基本农田0.13亿hm2，补充耕地约340万hm2，农田产出率提高了10%~20%，农业生产条件明显得到改善[7]。高标准农田目前是中国学术界关注的一个新领域，许多学者在基本农田保护、农地整治等领域做了大量的研究，其成果对高标准农田建设提供了理论支持和方法上的借鉴[8]。根据中国高标准基本农田整治的特点，目前高标准基本农田整治的基础理论研究主要着重于指导其发展方向上[9]，对于具有技术性指导的基础理论研究仍然比较缺乏。针对实践中出现的问题，加强高标准基本农田建设工程的基础理论研究，建立和完善建设高标准基本农田的工程技术支持体系，对发展中国高标准基本农田整治事业具有重要意义。因此，本研究加强对高标准基本农田整治基础理论的研究，以期对高标准基本农田整治技术方面的研究提供方法上的借鉴。
1高标准农业用地整治工程的内涵
1.1高标准农业用地内涵
高标准农业用地内涵是指通过对农村土地的整治，在一定时期内建设的节水高效、高产稳产、抗灾能力强、生态良好、设施配套、与现代农业经营方式和生产相适应的农业用地。高标准农业用地建设的目标包括增加有效耕地面积，改善耕地质量及提升土壤肥力；完善田间灌排沟渠及机井、节水灌溉、小型集雨蓄水、积肥设施等基础设施建设，稳步提高粮食综合生产能力；加强农田防护林及生态环境建设，发挥生产、生态、景观的综合功能，确保好地用好，和谐共存。高标准基本农田建设是建设高标准农业用地的集中体现，是推动中国耕地保护由数量保护为主转到数量、质量、生态防护和效益并重方向转变的重要措施及方法[10-11]，同时也是新形势下对耕地保护制度的一个创新，为确保国家粮食安全奠定坚实基础。一直以来，党中央和国务院对高标准农业用地建设方面非常重视[12-13]，《中华人民共和国第十二个国民经济和社会发展五年规划纲要》中明确指出要大规模建设旱涝保收高标准基本农田，根据“十二五”期间（2011—2015年）全国土地整治规划，中国要建设0.267亿hm2旱涝保收高标准基本农田，到2020年将要建设0.533亿hm2旱涝保收高标准基本农田。建设高标准基本农田、加强基本农田保护是党中央、国务院的战略部署。
1.2高标准农业用地建设内容
高标准农业用地建设内容包括土地平整工程、田间灌排沟渠及节水灌溉工程、农田道路及田间基础设施建设工程、农田防护与生态环境保护工程等[1]。高标准农业用地建设要求应该科学合理开展各项工程建设，合理布置耕作田块，实现田间基础设施配套齐全（占地率不高于8%），满足田间管理和农业机械化、规模化生产需要。农用地建成后的基础设施使用年限应不小于15年，且质量等别应达到所在县的较高等别[14-15]。
2低标准农业用地提升为高标准农业用地工程技术
低标准农业用地提升为高标准农业用地工程就是对农村土地进行田、路、林、山、水的综合整治，使整治区的田间配套基础设施得到全面的提高和改善，达到或基本达到发展现代农业的基本要求，即：田间种植规范化，耕作机械化，施肥配方化，秸秆还田化，种子良种化，农产品无公害化，水源覆盖方田化，灌溉节水化，田间道路沙石化，农田林网网格化[1]。
2.1土地平整工程
土地平整工程是高标准农业用地建设中的主要工程，是为满足高产稳产、旱涝保收现代农田耕作、防护、灌排需要而进行的地力保持和田块修筑等工程措施，包括耕作层地力保持工程和耕作田块修筑工程（田块长度、宽度、方向、形状、高差等达到一定的标准）等[16]。应对田块进行合理规划、布局，使耕作田块能够相对集中连片，以便于灌溉及机械化操作。通过对高标准农田建设标准的分析，得出自然因素、社会经济因素和土壤的理化性状等影响土地平整工程，具体指标包括有效土层厚度、表层土壤质地、土壤有机质含量、土壤pH、坡度、梯地等状况；与之相关的社会经济因素指标包括土地利用率、田块规整度、田块破碎化程度[17]。
2.1.1水田平整
水田平整的影响因素有土层厚度、田面高差、条田修筑和田坎归并等。田坎归并主要指对同一台面相邻田块的田坎进行截弯取直、修补、削坎还田及田块归并。水平梯田原则上只对同一台面相邻田块进行归并翻耕，对水田不做大规模田块平整，主要措施是对田坎进行裁弯取直，对垮塌的田坎进行修补，对占地较宽的田坎进行削坎还田，对边角地和小田块进行归并[18]。若项目区水田面积较大，田面高差不大，且以平坝为主，土层厚度适中，则宜采用条田形式，有利于田间机械作业和农作物生长发育，其他田块可适当合并田土坎；若水田以冲田为主，水田部分只进行田土坎归并，使小田块合并为大田块，不适宜进行大规模条田的修筑；若项目区水田面积不足耕地面积的15%，则对水田部分只需配套基础设施，改善耕地生产条件，保证水田格田内田面高差小于±3cm，不需要进行平整。条田修筑主要是对水田田面高差≤1.5m的田块进行归并，工程实施前需将30cm的耕作层进行剥离，从而保护耕作层。受地形地貌影响较大的条田可顺地形布置，主要方向以长边为南北向最佳；条田内部配以沟渠保证田块排灌要求，并以道路网络充当田埂为界，10cm为路面高出格田台面的最佳范围，生产路宽度1.2~2m为宜，田间道宽度3.5~4m为宜，沟渠宽度0.6~1m为宜，沟渠深度0.8~1.2m为宜，倒梯形断面为最佳的稳固性；条田的外缘主坎对条田起到保护作用，对外缘主坎进行加固修复，以上坎为主，当田坎高度≥1.2m时，采用砌石修筑田坎。
2.1.2其他农用地平整
其他农用地包含旱地、水浇地，这类地的平整包括降坡和筑坎，其台面在长期耕作过程中基本已形成，根据基本农田、蔬菜基地、标准果园种植要求，适度进行降坡和筑坎，可实现田面平整[19]。地面坡度为5°—25°的坡耕地适宜修建梯田，梯田化率应达到90%及以上。水浇地畦田内田面高差小于±5cm，以利于灌溉及机械化操作。根据实际气候条件，旱地坡度为6°—15°，净耕地系数偏低，可切割形成平坝水田。6°—10°旱地降坡为水平梯田，发展蔬菜基地；10°—15°旱地降坡至6°，发展标准农田；若旱地坡度为6°—25°，且集中成片，发展高标准农田和标准果园较适合，6°—15°旱地降坡方案与上面一致，15°—25°旱地降坡至10°，作为标准农田和标准果园；>25°旱地实施退耕还林；若旱地坡度分布为15°—25°，且占耕地面积较大，则对旱地实施坡改梯技术，或者是在区域内选择典型区建设标准果园[12]。
2.1.3耕作层质量保持
保持耕作层质量，应进行土壤改良、地力培肥和养分平衡等一系列措施，防止耕地退化，提高耕地基础地力和产出能力。若区域石灰岩土类较多，以粗骨黄泥土为主，此类土壤肥力水平中等偏下，在农业生产中常出现营养元素缺失的情况，应采取增施有机肥、秸秆还田和平衡施肥等土壤改良方式为主，以深耕深松、必要的田间灌排设施为辅，增加土壤有机质，提升耕作层肥力。若区域土壤属于粘土类，且存在排水不畅，土壤通透性差，耕作困难，土壤pH较低，出现不同程度的偏差，可采用保护性耕作、客土法、种植绿肥、增施有机肥、建设田间排灌设施等土壤改良措施加以改善[20]。
2.2灌溉与排水工程的提高以及灌区自动化的实现
灌溉与排水工程是指为消除水旱灾害、调节农田水分状况和地区水情变化、防治农田渍和盐碱灾害等采取的各种工程措施。根据项目区农业生产的需要建设农田水利设施，包括灌溉工程、水源设施工程、喷/微灌工程、排水工程、渠道及田间建筑物工程、泵站及输配电工程。灌溉与排水工程和灌溉规模、水文条件、地形地貌、土壤类型等有关。由于蓄水、引水方式、灌排方式不同，应根据实际需要采取蓄、引、提、集相结合的方式。对于水资源的利用应严格控制深层地下水的开采，对未经处理的污水禁止用来进行灌溉，地表水应为水资源主要的利用方式，地下水为辅。基于高标准农田建设标准分析，和灌溉与排水工程有关的指标包括灌溉保证率和排涝设施通达指数[21]。丘陵山区灌溉与排水工程是建设高标准农田的关键措施之一[22]。丘陵山区灌溉与排水工程应设计水库、水井、蓄水池、山坪塘等集雨设施，水田的灌溉主要是通过集雨设施经输水管道的路径进行灌溉，部分区域可修建囤水田进行储水，排水沟渠主要起到排去田间积水的作用，采用“干-支-斗-农”的方式纵横布设，沟渠设置进水口和出水口，并根据因地制宜原则，依据地形设计跌水；旱地灌溉与排水工程主要通过“沟-凼-池”的方式进行建设，从而保证旱地的排水和灌溉，该系统通过沿山沟（背沟、截水沟、山间边沟等）将势能较大的、紊乱的流水拦截至排水沟内，经沉沙山将流水泥沙沉积后，使流水蓄积最终入于各级排水沟末端，地形开阔及低洼处的蓄水池，实现高水高蓄高用、低水低蓄低用，从而可为旱地用水和涝季排水做准备。
2.3田间道路工程的提高
田间道路工程使居民生活及生产得到了方便，主要作用是连通田间和田间、居民点和田间的道路。田间道路工程对于维修现有道路起主要作用，其次是为了利用新建道路连接断头路及完善道路体系，道路呈现出“主-干-支”网络纵横布设，主要分为生产路和田间路。农业作业需求决定了田间路宽度，路基宽度4~5m为宜，路面宽度3.5~4.5m为宜，为方便未来耕作田块合并，路面材料一般采用泥结碎石，根据需要可提高路面材料级别，如混凝土路面。田间道路配套路基排水系统，并与周边的沟、渠、林相结合，起到保护边坡及路基稳定性的作用（图1）；生产路路基的宽度1.5~3m为宜，路面宽度为1.5~2.5m，生产路为横向时，间距在100~300m间为宜，生产路为纵向时，间距在200~500m为宜，一般采用素土路面[23]。通过对高标准农田建设标准的分析，发现影响田间道路工程的主要指标是田间道路通达指数，即指当耕作田块集中连片时，田间道路直通达的田块数在田块总数中所占的比率，对于平原地区应达到100%，丘陵地区≥90%，合理确定田间道路密度，满足农业机械化和生产生活便利的需要[24]。
2.4农田防护工程的提高
农田防护工程是为了保护耕作区免受自然灾害而进行的生态保护工程，与土壤、地形、地貌等自然条件有关，主要工程措施为修建护堤、坡面修截水沟和栽植防护林等[25]。护堤工程主要指河谷川道易受河水冲刷而修建的保护农田的堤防工程，以旧堤改造、堤防加固为主。通过加固维修，将堤防的防洪标准提高到20年一遇设计洪水，30年一遇校核洪水，主要工程类型有均质土堤、干砌石堤和浆砌石堤。河水流速小于2m/s时，可采用土堤防护；河水流速为2~3m/s时，可采用干砌石堤；河水流速大于4m/s时，宜采用浆砌石或混凝土堤防护截水沟主要适用于沟坡地，可减缓坡底径流对农田的冲刷，超过50m以上坡长的坡面应设截水沟，间距一般20~30m，分为蓄水型和排水型。防御暴雨标准按20年一遇24h最大降雨量，一般均沿等高线布设，且坡底要保持一定的坡度[26]。当耕地的坡度不小于25°时应实施退耕还林，从而使地表径流减少，保护土壤耕作层，同时渗入土体的水量增加，起到涵养水源的作用。当耕地的坡度不小于15°时应实施植树种草，道路旁边建设防护林，山腰使用果林和树林相结合的方式，山顶采用乔木，行株距均2m为宜。在耕地坡度<15°的区域，以路旁和田间防护林为主，主要造林带建设在陡坡陡坎处，行株距均2m为宜。选择适宜当地种植优质树种，做到方田间隔之间选用不同的树种栽植，实现一条路栽植一种树木，主干路栽双行，一般分引渠边、田间生产路栽单行，从而形成混交林网，防止农田病虫害成片发生。苗木地茎在3cm以上，秆高3m，做到开槽低植，及时灌水保墒[27]。
3低标准农业用地提升为高标准农业用地工程发展趋势
3.1精细化土地平整工程技术发展趋势
针对高标准基本农田土地平整要求，精细化土地平整工程技术将研究不同优化田块的土地平整技术要求，建立不同优化田块的平整高程设计方法，确定精细化土地平整的工艺流程和方法；土地平整工程将研究表土剥离和熟土回填的工艺流程和方法[28]。高标准农业用地土地平整工程技术将研制精细化平整的铲土机、推土机等，解决目前采用大型建筑机械平整农田带来的土壤压实和板结现象；针对水稻作物区，研究薄露灌溉的激光平整技术[29]，研制与精细化平整推土机相结合的激光探头仪；建立精细化农田平整实用的机械设备生产基地[30]。
3.2高标准基本农田整治新材料研发与施工技术发展趋势
针对目前田间道路缺乏高强度、生态化材料和设计施工标准的状况，研究不同工程类型区田间道路的设计、施工和验收规范；研制田间道路的生态化材料、田间道路的生态化设计技术和施工方法[31-32]。针对沟渠工程材料强度低、使用年限短、节水或排水能力差等问题，新材料方面将研制高强、防渗、环保的渠道材料以及成品技术和成品机械，研究不同气候类型区的适用材料和材料使用的生命周期，施工技术将研究具有生态型渠道的形式和构造，建立路沟渠材料及成品的生产基地[33]。
3.3高标准基本农田保育工程技术发展趋势
针对部分基本农田保水性差、次生盐渍化和新增耕地熟化程度低等问题，高标准基本农田保育工程技术将研制能调节土壤水肥功能的土壤保水剂、保湿剂、高吸水性树脂，研究暗管改碱、节水节地等工程技术，研发适用于不同微差异类型区土壤熟化、农田景观绿化可降解新材料和新工艺[34-35]。高标准基本农田保育工程技术将筛选适应农田生态保育的植物、品种和培育方法，提出优化的工艺流程和土地保育方案，建设高标准基本农田保育工程的试验基地和生产基地，包括材料、成品、试剂设备，整体提升中国高标准农田的保育能力，增强高标准农田的可持续利用性[36-37]。
3.4高标准基本农田精细化规划与工程设计技术发展趋势
针对不同土壤类型、微地貌、田面高差、土壤条件的微差异化条件，高标准基本农田精细化规划将研究高标准基本农田整治区工程条件微差异化的分区技术[38-39]，微差异化农田整治基础属性数据库建立的方法，基于微差异化分区技术的田块优化规划与工程设计技术，建立结合机械设备使用效率、日照方位影响、灌排顺畅的正交化沟渠路布设优化模型[40-41]。
作者：张海欧 韩霁昌 王欢元 张扬 单位：陕西省土地工程建设集团/陕西省土地整治工程技术研究中心/国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室 西安理工大学水利水电学院
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