“湖广熟、天下足。”坐落于北纬三十度附近的江汉平原和洞庭湖平原，光热水资源丰富，是我国重要的商品粮基地。

“在当前国际粮食危机加剧的形势下，应重新审视‘湖广熟、天下足’，强化南方粮食安全保障能力。”近日，在第796次香山科学会议上，中国科学院亚热带农业生态研究所研究员陈洪松表示，亚热带地区农业发展面临严峻资源环境挑战，亟需发展绿色低碳和智慧农业，构建我国食物安全的南方防线。

机遇与挑战并存

我国亚热带地区主要指秦岭-淮河一线到两广一带地区，面积约占全国国土面积的四分之一，人口约占全国总人口的一半，雨热同季、水热充沛，是我国传统优势的农业主产区，粮食作物产量约占全国的40%，猪牛羊肉占比53%。

“然而，从1990年代开始，我国南方省份粮食生产地位逐步下降，进入‘北粮南调’时代。”陈洪松说，从1999年至2024年，亚热带地区粮食总产量的全国比重从51.23%下降到45.58%，双季稻区复种指数目前仅有1.3左右，耕地弃耕撂荒现象普遍，粮食安全隐患大。

同时，亚热带地区的农业面源污染情况依然严峻，区域化肥用量约占全国68%，养殖废弃物排放占全国75%，农田重金属污染面积超过1亿亩。

“作为我国水稻主产区，在当前‘碳达峰’和‘碳中和’背景下，农业固碳减排面临巨大压力。”陈洪松指出，农业比较效益低、农业资源利用率低、农业现代化程度低，已经成为制约亚热带地区农业高质量发展的三大问题。

这些问题共同指向农业的关键要素之一——土壤。

“土壤是生命之源、农业之本。”中国工程院院士、中国科学院南京土壤研究所研究员张佳宝指出，要实现“万物土中生”。必须有一个完整的、自我恢复的健康土壤。

然而，中国工程院院士、山西农业大学教授徐明岗发现，近年来红壤农田酸化问题日益突出。“目前，我国酸性农田（pH小于等于6.5）大部分分布在南方红黄壤地区。”徐明岗指出，由于亚热带地区气候湿润、降水充沛，且地形地貌复杂多样，土壤酸化问题更加突出，“长期大量使用氮肥是南方耕地酸化的主要驱动酸化因素，对酸化贡献率达65%以上。”

对此，徐明岗建议设立“酸化耕地治理”跨学科国家科技专项，重点支持智能化、新材料、新技术研究，同时搭建“天-空-地”一体化国家级长期酸化监测平台，将酸化耕地治理与高标准农田建设、酸化耕地治理重点县建设等项目有机结合，梯次推进酸化耕地治理。

除了治理土壤酸化，还要提升土壤内在生产力。土壤生产力来自于自然赋能和生物赋能，并在此基础上进行人工赋能。张佳宝介绍称“内稳性地力是促进土壤生产力提升的靶标，土壤有机质积累即增碳沃土则是推动地力提升的核心。其中，挖掘土壤生物赋能增碳沃土潜力巨大，对农业可持续发展意义深远。”

筑牢水资源“防线”

“我国粮食呈‘北粮南调’格局，导致虚拟水‘北水南运’量远远超出‘南水北调’工程调水量。”陈洪松严肃指出。

水资源作为农业生产的另一关键要素，同样影响着亚热带地区农业高质量发展。

“农业是最主要的水资源消耗部门，在全球总用水中占比约70%。”中国工程院院士、中国农业大学教授康绍忠说，随着人口增长，为实现到2050年粮食增产50%的目标，农业用水量还将增长35%。

然而，水资源短缺已经成为制约粮食安全和农产品有效供给的短板。“我国人均水资源偏少，‘水缺’比‘地少’更加严峻。”康绍忠介绍，我国仅占全球6%的水资源，却有9%的耕地和18%的人口，“人均水资源不足世界平均水平的三分之一，单位耕地面积水资源量不足世界水平的一半。”

此外，亚热带地区还广泛分布着喀斯特地貌，土层较薄、土壤肥力较低，叠加该地区降雨集中、强度大，以及地表破碎、植被覆盖率低等因素，存在严重的水土流失问题。

“水土流失是推动喀斯特石漠化加剧的关键因素。”中国科学院地球化学研究所生态环境与资源利用主任白晓永表示，针对该问题，其团队突破传统研究尺度限制，建立元尺度碳酸盐岩风化成土速率定量模型，构建全球喀斯特成土速率动态图谱，并通过长期定点监测，建立成土速率与水土流失的耦合关系，为保障喀斯特农业生态安全奠定基础。

而针对水环境面源污染问题，中国科学院亚热带农业生态研究所研究员吴金水指出，由于农业农村污染治理滞后，对河湖流域污染负荷的贡献率最高已上升到80%。通过十余年的小流域连续监测，构建丘陵区源流汇分布式治理、水网区生物消纳往复进化、湖垸区沟渠-回流节点生态治理等分区模式，能够实现水污染治理生态化，提高水资源利用率。

康绍忠认为，要实现农业节水不仅需要发掘抗旱基因、培育抗旱节水型新品种，改进灌溉技术，设计科学灌溉制度和作物水肥一体化，还要合理配置水资源，提高效能、减少无效损失，通过技术和制度创新，实现农业水效率的全链条调控、多过程耦合和多要素协同提升。

打造农业高质量发展“智慧样本”

“智慧农业是一种数字化管理、智能化决策、自动化作业、精准化投入和网络化服务的全新农业生产经营方式。”中国工程院院士、北京市农林科学院研究员赵春江说。

“智慧农业中的感知是基础，认知是核心，实施是体现。”赵春江指出，感知的重点是多模态数据信息的融合对齐，利用生物感知机制全面、准确地获取农业生产环境和作物信息；认知则是通过建立小模型和大模型，将海量、多源、异构的农业数据转化为可操作的知识和决策，实现从“看清”到“看懂”的跨越。

然而，亚热带地区存在农业种植难度大、统筹管理弱和市场韧性差等系统性困境。中山大学地理科学与规划学院教授石茜介绍，其团队通过研发空天地一体化智能检测体系，实现地块级温度-水分-物候的动态监测，可以及时定位农作物的早期干旱、营养缺乏和生长异常等问题。

“全球农业的转型升级已正式开启。”会上，中国工程院院士、中国科学院亚热带农业生态研究所研究员印遇龙掷地有声，应在遵循生态农业原理的基础上，利用现代信息技术对生态农业生产全过程进行精细化感知、智能化决策、精准化作业、智慧化管理，提升生态农业的生产力、资源利用效率、环境效益、产品质量和市场竞争力。

同时，印遇龙指出，“生态”、“绿色”、“有机”等概念在全国范围内仍存在较大模糊性，建议构建生态产品价值实现机制，建立完善农业生态产品标准与团体认证体系建设机制等。

“未来我国应进一步加强国际合作与本土创新的深度融合，推动功能产品开发、智能技术普及与市场整合体系完善，形成具有中国特色的生态农业可持续发展道路。”印遇龙呼吁。