■本报记者 赵宇彤

“湖广熟，天下足。”坐落于北纬30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，在北京举行的第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，亟须发展绿色低碳和智慧农业，构建我国食物安全的南方防线。

粮食安全面临隐患

我国亚热带地区主要指秦岭-淮河一线到两广一带，面积约占全国国土面积的1/4，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。

“然而，从20世纪90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，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、可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值小于等于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：“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，我国的水资源仅占全球6%，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1/3，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研究中心主任白晓永表示。针对该问题，白晓永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了基础。

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，其对河湖流域污染负荷的贡献率最高已上升到80%。通过10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。

全球农业转型升级已开启

“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指出，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，印遇龙表示，“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，建立并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。