“地质+”天空地一体化技术在农业产业中的应用

[摘  要] 乡村振兴，产业兴旺是重点。运用地物化遥理论和技术方法，发挥“地质+”天空地一体化综合技术优势，实现对农业数据的感知和诊断，实现精准化种植和智能化管理，服务“三农”工作，探索“地质+”产业振兴协同创新发展路径模式。利用土地资源调查成果，发现优质清洁特色土地资源，提出特色耕（园）地资源开发利用建议，开展天然富硒土地认定、标识与授牌，实施“一地一码”，为认证合格的富硒土地颁发“身份证”，建立富硒地块与富硒农作物信息档案，有利于农业种植结构优化升级，提高农产品附加值，促进富硒特色农产品推广。以各地资源禀赋为基础，有序开发优势特色资源，创建特色鲜明、优势集聚、市场竞争力强的特色农产品优势区，形成特色农业产业集群。实施农业产业兴村强县行动，打造“一县一业、一乡一特、一村一品”发展格局，提质增效培优。农业是生态产品的重要供给者，乡村是生态涵养的主体区，生态是乡村最大的发展优势。乡村振兴，生态宜居是关键，加快推行乡村绿色发展方式，有利于构建人与自然和谐共生的乡村发展新格局，实现百姓富、生态美的统一。

[关键词] 乡村振兴 产业振兴 农业产业 天空地一体化技术 地质+ 天然富硒土地

[中图分类号]           [文献标识码]A        [文章编号]

0  引言

党的十九大提出实施乡村振兴战略，对“三农”工作作出重大决策部署，稳住农业基本盘、做好“三农”工作，接续全面推进乡村振兴，确保农业稳产增产、农民稳步增收、农村稳定安宁。深入贯彻党的十九大和十九届历次全会精神、中央经济工作会议、中央农村工作会议精神，统筹推进“五位一体”总体布局，协调推进“四个全面”战略布局，坚定不移贯彻新发展理念，坚持稳中求进工作总基调，坚持和加强党对“三农”工作的全面领导，牢牢守住保障国家粮食安全和不发生规模性返贫两条底线，扎实有序做好乡村振兴重点工作。坚持农业农村优先发展，坚持创新驱动发展，统筹发展和安全，落实加快构建新发展格局要求，巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接，推动乡村振兴取得新进展；充分发挥地质工作对农业农村发展的支撑服务作用，着力构建“农业农村+地质”工作体系，推动地质工作与服务“三农”无缝衔接，利用地质、物探、化探、遥感综合技术发掘乡村地质特色资源、农业地质调查及成果转化等工作，为农民增产增收和改善农村生产生活条件等提供帮助，促进地质工作系统深度融入乡村振兴战略。科学有序推动乡村产业、人才、文化、生态和组织振兴，按照“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”总目标，对实施乡村振兴战略作出谋划，明确目标任务，确保全面推进乡村振兴不断取得新进展、新成效，以实际行动迎接党的二十大胜利召开。

全面实施乡村振兴战略，牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”理念，推动农业农村绿色发展，促进产业生态化、生态产业化，围绕乡村振兴与农业农村现代化推进过程中的巩固脱贫攻坚成果、重要农产品生产、农业绿色发展、耕地质量保护与提升等重点工作，提供农业地质、生态环境地质等技术支持，服务和支撑与“三农”发展相关的农产品、生态环境等，为政府部门调整产业结构、制定农业经济发展规划等提供地质依据。依托农业地质调查，开展地层、岩石、地貌、水文地质等工作，查明土地资源状况及农业地质背景特征、土壤类型、成土母质等^[1-3]；采用地质雷达、浅层地震、高密度电测深获取地下土层结构、状态、含水量及分布范围等^[4-7]，为农作物种植类型的选择提供依据。利用遥感识别各类农作物，在其生长过程中，分析其生长状况、病虫害及土壤墒情等^[8]，及时进行灌溉、施肥、喷药和收割等，从而保证农作物的正常生长；开展大比例尺土地质量地球化学调查，提升耕地地力水平，充分挖掘土地资源利用潜力^[9-13]，加快推动富硒农产品标准建立、检测认证、品牌推广及天然富硒土地分类、划定、标识等工作。结合地质工作技术优势以及地方需求，加强与地方政府以及相关职能部门的联系，为当地经济社会发展建言献策，积极引导地质工作服务“三农”事业与经济社会发展，发挥地质工作在推进乡村振兴中的作用。

1  产业振兴的意义

乡村振兴，产业兴旺是重点。从“生产发展”到“产业兴旺”，反映了农业农村经济适应市场需求变化、加快优化升级、促进产业融合的新要求。生态宜居，乡村振兴的内在要求，从“村容整洁”到“生态宜居”，反映了农村生态文明建设质的提升，体现了广大农民群众对建设美丽家园的追求。生活富裕，乡村振兴的主要目的，从“生活宽裕”到“生活富裕”，反映了广大农民群众日益增长的美好生活需要。坚持走共同富裕道路，聚焦产业促进乡村发展，让农民在乡村振兴中有更多获得感、幸福感、安全感。

实施乡村振兴战略，坚持质量兴农、品牌强农，把增加农民收入作为“三农”工作的中心任务，着力拓展农业多种功能、挖掘乡村多元价值，发展壮大富民产业，推动农村一二三产业深度融合发展，深化农业供给侧结构性改革，构建现代农业产业体系、生产体系、经营体系，推动农业从增产导向转向提质导向，增强我国农业创新力和竞争力，为建设现代化经济体系奠定坚实基础。

党的十八大以来，坚持把解决好“三农”问题作为全党工作重中之重，切实把农业农村优先发展落到实处，牢牢把握国家粮食安全主动权，坚持不断深化农村改革，激发农村发展新活力；坚持把推进农业供给侧结构性改革作为主线，农业综合生产能力明显增强，农业结构不断优化，农村新产业、新业态、新模式蓬勃发展，农民收入和生活水平明显提高；坚持在发展中保障和改善民生，让广大农民有更多获得感；坚持遵循乡村发展规律，扎实推进生态宜居的美丽乡村建设；坚持加强和改善党对农村工作的领导，为“三农”发展提供坚强政治保障。

以各地资源禀赋为基础，有序开发优势特色资源，做强优势特色产业，创建特色鲜明、优势集聚、市场竞争力强的特色农产品优势区，支持特色农产品优势区建设标准化生产基地、加工基地、仓储物流基地，完善科技支撑体系、品牌与市场营销体系、质量控制体系，建立利益联结紧密的建设运行机制，形成特色农业产业集群。实施产业兴村强县行动，打造“一县一业、一乡一特、一村一品”的发展格局；实施农业品牌提升行动，加快形成以区域公用品牌、大宗农产品品牌、特色农产品品牌为核心的农业品牌格局，推进区域农产品公共品牌建设，擦亮老品牌，塑强新品牌，引入现代要素改造提升传统名优品牌，加强农产品商标及地理标志商标的注册和保护。在实施乡村振兴战略规划、优势农产品品牌战略、深化农村土地制度改革、发展农业大数据等方面充分发挥地质专业技术核心竞争力，加强与涉农部门沟通联系，精准对接地方需求，开展服务“三农”、支持“三农”项目，为打造好乡村振兴提供相关地质资料和技术帮扶。

农业是生态产品的重要供给者，乡村是生态涵养的主体区，生态是乡村最大的发展优势。乡村振兴，生态宜居是关键。实施乡村振兴战略，统筹山水林田湖草系统治理，加快推行乡村绿色发展方式，加强农村人居环境整治，有利于构建人与自然和谐共生的乡村发展新格局，实现百姓富、生态美的统一。

2  地物化遥技术应用

通过“地质+”天空地一体化（运用地物化遥理论和技术方法）的信息采集技术，实现对农业数据的感知和诊断，实现精准化种植和智能化管理。探索实施“地质+”产业振兴协同发展新模式、新机制，打造巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接新引擎，为生态产业化和产业生态化发展奠定基础，推动由“输血式”振兴转向“造血式”发展。按照“四不摘”要求，巩固脱贫攻坚成果成效，凝心聚力做好“地质+”天空地一体化技术支撑服务乡村振兴工作，精准对接好下一步工作需求，充分发挥地质科技优势，接续推进脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接。

2.1  地质

(1) 开展农业地质调查，查明土地资源状况及农业地质背景特征、土壤类型、成土母质、土地质量现状、优势特色土地资源的空间分布等；不同农作物形成的农业地质背景（地形地貌、成土母岩及来源、土壤类型）及土壤养分特征等。

(2) 通过农业地质环境评价，对地层、岩石、地貌、地质构造、水文地质等进行调查，查明地质作用及地层对土壤的成因机制及其分布特征的影响；查明土壤性质、土壤养分状况，对土壤肥力做出相关评价，为农业科学施肥及土壤改良提供科学依据。

(3) 通过地质实验测试在食品、水质、土壤检测等领域的服务优势，为农作物规划区域土壤环境质量检测、农业环境地质调查、重金属污染监测等样品分析，为特色农产品产地环境提供可靠的分析测试及相关地质资料和技术帮扶。

(4) 在选择农作物优质品种时，利用不同的地质环境，探索农业生态地质种植模式，根据农作物对地质环境有很强的依赖性、选择性、适应性，优质农产品受区域地质环境控制连片生长的规律；开发矿物肥料，矿物元素在农作物中的作用，采用岩石矿物经过高科技的加工方法试制肥料为农作物增加产量提供试验测试依据；建立优质农产品“品种+地质环境+生态农业环境+矿物元素的平衡施肥”的生态种植模式。

(5) 提供“地质+”科技创新与成果转化应用服务、搭建联合科技攻关平台和渠道等。提供地质成果资料数据信息、地质大数据平台信息等共享服务，为智慧农业建设提供地质有关的大数据咨询服务，参加重大项目立项、前期论证、决策评估等工作。

2.2  物探

(1) 运用激发极化法从不同方向、不同范围，由远及近，由浅入深对地下存在电性差异的地质体进行探测，从而获得地下地质构造和含水层的埋深、厚度及分布范围等，有效地寻找可用于农业生产的地下水。

(2) 通过重磁测量，采集土壤样、生物样进行分析检验，确定农作物种植的土壤地球物理、地球化学基准值和环境背景，推进地方名特优农业产业发展，为当地农业生态文明规划提供参考依据。

(3) 通过地质雷达、激电测深确定盐碱地分布范围、盐碱化程度及其土层分布规律，根据其分布规律为盐碱地综合治理提供依据。

(4) 采用地质雷达、浅层地震、高密度电测深获取地下土层结构、状态、含水量、分布范围及地面形变情况等，为农作物种植类型的选择提供依据。

(5) 在土壤及地下水污染检测中，根据污染物与其周围介质在物理性质上的差异，测量其污染物理场的分布状态，结合地质、水文等有关资料，采用感应电磁、高密度电阻率、地质雷达等方法覆盖整个三维空间，探测深度大，精度高，圈定场地的污染区域，划分场地的地层结构及判断场地的地下水深度及流向，为土地规划利用、农业经济区划等提供依据。

2.3  化探

(1) 对农作物种植区开展大比例尺土地质量地球化学调查，查明土壤、大气、灌溉水、农作物中有益和有害元素分布情况，对土壤质量、土地质量地球化学综合等级进行划分和评价，发现优质清洁特色土地资源，提升土地资源综合利用价值，提出土地资源安全区划和农产品安全生产建议，为土地规划利用、农业经济区划、土地资源管理等提供依据。

(2) 对农作物种植区土壤样品进行采集、分析测试等相关工作，查明土壤中元素地球化学分布特征，进一步划分富硒农产品种植适宜区，提出特色富硒土地资源开发利用的建议，并申报天然富硒土地认证。结合农作物快速生长期营养需求，给出专属配方因地制宜测土施肥满足农户的需求，实现对“肥料-农作物-土壤”进行综合调控，提高肥料利用率，充分挖掘土地资源利用潜力，推动富硒产业发展。

(3) 开展土地质量地球化学调查，为土壤环境保护、治理及土地资源的节约集约利用提供数据基础。获取表层土壤中有毒、有害、重金属及有益元素的地球化学分析数据，圈定富锌、富硒和富锗等特色土地，查明富硒、富锌和富锗等特色土壤资源分布范围，对当地农业农村部门调整农业结构，优化产业布局，提高农产品附加值，提升优质绿色农产品质量提供依据，促进地方生态和特色农产品的开发。

(4) 通过土地质量地球化学调查，查明土壤养分元素丰缺、土壤环境质量、土地沙化风险区分布、土壤放射性元素分布、水源重点保护区土壤环境质量和富硒土地资源分布等。初步划分富硒土地资源区、优质土地资源区，为永久基本农田规划、特色农业产业基地建设、土地管理与保护等提供依据，服务各级政府及自然资源、生态环保等部门，为生态文明建设、自然资源管理、土壤污染防治等工作提供技术支撑，加快推动土地资源优势转化为产业优势和经济优势。

(5) 根据富硒土地集中连片开发原则，加大土地质量地球化学调查力度、制定富硒农产品标准、建设富硒质量检测体系和设立认证机构、延伸富硒产业链，为富硒土地资源高效开发利用、农业种植结构调整、特色农产品附加值提升及特色农业产业园发展、天然富硒土地申报工作标准化、信息化提供科学依据和技术支持。编制富硒产业发展规划，充分挖掘土地资源利用潜力，推动富硒产业发展和乡村振兴需求，助力企业、科研院所等开发适宜种植的优质特色农产品和硒食品深加工产业发展。

(6) 根据土壤污染分布情况，采集土壤样品，对样品PH值、盐分和酸度等进行分析测试，提出农用地安全治理、农业面源污染治理、农业生态环境治理等方案建议；提出酸化土壤改良、设施农业区土壤治理、潜育化土壤治理、镉等重金属钝化及治理修复方案建议等。推进土地整治和土壤改良，开展土壤污染治理，助力培育出特色农产品，探索建立高标准农田建设指标体系。

(7) 建立富硒特色农业基地，形成以“企业+合作社+农户”等“造血式”乡村振兴模式，加速成果转化应用，对发现的富硒地块提出了科学、合理的资源利用开发建议。依托富硒土地资源优势，结合农业产业发展现状，建设富硒农业产业示范园及各类富硒农作物种植示范基地，产出富硒农产品，提升农产品价值，辐射带动周边农业产业发展和转型升级。

(8) 根据土地质量状况和特色土地资源分布情况，提出特色农业基地建议区，对优选的富硒土地开发区建立土地质量档案，开展天然富硒土地认定、标识与授牌工作，实施“一地一码”，为认证合格的富硒土地颁发“身份证”，实现地块信息可追溯和快速发布，直接服务于天然富硒土地认定和地方招商引资。

(9) 根据天然富硒土地划定与标识规范对富硒食品产地的划分，提出特色耕（园）地资源开发利用建议。加速科技攻关与农业地质成果转化应用，探索富硒产业发展模式，推进“地质+”助力特色产业发展，服务乡村振兴建设，加快实现农业科技化与现代化，推动新时代地质工作转型升级。

2.4  遥感

(1) 通过遥感对耕地、草地、水等农业自然资源的数量、质量和空间分布进行监测与评价，为农业资源开发、利用与保护、农业规划、农业生态环境保护、农业可持续发展等提供科学依据。

(2) 利用遥感可以识别各类农作物，计算其种植面积，并根据农作物生长情况估计产量。在作物生长过程中，可以分析其长势和病虫害，及时进行灌溉、施肥、喷药和收割等。当农作物受灾时，可以进行实时监测。根据实时采集的数据判断农作物是否需要灌溉、施肥、喷药等，实现精细化作业和智能管理，提高农作物产量和生产效率。根据实地调查关键时段特征和遥感影像，采集提取各种农作物、种植地在不同时间阶段的光谱特征进行农作物分类。

(3) 不同农作物在遥感影像上呈现不同的颜色、纹理、形状等特征信息，利用信息提取的方法，可以将农作物种植区域提取出来，从而得到农作物种植面积和种植区域。获取农作物种植面积是长势监测、产量估算、病虫害、灾害应急、动态变化等监测的前提。

(4) 遥感估产是基于农作物特有的波谱反射特征，利用影像的光谱信息反演农作物的生长信息，通过建立生长信息与产量间的关联模型，获得农作物产量信息。

(5) 通过遥感影像实时记录农作物不同阶段的苗情、生长状况及其变化的长势监测，获得同一地点时间序列的图像了解不同生育阶段的农作物长势，及时发布苗情监测通报，为指导农业生产，预测农作物单产和总产提供依据和参考。

(6) 植物对电磁辐射的吸收和反射特性会随着波长与自身特征的变化而变化，农作物在病虫害侵染条件下，引起的色素、水份、形态、结构等变化，在不同波段上表现出不同程度的吸收和反射特性的改变，由于每一种病虫害对农作物的侵染方式都不相同，因此病虫害的光谱响应具有多效性，提取并经过形式化表达的病虫害光谱响应特征是农作物病虫害光学遥感监测的基本依据。利用遥感能快速、准确的对农作物病虫害的发生和范围进行监测，可以解决农作物病虫害早期发现和早期防治的问题，对农作物病虫害的预测预报、制定合理的防治策略发挥重要作用。

(7) 遥感对土壤墒情监测，土壤在不同含水量下的光谱特征不同。土壤水分的遥感监测主要从可见光-近红外、热红外及微波波段进行，常用可见光和热红外遥感。通过与反映土壤含水量相关的参数建立关系模型，反演土壤水分。另外，可以进行土壤肥力监测、土壤结构信息提取等。

3  结论

(1) 推进“地质+”助力特色产业发展，加速科技攻关与成果转化，探索富硒产业发展模式，有利于农业种植结构优化升级，提高农产品附加值，促进富硒特色农产品推广,擦亮老品牌，塑强新品牌，加强农产品商标及地理标志商标的注册和保护。精准对接需求，聚焦问题解决，发挥地质工作先行性和基础性作用，助力新时代地质工作转型升级。

(2) 加快推动富硒农产品标准建立、检测认证、品牌推广及天然富硒土地分类、划定、标识及标识使用等工作。以政府引导、企业参与的形式，打造规模化、品牌化的富硒农产品种植基地和深加工基地，提升农业附加值，实现农作物品种优质化、品质高端化。建立产学研合作基地、野外工作站、野外基层党建联系点等，充分保护与开发利用好富硒土壤资源。把握需求导向，立足乡村振兴，持续推进土地质量地球化学调查成果转化应用，对获得的高精度数据可落到图斑地块，为精准施肥、科学种植等提供基础地质依据。

(3) 利用遥感可以识别各类农作物，计算其种植面积，并根据农作物生长情况估计产量。在农作物生长过程中，可以分析其生长状况、营养状况、病虫害及土壤墒情等，及时进行灌溉、施肥、喷药和收割等，便于采取各种合理的管理措施，从而保证农作物的正常生长。当农作物受灾时，可以进行实时监测。

(4) 通过项目的实施和相关技术研发，获取耕地土壤中的有益元素、有害元素含量数据，积极探寻有益元素在土壤中富集与农作物生长之间的关联，作为耕地分等定级的评价依据，用于指导建设用地布局和基本农田划定，为土地剥离、耕地占补平衡等工作提供依据。

(5) 坚持上下联动、横向协同，进一步强化政策衔接和调动地方主动性。加强部门协商，充分尊重主责部门意见，统筹兼顾行业工作要求，消除政策缝隙、推动政策集成，进一步提高政策的精准性、有效性。因地制宜引导各地各有侧重、各展所长，鼓励各地探索各具特色的乡村振兴路径。坚持长短结合、以短养长，进一步拓宽乡村特色产业增值增效空间。鼓励各地以主导产业为牵引，长期侧重于延伸产业链、提升产业附加值，形成“长短结合、以短养长”的乡村产业发展模式。大力推进“一县一业、一乡一特、一村一品”发展格局，培育壮大一批集中连片、优势明显、抗风险能力较强的特色产业集群。围绕“产业链、价值链、供应链”三链同构、集群协同，培育和引进“链主”企业，提升产业链、供应链现代化水平。

 

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 [作者简介] 米云川(1983年-)，男，2008年毕业于昆明理工大学，高级工程师，从事矿产地质调查工作。E-mail:ygsycm@126.com。

（本网站所发布的论文为2023年西部地经网学术年会征集到的论文原稿，以供交流分享，论文的真实性和合法性由作者自行负责。）