農(nóng)業(yè)用水與糧食生產(chǎn)

文/李保國(guó) 彭世琪

一切農(nóng)業(yè)用水都來(lái)源于天然降水。糧食生產(chǎn)的總耗水量由兩個(gè)分量組成，即灌溉耗水量和降水耗水量。灌溉水量是天然降水進(jìn)入天然水體形成肉眼可見(jiàn)的“藍(lán)水”資源的一部分；降水耗水量是進(jìn)入土壤儲(chǔ)存并被糧食生產(chǎn)消耗的“綠水”部分。在全國(guó)主要糧食生產(chǎn)中，灌溉水貢獻(xiàn)率多年平均在40%左右，降水貢獻(xiàn)率在60%左右。因此，提高糧食用水效率不僅要提高灌溉水利用率，更要加強(qiáng)對(duì)天然降水的有效利用率。

保證水資源紅線

耕地降水是糧食生產(chǎn)的基本保證，耕地也是吸納糧食生產(chǎn)用水的重要載體。根據(jù)“藍(lán)水”和“綠水”的概念計(jì)算，農(nóng)田所吸收的降水量在廣義農(nóng)業(yè)水資源量中占有相當(dāng)比例（57%），這也從水資源的角度詮釋了國(guó)家嚴(yán)格保護(hù)18億畝耕地紅線的重要意義，在18億畝耕地條件下，農(nóng)田有效“綠水”應(yīng)該在4300億立方米左右。保證18億畝耕地實(shí)際上是保證了“綠水”的紅線。但是，由于降水和作物生長(zhǎng)發(fā)育期需水的不完全匹配，灌溉“藍(lán)水”是保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的必要條件。可以這樣說(shuō)：“有產(chǎn)無(wú)產(chǎn)在‘綠水’，穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)靠‘藍(lán)水’”。因此，國(guó)家不僅從政策和立法角度保證18億畝耕地紅線，還應(yīng)該劃定一個(gè)農(nóng)業(yè)灌溉“藍(lán)水”的紅線。據(jù)測(cè)算，這條“藍(lán)水”紅線應(yīng)該設(shè)在3500億立方米以上。“藍(lán)水”和“綠水”兩條紅線相加，每年主要糧食生產(chǎn)可得到廣義水資源7800億立方米，這是最終的“糧食安全水資源紅線”。

為了確保“糧食安全水資源紅線”，必須建立健全完整完善的水資源測(cè)量和監(jiān)督體系。耕地空間位置是固定的，“18億畝紅線”的測(cè)量和監(jiān)督可以通過(guò)直接測(cè)量和統(tǒng)計(jì)的方法獲得，而水是運(yùn)動(dòng)的，因此，對(duì)它的準(zhǔn)確測(cè)度更加困難。一方面，國(guó)家需加大灌溉水計(jì)量的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)設(shè)備建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)灌溉“藍(lán)水”的用水度量。另一方面，國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)在田間和區(qū)域尺度準(zhǔn)確測(cè)度“綠水”的測(cè)量技術(shù)和設(shè)備的理論和方法研究。只有能夠相對(duì)準(zhǔn)確地測(cè)量耕地可利用的“藍(lán)水”和“綠水”，才能夠切實(shí)保證“糧食安全水資源紅線”落到實(shí)處。

優(yōu)化水資源配置

在廣義農(nóng)業(yè)水資源中，灌溉“藍(lán)水”占相當(dāng)比例（43%），在糧食作物的耗水量中，灌溉“藍(lán)水”貢獻(xiàn)率在46%。灌溉用水中有相當(dāng)大的比例是用于水稻種植。在東南地區(qū)，水稻是最主要的糧食作物，東北灌溉“藍(lán)水”占廣義農(nóng)業(yè)水資源的39%左右，其中大部分用于水稻灌溉，華北雖然屬于小麥主產(chǎn)區(qū)，但是水稻在灌溉水中也占相當(dāng)?shù)谋壤Ｋ驹谏L(zhǎng)期內(nèi)需要長(zhǎng)期處于淹水狀態(tài)，是用水量大的作物。而在糧食作物中，玉米不僅水分生產(chǎn)力較高，而且大部分地區(qū)的玉米生長(zhǎng)季和天然降水季相匹配。因此，在滿足國(guó)家糧食品種需求的前提下，如何充分利用主要糧食作物的需水和耗水特性，合理優(yōu)化作物“藍(lán)水”資源的配置，針對(duì)各地區(qū)水熱資源特點(diǎn)，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，建立水資源高效利用的種植體系是今后需要加強(qiáng)的政策和科學(xué)技術(shù)的研究方向。

從地區(qū)分布來(lái)看，淮河以南各流域是我國(guó)天然降水最為豐富和穩(wěn)定的地區(qū)，保持基本農(nóng)田面積，利用天然降水發(fā)展本區(qū)域的糧食生產(chǎn)尤為重要。華北地區(qū)是我國(guó)最重要的糧倉(cāng)，但近年來(lái)的糧食生產(chǎn)，如河北等省份，主要依靠開(kāi)采地下水，越采越深，以致形成大面積的漏斗區(qū)。深層地下水的形成需要上千萬(wàn)年的時(shí)間，一旦華北地區(qū)的地下水過(guò)度開(kāi)采不能有效遏制，主要依靠地下水維持的糧食生產(chǎn)將會(huì)受到極大影響。由不可持續(xù)的地下水資源所支撐的“糧食生產(chǎn)增長(zhǎng)的泡沫”將會(huì)最終破裂，這在國(guó)際上被稱為“糧食生產(chǎn)的次貸危機(jī)”。因此，對(duì)華北地區(qū)糧食生產(chǎn)的用水結(jié)構(gòu)必須進(jìn)一步加強(qiáng)研究和調(diào)整，使得該區(qū)的糧食生產(chǎn)走向可持續(xù)發(fā)展的道路。

提高水分生產(chǎn)力

我國(guó)近十年的平均糧食水分生產(chǎn)力中值為0.84千克/立方米，即生產(chǎn)1噸糧食需要消耗1191立方米的水。如果排除1999～2003年水分生產(chǎn)力下降的影響，平均糧食水分生產(chǎn)力為0.86千克/立方米，即1噸糧食需要消耗1161立方米的水。其中華北區(qū)水分生產(chǎn)力最高，十年平均達(dá)到1.07千克/立方米；東北區(qū)為0.85千克/立方米，比全國(guó)平均水平略低；西北區(qū)為0.40千克/立方米，比全國(guó)水平略高；西南區(qū)是0.83千克/立方米，比全國(guó)平均水平略低；西北區(qū)為0.40千克/立方米，只相當(dāng)于全國(guó)平均水平的一半。但是西北區(qū)的綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)的水分生產(chǎn)力和華北區(qū)相當(dāng)，其他區(qū)的水分生產(chǎn)力過(guò)低，造成整個(gè)西北的數(shù)值偏低。

與世界主要農(nóng)業(yè)國(guó)家相比，我國(guó)糧食水分生產(chǎn)力已經(jīng)處在一個(gè)較高的水平。但是，現(xiàn)在的糧食水分生產(chǎn)力水平是在高投入的基礎(chǔ)上得到的。1996年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織根據(jù)全球作物的耗水量計(jì)算得到全球農(nóng)業(yè)最小耗水量為每年32000億立方米。全球人類所消耗干物質(zhì)（生物量）為每年150億噸，據(jù)此求得全球人類通過(guò)光合作用在耕地上所需的最小水量為75000億立方米（平均按每噸水產(chǎn)生2千克干物質(zhì)計(jì)算）。提高單產(chǎn)與提高水分生產(chǎn)力密切相關(guān)，因此，未來(lái)從總體上提高糧食水分生產(chǎn)力的空間和途徑需要進(jìn)一步挖掘和探索。

最近，中央提出的到2020年增加500億千克糧食生產(chǎn)能力。那么，糧食總產(chǎn)所需要的水從何處來(lái)呢？國(guó)家已經(jīng)確定，農(nóng)業(yè)用水量零增長(zhǎng)，新開(kāi)發(fā)的水源主要用于城市用水。在灌溉“藍(lán)水”量不可能大幅增加的情況下，加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，減少無(wú)效灌水，提高旱澇保收面積比例，提高糧食作物單位耗水量的產(chǎn)出，即糧食水分生產(chǎn)力，從糧食生產(chǎn)內(nèi)部挖掘潛力，將成為解決增產(chǎn)糧食所需要的額外水量的主要途徑。國(guó)家把提高500億千克糧食產(chǎn)量的重點(diǎn)放在黑龍江、吉林、河南，是符合目前和今后這些省份的單產(chǎn)和水分生產(chǎn)力狀況的。同時(shí)，南方省份和西南地區(qū)能夠達(dá)到華北地區(qū)的單產(chǎn)和水分生產(chǎn)力水平，中國(guó)的糧食安全就有保證，中國(guó)的生態(tài)環(huán)境安全也能得到保證。

為了確保“糧食安全水資源紅線”，必須建立健全完整完善的水資源測(cè)量和監(jiān)督體系。耕地空間位置是固定的，“18億畝紅線”的測(cè)量和監(jiān)督可以通過(guò)直接測(cè)量和統(tǒng)計(jì)的方法獲得，而水是運(yùn)動(dòng)的，因此，對(duì)它的準(zhǔn)確測(cè)度更加困難。