我國地下水漏斗區耕地輪作休耕制度試點成效及對策建議①

趙其國，沈仁芳，滕 應，李秀華

我國地下水漏斗區耕地輪作休耕制度試點成效及對策建議①

趙其國，沈仁芳，滕 應，李秀華

(中國科學院南京土壤研究所，南京 210008)

地下水嚴重超采已成為制約河北省經濟社會可持續發展的重要因素，開展地下水漏斗區耕地輪作休耕制度試點工作對地下水超采綜合治理和農業可持續發展具有重要意義。本文在實地調研考察和專題研討的基礎上，全面系統總結了河北省地下水漏斗區耕地輪作休耕制度試點工作進展和成效，分析了存在的問題，并提出相應的對策建議，為開展我國地下水漏斗區耕地輪作休耕制度試點工作提供借鑒。

地下水漏斗區；耕地輪作休耕；綜合治理；體制機制；對策建議

河北是全國13個糧食生產核心區之一，也是嚴重的資源型缺水省份，耕地畝均水資源占有量僅200 m3，為全國平均值的1/10，水資源環境安全面臨嚴峻挑戰，農業用水與糧食生產矛盾突出，地下水長期超采嚴重制約了河北平原地區農業可持續發展和生態文明建設。20世紀80年代以來地下水使用量迅速增加，30年來已累計超采1 500億m3，形成了大范圍的地下水降落漏斗復合群，加上地表水利工程大量修建等人為攔蓄活動，誘發了一系列的嚴重環境地質問題，如地面沉降、地裂縫災害、河水干涸斷流、濕地萎縮等，而且地下水漏斗面積仍然呈不斷擴大態勢[1-2]。

為了解決河北漏斗地區地下水超采問題，大力推進農業供給側結構性改革，提升耕地潛在綜合產能，實施“藏糧于地、藏糧于技”戰略。習近平總書記明確指出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的治水思路，要強化地下水保護與超采區治理，逐步實現地下水采補平衡。2016年6月農業部、中央農辦等10部委聯合印發了《探索實行耕地輪作休耕制度試點方案》，將河北省黑龍港流域深層地下水漏斗區列為季節性休耕試點區。因此，河北省委省政府高度重視探索實行耕地輪作休耕制度試點工作，作為事關全省農業農村經濟發展全局的民生工程，對保障華北平原農業可持續發展和國家糧食安全具有重要戰略意義。

基于此，中國科學院學部咨詢項目“探索實行耕地輪作休耕制度試點問題咨詢研究”專家組于2017年6月25日—28日，對河北省石家莊、衡水、滄州等深層地下水漏斗區進行了實地調查與考察，聽取了地方政府和有關專家匯報，充分交流了地下水漏斗區耕地輪作休耕制度試點工作的實施進展情況，深入分析了目前存在的主要問題及其成因，并在此基礎上，提出了針對性的對策建議。

1 試點模式及成效

河北省按照黨中央關于探索實行耕地輪作休耕制度試點的重大戰略部署，以統籌“休耕與生產”和“節水與穩糧”兩個關系為指導，劃定了休耕重點區域，把地下水超采嚴重的黑龍港漏斗區定為小麥生產非優勢區，適當壓減小麥種植面積，實施季節性休耕。2016年在全省6個市55個縣實施了季節性休耕面積12萬hm2，2017年國家下達了8萬hm2。通過試點工作實施，休耕減少了灌溉水使用，減少開采深層地下水，畝均節水180 m3，畝均化肥使用量減少26 kg，農藥使用量減少0.5 kg。同時在小麥高產區發展節水增效技術，推廣花生、雜糧雜豆高效輪作種植模式。當前河北省正在進一步優化種植結構，不斷推動全省地下水漏斗區耕地輪作休耕制度試點工作，為深化農業供給側結構性改革做出貢獻。

1.1 休耕模式

根據水資源緊缺特點，因地制宜創建可行性的輪作休耕模式與耕作制度。發展節水型農業，減少水資源消耗，最大限度地保護水資源，推行以節水為主要目的的耕地輪作休耕制度，是地下水漏斗區實現可持續發展的必然選擇。

河北省耕地休耕主要有季節性休耕和周年休耕兩種，其次為永久休耕。選擇的休耕區域主要是在地下水短缺、中低產田和一年二熟區。

1) 季節性休耕。①冬閑夏種模式：實行“兩熟改一熟，旱季休耕，雨季種植”，即冬季不種植冬小麥等冬作物而進行休耕(冬閑)，只種一季雨養作物(如春播玉米、谷子、甘薯、花生、雜糧、雜豆等)，其復種方式為：冬閑(冬季休耕)-玉米(或谷子、甘薯、花生等)；②冬肥夏種模式：即冬季種植綠肥養地，夏季一季作物，形成的復種方式為：冬肥(冬季綠肥，如二月蘭、冬油菜)-玉米(或谷子、甘薯、花生等)，這對提高土壤肥力具有積極意義和明顯效果；③冬作夏閑模式：冬季種植冬作物(如冬小麥)，夏季休閑(休耕)，形成的復種方式為：冬作物(冬小麥)-夏閑(休耕)；④冬作夏肥模式：冬季種植作物(如冬小麥)，夏季種植綠肥養地，形成的復種方式為：冬作物(冬小麥)-夏肥(田菁、BMR甜高粱、蘇丹草、豇豆、檉麻、苦豆子等)[3]。

2) 周年休耕。在嚴重障礙性耕地實行全年休耕。其休耕方式有：①全年休閑，不種任何作物(包括綠肥)，任其休閑；②全年種植一季冬綠肥；③全年種植一季夏綠肥；④全年綠肥覆蓋，實行“冬綠肥-夏綠肥”一年兩季綠肥。全年全部種植翻壓綠肥，然后根據休耕效果決定休耕年限。種植綠肥的休耕模式，主要以改良土壤、增肥地力為目的。可種植的冬綠肥有：二月蘭、毛葉苕子等；可種植的夏綠肥有：田菁、BMR甜高粱、蘇丹草、豇豆、檉麻、苦豆子等。

3) 永久休耕。河北壩上地區是典型的農牧交錯區，土地沙化、鹽漬化和水土流失等問題不斷出現，生態退化較為嚴重，該區主要推行永久休耕模式，即將原先種植蔬菜和糧食的耕地改種豆科牧草，如紫云英、苜蓿等，這既能減少土地沙化，降低水土流失，控制地下水開采，又能培肥土壤[4-5]。

1.2 輪作模式

主要在濱海平原地區推行“草田輪作”模式。在濱海平原中、低產田種植2 ~ 5 a豆科牧草，然后翻壓輪種2年農作物。該模式兼顧作物生產與土壤改良增肥，具有節肥(減少肥料投入)、增效的效果。具體復種輪作方式如下：①苜蓿(2 ~ 5 a)→冬小麥-夏玉米(2 a)→苜蓿(2 ~ 5 a)；②苜蓿(2 ~ 5 a)→夏玉米(2 a)→苜蓿(2 ~ 5 a)，等等。根據初步試驗與研究結果，共有以下幾方面可進一步研究推廣：春玉米-冬綠肥套播利用模式；春花生-冬綠肥復種利用模式；中重度鹽堿地綠肥改良模式(周年休耕模式)；苜蓿-冬小麥-夏玉米輪作模式。

1.3 成效

上述輪作休耕模式在河北省黑龍港低平原區的滄州、衡水、邯鄲、邢臺等市進行了規模化示范推廣，兩年來，示范區土壤有機質提高8.6%，土壤全氮、速效磷、速效鉀含量平均提高15.8%，作物(牧草)產量提高26.5%，節省化肥18.5%，每畝節本增效186元。河北省景縣通過實施“耕地季節性休耕試點”項目，減少一季小麥種植，全縣年可節約地下水1 950萬m3，節水效果十分顯著。滄州市實施“一季休耕、一季雨養”的耕地輪作休耕模式，2016年實施季節性休耕面積2.41萬hm2，取得了顯著的節水(5 800萬m3)、節肥(1.27萬t)、節藥(0.18萬t)效果，既節約了資源，又保護了生態，促進當地農民增收，達到“一舉多得”目標。

2 輪作休耕的配套措施與體系

2.1 地下水超采綜合治理

以節水為核心，通過種植制度調整、調水等替代措施，改變漏斗區的生產面貌。實施“調、節、引、蓄、管”等五措并舉，形成從源頭-田間-工程-管護于一體的綜合治理體系。

1) “調”。河北省地下水漏斗區耕地的休耕不是不耕種，更不是撂荒，而是種植制度調整的過程。圍繞節水壓采穩糧，著力調整種植結構，以水定業，制定以種植大豆、飼料玉米為主的品種結構調整方案，實施非農作物替代、推廣節水抗旱品種等措施[6]。例如黑龍港地區探索了“一季休耕，一季雨養”條件下的休耕制，結果表明選擇種植生長期為120 d的如登海605品種，其產量和經濟效益較好，播期以6月初較為適宜，最好是趁雨播種，可有效利用自然降水，減少灌溉用水。此外，還成功建立了季節性休耕條件下高丹草雨養種植示范區、“油葵+”節水種植模式示范區。

2) “節”。圍繞以提高水資源利用效率為目標，以水定產，大力發展節水灌溉。在地下水漏斗區，發展噴灌、微灌高效節水灌溉措施；實施微咸水與地表水輪灌或混合灌溉，加大微咸水利用量，改善了淺層地下水水質。

3) “引”。圍繞緩解資源型缺水現狀，實施外流域調水，直接而有效地解決漏斗區地下水超采問題。通過黃河和衛河引水工程，優化配置沿線河湖生態和農業用水；通過南水北調中線工程水源置換，新增地表水灌溉水量，保證漏斗區農業生產水資源的有效供給。

4) “蓄”。圍繞恢復調蓄水功能，加快實施蓄水工程。在各個試點區域，結合引水調水工程，對現有河湖庫渠進行清淤疏浚、擴容整治，恢復調蓄水功能，攔蓄降雨和洪水資源，蓄好外調水和過境水資源，提高生態系統涵養功能，大大減少漏斗區深層地下水的超采使用。

5) “管”。圍繞加強地下水監管，從嚴管控地下水取水管理。制定出臺了《河北省地下水管理條例》，加強地下水取水管理；劃定了地下水超采區、禁采區和限采區范圍，制定了南水北調受水區地下水壓采方案，以及地下水壓采效果評估方法等，以達到“控水位、限水量、提水效”的目的。

2.2 構建土水監測體系

為了科學評估地下水漏斗區輪作休耕技術模式的實施成效，判斷分析地下水和耕地質量變化趨勢以及農業綜合生產效能，建立地下水與耕地質量監測網絡體系，是輪作休耕制度的重要內容之一。主要包括季節性休耕監測、耕地質量長期定位監測、耕地質量等級監測、土壤重金屬監測、土壤墑情監測、肥料效應監測等。①季節性休耕監測：在全省6市39個縣布設耕地質量監測點100個，代表面積6.66萬hm2；②耕地質量長期定位監測：在全省11個市61個縣(市、區)設立國家級長期定位監測點63個；③耕地質量等級監測：建立省級耕地質量監測點500個，其中，糧棉油產地監測點478個，蔬菜產地監測點22個；④土壤重金屬監測：全省布設監測點6萬多個，采集土壤樣品65 094個；⑤土壤墑情監測：在全省設監測站25個，定期開展墑情監測，為指導農作物適墑播種、田間管理提供可靠依據；⑥肥料效應監測：在全省建立40個監測點，組織開展了“3414”肥效試驗和肥效監測。上述這些監測工作，對地區不同耕地的肥力變化起到良好的監控與改良作用。同時，全省還加強完善漏斗區地下水動態監測工作，建立土水一體化監測網絡體系和數據信息共享平臺。

2.3 建設機制與體制

加強組織領導，健全機制，協同配合，形成合力，農業廳合同相關部門建立了輪作休耕制度試點協同機制，協同推進試點工作落實；強化責任落實，以市、縣為抓手，層層簽訂責任狀，試點任務分解到基層、農戶、地塊，以種糧大戶、家庭農場、農民合作社等新型經營為主體，集中整體推進；水權分配制度，水權交易辦法，推廣了“一提一補”農業水價改革模式；土地流轉與集中休耕一體化制度，休耕補貼制度等；重視宣傳引導，加大典型培樹，加強督導檢查，強化考核驗收，采取獎懲機制等多措并舉，上下戮力，取得了較好的進展。

3 當前實施輪作休耕制度試點面臨的主要問題

3.1 區域水資源不平衡性與水生態系統循環功能喪失

河北省地下水問題實際上是區域水生態系統循環遭到破壞后引起的問題，過去太行山山前來水，由于建了若干水庫，水均被攔截。要想解決華北地下水的恢復問題，不能僅抽水而沒有補水，如何解決補水是個大問題。其次，大型水庫必須排泄，減少水面直接蒸發損失，加強庫水與地表水、地下水連通循環，恢復水生態系統的涵蓄功能，提高區域水環境容量。目前該地區水環境容量已經為零，環境污染比缺水問題更嚴重，現在是有河皆干，有水皆污。據10年來的跟蹤調查，河道重金屬已經出現超標，要改善環境最根本的還是要恢復水循環，恢復水環境容量。這不僅會影響現在的生產問題，將來整個生態大系統各個層面被斷裂，甚至連人類生存都是問題。

3.2 漏斗區糧食生產與水資源安全的矛盾突出

河北是全國13個糧食生產核心區之一。目前，全省仍然有87萬hm2耕地，而且集中在漏斗區，依靠深層地下水維持農業生產，年超采20多億m3深層地下水。同時，國家劃定“糧食生產功能區和重要農產品生產保護區”時，小麥生產功能區包括海河流域的河北，農產品生產保護區明確海河流域地區為補充，也包括了河北。河北同時面臨著保耕地面積超采地下水維持糧食生產，以及保證用水安全實行以水定產退減耕地面積的矛盾問題。在當前條件下，要保證糧食生產需要超采地下水，同時要保證用水安全需要退減小麥種植面積。建議國家進一步對河北省糧食安全和水資源安全問題進行統籌考慮，減輕河北省糧食生產壓力，切實做到藏糧于地，緩解對深層地下水的超采利用。

3.3 漏斗區輪作休耕制度的科技支撐基礎不足

圍繞漏斗區地下水超采綜合治理和休耕制度試點工作，經過兩年的努力，河北省啟動了多項與調整種植結構和農藝節水相關的科研項目，研發了相應的種植技術模式，包括冬小麥春灌節水穩產配套技術、小麥保護性耕作節水技術、小麥玉米水肥一體化節水、蔬菜膜下滴灌水肥一體化節水等項目，通過這些種植模式的調整，其節水效果明顯。但是，這些技術模式效果的節水機制、長期穩定性以及生態環境影響等有待進一步深入研究。尤其是，農業生產活動對漏斗區地下水影響的基礎研究十分缺乏，如漏斗區輪作休耕模式下地下水循環要素和淺層地下水補給的時空演變規律如何？深層地下水使用后是否可以更新，其更新能力的恢復變化過程？地下水灌溉-環境變化-糧食生產之間存在的內在關系如何？如何定量評價基于糧食安全的地下水資源承載力大小？以及地下水漏斗區域環境質量控制與修復方法等。這些問題的解決可為科學利用地下水資源和地下水復合漏斗控制與修復提供科技支撐[7]。另外，缺乏輪作休耕面積和耕地質量動態識別的遙感監測技術。由于休耕項目試點范圍大，涉及農戶和地塊多，人工核實難度大，一些地區在抽查驗收時出現項目區面積不實的問題，需要不斷推進休耕地四至信息提取，利用衛星遙感技術核實休耕地面積，將休耕數據納入數字化管理平臺。輪作休耕制度試點實施以來，部分地區耕地質量監測數據一直沒能獲取，無法評價試點成效，需加強遙感實時動態監測，建立監測技術平臺。

3.4 漏斗區輪作休耕制度的體制機制尚不健全

輪作休耕制度是一個系統工程，涉及土、肥、水、種、密、保、管、工、法等生產和管理要素，需要多個部門協同工作。

1) 從組織機制來看，全省成立了領導小組和專家委員會，發布了《河北省季節性休耕實施方案》，但是缺乏頂層設計，需要制定耕地輪作休耕制度試點的總體規劃和藍圖，確定中長期發展目標和主要工作任務。

2) 休耕補貼與其他農業補貼存在矛盾問題。2016年國家調整完善農業補貼政策試點工作中給農民發放“農業支持保護補貼”，一方面鼓勵農民種地，而實施休耕輪作試點以來，又發放休耕補貼，另一方面鼓勵農民不種地，兩種補貼政策明顯矛盾。

3) 農業電價優惠與農業水價改革也存在矛盾。農業電價優惠政策在一定程度上降低了抽取地下水的勞動力成本，鼓勵了老百姓抽水灌溉，而農業水價改革，目的是提高水價，通過價格杠桿倒逼老百姓節水，遏制地下水超采活動。

4) 休耕補貼標準單一，不能適時調整，影響休耕積極性。由于各種不確定因素的存在，糧食價格每年會出現波動，但是國家和地方的休耕補助恒定不變，這就導致農民休耕的積極性受到影響。糧食價格低的時候，農民傾向于休耕；糧食價格高的時候，農民則傾向于種地。這些不確定性會讓耕地得不到應有的保護，不利于我國耕地輪作休耕制度的實行。

5) 水權分配制度、土地流轉、考核、監督、評估、激勵、宣教等機制也有待進一步完善，建立耕地輪休休耕制度試點體系。

4 對策建議

對河北省漏斗區近兩年的耕地輪作休耕制度試點工作的實施情況、存在的主要問題及其成因分析表明，漏斗區農業生產發展與區域地下水資源安全和水土環境質量存在明顯的不協調和難持續的態勢。河北平原是我國的重要糧食生產核心區與京津冀協同發展地區。國家應將維持區域糧食安全與保障水資源環境安全放在同等重要的位置上，貫徹落實五大發展理念。為此，我們提出如下對策建議。

4.1 加強漏斗區水土資源環境安全戰略規劃

河北漏斗區輪作休耕制度本質上是解決該地區水土資源環境安全問題。河北省漏斗區的地下水資源與水環境容量的平衡問題，打破了區域水生態系統循環，嚴重制約了漏斗區耕地的持續產能，這是整個華北地區“抓牛鼻子”的大問題。建議國家加強戰略頂層設計，研究華北平原漏斗區糧食安全與水資源環境安全的協同戰略規劃，將河北省地下水漏斗區水資源治理與京津冀環境整治和雄安新區建設工作結合起來，統籌考慮解決華北地區的耕地輪作休耕試點任務與布局，建立統一機制、統一發展理念和生態建設理念，積極探索因水制宜、因土制宜的輪作休耕制度體系[8]，建議國家進一步對河北省糧食安全和水資源安全問題進行統籌考慮，減輕河北省糧食生產壓力，切實做到藏糧于地，緩解對深層地下水的超采利用。

4.2 加強漏斗區輪作休耕制度的科學技術研究

研究漏斗區輪作休耕模式下地下水和耕地質量的時空演變規律，深層地下水可更新能力的變化過程、地下水灌溉-環境變化-糧食生產之間的協調機制、基于糧食安全的地下水資源承載力定量評價模型、地下水漏斗的控制與修復方法。研究地下水壓采與農業水平衡的互饋機制與調控途徑，研發農業智能限水、節水種植、水肥一體化、精確微灌、節水育種等農業水資源高效利用與節水農業技術與設備；研發漏斗區種養生態節水循環農業和特色高值農業模式，漏斗區耕地輪作休耕與糧食產能提升協同技術體系，提出地下水超采和水資源環境安全保障模式；建立土地-糧食-水資源協同調控體系和農業環境綜合治理與監管體系；研發輪作休耕面積和耕地質量動態識別的遙感監測技術，構建環境多要素一體化水土資源監測技術與信息平臺等[9]。

4.3 加快推進漏斗區輪作休耕制度的體制機制建設

1) 協同配合，統籌管理。建議進一步加強農業部牽頭作用，會同中央農辦、財政部、發展改革委、國土資源部、環境保護部、水利部、食品藥品監管總局、林業局、糧食局等部門和單位，建立耕地輪作休耕制度試點協調機制，加強協同配合，形成工作合力。盤點各部委政策文件，綜合考慮，達成共識，制定一套可行的行動指南[10]。

2) 完善機制，實施規范管理。各地區各部門完善日常檢查、抽查、巡查機制；建立有效的生態環境監測與修復網絡，在監測預警的基礎上，建立試點和推廣區域的動態調整機制；完善對農戶、農業經營者的考核機制；完善對地方政府的績效考核機制；完善對試點工作實施的評估和反饋機制；完善第三方驗收和政策評估機制等。

3) 建立生態補償制度和管理機制。構建實施耕地輪作休耕的差別補償標準體系，建立嚴格的生態環境保護責任制度、補貼補償制度和投入機制，培育生態環保的市場經濟機制，提高當地人民群眾的經濟收益[11]。

4) 輪作休耕規范化、程序化、制度化管理。國家有關部門要盡快制定《耕地輪作休耕管理暫行條例》，根據本地實際情況制定《耕地輪作休耕的實施辦法》等政策性文件，把中央的改革成果和設計以法律規范的形式予以鞏固。在立法的制定上，耕地輪作休耕作為土壤污染防治和土壤保護工作的一部分內容，納入目前全國人大正在制定的《土壤污染防治法》專門法律之中。

致謝：感謝河北省農業廳和有關專家以及項目組全體成員的大力支持。

[1] 單蘭波, 汪家權. 地下水超采評價研究的現狀與發展[J]. 低碳世界, 2013(20): 110–111

[2] 陳飛, 侯杰, 于麗麗, 等. 全國地下水超采治理分析[J]. 水利規劃與設計, 2016(11): 3–7

[3] 李金英, 閆旭東. 滄州地下水超采綜合治理下農業旱作模式初探[J]. 農業科技通訊, 2017(5): 169–170

[4] 馬禮, 甘超華, 南秋菊. 壩上植被恢復建設分區研究[J]. 中國水土保持, 2005(2): 31–34

[5] 袁金國, 王衛, 龍麗民. 河北壩上生態脆弱區的土地退化及生態重建[J]. 干旱區資源與環境, 2006, 20(2): 139–143

[6] 郭燕枝, 王小虎, 孫君茂. 華北平原地下水漏斗區馬鈴薯替代小麥種植及由此節省的水資源量估算[J]. 中國農業科技導報, 2014, 16(6): 159–163

[7] 劉敏, 聶振龍, 王金哲, 等. 華北平原地下水資源承載力評價[J]. 南水北調與水利科技, 2017, 15(4): 13–18

[8] 楊邦杰, 湯懷志, 鄖文聚, 等. 分區分類科學休耕重塑京津冀水土利用新平衡[J]. 中國發展, 2015, 15(6): 1–4

[9] 孫梅英, 馬素英, 付銀環, 等. 河北省水權確權登記方法解析[J]. 中國水利, 2015(20): 23–24

[10] 馬磊. 河北省地下水超采綜合治理實踐及啟示[J]. 中國水利, 2017(7): 51–54

[11] Xie H L, Cheng L J, Lv T G. Factors influencing farmer willingness to fallow winter wheat and ecological compensation standards in a groundwater funnel area in Hengshui, Hebei Province, China[J]. Sustainability, 2017, 9(5): 839

Pilot Progress and Countermeasures on Farmland Rotation and Fallow System in the Groundwater Funnel Area of China

ZHAO Qiguo, SHEN Renfang, TENG Ying, LI Xiuhua

(Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China)

The severe over-exploitation of groundwater has become the major constraint to the economic and social development of Hebei Province, China. It is of great significance to carry out pilot program of farmland rotation and fallow system for both comprehensive management of groundwater overdraft and agricultural sustainable development. Based on the investigation and discussion forum, we comprehensively summarized the pilot progress in farmland rotation and fallow system in Hebei Province, analyzed existing problems and put forward countermeasures, which will provide a reference for the pilot program of farmland rotation and fallow system in the funnel area of China.

Groundwater funnel area; Farmland rotation and fallow; Comprehensive management; System and mechanism; Countermeasures

中國科學院學部咨詢項目(2016ZWH002A-002)資助。

趙其國(1930—)，男，湖北武漢人，研究員，中國科學院院士，著名土壤學家，主要研究領域為土壤資源、生態環境、農業可持續發展。E-mail: qgzhao@issas.ac.cn

10.13758/j.cnki.tr.2018.01.001

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