以色列水土資源高效利用農業綠色發展的啟示*

易小燕，吳 勇，尹昌斌※，程 明，張 賡，鄭育鎖

(1.中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081； 2.全國農業技術推廣服務中心，北京 100026； 3.北京市農業技術推廣站，北京 100029； 4.天津市農業技術推廣站,天津 300061)

0 引言

以色列是世界上水土資源最匱乏的國家之一，卻在短短的幾十年邁入世界上農業最發達的國家行列。以色列是如何高效利用水土資源創造“沙漠奇跡”？帶著這些疑惑筆者有幸參加了赴以色列“旱作農業與水肥一體化”培訓，學習以色列在干旱缺水的嚴峻條件下發展現代農業的先進經驗。培訓期間，聽取了以色列農業部專家介紹節水農業的發展變化情況，考察了相關綠色農業生產技術如滴灌技術、南部沙漠水肥一體化的實際應用等，對以色列水土資源利用的節約化、智能化、精準化有了更深的認識和理解。以色列立足自身條件，促進農業水土資源高效利用的做法與經驗對我國推進農業綠色發展具有重要的借鑒意義。

1 以色列水土資源及利用狀況

1.1 水資源基本情況與利用結構

1.1.1 降水、地表水與地下水資源

受地中海氣候影響，以色列降雨集中在11至次年4月，最大降雨在1月，其余月份均為干旱季節； 降水量少且分布不均勻，多年平均降水量北部約700～800mm，中部平原400～600mm，南部內蓋夫沙漠年均降水量只有20～30mm(表1)，年降水總量為100億m3，降水利用率約為18%，其余被蒸發和流入海洋。由于降水南北差異較大，水資源的分布極不均衡， 80%的降水在北方，但65%需要灌溉的土地在南方，南方水資源只有總水資源的20%，極不利于農業生產(表1)。

表1 以色列的降水量(多年平均值)

以色列的地表水資源主要來源于3部分：一是加利利湖，該流域是以色列境內最大的淡水湖，可蓄水80億m3，其中160km2湖面蒸發30億m3，還有約2 000m3咸水被截留送到約旦河，可利用的水資源量為50億m3； 二是流入地中海西部流域的洪水地表總徑流量為30億m3，但90%的洪水直接流入地中海不可利用，可利用的約為17.8億m3； 三是流入約旦河谷的東部流域地表徑流量不足10億m3，大部分難以利用。因此，以色列的地表水資源約為120億m3，可利用的約為70億m3，占可利用水資源的35%[1]。

以色列的地下水資源主要有沿海和山區兩個含水層。多年平均補給量約130億m3，占以色列可利用水資源的65%。

由此可見，以色列平均年水資源總量約250億m3。除去湖泊蒸發生態用水和難以利用的洪水、咸水，可利用量約200億m3。近些年不僅天然水資源供水減少，而且加利利湖水位不斷下降、地下水位下降，產生供水危機。

1.1.2 海水淡化、廢水循環再利用

以色列政府于1999年制定了“大規模海水淡化計劃”，以期緩解淡水的供需矛盾。根據該計劃，截止2015年，海水淡化水將占以色列淡水需求量的22.5%，生活用水的62.5%； 截止2025年，海水淡化水將占淡水需求量的28.5%，生活用水的70%； 截止2050年，海水淡化水將占全國淡水需求量的41%，生活用水的100%。近年來，海水淡化在以色列發展很快。目前以色列國內用水的55%來自海水淡化。2006年海水淡化能力才有100萬m3/d，到2013年，海水淡化供水能力增加到6億m3/年。預計2020年增加到7.5億m3/年[2]。另外，以色列對地下咸水進行淡化，稱之為Blackish water。目前以色列的咸水淡化年開采量月為1.6億m3左右，其中約35%用于工業水，主要是作為冷卻用水，余下的部分主要用于農業，包括魚塘用水和灌溉。現有的Blackish water淡化主要位于埃拉特和阿亞拉地區，每年使用1 000萬m3，生產淡水700萬m3。

政府還投入大量資金進行廢水循環的建設工程。目前，以色列的廢水處理高達75%，躍居全球第一。位于特拉維夫市以南約10km處的Shafdan廢水處理廠，是全球最大的污水處理廠之一，日處理廢水約37萬t。它承擔該地區近250萬人口的生活和工業廢水處理任務。Shafdan采用最新的生物污水處理技術——利用一種名為“生物質載體(Biological Reactors)”的設備，給細菌提供生長空間，利用它們消耗掉生物垃圾。處理后的再生水通過指定輸水管線，導入幾十個分布于南部內蓋夫沙漠用于農業灌溉的水庫之中。

圖1 1998—2016年以色列各部分用水量變化情況數據來源：根據以色列水務局數據整理

圖2 建國以來以色列農業生產年均用水量與單位用水的生產率數據來源：以色列農業部

圖3 以色列不同作物土地灌溉情況數據來源：以色列規劃局

1.1.3 水資源利用結構

一直以來，農業用水是以色列水資源消耗的主要部分，接近60%的水資源用于農業生產[4]。2016年，全國總用水量為22.2億m3，其中，農業用水12.8億m3，占58%。同時，農業用水中使用自然淡水的比例在逐步減少，廢水回收利用量在不斷增加， 2016年達到7.7億m3，占農業用水量的60.2%，占總用水量的34.7%，比2010年分別提高了6.4個百分點和3.9個百分點(圖1)。

1.2 土地資源基本情況

國土狹小，耕地數量有限。目前，以色列國土面積2.2萬km2，耕地面積43.7萬hm2，大約為國土面積的20%，人均耕地約0.05hm2，耕地數量十分有限。由于受地形和氣候的影響，全國約60%的土地是沙漠，可利用耕地主要分布在北部濱海平原、加利利山區及約旦河谷，該區域農業用地38萬hm2，約占國土面積的17%，其中，耕地29萬hm2、草場9萬hm2[3]。

耕作層薄，耕地質量貧瘠。以色列耕作土壤的質量并不理想，大部分耕作土壤分布在中北部地區，多為風積、沖積性沙質土，土層平均厚度只有25～35cm，風積土主要由粒度不等的沙丘沙、紅沙和黃土組成，前兩者保水能力弱，后者遇水則易形成不透水的硬盤； 沖積土結構粘重，內蓋夫沙漠雖然面積廣大，但是大多數地表尚未形成農業土壤。只有在北部的下加利利地區和撒馬利亞地區之間的谷地、山間寬谷或斜坡上，分布有由紅色石灰土演變并經短距離搬運來的片狀沖積土，這種土壤的厚度較大，耕作性好。北部濱海平原是以色列栽培柑橘類果樹的中心區，是最先為國家提供重要出口商品的基地。加利利山區由于大量季節性降雨，形成小塊肥沃谷田，不用灌溉即可耕作。該地區生產的橄欖和煙葉馳名國內外。在上約旦河谷的太巴列湖周圍地區，是農作物豐產區，每年種植稻谷、棉花、花生、玉米和各種熱帶水果。

1.3 水土資源高效利用與農業發展

雖然以色列大部分的水都貢獻給了農業，但農業用水效率是相當高的，主要在于以色列農業均采用滴灌技術，并采用水肥一體化，水資源的利用率達到了95%以上。從圖2可以看出農業生產的年平均用水量在不斷下降，而每單位用水所生產的農產品產出率在不斷增加。

以色列的耕地由于降水量少，約52%的耕地需要灌溉。通過灌溉，使以色列自1948年建國至今，耕地面積從16.5萬hm2增加到43.7萬hm2，增加了約2.6倍，農田灌溉面積從3萬hm2增加到23.1萬hm2，增加了7.7倍[5]。同時，以色列種植的花卉和柑橘基本都需要灌溉，只有約25%的大田作物不需要灌溉，靠天然雨養農業(圖3)。以色列南部沙漠主要采取沙土灌溉農業，如調查的Arava農場，土地面積15萬hm2，占國土面積6%，耕地面積只有0.3萬hm2，通過滴灌、水肥一體化、咸水淡化等一系列現代農業節水高技術，Arava農場生產了以色列60%的出口蔬菜和10%的鮮花，年出口額達S|2.5億。

以色列不斷提高水土資源利用率，成為世界上農業發展的強國，農業總產值S|35億，占國內生產總值的7.5%。在農業產值中，種植業占57.4%，畜牧業占42.6%，農副產品60%用于出口，年出口創匯約S| 21億[6]。以色列除了種植小麥玉米飼料作物以外，番茄、甜椒、西瓜、向日葵、草莓以及果園等經濟作物和經濟林木占了很大比重，水果和蔬菜單產水平居世界前列。以色列農產品大量出口，占據了40%的歐洲瓜果和蔬菜市場，被譽為“歐洲果籃”。

2 以色列水土資源高效利用的經驗

2.1 法律先行，強化水土資源管理

自1959年以來，政府陸續頒布了《水法》《水計量法》《水井控制法》《經營許可法》等系列法律法規，對水資源進行保護。根據法律規定加強水資源管理。一是建立用水配額制。為使有限水資源發揮最大的效用，以色列建立了水資源配給制度，明確了水資源在干旱地區應優先保證生活用水，然后是工業、農業、商業、服務業等行業和領域的配給順序； 對用水權、用水額度、水質控制和水費收取等水資源管理關鍵環節進行明確規定； 按區域劃分定額供應區，對居民生活用水、工業用水和農業用水進行定額配置。在核定農業用水定額時，首先對不同種類作物制定用水量標準，根據農作物種類和種植面積確定農業用水量。二是實行階梯水價。發揮經濟杠桿的作用，對居民生活用水、工業用水和農業用水都實行階梯定價，用水量越大水價越高。農業用水價格是根據每年確定的淡水配額的3個層次予以確定。三是建立水資源節約激勵機制。對農業用水進行補貼，其補貼經費來源于生活用水的高水價。為鼓勵回收水的使用，以政府確定了低廉的回用水價格，僅為S|0.34/m3，且政府對回用水設施補貼約60%。

以色列為了避免組織或個人濫用耕地，于1965年頒布了《規劃和住宅法》，將耕地保護作為各級規劃的法定目標，即農業生態保護、耕地保護是各類規劃的首要任務。其他行業規劃、區域規劃均要經過中央政府的行政審批，城市化建設中的任何建設用地都必須得到規劃許可。同時，《以色列土地法》規定93%的以色列土地為公有性質，這些公有土地中的農業用地只租不賣，且一般只能作為農業用途。以色列的耕地資源管理主要體現在：一是加強審批管理。政府制定城鎮發展規劃時要充分考慮耕地保護，減少耕地擠占，所有與土地有關的開發計劃要經國家主管部門審批。二是規定農業用地只租賃不出售，租期49～99年不等。政府根據地理位置和肥力對土地劃分等級，并以此確定租金，租金每3年協商1次。三是多部門監管。由農業、衛生、環境等多個部門對農業生產與消費實施全程質量控制，保證無農藥和化肥污染、農產品無農藥殘留、農業廢物處理符合相關標準[7]。同時，通過推廣可持續農業、生態農業建設及綜合防治管理，減少農業活動對環境的危害。以色列土地管理局主要負責國有土地分配與管理，土地管理局局長由政府指定但歸農業與農村部領導。猶太人基金會(JNF)擁有以色列13%的土地，它是一個準政府機構，主要負責農村與農業基礎設施建設，如植樹造林、修建水庫、土地開墾等。

2.2 效率優先，大力發展節水農業

為克服干旱缺水短板，以色列大力發展節水農業，注重提高農業用水效率，以有限的水資源支撐起農業發展。以色列沙漠溫室技術、抗旱節水品種、節水灌溉、廢水循環利用、微咸水灌溉等技術處于世界領先地位，這些先進科技的推廣應用，使得以色列農業灌溉用水總量連續30年穩定在13億m3，而產出與建國初期相比卻增長了12倍。特別是滴灌技術的普及推廣，噴灌、滴灌基本全部取代了傳統的溝渠漫灌方法，其中滴灌面積已經占以色列灌溉面積的85%以上，灌溉水利用率達到95%，單位面積用水量降低一半左右，水分生產效率提高2.5倍[8]。

滴灌技術的廣泛應用，不但推動了節水農業的發展，也給施肥技術帶來了極大的變化，導致了水肥一體化技術的興起，推動肥料利用率提高30%～50%。水肥一體化技術還推動水溶肥料的發展。水溶性肥料是一種可以完全溶于水的多元復合肥料，它能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，而且其吸收利用率相對較高，更為關鍵的是它可以應用于噴滴灌等設施農業，實現水肥一體化，達到省水省肥省工的效能。近年來，以色列國內由于水肥一體化技術得到了迅速推廣應用，肥料的生產以無機的全水溶肥和液體肥料為主，只在部分區域的經濟作物上施用少量固體有機肥。以色列能夠以“沙漠之國”創造“農業強國”的奇跡，其主要措施就是在節水農業的基礎上全面發展高效的水肥一體化技術。

2.3 科技引領，不斷創新資源高效利用技術

以色列十分注重科技引領作用，針對干旱缺水、耕地有限等問題，不斷創新資源高效利用新技術新發明。滴灌技術就是典型案例，耐特菲姆公司是世界上最早從事滴灌的公司，數十年來，以色列集中力量研究農業節水灌溉技術，經過多年研究和開發，已探索出世界上最先進的噴灌、滴灌、微噴灌技術[9]。耐特菲姆公司已開發出100多種滴灌器和相關配件，從1967—2006年，先后推出了5 代滴灌系統和12套產品，適合不同情況的灌溉需求。近年來，以色列又發展了物聯網水肥一體化技術，根據土壤水分、農田溫濕度、蒸發量、需水量、需肥量等因素，對用水、用肥和用藥進行自動化控制，實現節水、省肥、省藥，增產、增收、增效的目標。

2.4 公眾參與，重視資源節約宣傳教育

以色列水資源管理中十分重視社會公眾參與的重要作用，充分發揮政府、用水者、供水者和民間組織的力量。按照《水法》規定，以色列成立了國家水利委員會，負責制定全國水利政策、分配配額、用水計劃與資源發展規劃。國家水利委員會的委員在27～39名之間，其組成為社會公眾代表、政府代表、世界猶太組織等機構的代表。其中社會公眾代表名額不得少于該會會員的2/3，政府代表加上世界猶太組織代表合起來不得超過1/3[10]。公眾代表中應當包含有消費者和供水單位的代表，其中消費者代表名額不少于整個委員會人數的一半。以色列在積極推廣使用節水技術的同時，十分重視節水的教育宣傳工作。為了讓孩子從小知道水的重要性，從幼兒園開始娃娃們就接觸到水資源知識。為了讓老師教好水資源課，水利工程師定期為他們上課，然后水資源知識通過老師的口傳授給學生。為了增強感性認識，學生們定期被組織起來參觀水廠、污水處理廠、水源地。正是這些積極的教育與宣傳工作使以色列的用水量每年節約了2%～3%。

3 以色列水土資源高效利用對我國農業綠色發展的啟示

3.1 加強水土資源管理，建立自主節約機制

一是明確農業水權，增強農民自主節水意識。2015年國家農業部、發改委、科技部、財政部等八部委聯合印發《全國農業可持續發展規劃(2015—2030)》，提出確立水資源開發利用控制紅線，到2020年和2030年全國農業灌溉用水量分別保持在3 720億m3和3 730億m3。建議以法律法規的形式將該控制紅線數量固化下來，并根據種植面積、灌溉面積、糧食及重要農產品產量等將控制數量層層落實到省、縣、鄉，直至明確具體田塊和作物的用水額度。二是形成以市場為導向建立農民自主節水機制。根據層層細化的用水控制數、作物需水量、田間用水條件等，制定不同農作物用水標準，核定農業用水額度。農民用水，少用獎補，多用收費，額度之內用不完的可以在不同農戶之間有償轉讓[11]。這樣以市場的力量促進農民萌生自主節水意識，真正形成節水機制，并以市場的手段促進水資源在不同作物、不同地區和不同種植者之間進行優化配置。

3.2 大力推廣應用資源節約新技術，提高資源利用效率

一是實施田間節水工程，加強農田水利基礎設施建設，改渠道輸水為管道輸水，改傳統磚石水泥集雨窖池為新型軟體集雨窖池，實現農業輸配水的管道化和自動化，增強農業用水調節能力和農業抗旱能力。二是改變傳統的農業灌溉方式，逐步淘汰水資源利用率低的大水漫灌方式，引導農民采用管道灌溉、溝灌畦灌和膜上灌溉等方式，在有條件的地方發展噴灌、微灌和滴灌等用水效率較高的灌溉方式。三是調整農業生產結構，在確保國家糧食安全的前提下，根據各地土地、溫度和降水等自然稟賦和農業產業發展情況，選擇適宜當地種植的農作物種類，選育推廣節水抗旱新品種。四是提高農業節水裝備水平，開發農業水資源管理信息化系統，強化農業精準灌溉； 研發新型農業節水設備，如智能滴噴灌設備，降低農業節水成本，提高農業節水效果。

3.3 加大科技創新與推廣應用服務，實現農業綠色發展落地生根

以色列農業發展實踐證明，只有依靠科技創新，才能實現投入產出率與資源利用率的提高，使農業走上高產、優質、低耗、高效的綠色農業發展道路。因此，一是應加快構建完善高效的農業科技創新體系，推進農業產業化進程，提升自主創新能力。通過競爭機制的引進，規范科研項目的選擇和科研資金的管理。加大對農業科研院校等單位基礎設施的投資力度，優化科研環境，提升與穩定科技力量，促進地區支柱產業的發展，提高科技創新水平[12]。二是加強基層農技推廣隊伍建設，農技推廣人員是聯接科研和生產的關鍵環節，要通過基層農技推廣體系使新技術落地生根[13]，根據農民的反饋意見不斷完善農業節水技術，為農民提供節水技術指導、服務和支持。

3.4 培養全民節約意識，全面推動綠色生產生活方式

以色列人均占有水資源不到300m3，僅為聯合國所規定的人均年供水量的1/3。針對水資源極度匱乏的現實，以色列成為世界上第一個實行綜合全面水資源管理的國家。一方面制定水資源管理相關政策，全國實行有償用水和用水許可證、配額制，嚴格控制資源利用方式，廢水利用率高達75%，是世界水資源回收利用率最高的國家。另一方面廣泛開展節水教育，培養全民節水意識。以色列處處體現節水，不僅絕無大水漫灌的現象，甚至連空調滴出來的水都引入花盆進行灌溉。自以色列建國以來，其農業生產增長了12倍，而農業用水量只增長了3.3倍。可以說，以色列最大限度地利用了水資源，是當今世界發展節水農業技術最有成效的國家之一。面對我國水土資源狀況，同時要解決13億國人提供優質安全農產品，亟需保護水土資源數量，提升水土資源質量，培養全民節約意識，以破解實現農產品質量安全所需要的優質水土資源，實現農業綠色發展[14]。