毛烏素沙地水資源利用與農業發展的調研

淮建軍, 上官周平

(1.西北農林科技大學 經濟管理學院, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農林科技大學 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

毛烏素沙漠(北緯37°27.5′—39°22.5′，東經107°20′—111°30′)是我國四大沙地之一，陜西省榆林市的北部風沙區是其主要構成區域之一。毛烏素沙漠是我國能源富集區和干旱半干旱脆弱區，降雨量少且時空分布不均。沙區的土地利用類型相對復雜，從東南到西北交錯分布的農、林、牧地顯示出明顯的區域差異，并且未被充分利用和集約化經營。1970年以來，毛烏素沙地氣候逐漸變暖[1]，綠地增加，生態服務增殖，水土流失風險明顯下降。隨著一、二、三產業持續發展，榆林市產業用水需求增加，農業生產、能源工業和生態建設紛紛搶奪水源[2]，人均生態赤字翻了一番[3]，全市生態安全受到極大威脅[4]。可見榆林毛烏素沙地水資源的可持續利用和農業的可持續發展問題顯得非常突兀，迫切需要我們進行調研。

1 調研方法與過程

我們以榆林市為例，圍繞“榆林毛烏素沙地地下水位是否下降？作物如何適應脆弱環境？產業發展有哪些挑戰？主導農業如何發展？”等問題，2019年11月18—21日我們西北農林科技大學一行5人，在陜西省治沙所和榆林學院進行了為期3天的調研。2019年11月18日上午我們在治沙所與治沙、水利、水保、地理、土壤等專業學科的20多位專家學者進行了座談。下午驅車考察了榆林沙地植物園、試驗苗圃基地、紅石峽新修試驗地以及珍稀沙生植物保護基地的部分地區。11月19日我們走訪了榆林學院，在其生命學院與來自林學、植物、園藝、森保、農學等不同專業的20多位專家學者進行了深入討論。選擇陜西省治沙所和榆林學院的主要原因如下：(1) 陜西省治沙所在植樹造林、沙地飛播、小流域綜合治理、優良固沙植物選育種、沙區生態經濟型防護林體系與示范區建設、荒漠化土地治理技術研究與示范等方面取得了豐碩的成果。(2) 榆林學院是榆林市實力最強的高等院校，它在促進產學研結合，推動地區經濟發展，尤其是在“農業節水”和“潔凈煤技術”等領域做出了卓越的貢獻。

2 結果與分析

2.1 毛烏素沙地地下水位變化

2.1.1 毛烏素沙地地下水位變化有不同地域模式 水是毛烏素沙地所有生物生存和發展的最主要制約因素。近年來，大氣降雨逐漸減少，煤礦開發日益增加，這導致榆林毛烏素沙地地下水存儲量減少了8.6億m3，不同區域的地下水位下降2～7 m；但是，榆林治沙研究所多年觀測數據顯示，近30 年來毛烏素沙地地下水位沒有明顯變化。但是地下水位在不同生態恢復區存在不同的變化趨勢，在榆林市靖邊縣，沙地區地下水位比周邊黃土梁峁區的年平均變化幅度要小很多[5-6]。在植被恢復區，2017年降水量達到700 mm，但是在農作物生長期地下水位明顯下降，冬季水位恢復，水位和作物生長期呈U型關系。可見，因為不同作物在生長期內地下水利用量的分布規律差異很大[7]，所以毛烏素沙地植被耗水量與大氣降水會對地表水產生影響，但對地下水影響不大，沙區地下水位沒有變化。

地下水系的流失是煤礦開采引起的最主要的環境破壞之一[8]。榆林煤礦開采破壞了地下水系，使潛水層滲漏，從而致使礦區地下水位下降；礦區以前用馬槽井，后來用30 m左右的深井，目前機井深度已經達到120 m，很多大壩蓄水面積縮小了1/3。在靖邊縣，地下水位變化和灌溉有密切的關系：灌溉期間地下水位明顯下降，非灌溉期間地下水位逐漸恢復正常[6]。由于責權利不明確，相關的利益主體無法得到合理的補償，也無法實施有效的監督，榆林每年因煤炭開發造成的生態價值損失大約為20.82億～31.56億元[9]。

2.1.2 作物對地下水變化的響應 在榆林，大量湖泊經過干旱之后蒸發形成降雨滋養植被，但是在沙漠地下1 m一般存在干塵。在榆林毛烏素沙地人工種植的喬木，由于其根系達不到1 m以下，易形成水平根系，喬木生長主要靠降水維持，目前礦區植被主要靠1—2 m土層內降雨來補充水分。煤層一般存在于地下200 m和400 m兩個位置，它們形成隔離層，生態修復中的綠化種植對土壤地下水影響不大。因此灌草生長與降雨存在循環關系，但不參與地下水循環。

不同農作物對地下水有不同響應。在毛烏素沙地，由于病蟲害嚴重、缺水、種植密度過大，樟子松存在大面積死亡的可能，因此無法實現自然繁殖。由于需水量較大，近30 年來樟子松種植面積的擴張導致地下水位下降3～5 m，這就引發了水資源不可持續利用的問題。全國勞模張應龍治沙成功，主要依賴于附近水庫的水源。樟子松種植在豐水年、正常年和極端年份發揮的作用是不同的[10]；400株/hm2被認為是最合適的樟子松固沙林適宜密度，過度稠密會導致樟子松產生枯枝敗葉、樹皮剝落等問題[11]。地方政府追求短期效益，要求很快“看到綠”，是導致樟子松種植密度太大的主要原因。黃芪吸水能力較強，抗旱性較好[12]，其根部可以延伸到地下1 m深。但是黃芪塊莖較大，需要翻地收獲，容易使大量沙土裸露，農戶不愿意翻地回填平整土地，冬季無法實現有效覆蓋，因此大面積種植黃芪等塊莖作物增加沙地退化的風險。

2.2 榆林牧草、蘋果和沙棘的產業發展

2.2.1 畜草產業 在榆林市榆陽區，畜牧業發展獲得了政府補貼與技術指導，取得了一定的效果，養殖戶年平均收入大約30萬元。2017年以前，榆陽區畜牧業總產值超過30億元，到2017年人工種草面積超過66.67萬hm2；在榆林，發展草業是養殖畜牧業的基礎，在未來2～3 年內榆林市規劃種植0.27～0.33萬hm2的蓄草，打造巨大的牧場，其中榆陽區苜蓿種植產業園將發揮關鍵作用。但是，由于品種適宜性差，栽種技術比較差以及越冬管理不夠完善，種草農戶較少，草業在短期內難以實現產業化。

2.2.2 山地蘋果 土壤深厚松散，光照條件良好，晝夜溫差大，地勢平坦，農田基礎設施較好，這些都為榆林市東南部區域發展機械化栽培蘋果提供了很好的條件。目前榆林市至少有98萬未掛果的蘋果，有一定的潛在銷路。蘋果的精細化管理需要大量勞動力，但是，山區人力資本昂貴、水肥管理較差、銷售渠道匱乏、極端氣候災害頻發等問題嚴重阻礙山地蘋果的發展。2018年，在榆林市清澗縣和子洲縣，蘋果單價每斤5元左右，但是精細化管理技術落后、腐爛病比較嚴重及90以上等級的蘋果產量低等問題導致榆林蘋果商品率較低。

2.2.3 沙 棘 榆林是最適合沙棘生長的區域之一[13]。在半農半牧區種植沙棘具有很多潛在效益，比如防風固沙、固土改土、耐干旱瘠薄、耐鹽堿等生態效益；此外，沙棘果子可以用于開發各種油料和保健品，沙棘桿可以制作食用菌等，沙棘葉可以喂養牛羊，這些帶來可觀的經濟效益。但是目前在榆林毛烏素沙漠地區種植的沙棘面臨很多困難：育苗難，造林難，無法有效的管護，導致沙棘長勢很差[14]；品種單一，產量較少，種植密度太大，難以實現機械化，很難實現經濟效益。由于當地政府和企業只重視短期利益，忽視長期利益，目前榆林沙溪園區逐漸推行的“企業+基地”模式成本高、收益低，仍然難以實現機械化，如果主要通過人工打理，難以避免沙棘退化問題。

2.3 榆林毛烏素沙地農業發展的問題

2.3.1 水資源不可持續利用，沙地農業生態風險明顯 榆林農業產業普遍面臨科技壁壘和發展滯后的問題，存在著重經濟效益輕生態效益的傾向，始終無法回避水資源不可持續利用的瓶頸。在產業推進過程中，農牧草業投入成本大、產出少、銷量低、效益差，原料供應、機器改造、技術創新和產品品質難以保障，無法大面積實現機械化建設，因此很難形成規模經濟，產業化程度較低，目前沒有實現社會經濟效益。如果開墾1 hm2荒地沙地，農戶將獲得政府的補貼15 000元，種植的作物收入3 000～4 500元，因此其平均經濟總效益約為18 250元/hm2。現行林業改革政策雖然以激勵農戶造林為初衷，但在實踐中并沒有促進農戶加大林地投資，積極實施節水技術[15]；同時，在榆林沙地，大面積種植玉米和土豆耗水耗肥，在非生長期容易誘發風沙，一旦沙丘被破壞，很容易導致沙地脆弱性增加。

2.3.2 勞動力匱乏，生態保護意向和生態效益觀念弱化 目前，榆林市農業發展面臨農村空心化，勞動力匱乏等的問題，年輕人非農就業的趨勢不可逆轉。雖然政府補貼120 000元/hm2以鼓勵農戶改良沙地，但很少有農戶能夠完全按照50～100 cm的標準鋪墊厚土，沙土耕地化建設存在著巨大隱患。雖然政府的補償可以刺激農戶產生對生態環境的保護行為和意愿[16]，但是生態補償中的各種腐敗行為、產權扭曲和補償不公平等問題打擊了農戶生態保護的積極性，只刺激了農戶發展經濟的觀念，甚至在一定程度上可能導致農民抵制政府主導的生態保護行為[17]。在靖邊縣，很多投資者購買或者租賃沙地，為了實現機械化操作大面積砍伐樹木，采用大水漫灌的方式種植金銀花、板藍根、黃芪等藥材，就是一個典型的只追求經濟效益而忽略生態效益的例子。

3 結論與政策建議

3.1 結 論

(1) 毛烏素沙地地下水位在不同生態區存在不同的變化趨勢，沙區地下水位沒有變化，礦區地下水位下降。灌草生長與降雨存在循環關系，但不參與地下水循環；不同農作物對地下水有不同響應。(2) 榆林在大力發展畜草、蘋果和沙棘產業的同時，面臨難以快速實現產業化、精細化管理和機械化等問題。(3) 榆林毛烏素沙地農業發展面臨水資源不可持續利用、沙地農業生態風險明顯增加、勞動力匱乏、農民生態效益觀念淡薄等問題。

3.2 榆林毛烏素沙地農業建設的政策建議

3.2.1 統籌治理，把握產業發展和水資源合理利用兩個核心 習總書記提出的生命共同體理念和統籌山水林田湖的思想啟示我們，應該應用綜合性、整體性和協同性的觀點來治理榆林毛烏蘇沙漠。榆林地區可持續發展建設需要堅持經濟、社會、生態協調發展的指導思想，把握產業發展和水資源合理利用兩個核心，根據生態鏈來構建產業鏈和社會鏈。榆林市要及時調整生態林的樹種結構，實現灌草結合。在毛烏素沙地，農田耕作要和防護林建設管護結合起來，制定農林牧草整體規劃，構建清晰合理的產業結構，發展節水型農業。從生產、生活、生態3個方面實現動態監測，分區治理，從技術、生態、法律、經濟、管理等方面加強管理體系的建設，逐步通過產學研結合扶持榆林農業產業發展。

3.2.2 因地制宜，分類施策，提高生態效益和經濟效益協調發展水平 榆林市生態和經濟的協調發展水平在逐年提高，但目前仍然處在初級和中級協調等級，并且存在空間的異質性，生態系統適應性水平西北高、東南低[18]。因此要因地制宜，分類施策，每個沙區、耕區、礦區要有針對性地實施治理。在榆林礦區需要科學分區，區分彈性區和采空區；榆林北部應該以中藥材和畜牧為主；榆林南部積極發展種植業和傳統農業，從而消除生態效益與經濟效益此消彼長的矛盾。

3.2.3 推廣水肥一體化和混合播種結構，加快蘋果、沙棘和苜蓿產業化 使蘋果收入成為實現農民增收主要渠道，應該大力推廣水肥一體化的技術，它把肥料、農藥等通過灌溉的形式送到果樹的根部，省時省力，節約高效，效果非常明顯，值得推廣[19]。

大果沙棘具有很好的抗逆性，是防風固沙最好的樹種，而且營養豐富，具有較高的保健價值和廣闊的市場前景[20]。榆林市應該在政府合理科學的規劃指導下，通過市場機制和科技創新，促進大果沙棘迅速產業化，實現榆林農業可持續發展。

大力發展苜蓿和禾本科植物結合可以增強固氮屬性，加快微生物分解，有效提高土壤肥力，因此實行混合播種結構較為合理。此外，苜蓿產量較高，經濟效益可觀，每hm2產量至少15 t，可帶來1 200元收益。

3.2.4 創新管理制度，加強環境監管和技術培訓，探索適度放牧 要借鑒“河長制”的建設經驗，創新管理制度，創立和健全“沙長制”，把水資源可持續利用績效作為審計考核指標，確保城鄉供水安全，實施精細化技術和簡約化管理，建立暢通的銷售渠道，加快品牌戰略建設，積極推動榆林農業產業的可持續發展。

進一步加強政府對環境的監管，增加對農業技術的培訓力度，普及“綠水青山就是金山銀山”的生態理念，引導農戶從經濟收益和生態收益兩方面作出合理的生產決策。

探索逐步放松封林禁牧政策，容許適度放牧，這不僅有利于解決牧戶技術成本過高以及勞動力缺乏等問題，而且可以實現草地生物的多樣性，從而提升畜牧草業的可持續發展力。