農業水土工程學科路在何方

康紹忠

農業水土工程學科路在何方

康紹忠

（中國農業大學 中國農業水問題研究中心，北京 100083）

本文介紹了農業水土工程學科的內涵；從近年作者在國際交流與實際工作中遇到的尷尬和困惑分析了農業水土工程學科發展所面臨的嚴峻挑戰；在剖析國際上農業水土工程學科發展與變化特征以及國內行業發展對人才培養知識體系需求變化的基礎上，提出為了生存和發展亟須對傳統農業水土工程學科進行改造、拓展和提升；指出未來農業水土工程學科迫切需要發展水信息與水管理、水生態與水環境、灌溉排水機械與自動化、水經濟與水文化、全球變化與農業用水應對和灌區高質量發展等領域；應通過實施大的農業水土觀戰略和學科領域拓展與提升戰略，以及思維方式和研究方法變革推動農業水土工程學科走向更加系統綜合，由傳統的工程觀、技術觀，向與科學觀、系統觀、市場觀、生態觀、全球觀、未來觀綜合發展；通過廣泛應用信息技術、生物技術、生態環境技術、新材料技術、新能源技術、智能制造技術等高新技術，實現農業水工程學科現代化，促進面向新時代的農業水土工程學科適應性發展；提出了新時代農業水土工程學科的新作為，指出學科應用基礎性研究還需更加機理、更加前沿，應用技術性研究還應更加貼近實際、更加系統綜合、更加模式化和標準化；最后，介紹了中國農業大學農業水科學與工程學科實現適應性發展的創新實踐，力求對相關單位學科發展有所借鑒。

農業水土工程；領域拓展；改造提升；現代化；學科建設；適應性發展

0 引言

中國農業水土工程學科是在傳統的農田水利工程學科基礎上發展起來的，主要針對我國面臨的水資源緊缺、洪澇災害頻繁、水土環境惡化、耕地質量退化等問題，研究合理開發和有效利用與保護農業水土資源的基本理論、技術方法和工程設施，為農業可持續發展和農村人居水環境改善提供理論及技術支持，其研究領域由農業生產用水向考慮生態過程、水土資源環境和農村飲水安全的水土資源高效安全利用方面拓展，以確保我國水安全、糧食安全和生態安全。其研究內容主要包括灌溉排水理論與新技術、農業水土資源與環境、土地整治與保持工程、農村供水與安全飲水技術、農業水土工程與新材料、農業水土工程管理等[1]。它既包括了美國土木工程師學會（ASCE）下面偏硬的灌溉與排水工程，也包括了美國農業與生物系統工程學會（ASABE）下面偏軟的土壤和水或者歐洲和澳大利亞的土地和水管理，是一個多學科交叉的應用型學科。在我國除了博士、碩士研究生學科外，本科專業仍稱為農業水利工程。雖然它的服務面寬廣，但多年來關注國際學科發展和行業需求變化不夠，其人才培養和科學研究滿足不了新時代的需要，亟須對其進行改造、拓展和提升，賦予新的時代內涵。

1 近些年我在國際交流與生產實踐中遇到的尷尬和困惑

近些年我在國際交流與生產實踐中遇到很多尷尬和困惑，讓我深深體會到傳統的農業水土工程學科面臨著嚴峻挑戰。2011年8月，我在美國加州大學戴維斯分校訪問，首先想到的是參觀該校試驗站的大型稱重式蒸滲儀，因為在20世紀80年代初我讀研究生看文獻時就了解到該校有一個圓形的、直徑為6 m的大型稱重式蒸滲儀，我長期從事該領域的研究，所以要親眼目睹一下是多年的夢想！但等我見到它時，這臺在國際上很有影響的大型設備已經不太用了。2015年7月，我在美國加州大學河邊分校訪問，參觀美國農業部農業研究局國家鹽分實驗室，看到20世紀80年代至90年代發表過好多成果，在我們看來還非常先進和羨慕的不同地下水埋深土壤水鹽運移模擬試驗設施也空閑在那兒；在美國新墨西哥州立大學，我向該校農學院院長介紹，中國農業大學農業水科學與工程團隊有20多位教師研究農業水管理和灌溉，他眼睛瞪得很大的問我：“華北平原需要那么多人研究灌溉嗎？”，當然這還不包括在華北做研究的中國農業科學院、中國水利水電科學研究院與一些省屬農業大學的研究團隊。2016年4月，我在比利時魯汶大學訪問，很想再次參觀一下1992年我第一次出國參加國際學術會議的該校灌溉工程研究中心，但該研究中心早已不復存在；我在校園里找到了該校的水力學實驗室，如果不是親眼所見，怎么也不會相信號稱歐洲排名第三的大學就只有這么狹小的一個水力學實驗室。這說明20世紀60年代至90年代研究較多農業水土工程甚至水利工程這些專業領域在發達國家不太研究了，或者說在發達國家已經完成了它們的歷史使命。

2018年8月，新西蘭農業與食品研究所首席研究員、《Agricultural Water Management》主編Brent Clothier在中國農業大學介紹，2017年在該期刊的投稿量1274篇，排前四位的國家為中國、伊朗、印度、美國，投稿占比分別為24.6%、11.2%、9.8%和6.8%，而拒稿率分別為73%、86%、94%和40%，期刊2017年的平均拒稿率為73%，中國2007年、2012年和2017年的拒稿率分別為82%、79%和73%。說明從事農業水管理研究的主要在中國、伊朗、印度這些發展中國家，發達國家占比較少，但發達國家研究水平仍然處在前列；最近10多年中國在該領域的研究水平有所進步，優于伊朗、印度，但與美國還有差距。

2016年4月，我訪問丹麥奧胡斯大學FOULUM，與30多位中國留學的研究生座談，卻找不到國內本科農業水利工程專業畢業的，有2名博士生是國內農業水土工程學科的碩士畢業生，但本科是土壤與植物營養專業。我當時想，是國際上不需要農業水利工程本科專業學生還是我們農業水利工程專業培養的學生與國際不接軌？

2016年8月，我和中國水利水電科學研究院、中國農業大學、西北農林科技大學的相關專家在北京討論“十三五”國家重點研發計劃《水資源高效開發利用》專項“現代灌區用水調控技術與應用”項目的研究內容，具體包括灌區用水多過程耦合調控理論與方法、灌區用水信息采集與預報技術、灌區水源優化配置與調控技術、灌區水情量測技術與設備、灌區用水智能控制技術與設備、智慧灌區用水決策技術與平臺、灌區用水調控技術集成示范等。當時就讓我感到，面對灌區現代化建設亟須的智慧灌溉等新技術，農業水土工程專業的教師和學生都做不了，或者勉強能做，但做不精。

農業水土工程的重要領域是灌溉排水工程，包括噴微灌設備和排水暗管鋪設機械等，但我們培養的學生也做不了。2017年6月我到新疆克拉瑪依考察，兵團設計院的設計人員提出如何有效利用鹽堿地沖洗的排水，實際上當地太陽能資源非常豐富，可以采用太陽能淡化鹽堿地沖洗的排水+高附加值立體農業的模式，這也是國際上水—能源—食物關聯系統的熱點問題，但我們培養的農業水土工程專業的學生由于知識體系的限制也做不了。

20世紀60年代至90年代是發達國家灌溉科學與技術最興盛時期，在美國猶他州立大學、科羅拉多州立大學、內布拉斯加州立大學、亞利桑那州立大學、加州大學戴維斯分校、比利時魯汶大學、葡萄牙里斯本理工大學、澳大利亞墨爾本大學、蘇聯莫斯科水利土壤改良學院均設有與農田水利工程相同或相類似的專業，有的學校還專門設有灌溉研究中心。但至2017，我在網上僅查到美國科羅拉多州立大學、荷蘭阿姆斯特丹威騰堡大學、印度Houn-dout-Adama大學、巴基斯坦農業大學、伊朗馬什哈德菲爾多西大學有灌溉排水工程專業（類似于國內的農業水利工程專業）。國際上其他大學的灌溉排水工程專業發展成了水土管理、綜合水管理或農業與生物系統工程專業。

以上說明，一方面國際上很難找到與國內相同的農業水土工程專業，但另一方面國內需要大量復合型的新型農業水土工程專業人才，而我們培養人才的知識體系又與新時代需求不相適應。這讓我想到，傳統的以土木建筑知識體系為主體，以灌溉排水工程或小型農田水利工程（水庫、泵站、渠系建筑物及系統、小型水電站等）規劃、設計、施工、管理為主要服務對象的農業水利工程本科專業所涉及的知識體系相對成熟，是否還必須有本科-碩士-博士完整的培養體系？按現有課程體系培養的學生對生產中亟需的灌區現代化建設、新型灌溉排水工程設備、水信息與水管理、水環境與水生態、水經濟與水文化等不能勝任，我們應該如何改造、拓展和提升傳統農業水土工程學科，突出其特色？學科方向和課程設置以及教學內容如何調整？我們專業教師的構成和知識體系如何適應這些變化？如何跟上新時代學科發展和生產需求的步伐？

2 國際農業水土工程學科發展與國內行業對人才需求的變化

發達國家的農業水土工程學科越來越少。雖然我國是發展中國家，農業水土工程建設還會經歷很長一段時間，但我們必須看到國際農業水土工程學科發展和國內行業對人才需求的變化。如美國科羅拉多州立大學的農業水土工程專業，除了傳統的灌溉排水工程知識外，更強調如何以最少的水資源和土地退化支撐植物生產，基于水-土-植物關系的了解而更好的管理食物和纖維生產中的自然資源消耗，由于灌溉農業加重了水資源的短缺和土壤與水資源的污染，所以更加強調多學科交叉性和灌溉農業的環境與生態效應[2]。荷蘭阿姆斯特丹威騰堡大學的農業水土工程專業則強調全球化標準的技術開發和管理技能，關注吸收最新邊緣學科技術和創新能力，培養的人才能夠以尖端技術、創新研究思路和最高的倫理價值觀為內在力量，為人類進步服務。處于發展中國家的巴基斯坦農業大學的農業水土工程專業除了流體力學、灌溉排水、水文、土力學、水管理、水土保持工程、泵和管井外，特別強調GIS和遙感在水資源管理中的應用[3]。伊朗馬什哈德菲爾多西大學的農業水土工程專業, 其涉及的領域除了傳統的節水、灌溉系統與設備、農場蓄水水庫、排水再利用、地下水回灌、地下水模擬等方面外，更多的關注精準農業、水資源管理的遙感和 GIS等[4]。

世界其他發達國家的農業水土工程則逐漸發展為水土管理。如瑞典皇家理工學院的水土資源工程系包括7個分支，即生態系統技術、水資源工程、河流工程、水管理、水和污水及垃圾技術、環境管理與評價、工程地質和地球物理。加拿大不列顛哥倫比亞大學水土系統碩士專業則是在全球氣候變化和城市擴張的時代，將水土作為一個綜合系統進行管理，為幫助社會實現提高生活質量、健康環境和人類公平的目標提供支撐；該專業旨在培養學生解決水土資源保護與管理中新出現的全球性問題，以應對食物安全、城市化、維持生態服務、恢復退化土地、適應氣候變化和資源保護等挑戰；該專業增加了地球科學、生物學、土壤科學、水文學、陸地和水生生態、林學等學科的知識。荷蘭瓦赫寧根大學的國際水土管理專業，側重于對不同規模的水土管理問題進行科學分析，尋求從物質、技術、社會經濟和政治層面批判性地分析、理解和處理水土管理問題，提升學生對水土管理的洞察力，并對水土管理以及農村發展問題采取面向問題的跨學科態度，包括土地退化與開發、灌溉與水資源管理、適應性水資源管理等。澳大利亞昆士蘭大學、格里菲斯大學、莫納什大學、西澳大利亞大學聯合開設了綜合水管理碩士研究生專業，旨在培養未來的水資源領導者，重點是在流域和社區發展、城市水政策、規劃和管理方面，或在水、食物、能源和環境相結合的背景下考慮跨利益相關者的水資源集成管理；該專業采取關鍵和跨學科的“全水循環”方法，使學生具備開發和管理地方、區域、國家和國際水資源以及應對挑戰的技能。日本北海道大學農業和農村的土地、水和環境管理專業特別關注生物系統可持續性，該專業將食物、健康和環境等研究領域進行了獨特的結合，以滿足對地球上有限資源保護和可持續利用研究與開發的迫切需要，以確保人類未來的生活質量。

我們要關注國際上傳統的農業水土工程學科的發展變化。在發達國家，傳統的水利工程、水資源工程、水力發電工程和灌溉排水工程已不復存在，更多的轉向于關注生態、環境、生物、食物鏈、自動化、系統性、資源、信息、管理等。在未來的學科發展中，會更多地關注主要社會問題、全球挑戰、智能工程解決方案、靈活性、復雜性、不確定性、效率、以用戶為中心和滿意度、健康、安全、多學科、跨學科、可持續性、生產力、收益率、競爭力、集約化、綠色化、創新、價值鏈、可擴展性（向上和向外擴展）、能力開發與建設、領導力、分析、大數據、物聯網、網絡物理系統、人工智能等，農業水土工程學科要跟進這些學科發展的變化。

近幾年，國內水利行業也悄然發生了變化，水利部提出近期和未來水利工作的總基調為“水利工程補短板、水利行業強監管”[5]，這說明大規模的水利工程建設已進入平臺期，而未來還會出現下行的趨勢，但水利行業監管和水管理的任務會更加艱巨，隨之水利行業對培養人才知識體系的需求也會發生變化，這迫切需要發展水信息與水管理、水生態與水環境和流域高質量發展等領域，需要廣泛應用信息技術、大數據、物聯網、智慧管理、生態環境技術等，以應對水利行業強監管和水管理的需求，農業水土工程學科也要看到和緊密跟進這些行業需求的變化。

3 我國農業水土工程學科必須實現面向未來的適應性發展

面對發展中所遇到的尷尬和困惑以及國際學科發展與國內行業對人才需求的新變化，農業水土工程學科必須改造、拓展和提升，實現面向未來的適應性發展。要在傳統的農業水土工程學科基礎上，實施大的農業水土戰略和領域拓展與提升戰略，一是廣泛應用信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術、資源環境技術、先進制造技術，改造傳統的農業水土工程學科，實現農業水工程學科的現代化；二是需要根據行業對人才需求的變化對傳統農業水土工程學科進行適度拓展，例如灌溉排水機械及其自動化、農業水生態水環境、水信息與水管理、全球變化與農業用水應對、水經濟與水文化，還有灌區與區域高質量發展等；三是考慮生態環境、社會經濟、區域發展、全球變化，提升傳統的農業水土工程學科，使其賦予新的內涵，當然這需要思維方式和科研方法的變革，由傳統的工程觀、技術觀轉變為與科學觀、系統觀、市場觀、生態觀、全球觀和未來觀相結合的綜合觀察和思考問題，推動走向更加系統綜合。

因此，我們需要探索如何實現面向未來的適應性發展？相應的學科方向如何調整？本科生、研究生專業課程體系應該如何調整、改造和提升？專業課程如何注入符合新時代人才培養要求的新內容？專業實驗室建設如何適應這些變化?教師如何再學習和適應這些新變化？科研方向和組織模式如何適應這些新變化？未來引進人才和專業教師隊伍建設如何布局？未來水利工程管理和水管理比水利工程建設任務更重，農業向高品質方向發展，更加關注生態環境影響，更加需要綜合型人才，所以在傳統課程體系基礎上，要及時捕捉并跟進這些變化，在培養方案和課程設置與內容上做出適應性調整。

當前“互聯網+”、大數據、云計算等正在引領信息技術和產業進入一個轉折期，云計算和大數據的興起是信息技術應用模式的一場變革。無時不在、無處不在的信息網絡環境，推動人類生產、生活和管理方式發生深刻改變。信息化新技術與農業水管理交叉滲透，催生智能灌溉、智慧灌區、灌溉現代化新模式。為了跟進水信息和水管理的發展，迫切需要拓展水信息學、農業水遙感、GIS和模擬，水經濟和政策、工程管理新視角、流域綜合管理、資源管理量化方法、食物—環境—資源政策分析、氣候變化與應對、大數據、物聯網、網絡物理系統等知識體系。

面向未來水環境水生態與水質管理的需要，應該拓展水處理與污水資源化利用、土壤和地下水生物降解、土壤環境與水化學、環境微生物、人體健康風險評估、環境管理與評價、生態系統技術等知識體系。

發展高品質農業是提高農業競爭力的必然選擇。2018年6月我在法國波爾多葡萄與葡萄酒研究所訪問，當地的葡萄園不是灌溉越多、施肥越多、產量越高越好，而是要控制灌溉、施肥和產量，這樣生產的葡萄才有好的品質，釀出的葡萄酒品質才好。葡萄酒協會不允許當地超過控制產量的葡萄生產的低品質葡萄酒貼它的商標。10多年以前我就提出了節水調質高效灌溉的理念，建立了作物節水調質高效灌溉決策方法[6]。傳統的《農田水利學》教材是基于水平衡原理或作物產量與水的關系確定充分灌溉或非充分灌溉制度，保證充分灌溉獲得最高產量或在缺水的非充分灌溉條件下盡可能使減產最小。無論是充分灌溉還是非充分灌溉，追求的都是高產，節水調質高效灌溉則是追求的高品質和高效益，在理念上發生了變化。所以，《農田水利學》教材中相應的理念也應該發生變化。當然，作物品質與水的關系非常復雜，因為光合產物轉化成蔗糖、果糖、葡萄糖以及淀粉和結構性物質，如何用一組數學模型把這些過程量化表征出來，這比作物生長模型難得多，因為其涉及的生理生化代謝過程更加復雜[7]。品質包括外觀品質、口感品質、營養品質和加工品質等幾類，每一類品質又包括若干具體指標，有的指標主要是遺傳特性和光溫條件決定的，什么品質指標對水敏感，如何基于單一品質指標建立作物綜合品質指標，其與水的關系怎樣，如何與水管理實踐相聯系？我們提出的節水調質高效灌溉，就是依據作物品質、產量和水的耦合關系，采用多目標方法進行節水調質高效灌溉優化決策，獲得較優的產量、更好的品質和最高的效益。所以，農業水土工程學科要依據國際學科發展變化和生產實際需求的變化，不斷調整學科發展方向和研究內容以及專業的課程設置和課程內容，使其滿足新時代的發展需求。

4 新時代我國的農業水土工程科學研究要有新作為

新時代的農業水土工程科學研究，應該立足于有特色、創新性、系統性的研究。一是需要解決國家和行業部門亟須回答的方向性、戰略性重大問題，例如區域水土平衡與適水發展、華北節水限采、河套灌區水鹽平衡和節水潛力、新疆綠洲高效節水排鹽等重大問題。但由于缺乏團隊作戰，單學科、碎片性、分散性的研究多，缺乏區域基礎科學數據長期觀測和積累，這些重大問題沒有很好的回答。二是需要著眼于在行業和生產中應用廣泛的先進技術模式研究，目前的研究往往田間尺度試驗結果較好，但研究局限于具體技術模式，缺乏技術經濟分析，扎根基層調研太少，研究不接地氣，成果難以得到大區域應用。三是需要能在國際上領跑的學術前沿與熱點領域研究，但由于學術界的浮躁，坐不住冷板凳，研究項目數量多而內容雜，大家不愿意靜心做事和長期堅持，往往找不準學科真正的前沿和熱點，傳統方向轉變不夠；研究模仿多，創新少；寫得多，想得少；做不出有影響的國際領跑的代表性成果。

新時代的農業水土工程科學研究，應該由過去追求論文數量向注重論文質量和影響力轉變，由追求國際熱點、高被引向解決中國實際問題轉變，由修修補補的研究向系統性的研究轉變，由一般性創新向注重原創性和科學研究價值的轉變，由追蹤性的研究向注重特色性、引領性的研究轉變。應用基礎性研究還需更加機理、更加前沿；應用性技術研究還應更貼近實際、更系統綜合、更模式化和標準化。要更多地應用其他前沿學科高新技術、新方法、新軟件，提升研究的水平與深度，促進學科發展。

新時代的農業水土工程科學研究應該以問題為導向。問題來源于國際學科前沿和生產實際需求，找清楚問題需要加強實踐。我在組織國家自然科學基金重大項目“西北旱區農業節水抑鹽機理與灌排協同調控”時，剛開始對關鍵科學問題的認識僅限于國內外文獻資料，當我們到北疆克拉瑪依、石河子和南疆喀什、阿拉爾、庫爾勒、且末、和田、昆玉、沙雅系統考察后，發現生產中要解決的科學問題與從分析文獻獲得的還有一定差別，這告訴我們需要更多的實踐，需要更加緊密的聯系生產實際。

解決農業水土工程學科的國家戰略問題需要系統性研究和綜合解決方案。例如，我們20多年來圍繞西北內陸干旱區石羊河流域水資源轉化與高效用水調控進行研究，涉及多個方面，是一個復雜的系統工程，需要系統性的綜合研究。近20年來，我們團隊基本上都是以石羊河流域作為基地，建設了高水平的野外科學觀測研究站。從理論分析到數值模擬，從室內試驗、野外田間試驗到技術設備研制，從單一技術要素、多技術要素協同到形成區域應用綜合模式，從農民培訓、示范推廣到輻射應用，力求把這些作為一個有機整體做系統性的綜合研究，解決流域綠色發展實際問題。這需要從流域來水、區域配水、作物耗水、農田灌水、模式集成，到工程標準、控制設備和管理制度，提出流域水資源高效利用與綠色發展問題的綜合解決方案。這是一件很難且需要團隊協作和長期堅持的事情。

解決農業水土工程學科的國家戰略問題需要多學科交叉性綜合研究，例如前面介紹的石羊河流域乃至黑河流域水資源轉化與高效用水調控研究，涉及流域來用水變化過程與水資源需求規律，生態植被耗水及流域生態需水估算，作物耗水測算方法、需水指標與調控閾值，流域水循環與轉化模型，基于生態健康的流域水資源合理配置與調控，流域水資源信息管理與決策支持，區域農業高效節水綜合技術體系與集成模式，實現高效用水調控的設備保障、工程標準、制度建設、技術培訓與示范應用，流域節水的生態與環境效應及其評價，還要考慮全球氣候變化和不確定性等[8-9]。實際上它是一個多學科交叉的復雜問題。如果僅局限于農田尺度，不從全流域水循環轉化關系考慮，不吸收水文水資源、生態、遙感等交叉學科的知識，就很難得到一個符合實際的研究結果。

解決國家戰略問題需要有前瞻性的綜合視野，需要站在世界科技前沿和深入生產一線審視我們的科研工作。要有敏銳的洞察力，農業高效用水研究目標應由追求高水、高肥、高產向控水減肥優質高效、綠色生態方向轉變，更多的關注水信息水管理、水生態水環境、水政策水文化的研究，高度關注高品質農業和高質量發展；加強實質性的國際合作交流，關注國際學科前沿的新發展，促進我們的研究由河川徑流模型向河流通量模型發展，由單一水循環模型向水碳氮磷物質大循環模型發展，由物質循環模型向生物地球化學過程模型發展；要更多地從宏觀尺度上考慮全球變化影響，從微觀尺度上深入揭示其過程與機制，靜心做出引領學科發展和對生產應用產生重大作用的研究成果。

服務國家重大戰略需求需要大力弘揚家國情懷和科學家精神。我在新疆南疆考察時，在昆玉市兵團3師224團，遇見了名叫丹尼的比利時人，他從歐洲來到新疆，在那里做了上千畝的鹽堿地化學改良試驗，通過不同改良劑和不同配比試驗尋找最優方案，他連續干了6年，現在已經在南疆定居了。我曾接待日本筑波大學代表團在石羊河流域考察，有一位叫東照雄的教授帶領研究生在民勤湖區鹽堿地開挖土壤剖面，研究土壤離子組成與水分物理參數的關系，需要開挖幾個長×寬×深為1 m×1 m×2 m的剖面，利用環刀取不同深度的原狀土樣，夏天青土湖沙漠邊緣超過40 ℃的高溫，他堅持親自進入2 m深土坑，一層一層的取土樣，同行其他人要替換，但他堅持親自完成，從上午持續到下午16：00多才回賓館，還因高溫中暑不能吃晚飯。現在的青年教師很難深入田間和扎根野外基地，喜歡埋頭在計算機上造論文，當然這與今天的科研環境和評價體系有關。農業水土工程學科要解決的問題經常是在農村，在邊緣落后地區，在條件艱苦的地方，要長期堅持在這些地方做出有價值的成果，確實需要家國情懷和科學家精神。

5 中國農業大學農業水科學與工程學科實現適應性發展的創新實踐

學科建設是一項長期而艱巨的任務，主要包括凝練學科方向、師資隊伍建設、平臺條件建設、人才培養、科學研究、國際影響力提升和文化建設等。一流高水平學科，應該具有一流的師資隊伍、較高的科研水平、培養拔尖創新人才的能力、傳承創新傳統文化的能力、創新成果推動了經濟和社會的發展、廣泛的國際影響[10]。據此，我們在學科建設實踐中始終把規劃大學科、爭取大項目、建設大基地、形成大團隊作為重要抓手，把建設具有農業特色、國際影響的一流高水平水科學與工程學科作為引領，重點打造農業綠色高效用水、現代灌排技術與裝備、農業水環境與水生態、全球變化水文學與水資源管理、水動力學與水力機械等5個特色方向，形成具有重要國際影響的高水平學科團隊。

在師資隊伍建設方面，始終注重培養和引進優秀人才，學科團隊從2002年的26人增加到目前的66人，教授由3人增加到26人，副教授由12人增加到33人，教師博士學位比例90%以上，長期留學回國人員15人，90%教師具有1年以上的國外訪學經歷。教師隊伍中有中國工程院院士1人、長江學者5人、國家杰青3人、國家優青4人、青年長江3人、青年千人1人、教育部新世紀人才7人，國家百千萬人才工程及萬人計劃領軍人才2人、中國青年科技獎獲得者2人、國外榮譽博士學位1人，國際著名SCI期刊主編、副主編和編委12人，國家自然科學基金優秀創新群體1個，教育部創新團隊1個，111學科創新引智基地1個。

科學研究是促進學科發展的重要條件。近5年，主持了“農業節水抑鹽機理與灌排協同調控”國家基金重大項目，實現了我國農業工程學科領域國家自然科學基金重大項目零的突破；主持了我國農業工程領域唯一的國家自然科學基金委創新群體項目“農業水轉化多過程驅動機制與效率提升”，以及國家自然科學基金委重大研究計劃“黑河流域生態—水文集成研究”集成項目“黑河流域中游農業水轉化多過程耦合與高效用水調控”、國家重點研發計劃項目“養分原位監測與水肥一體化施肥技術及其裝備”“農田節水減排控鹽技術及應用”、國家公益性行業(農業)科技專項項目“河西走廊玉米小麥田間節水節肥節藥綜合技術方案”，還有一批國家自然科學基金重點、杰青、優青、面上和青年基金等項目，獲研究經費2億余元。通過這些重大項目實施，將在作物節水調質高效用水機理與調控、旱區農田節水抑鹽機理與過程調控以及綠洲農業水轉化多過程驅動與效率提升等方面取得原創性理論成果的突破；在精量高效節水滴灌系統灌水器產品研制關鍵技術、大型灌溉排水泵站更新改造關鍵技術、干旱區節水減排控鹽關鍵技術與產品研制及應用等方面取得服務國家發展戰略重大落地成果的突破。

學科建設推動了科研水平的提升，服務國家重大戰略需求能力大大增強。先后獲國家科技進步一等獎1項、國家科技進步二等獎6項、國家自然科學二等獎1項，國際灌溉排水委員會（ICID）國際農業節水技術獎1項，部省級科技獎勵30余項；國內外發明專利和軟件著作權數量逐年增加；主編和參編了一批國家和行業標準，擴充了行業影響；出版了一批有影響的學術著作；SCI論文產出每年120篇以上，特別是高影響因子論文數量跨越式增長，實現了在國際著名期刊《Nature》上發文的突破。1人曾連續5年入選Elsevier“中國高被引學者榜單”。“關于京津冀一體化背景下地下水嚴重超采區發展適水農業的建議”戰略咨詢成果獲中央領導同志的重要批示，在華北地下水嚴重超采區綜合治理中發揮了作用。

人才培養質量是學科建設成果的重要體現。學科面向國內外發展和行業需求的變化，及時修編本科和研究生人才培養計劃，調整課程設置，增加水信息水管理、水生態水環境、灌排機械與自動化、氣候變化與應對、水經濟與水文化等方面的課程內容，完善核心課程大綱。黨建引領“三全育人”，如實行本科“雙班主任制”、黨員教師聯系本科新生、教師—研究生—本科生黨支部共建等，水利系教工黨支部及聯系的水利研究生第一黨支部分別入選“全國黨建工作樣板黨支部”。一批青年教師獲全國水利工程、農業工程和北京市青年教師講課比賽特等獎、一等獎，學生獲國家級和省部級競賽特等獎和一等獎20余項。學科當選為水利工程學科聯盟副理事長單位，團隊教師1人被評為全國模范教師并被授予全國教育系統勞動模范、1人被選為中國研究生教育質量人物、1人獲北京市優秀政治思想工作者稱號、2人被評為北京市教學名師、1人獲大北農教學名師獎，1人獲北京市優秀共產黨員稱號。主持完成的“突出農工交融的農業院校水利工程卓越人才培養體系創建與實踐”獲國家優秀教學成果二等獎，“創建‘五鏈環’野外綜合實訓平臺與‘四融合’人才培養模式的探索及其實踐”榮獲“第三屆中國學位與研究生教育學會研究生教育成果獎”特等獎，這是當屆唯一的一項特等獎，實現了我校在研究生教育成果特等獎項上的零突破。

平臺條件建設是學科發展的重要基礎。近些年，學科先后組建了中國農業水問題研究中心，建設了農業節水與水資源教育部工程技術研究中心、北京市供水管網系統安全與節能工程技術研究中心，以及甘肅石羊河實驗站、內蒙古巴彥淖爾實驗站和北京通州實驗站，與甘肅武威、內蒙古巴彥淖爾簽署市校合作協議，石羊河實驗站先后被命名為農業農村部作物高效用水武威科學實驗觀測站、甘肅省綠洲農業節水與水資源高效利用野外科學觀測研究站、教育部甘肅武威綠洲農業高效用水野外科學觀測研究站，并與香港中文大學聯合共建節水農業綜合實驗站，入選國家農業科技集成創新與示范基地，每年有60~70位師生在站研究，支撐了一批重大成果的產出。

國際合作交流是提升學科國際影響力的重要途徑。近幾年，實質性的國際合作交流頻繁，農業高效用水學科創新引智基地的國際合作交流持續深入，除了組織“提高農業水效率：從分子水平到區域尺度”、“變化環境下的水與食物安全”、“變化環境下干旱區農業生態水文過程與可持續的水資源管理”、“植物和生態系統對變化環境的響應與適應”、“農業水模型與精準水管理”等一系列國際學術會議與論壇外，先后建成了中國農業大學—美國新墨西哥州立大學水科學與工程聯合研究中心、中國農業大學—美國密蘇里大學水—農業—環境聯合研究中心；與美國伊利諾伊大學香檳分校、普度大學、科羅拉多州立大學聯合辦學持續推進；客座教授Brent Clothier當選為中國工程院外籍院士；學科團隊先后獲批科技部中歐、中以國際合作項目以及國家自然科學基金中美、中智合作重點項目；學科教師作為客座編輯先后聯合主編了《Journal of Experimental Botany》節水農業專輯（2004年第55卷407期，Oxford University Press）、《Agricultural Water Management》變化環境下農業水生產力提升專輯(2017年第179卷，Elsevier)；一批青年教師活躍在國際學科前沿，杜太生、李云開、毛曉敏、譚倩、牛俊、周博等6位青年教師分別擔任《Agricultural Water Management》《Irrigation Science》《Journal of Contaminant Hydrology》《Journal of Environmental management》《Stochastic Environmental Research and Risk Assessment》等7個國際著名期刊的主編和副主編，學科國際影響力大大提升。

團隊文化是學科建設必不可少的內容。組建學科方向團隊，充分發揮團隊帶頭人的作用，建立較完善的團隊獎懲制度，充分調動教師的積極性；年長的教師甘當人梯，給年輕教師創造更多機會，把青年教師放在重要崗位，給他們壓擔子，促進其成長；加強學術交流，營造開放的學科文化環境，增強學科團隊凝聚力和團隊成員的歸屬感。學科先后舉行了水科學與水工程名家系列學術論壇、農業節水與水文水資源系列講座、水科學與水工程博士生學術論壇、學科團隊Teabreak、午餐學術討論會等。為了傳承學科團隊長期堅守在西北旱區艱苦奮斗、團結協作、勇于創新、追求卓越的石羊河精神，激勵后學，編輯出版了《石羊河印記》并召開了第四屆石羊河論壇暨石羊河實驗站發展座談會，對增強團隊凝聚力發揮了重要作用。

通過近些年的適應性發展，學科由小變大，實現了歷史的新跨越。農業水利工程本科專業獲得中國工程教育認證并獲批首批國家級一流專業；水利工程一級學科在上海軟科學科排名中由全國第七提升為第五，并支撐了農業工程一級學科在全國排名穩居第一。

我們深深體會到，傳統的農業水土工程學科需要適應性新發展，需要實施大農業水土觀戰略和領域拓展與提升戰略，在全球變化背景下不斷拓展、改造和提升，以國家重大需求和問題為導向，培養高水平復合型人才，服務國家水土資源開發利用戰略，為國家食物安全、人民健康、生態安全、鄉村振興、綠色發展、消滅貧困做出新的更大的貢獻，促進新時代農業水土工程學科的新發展。

[1] 國務院學位委員會第六屆學科評議組. 學位授予和人才培養一級學科簡介[M]. 北京: 高等教育出版社, 2013.

The sixth discipline evaluation group of Academic Degree Committee of the State Council A brief introduction to the first level discipline of degree awarding and talent training [M]. Beijing: Higher Education Press, 2003.

[2] 鄂竟平:水利工程補短板,水利行業強監管[J].中國防汛抗旱, 2019, 29(1):3.

ER Jingping. Accelerating the construction of water conservancy projects and strengthen the supervision [J]. China Flood & Drought Management, 2019, 29(1): 3.

[3] Department of Civil and Environmental Engineering of Colorado State university, Introduction of Irrigation and Drainage Program, https://www.engr.colostate.edu/ce/irrigation-and-drainage/.

[4] Department of Irrigation and Drainage of University of Agriculture, Faisalabad, Pakistan, Introduction of Irrigation and Drainage Program, http://uaf.edu.pk/faculties/agri_eng/depts/irrigation_drainage/id_overview.html.

[5] Department of Agriculture Engineering of Ferdowsi University of Mashhad, Iran, Introduction of Irrigation and Drainage, Bachelor, PhD, https://www.university-directory.eu/jredirect/650381/Bachelors+Degrees+in+Iran/program-courses/Bachelor-degrees/8/Ferdowsi+University+of+Mashhad/IR/2631/Agriculture+Engineering+-+Irrigation+and+Drainage%2C+Bachelor%2C+PhD.

[6] 康紹忠. 采用節水調質高效灌溉提高作物品質[J]. 中國水利, 2009, 21: 13.

KANG Shaozhong. Improving crop quality by water saving, quality regulating and efficient irrigation[J].China Water Resources, 2009,21: 13.

[7] 杜太生, 康紹忠. 基于水分-品質響應關系的特色經濟作物節水調質高效灌溉[J]. 水利學報, 2011, 42(2): 245-252.

DU Taisheng, KANG Shaozhong. Efficient water-saving irrigation theory based on the response of water and fruit quality for improve[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2011, 42(2): 245-252.

[8] 康紹忠, 杜太生, 粟曉玲, 等. 西北旱區流域尺度水資源轉化規律及其節水調控模式:以甘肅石羊河流域為例[M].北京: 中國水利水電出版社, 2009.

KANG Shaozhong, DU Taisheng, SU Xiaoling, et al. The law of water resources transformation and water-saving regulation and control mode at the basin scale in the arid area of Northwest China: a case study of Shiyang River Basin in Gansu Province[M]. Beijing: China Water Conservancy and Hydropower Press, 2009.

[9] 康紹忠, 趙文智, 黃冠華, 等. 西北旱區綠洲農業水轉化多過程耦合與高效用水調控:以甘肅河西走廊黑河流域為例[M].北京: 科學出版社, 2019.

KANG Shaozhong, ZHAO Wenzhi, HUANG Guanhua, et al. Multi process coupling of agricultural water transformation and efficient water use regulation in oasis of arid area in Northwest China: a case study of Heihe River Basin in Hexi Corridor of Gansu Province[M]. Beijing: Science Press, 2019.

[10] 周光禮. 世界一流學科的中國標準是什么[N]. 光明日報, 2016-02-13 (013).

ZHOU Guangli. What is the Chinese standard for the world's first-class disciplines[N]. Guangming Daily, 2016-02-13 (013).

Where is the Way of Agricultural Soil and Water Engineering Discipline

KANG Shaozhong

(The Center for Agricultural Water Research in China, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

This paper introduced the connotation of agricultural soil and water engineering discipline, and analyzed the severe challenges faced by the development of agricultural soil and water engineering discipline from the embarrassment and perplexity which was encountered by the author in international exchange and practical work in recent years. On the basis of analyzing the characteristics of the development and changes of agricultural soil and water engineering discipline in the world and the demand of domestic industry development for university’s education knowledge system, it was put forward that the traditional agricultural water and soil engineering discipline should be transformed, expanded and upgraded urgently in order to its survive and develop, and the fields of water information and water management, water ecology and water environment, irrigation and drainage machinery and automation, water economy and water culture, global change and agricultural water use response, and high-quality development of irrigation districts should be developed urgently in China’s agricultural soil and water discipline in the future. It should be carried out that the strategy of large agricultural water and soil concept and the strategy of expanding and upgrading the subject field, as well as the change of thinking mode and research method, so as to promote the discipline of agricultural water and soil engineering to be more systematic and comprehensive, from the traditional engineering concept and technical concept to the comprehensive consideration with the scientific concept, system concept, market concept, ecological concept, global concept and future concept. It was presented that the modernization of agricultural water and soil engineering discipline should be realized, and the discipline’s adaptive development should promoted through the wide application of information technology, biotechnology, ecological environment technology and new material technology, new energy technology, intelligent manufacturing technology and other high and new technologies. Also it was presented that the new actions of agricultural water and soil engineering discipline should be put forward in the new era, and pointed out that the basic research of discipline application needs to be more mechanism, more cutting-edge, and the applied technical research should be more practical and more practical. Finally, the paper introduced the innovative practice of the adaptive development of agricultural water science and engineering discipline in China Agricultural University, in order to provide reference for the development of related units.

agricultural water and soil engineering; field expansion; transformation and upgrading; modernization; disciplinary development; adaptive development

S27

A

10.13522/j.cnki.ggps.20199999

1672 - 3317（2020）01 - 0001 - 08

康紹忠. 農業水土工程學科路在何方[J]. 灌溉排水學報, 2020, 39(1):1-8.

KANG Shaozhong. Where is the way of agricultural soil and water engineering discipline[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2020, 39(1):1-8

2020-02-01

康紹忠（1962-），男。中國工程院院士，教授，中國農業大學中國農業水問題研究中心主任。

責任編輯：喬冬梅