农业水资源紧缺对我国粮食安全的影响及对策分析

　　关键字：农业水资源；粮食安全；水资源利用

　　2009年以来，我国云南、贵州、广西、四川南部等地出现严重干旱，局部地区甚至出现特大干旱，与常年同期相比，上述地区降水量较常年普遍偏少3～5成，部分地区偏少5成以上。2009年9月1日～2010年3月1日，云南、贵州两省平均降水量分别只有163.7毫米和153.2毫米，仅为两省常年同期的一半，均为1952年以来历史同期最少值。干旱导致西南部分地区出现人畜饮水困难，粮食安全问题日益凸显，水资源紧缺已严重影响到工农业生产和城乡人民生活。我国是一个农业大国，同时也是一个水资源绝对量大而相对量小的贫水大国，水资源短缺问题已经十分明显。水资源的供给能力直接制约着农业发展，维系着农业生态系统及粮食安全。因此，面对我国人口急剧膨胀、农业用水紧缺、粮食需求刚性增长的国情，不管是针对目前西南旱情的缓解还是针对我国整体农业水资源状况对粮食生产的制约作用，探讨如何有效利用有限的农业水资源，制订适宜粮食发展战略，努力寻求增加粮食有效供给途径，确保我国粮食安全是十分必要的。

　　1、我国农业水资源的特点

　　我国农业水资源的特点与水资源的基本相同：（1）农业水资源空间分布不均，与耕地分布以及生产力布局不相匹配。从全国分配来看，总体上南方水多、北方水少，东部多、西部少，山区多、平原少。我国长江流域及其以南地区水资源量占全国的82%，而耕地仅占36%，人口占54%。黄淮海平原拥有中国20%的人口和可耕地，但粮食产量占总产量的25%，平均水量仅为全国平均水平的20%，高密度的人口和集约耕作使得地下水储量以年均1m的速度递减，并使得该地区的农业水资源短缺问题大大恶化[1]。（2）降水时间分布不均。我国水资源主要来源于大气降水，受季风的影响，我国降水年内年际变化大，造成农业水资源年内年际分配极其不平衡。我国降水时间分配上呈现明显的雨热同期，基本上是夏秋多、冬春少。总体表现为降水量越少的地区，年内集中程度越高。分析我国近5年来全国耕地受旱面积逐月变化情况（图1）可见3—6月份降水明显减少，干旱尤为严重，形成典型的春旱夏涝，而且水资源量中大约有2/3左右是洪水径流量，形成江河的汛期洪水和非汛期的枯水。受全球性气候变化等影响，近年来我国部分地区降水发生变化，北方地区水资源明显减少。近20年来，全国地表水资源量和水资源总量变化不大，但南方地区河川径流量和水资源总量有所增加，而北方地区水资源量减少明显。北方部分流域已从周期性的水资源短缺转变成绝对性短缺。

　　2、我国农业水资源日益紧缺，危及粮食安全

　　2.1农业水资源供求矛盾日益严峻，农业用水很难得到保证

　　水资源不足是我国的基本国情。虽然水资源总量丰富，但人均占有量和单位面积耕地占有量小，大部分地区都存在着不同程度的水资源短缺问题。而随着社会经济的发展，人们对粮食的数量与质量需求提出了更高要求，这就要求更大的供水量来维持。农业水资源的供给能力主要取决于水资源总量的增长和其它竞争性用途(如工业和生活用水等)的增长状况[2]。通过对我国1949—2007年不同部门水资源使用情况的统计整理可知（表1），从1949—2007年，我国农业、工业和生活供水总量逐步增加，从1949年的1031亿立方米增长到2007年的5819亿立方米，增加了5.6倍。而农业用水量自1993年之后所占比重开始下降，总量趋稳，工业和生活用水却逐年增加。由表中可知，农业用水比重，1949年为97%，到2007年该比例下降到61.9%；与此同时，工业和生活用水比重分别由2.3%和0.6%上升到24.1%和12.2%。工业和生活用水基本引自农林或灌溉水源地，农业用水逐渐被工业和生活用水挤占。其根本原因是单位水资源在工业和生活部门所产生的效益远远高于在农业部门所产生的效益。因此，随着我国社会工业化和人口城市化的不断发展，只要有比较利益的存在，农业用水的份额还将会继续下降，据估计，到2050年该份额将下降到54%[3]。由此可见，农业水资源的短缺不仅问题严重，而且供求矛盾也将日益突出，农业用水很难得到保证。

　　2.2农业水资源利用效率不高，浪费严重

　　我国农业水资源严重短缺，但同时又存在水资源利用效率低下和浪费严重的现象，水资源短缺与粗放低效利用的状况并存，而水资源的粗放低效利用，又加剧了水资源短缺程度[4]。我国农业的灌溉目前仍是普遍沿用“土渠输水、大水漫灌”的方式，灌溉过程中由于蒸发、渗漏等原因，水分损失很多，并且灌溉方式落后，灌溉水量一般都要超出农作物实际需水量的1/3甚至1倍以上，主要灌区的渠系利用系数只有0. 4—0. 6,也就是说约有一半的水被浪费。另外，水的利用效率比较低，我国每立方米水的粮食生产能力远低于世界平均水平，目前生产单位粮食用水是发达国家的2到2. 5倍。

　　2.3节水技术总体水平低

　　近几年来，我国加快了农业节水灌溉技术的发展，逐渐总结和推广了以下十种节水技术：渠道防渗技术，管道输水技术，畦灌、沟灌技术，喷灌技术，微灌技术，水稻控制灌溉技术，集雨节灌技术，“坐水种”技术，抗旱保水技术和管理节水技术等。但是从整体上来看，我国的农业节水技术水平还处于比较低的层次。以节水灌溉为例，2008年全国节水灌溉面积占有效灌溉面积的41.8%，渠道防渗和管道输水灌溉等方式仍占主导地位约占全部工程节水灌溉面积的42.8%，喷灌和滴灌等高效节水灌溉方式仅占有效灌溉面积的7%左右，与发达国家相比还存在很大差距，并且节水灌溉设备品种和质量也还不能满足节水灌溉的发展需要。

　　2.4水土资源流失严重，灌溉工程老化，影响粮食的可持续生产

　　过度的开垦，肆无忌惮地对森林乱砍滥伐，造成了生态环境的严重破坏，水土流失严重。2006年全国水土保持工作会议上水利部提供的数据显示：我国还有水土流失面积356万平方公里，占国土总面积的1/3，每年流失的土壤总量达50多亿吨，需要治理的水土流失面积有200多万平方公里。水土的大量流失，引起地力减退，产量降低，造成泥沙淤积河流、水库和渠道，加重了洪涝、旱灾。2009年秋季以来的西南干旱灾情依然持续，灾难的背后值得人们去反思，究其原因，引发干旱的原因之一便是肆无忌惮地对当地森林过度砍伐而造成西南地区的石漠化。这次旱灾严重影响了当地人民的正常生活和当地的经济发展甚至威胁到当地的粮食安全。

　　我国大部分灌概设施建于20世纪50~60年代，这些灌溉设施建设标准低、缺乏维修，设施老化严重，工程功能不完善。特别是2008年汶川大地震之后，很多水利工程遭到严重破坏。据统计，灌溉区已有10%的工程丧失其功能， 60%的工程设施受到不同程度的损坏。目前，我国有220个大型灌区老化失修， 111座大型水库不同程度地存在险情。以渠道工程老化为例，在被调查的373座渠道建筑物中，严重老化损坏的占70%，失效的占16%，报废的占10%，完好的仅占4%[5]。如果不对这些老化的工程和设备进行改造和修缮，农业供水的可持续性就会受到严重威胁，灌溉设施老化进一步加剧了农业水资源的短缺状况。

　　2.5水资源污染严重，威胁粮食的质量安全

　　统计显示，2003年我国全国废污水排放总量680亿顿(2/3为工业废水，1/3为生活污水)，比1980年增加两倍多。约有1/3的工业废水和2/3的生活污水未经处理排人水中，造成82%的河流不同程度地受到污染，其中严重污染的为1/4。农田大量使用化肥、农药，也加剧了水环境的污染。2005年l月份的监测显示，长江、黄河、淮河等七大江河水系劣v类水质占28.4%。水污染已出现由支流向主干延伸、由城市向农村蔓延、由地表水向地下水渗透、由陆地向海域发展的趋势。此外，利用污水灌溉是我国农田污染的主要污染源。被污染的河流水用于灌溉，对土壤环境产生严重的不良影响，威胁着我国的粮食质量安全。

　　2.6降水量呈历史下降趋势

　　近几年，我国降水量呈现不断下降的趋势。由表3可知，2000年降水量为60092亿立方米，到2007年，降水量57763亿立方米，减少量约为2329亿立方米。我国大部分水资源主要来源于大气降水，降水量的减少无疑使我国农业水资源紧缺情况更加严峻，对我国部分地区“靠天吃饭”的粮食生产模式收到严峻挑战，甚至危及部分干旱地区的粮食安全。

　　2.7连续干旱加重农业水资源紧缺，造成粮食减产严重

　　由于水资源的短缺，我国荒漠化干旱十分严重，农业灌溉水危机随着近几年干旱的频繁发生也变得日益尖锐。由于我国70%的粮食产自灌溉区，而农业用水中80%以上又用于耕地灌溉，连年干旱危害农作物生产，威胁着我国的粮食安全。分析1991年以来全国农作物因旱受灾情况（图2）以及因旱粮食损失情况（图3）可知，自1991年到2008年18年来，我国平均因旱受灾面积达25898.35千公顷，占全国耕地面积的21.3%，平均因旱粮食损失达289.4亿公斤。就2009年9月以来我国西南地区遭遇的特大干旱，产粮大省四川的粮食年产量就比上年减少了161．5万吨。我国政府日前发布的《气候变化国家评估报告》指出，近100年来中国的平均气温上升了0.5至0.8摄氏度。如果不采取有效措施，到21世纪后半期，我国的小麦、水稻和玉米等农作物产量最多可能下降37％，粮食安全将受到严重影响。

　　2.8粮食增长对农业灌溉的需求

　　灌溉对粮食增长的作用可以归结为：第一、改变农业生态条件，增加耕地面积，特别是那些除了灌溉就根本不能种植的干旱土地，比如在西北地区，没有灌溉就没有农业。第二、提高作物单产。分析1991—2007年我国有效灌溉面积和粮食单产的变化情况（图4）可知，从全国来看，粮食单产随着有效灌溉面积的增加而增长，粮食单产停滞不前的阶段正好是有效灌溉面积停滞增长的阶段。第三、灌溉能使干旱年份也能有较高的产量，对于降低农业生产的波动性具有重要作用。

　　我国现有有效灌溉面积58472千公顷，占全国耕地面积的48.0%。据专家预测，在2050年有效灌溉面积将达到我国耕地面积的上限60000~65000千公顷，其中包括10000千公顷的宜农荒地资源的开垦[6]。在采取各种措施提高粮食单产的条件下，使我国有效灌溉耕地的平均粮食单产达到每平方千米1500千克。要达到这一目标，到2050年，平均每十年必须增加约200万平方千米的有效灌溉面积，用水量将从现在的3400亿立方米（2007年）增长到6650亿立方米，可见我国农业水资源十分紧迫，严重影响我国的粮食安全。

　　3、可持续利用水资源，确保我国粮食安全的战略选择

　　随着我国人口的不断增加，农业、工业和城市生活用水与日俱增，工业、生活用水将挤占农业用水，农业用水危及更加严峻，进而必将影响到我国的粮食安全问题，对此，我们必须有清醒的认识，采用果断有力的措施，确保我国粮食安全，社会稳定。

　　3.1借鉴世界先进的水资源管理模式，加强水资源统一管理

　　美国是较早走上依法管水的国家之一，早在1776年就对水资源管理政策开始实施改革，逐渐完善水资源管理体制，主要有八个特点：①重视生态环境用水；②强调改进流域生态系统的整体功能；③由重治理转化为重预防；④强调政府、企业和公众在水资源管理上的协作；⑤重视水资源数据和情报的利用和分享；⑥重视水资源的教育；⑦强调流域范围内水、空气和生态资源的综合管理；⑧充分体现水的商品价值。法国是非常重视水资源管理的一个国家，不但早在1964年就颁布了水法，而且建立起了高效率的水资源管理体系，这个体系被誉为是世界上最好的水资源管理体系之一，其具有以下四大特点：①成立流域委员会和水务局；②显明的财政导向原则，即所谓“用水者付费及污染者付费”原则；③一种新的个人与集体共同管理水以及卫生设施的伙伴关系；④税的“公共一致性”使资源的配置更趋于公平合理。此外，澳大利亚、墨西哥和日本等也相继对各自的水资源管理体制进行改革，探索出了适合国情的水资源政策。

　　纵观各国水资源管理体制改革的经验，至少有以下几点给我们以启示，值得借鉴：①面对市场，改革现行的行政管理体制，实施“事企”剥离；②拉动经济杠杆，建立节水灌溉经济激励机制；③建立用户参与管理决策的民主管理机制；④建立科学的水价体系，逐步使水价包含所有成本，做到成本回收；⑤制定相关法律，促进节水农业发展和水管理机制的转变。⑥运用现代卫星遥感技术，如地理信息系统等，实现水资源管理手段的现代化，提高工作效益和管理水平。

　　3.2实施农业高效用水技术，大力推广农业节水技术

　　随着水资源可持续利用意识的发展，世界各国都把农业节水技术提上日程，并取得一些成就。比如美国在20世纪90年代间微灌面积增加了73%，达105万平凡千米，占世微灌面积的29.7%，灌溉方式上由地表微灌向地下滴灌发展[7]。但是，由前边的分析可以看出，目前从整体上来看，我国的农业节水技术水平还处于比较低的层次。通过对国内外节水灌溉技术比较分析我国与发达国家的节水灌溉技术，可以得到一些启发：发展我国的节水灌溉技术需要从我国国情出发，重视改进地面灌溉技术；因地制宜推广喷、微灌技术；需要着眼于世界节水灌溉技术发展的趋势，研究开发自动化、现代化的节水灌溉系统，推动我国传统农业向高效优质农业的转化[8]。以色列创造了节水农业的奇迹，其杰出表现告诉我们：丰富的水资源有利于农业生产的发展，有限的水资源会成为农业生产的制约，但随着科技投入的增加和农业高效用水技术的改进，这种约束可以被打破。

　　受经济实力的制约，在相当长的时间里我国仍将以地面灌水为主要灌溉方式，所以，地面节水灌溉技术是目前推广先进节水技术的重点，其主要方法有：①加大田间流速以减少渗流；②实行输配水的管道化以减少用土渠输配水的沿程损失；③对现有渠道进行防渗改造以减少渗漏损失；④发展间歇灌溉，以增加灌水流速，减少深层渗漏损失。

　　此外，通过非粮食农业生产节水建设带动整个农业节水的措施也是十分必要的。在对单位耕地面积用水量与各种粮食作物种植比重的相关性分析中发现，二者显著负相关，农业用水量的增长更多地来自非粮食作物种植需水的扩张，而不是粮食作物本身。通过对非粮食生产节水工程的投资来带动整个农业生产节水从而促进粮食生产能力的提高，可能是一个比较效益更高、更有效的途径[9]。

　　3.3积极进行污水回收处理发展灌溉

　　企业废污水排放量大和再利用效率低下也是造成我国水资源不足的重要原因之一。由表1可知，到2007年我国工业用水量占全国供水量的24.1%，仅次于农业用水量，居第二位，约为生活用水量的两倍。进入21世纪，随着我国工业和乡镇企业的迅猛发展，污水排放量将会大大增加，这些污废水，经过一定的处理用来作为农田灌溉水源，不仅提供了一个污废水净化的途径，而且可以增加农业用水来源，缓解农业用水被工业、生活用水挤占的状况。因此积极慎重地发展污水灌溉也是解决工农业用水矛盾的战略。

　　随着水资源供需矛盾的日趋尖锐，污水灌溉越来越受到人们的重视，污水灌溉面积将会迅速扩大。但是使用污水灌溉必须做好污灌前的预处理工作，严格控制污灌水质标准，否则不但污染农田生态环境，破坏农田生态系统的结构，导致其功能的下降，而且会给人类的身体健康造成危害。目前，国内外已研究出许多成功的污水处理方法，有物理法、化学法、生物法，还有综合方法，对污灌实行科学管理包括：选择合适的作物种类，测定土壤pH值、质地、有机质含量、土壤的污染物环境容量；制定科学的灌溉制度；选择合适的灌水方式，加强污灌的试验研究和跟踪监测；大力开展环保宣传,提高全民环保意识。只有这样才能使污灌发挥最大的作用，同时避免环境污染。

　　3.4适当开展区域水资源调度

　　我国水资源时空分布及其不均匀，开展区域水资源调度工程可以改变我国水资源空间分布不平衡的状况。我国已建成的跨流域调水工程，北方主要有：引大济秦、引黄济晋、引碧济大连、引黄济青、引黄济冀、引滦入津等工程。南方主要有：云南的引洱济宾、四川的都江堰引水、广西的灵渠、广东的引东江济香港等。这些跨流域调水工程对缺水地区的社会经济发展发挥了巨大作用。此外，目前的现实社会当中，解决水源的时空分布不均的矛盾的另外一个主要途径是依靠建设具有蓄水能力的大型龙头水库的水电站蓄水来解决。

　　以色列在发展灌溉方面采用的措施之一便是兴建北水南调国家输水工程，解决南方资源性缺水问题。借鉴于此，针对我国北方水资源匮乏、南方水资源丰富，南北相差悬殊的状况，实施南水北调工程是解决华北及西北部分地区水危机问题的主要途径。

　　3.5面向国内国际市场，开展虚拟水资源贸易

　　虚拟水是指在生产的产品和服务中所需要的水资源数量，被称为凝结在产品和服务中的虚拟水量[10]。生产1吨粮食需要消耗1000吨水，那么进口1吨粮食就相当于进口了1000吨水。进口粮食已经成为进口水资源的最有效途径，目前各国都利用粮食来平衡其水资源。因此，从某种意义上说，未来的粮食贸易就成了水资源贸易。根据我国国情，立足于粮食基本自给的同时，应该实施虚拟水战略，通过进口我国比较劣势的农产品（水资源密集型产品），出口比较优势的农产品（劳动密集型产品）。如适当进口小麦和大豆等粮食，出口肉类、蔬果和棉花等。充分发挥我国劳动密集型农产品的国际竞争力，在追求经济效益最大化的同时，实现虚拟水净进口，以保障我国水资源安全。此外，加强我国国内各地区的虚拟水贸易也是十分必要，如减少华北地区冬小麦播种面积，缓解华北地区水资源压力，保障我国的水资源和粮食安全及可持续发展。