農業用水與糧食生產

文/李保國 彭世琪

一切農業用水都來源于天然降水。糧食生產的總耗水量由兩個分量組成，即灌溉耗水量和降水耗水量。灌溉水量是天然降水進入天然水體形成肉眼可見的“藍水”資源的一部分；降水耗水量是進入土壤儲存并被糧食生產消耗的“綠水”部分。在全國主要糧食生產中，灌溉水貢獻率多年平均在40%左右，降水貢獻率在60%左右。因此，提高糧食用水效率不僅要提高灌溉水利用率，更要加強對天然降水的有效利用率。

保證水資源紅線

耕地降水是糧食生產的基本保證，耕地也是吸納糧食生產用水的重要載體。根據“藍水”和“綠水”的概念計算，農田所吸收的降水量在廣義農業水資源量中占有相當比例（57%），這也從水資源的角度詮釋了國家嚴格保護18億畝耕地紅線的重要意義，在18億畝耕地條件下，農田有效“綠水”應該在4300億立方米左右。保證18億畝耕地實際上是保證了“綠水”的紅線。但是，由于降水和作物生長發育期需水的不完全匹配，灌溉“藍水”是保證穩產高產的必要條件。可以這樣說：“有產無產在‘綠水’，穩產高產靠‘藍水’”。因此，國家不僅從政策和立法角度保證18億畝耕地紅線，還應該劃定一個農業灌溉“藍水”的紅線。據測算，這條“藍水”紅線應該設在3500億立方米以上。“藍水”和“綠水”兩條紅線相加，每年主要糧食生產可得到廣義水資源7800億立方米，這是最終的“糧食安全水資源紅線”。

為了確保“糧食安全水資源紅線”，必須建立健全完整完善的水資源測量和監督體系。耕地空間位置是固定的，“18億畝紅線”的測量和監督可以通過直接測量和統計的方法獲得，而水是運動的，因此，對它的準確測度更加困難。一方面，國家需加大灌溉水計量的基礎設施和技術設備建設，加強對灌溉“藍水”的用水度量。另一方面，國家應加強在田間和區域尺度準確測度“綠水”的測量技術和設備的理論和方法研究。只有能夠相對準確地測量耕地可利用的“藍水”和“綠水”，才能夠切實保證“糧食安全水資源紅線”落到實處。

優化水資源配置

在廣義農業水資源中，灌溉“藍水”占相當比例（43%），在糧食作物的耗水量中，灌溉“藍水”貢獻率在46%。灌溉用水中有相當大的比例是用于水稻種植。在東南地區，水稻是最主要的糧食作物，東北灌溉“藍水”占廣義農業水資源的39%左右，其中大部分用于水稻灌溉，華北雖然屬于小麥主產區，但是水稻在灌溉水中也占相當的比例。水稻在生長期內需要長期處于淹水狀態，是用水量大的作物。而在糧食作物中，玉米不僅水分生產力較高，而且大部分地區的玉米生長季和天然降水季相匹配。因此，在滿足國家糧食品種需求的前提下，如何充分利用主要糧食作物的需水和耗水特性，合理優化作物“藍水”資源的配置，針對各地區水熱資源特點，調整種植結構，建立水資源高效利用的種植體系是今后需要加強的政策和科學技術的研究方向。

從地區分布來看，淮河以南各流域是我國天然降水最為豐富和穩定的地區，保持基本農田面積，利用天然降水發展本區域的糧食生產尤為重要。華北地區是我國最重要的糧倉，但近年來的糧食生產，如河北等省份，主要依靠開采地下水，越采越深，以致形成大面積的漏斗區。深層地下水的形成需要上千萬年的時間，一旦華北地區的地下水過度開采不能有效遏制，主要依靠地下水維持的糧食生產將會受到極大影響。由不可持續的地下水資源所支撐的“糧食生產增長的泡沫”將會最終破裂，這在國際上被稱為“糧食生產的次貸危機”。因此，對華北地區糧食生產的用水結構必須進一步加強研究和調整，使得該區的糧食生產走向可持續發展的道路。

提高水分生產力

我國近十年的平均糧食水分生產力中值為0.84千克/立方米，即生產1噸糧食需要消耗1191立方米的水。如果排除1999～2003年水分生產力下降的影響，平均糧食水分生產力為0.86千克/立方米，即1噸糧食需要消耗1161立方米的水。其中華北區水分生產力最高，十年平均達到1.07千克/立方米；東北區為0.85千克/立方米，比全國平均水平略低；西北區為0.40千克/立方米，比全國水平略高；西南區是0.83千克/立方米，比全國平均水平略低；西北區為0.40千克/立方米，只相當于全國平均水平的一半。但是西北區的綠洲農業區的水分生產力和華北區相當，其他區的水分生產力過低，造成整個西北的數值偏低。

與世界主要農業國家相比，我國糧食水分生產力已經處在一個較高的水平。但是，現在的糧食水分生產力水平是在高投入的基礎上得到的。1996年聯合國糧農組織根據全球作物的耗水量計算得到全球農業最小耗水量為每年32000億立方米。全球人類所消耗干物質（生物量）為每年150億噸，據此求得全球人類通過光合作用在耕地上所需的最小水量為75000億立方米（平均按每噸水產生2千克干物質計算）。提高單產與提高水分生產力密切相關，因此，未來從總體上提高糧食水分生產力的空間和途徑需要進一步挖掘和探索。

最近，中央提出的到2020年增加500億千克糧食生產能力。那么，糧食總產所需要的水從何處來呢？國家已經確定，農業用水量零增長，新開發的水源主要用于城市用水。在灌溉“藍水”量不可能大幅增加的情況下，加強農田基礎建設，發展節水農業，減少無效灌水，提高旱澇保收面積比例，提高糧食作物單位耗水量的產出，即糧食水分生產力，從糧食生產內部挖掘潛力，將成為解決增產糧食所需要的額外水量的主要途徑。國家把提高500億千克糧食產量的重點放在黑龍江、吉林、河南，是符合目前和今后這些省份的單產和水分生產力狀況的。同時，南方省份和西南地區能夠達到華北地區的單產和水分生產力水平，中國的糧食安全就有保證，中國的生態環境安全也能得到保證。

為了確保“糧食安全水資源紅線”，必須建立健全完整完善的水資源測量和監督體系。耕地空間位置是固定的，“18億畝紅線”的測量和監督可以通過直接測量和統計的方法獲得，而水是運動的，因此，對它的準確測度更加困難。