食物安全觀下黑龍港地區節水農業的可持續研究

王廣才　胡珈銘　李偉　張勝古

摘 要 借鑒食物安全觀和可持續發展理論，從水資源利用現狀、種植業結構的布局、飼料用糧的壓力、從業勞動者的素質、農業基礎設施等方面系統闡述了影響黑龍港地區節水農業發展的限制因子及可持續發展對策，在此基礎上提出只有構建以食物安全為保障的可持續發展節水農業體系，才能從根本上解決黑龍港地區水資源供需平衡與可持續發展。

關鍵詞 食物安全；節水農業；可持續研究；河北省黑龍港

中圖分類號：S274 文獻標志碼：B 文章編號：

河北省黑龍港地區地處該省東南部，黃淮海平原的北半部，該區域主要包括滄州和衡水市的全部，邢臺市8個縣， 邯鄲市4個縣， 廊坊市2個縣及保定市4個縣，共44個縣市。土地面積3.39萬km2， 占河北省總土地面積的18%，耕地面積210萬hm2，總人口1 700萬人[1]。該區屬于大陸季風氣候，地勢低平，海拔多在40 m以下，光、熱資源豐富，主要種植作物為冬小麥、夏玉米、棉花及谷子等，是河北省重要的糧棉油生產基地之一。但該區水資源不足是限制當地農業生產發展的主要因子，主要表現為：年平均降水量僅有509 mm，且降雨量年際間及年內分布不均，再加上土壤肥力低、管理不當等因素的綜合作用，導致該地區全年水分利用效率平均只有1.1～1.3 kg/m3[2]。當地小麥玉米一年兩熟復種制是傳統農業種植模式，這種模式下作物常年生長需水量在800 mm以上，造成了作物生長需水與供給間的不協調發展，糧食高產只能靠不合理的超采地下水來維持，已到了難以維繼的程度。如何從根本上改變該區農業發展所面臨的水資源短缺狀況，最大程度地提高水資源利用效率是亟待解決的問題。

節水農業是在保持區域水環境和生態環境持續穩定的前提下，通過最大程度地開發利用當地的各類水資源，建設高效的水資源配給系統，以及構建高效的水分轉化利用模式，從而最大程度地滿足社會所需農產品生產的農業技術體系[3]。節水農業的研究和實踐已成為農業領域里一場新的技術革命，是包括工程節水、農藝節水和管理節水措施的綜合生產系統[4]。深入并系統地研究黑龍港地區可持續發展的節水農業，對保障生態環境、解決食物安全問題有著深遠的現實意義。由此，借鑒食物安全觀和可持續發展理論，系統分析了影響黑龍港地區節水農業發展的限制因子，在此基礎上提出只有構建以食物安全為保障的可持續發展節水農業體系，才能從根本上保障黑龍港地區水資源供需平衡與節水農業的可持續發展。

1 正確認識“糧食安全”的內涵—“食物安全”

在中國，糧食安全不僅是國民經濟中“牽一發而動全身”的經濟問題，更是事關社會穩定的重要政治問題。長期以來，受“以糧為綱”傳統思想觀的影響，人們將糧食安全的壓力完全放在了糧食作物上。河北省作為我國重要的糧食生產區，耕地總資源633.2萬hm2（含坡度25°以上的耕地），其中常用耕地面積590.1萬hm2（不含坡度25°以上的耕地），農作物播種面積和總產量在全國均居于第3位，其中以小麥、玉米為主的糧食作物播種面積占到總耕地面積的80%以上，對保障國家糧食安全起到了積極作用，然而，隨著農業生產結構日趨多元化，動物性食物肉、蛋、奶已占據半壁江山，再單一探討糧食安全的意義不大，糧食安全的范圍也必須擴展為食物安全。

放眼國際，也只有“食物安全”的概念，沒有“糧食安全”。聯合國的“食物與農業組織（food and agriculture organization，FAO）”，被中國化為“糧農組織”，我國總說糧食安全，不說食物安全，比如沒有把肉、奶、蛋、植物性食物如谷類、蔬菜、果品等列入其中，這是對食物結構的誤解，“糧食安全”的確切含義應為“食物安全”[5]。

2 黑龍港地區節水農業發展的限制因子

糧食安全是事關我國政治、經濟全局的重大問題，當前我國農業生產雖然到了“總量平衡，豐年有余”的歷史階段，但糧食安全依然存在著潛在危機。隨著我國人口增長以及人們消費水平的提高，糧食的供給必須立足于努力提高我國的糧食生產能力，而糧食生產能力的提高在很大程度上受到了自然資源等硬性條件的約束。

農業是用水大戶，也是浪費水大戶，農業用水量占全國總用水量的70%[4]。在黑龍港地區水資源日趨緊張的狀況下，積極探索發展各種節水農業技術措施，建設節水型現代農業是必然趨勢。針對黑龍港地區農業水資源利用的現狀，主要從以下幾方面綜述了當前黑龍港地區節水農業的限制因素，并指出發展節水農業任務艱巨，潛力巨大，在今后相當長一段時期內是緩解水資源短缺的根本性措施。

2.1 水資源的限制

淡水資源不足是限制黑龍港地區農業生產發展的主要因素。該區主要種植模式為冬小麥-夏玉米一年兩熟制，常規生產中兩作種植模式年需水量800 mm以上，而年平均降水量僅有509 mm，且降雨量年際間及年內分布都很不均勻，年內70%左右的降雨主要集中在7-9月份。人均水資源占有量僅為164 m3，每公頃水資源占有量為1 620 m3，是河北省乃至華北平原水資源最貧乏地區，糧食高產主要靠超采地下水來維持[6]。由于深層水的開采，地下水位平均每年以1～2 m的速度下降，形成了眾多的地下水下降“漏斗”，并且正在逐年擴大[1]。因此，如何高效利用有限的淡水資源，生產更多糧食是關鍵。

黑龍港地區淡水資源嚴重匱乏，然而，卻分布著大量的地下淺層微咸水，分布面積為34 800 km2，占該區總面積的91.8%，總儲水量為153.9億m3，其中2～7 g/L的微咸水為132.8億m3，占總儲水量的86.3%。據調查，該地區幾乎全部分布著礦化度大于2 g/L的咸水，淺層咸水和淺層淡水呈鑲嵌式插花分布，淺層咸水的分布面積占總面積的67%，鹽分離子以硫酸氯化鈉鎂鹽為主，儲量約23億m3，占該區水資源總量的13%[1]。因此，充分挖掘咸水利用潛力，以咸補淡對解決該區水資源短缺有著重要作用。研究咸水補灌條件下小麥玉米噸糧的高產技術模式，同時，保障土壤鹽分安全是今后節水農業可持續發展的關鍵。

2.2 當前種植業布局的限制

農業是用水大戶，也是浪費水大戶。農業用水量占全國總用水量的70%，黑龍港地區種植面積最大的農作物依次為冬小麥、夏玉米和棉花，這3種農作物也恰恰是耗水量多的，全生育期的需水量分別為：3 900～6 000 m3/hm2、

3 000～4 500 m3/hm2、4 500～6 750 m3/hm2。春旱是影響冬小麥正常生長的主要因素，夏玉米的播種面積僅次于冬小麥，其生育期正是黑龍港區域的多雨季節，但該地區經常會出現伏旱，棉花一般生育期7個多月，在遇到伏旱的情況，也必須灌溉補水。比較這3種作物的生育期內的耗水量和降水情況得出，種植冬小麥的效益最低，且耗水量最高[7]。因此，選擇節水牧草、蔬菜等旱作作物替代冬小麥成為重要農藝節水措施，可有效緩解水資源日趨緊張的局面。

2.3 飼料用糧的壓力

河北環渤海低平原區耕地面積233.3多萬hm2，是河北省主要糧食產區之一，小麥玉米常年種植面積約133.3萬hm2，種植面積約占全省的1/2，產量占全省小麥玉米產量的40%多。河北省人均占有糧食雖然不多，但足可滿足口糧的需要，糧食壓力主要來自于飼料糧，目前河北省飼料糧約占谷物總需要量的60%以上，玉米飼用需求量占玉米總需求量的70%以上，從畜產品結構分析，以耗糧型為主的豬、雞肉占肉類總產值的75%左右，長期“人畜共糧”、“糧-豬農業”不僅為糧食生產帶來巨大壓力，同時，也限制了農業的可持續發展。世界上許多發達國家，即使人均糧食占有量很高，其畜產品也大都由優質飼草轉化，如美國占73%，澳大利亞占90%，新西蘭接近100%。因此，從現代化畜牧業發展角度來看，更應重視發展草食型、節糧型畜牧業，而優質飼草則是草食型、節糧型畜牧業發展的物質基礎。

2.4 農業勞動者素質的制約

農民是糧食生產的主體，農業勞動力作為直接進行農業生產的勞動者，同時，也是農業技術的使用者。如勞動者科技素質得不到提高，則在一定程度上影響著節水農業的進步與提高。如在農業生產中，農民因缺乏科學技術而造成品種的選擇不科學、農藥和除草劑使用不當、病蟲害防控不及時等造成產量下降，效益不高的事件時有發生。盡管近年了我國農業勞動者的素質與以往相比有了較大的提升，但從整體上來說，仍處于較低的水平。比如當前農民的平均受教育年限還只有7.3 a，未達到初中畢業水平，其中接受過農業職業教育的不足5%，特別是由于越來越多的農民卻不愿意種糧食，拋荒耕地，進城務工、經商，從事兼業經營。從事農業生產和種糧的主要是老弱婦幼，文盲半文盲占相當大的比重，務農勞動者素質甚至出現后退、下降的趨勢，給農業生產帶來了許多不利影響。隨著新時期土地流轉政策的實施，土地集約化、規模化生產更是需要一批業務素質較高的農業技術能手。

2.5 農業基礎設施的限制

農業基礎設施是農業生產的基礎，它是指從事農業生產的全過程中所必需的物質條件和社會條件，是在農業生產完成的各個環節所使用的勞動資料、勞動對象等生產力要素的總和。當前現有的農業生產多數還處于小農業分散生產經營的狀態，結構單一，產業鏈短，經營方式粗放，集約化程度低，勞動生產率低下，嚴重制約著先進生產力的形成，不易形成規模化收益。且農業機械化水平與先進國家相比還有較大差距，還不能對糧食生產起到強有力的支撐作用，隨著京津冀一體化發展戰略的實施，通過改善現有農業的基礎設施、提高農業機械化水平，對糧食的增產潛力還是很大。

3 黑龍港地區節水農業可持續發展對策

3.1 大力發展節水技術，提高水資源的利用效率

針對黑龍港地區嚴重缺水的生態實際，積極研究和推廣先進的農業“節水”技術，加大對水利設施的投資力度，黑龍港地區以噴灌、微灌等為主的灌溉面積占節水灌溉面積的比例僅為10%左右，表明該區農業灌溉節水的潛力是很大

的[6]。在淡水資源緊張、咸水資源豐富的情況下，利用淺層咸水是協調和擴大水資源，解決該地區水資源危機經濟而有效的方法。黑龍港地區淺層咸水占據了地下水庫的庫容，將其開采利用不僅可抗旱而且可降低地下水位，減少旱季土壤積鹽和促進雨季脫鹽，也可提高防澇、防托、蓄存雨水及冬季河流棄水的能力[6]。劉曉敏等[7]通過運用熵權綜合評價法得出，利用淺層微咸水直接灌溉耐鹽小麥的節水技術集成模式綜合評價為最優，并指出咸水灌溉是今后黑龍港區發展農業生產的方向。利用廣泛分布的淺層微咸水灌溉棉花和黑麥進行一體化種植，可較淡水灌溉的一體化種植節約淡水

2 250 m3/hm2，效益提高430 元/hm2；較棉花單作節約淡水

750 m3/hm2，效益提4406元/hm2；同時，具有提高植被覆蓋度和改善生態環境的作用，是一項值得推廣的節水高效技術模式[8]。

3.2 加強現有耕地資源的保護與利用，提高糧食單產水平

耕地是糧食安全的基礎，2013年，全國糧食總產量為6.02億t，已實現了糧食增產十連增，在耕地總量保持不變的情況下，繼續提高糧食單產和擴大面積的難度越來越大。擴大糧食播種面積、提高單產的區域只有在中低產區。黑龍港地區光熱資源豐富，中低產田面積較大，占到但受缺水、干旱、瘠薄、鹽堿等影響造成實際糧食單產水平低，平均年糧食單產水平較山前平原低150 kg/667 m2，因此糧食增產潛力巨大。只能依靠科學技術改善耕地質量、提高單產水平。通過測土配方施肥和改善植物對物質能量及營養吸收的環境，實施科學合理施肥，使低產田變中產田、中產田變高產田。利用牧草良好的耐貧瘠、耐鹽堿、養地等特點，可實現培肥土壤、解決農田土壤退化及地力下降的問題，可達到良好的提升現有耕地地力、拓展現有耕地面積的效果，促進糧食產量的持續增加。同時，該區域還是河北省的主要棉花種植區，目前常年種植46萬～60萬hm2，占全省棉花種植面積的95%，隨著京津冀協同發展戰略的實施，實現棉花東移，結合棉改糧可增加糧食面積和產量。

3.3 適度發展牧草及經濟作物，緩解飼料用糧的壓力

作為中國大農業發展糧食生產意義深遠，目前，我國糧食總產量的構成是水稻播種面積占總糧食播種面積的28.1%、小麥播種面積占26.6%，玉米播種面積占21.1%[9]。在中國飼料用糧成為糧食生產主要壓力的情況下，任繼周等研究表現，建立草地農業系統，將人食與畜食分開，走節糧型、非糧型飼料道路是減小糧食生產壓力、優化中國人口食物結構、確保糧食安全的一個有效措施[10]。調整和控制冬小麥的播種面積就成為黑龍港區域農業節水的關鍵。而黑龍港地區作為國家重要的商品糧基地，不顧糧食安全片面追求高產值的農業種植結構是錯誤的。因此，必須面對糧食種植業效益低以及水資源短缺的實際情況，在保證糧食安全的前提下，調整農業產業結構，由“糧-經”二元結構向“糧-經-飼”三元結構轉變，適當壓縮農作物的種植面積，擴大經濟作物和飼料作物的種植面積，鼓勵發展畜牧養殖業。事實證明，種植結構調整減緩了農業用水增加的速度。對黑龍港地區調整后的種植結構經濟效益和節水效益進行概算，得出減少小麥種植面積增加其他種植面積后，可以節水3.3億m3，增加農民收入51.4億元[11]。壓縮耗水多的小麥、玉米面積各20%和40.2%，增加甘薯類旱作高效商品性作物，既可維持水資源的持續利用，種植業人均收入還可增加22.9%[12]。

3.4 依靠科學技術，加快農藝節水發展速度

努力提高農業科技應用水平是改變傳統農業發展方式、提高糧食產量的重要基礎。積極推廣保護性耕作、田間覆蓋、耕作保墑等農藝節水技術以提高農田水利用率，實現節水農業。8 a的定位試驗表明，小麥留茬25～30 cm用免耕播種機貼茬播種玉米， 較傳統耕作方式玉米水分利用率提高28.6%[4]。牛新勝等通過5年的玉米秸稈覆蓋免耕定位試驗表明，與其他處理相比較，覆免處理土壤含水量比其他處理增加5.6%～17.0%[13]。白仕靜等研究得出，春深耕和夏深松可提高土壤對降水和灌溉水的蓄存與調控能力，改善對棉花的供水狀況，提高水分利用效率[14]。此外研究表明，采用小麥晚播、窄行密植、不澆返青水、推遲春一水等技術，可大大縮短農時，延長夏玉米生長期，減少無效蒸發。

3.5 完善科技服務體系，提高從業勞動者的節水意識

授人以魚不如授人以漁。只有農村從業勞動者的科技水平與素質得到提升與鍛煉，該地區的節水農業才能進一步的發展與提高。科技培訓是技術推廣的重要手段與途徑，通過技術培訓、基地示范、新品種展示等多種措施，選擇素質高、對新技術接受快的農民作為重點服務培養對象，培養成技術能手，進而全面提高農民的科技素質，留下一支永遠帶不走的技術隊伍。使科技服務功能常態化，是技術服務的最終目的。

3.6 加大政策扶持力度，夯實農業生產基礎

應充分發揮政府在市場調節中的作用，積極調動農民種糧的積極性，要加大對農業和糧食生產的政策扶持力度，增加對農業和糧食生產的資金投入，加大農業基礎設施建設投入，采取增加農資綜合直補、增加良種補貼、提高糧食最低收購價格等一系列綜合措施，降低糧食的生產成本，完善對種糧農民的綜合補貼機制，采取農機補貼、農機下鄉等方式進一步增加對糧食生產的物質技術投入。政府必須大幅度增加對農業基礎設施建設的投入尤其是對農田水利設施的投入，增加節水灌溉基礎設施；加快農業基礎設備的更新換代，提高設備利用率；增加大型農機具的數量，普及機械化耕種模式，減輕種糧勞動強度；重視田間機耕道建設，突破制約農田機械化的瓶頸。

4 結語

食物安全是經濟發展、社會穩定和國家安全的基礎，是關系全局的一個重大戰略問題。對食物安全問題下節水農業可持續發展問題的研究是一個持續、漸進的過程。筆者只對食物安全觀下黑龍港地區節水農業的可持續發展研究進行了初步分析，在此基礎上提出只有構建以食物安全為保障的可持續發展節水農業體系，才能從根本上解決黑龍港地區水資源供需平衡與可持續發展。針對黑龍港地區獨特的降水、氣候、地理和社會經濟條件，通過適當發展微咸水利用、灌溉技術，逐步緩解對地下水的超采以及由此引起的日益惡化的生態問題；通過提升耕地質量、加大農業科技投入、拓展中低產田面積，實現糧食的可持續增產；通過調整農業結構，適當壓縮農作物的種植面積，擴大經濟作物和飼料作物的種植面積，建立現代化高效種植制度；充分發揮現代生物技術在作物品種改良中重要作用，創造培育抗旱、節水新品種；完善科技服務體系，提高從業勞動者的素質；同時，還需加大政策扶持力度，通過政府的積極宣傳，提高農民的種糧積極性。在因地制宜的基礎上做到合理用水、科學用水，達到節水增產高效的一種現代化農業生產模式，不僅能較大提高該地區的農業經濟發展水平， 更對整個河北省農業經濟和生態環境發揮巨大作用，促進農業的可持續發展。

參考文獻

[1] 曹彩云，李科江，馬俊永，等.河北低平原淺層咸水的利用現狀與開發潛力[J].安徽農學通報， 2007，13（18）：66-68.

[2] 劉曉敏，夏來坤，王慧軍.黑龍港區小麥玉米農藝節水技術集成模式綜合評價及推廣建議[J].中國農學通報， 2011，27（4）：268-275.

[3] 段愛旺.淺談節水農業的內涵與技術體系構成[J].灌溉排水學報，2003，23（1）：35-40.

[4] 李廣敏.采取綜合措施提高節水農業水平[J].華北農學報，2003，18（院慶專輯）：14-16.

[5] 任繼周，林惠龍，侯向陽.發展草地農業確保中國食物安全[J].中國農業科學，2007， 40（3）：614-621.

[6] 陶佩君，王娜，周志軍，等.河北省黑龍港地區農業節水技術及其應用選擇分析[J].農業科技管理，2008，27（2）：34-36.

[7] 孫淑珍.從水資源角度看黑龍港區域農業種植結構優化[J].河北工程技術高等專科學校學報，2010，（1）：4-6.

[8] 馬俊永，曹彩云，鄭春蓮，等.微咸水灌溉條件下棉花-黑麥種植系統的效益分析[J].河北農業科學，2010，14（6）：86-88.

[9] 段紅平，趙正雄.中國農業可持續發展與糧食安全問題的分析[J].耕作與栽培，2002，（2）：58-60.

[10] 任繼周，林惠龍，侯向陽.發展草地農業確保中國食物安全[J].中國農業科學，2007， 40（3）：614-621.

[11] 孫淑珍.黑龍港類型區節水農業典型調查及效益分析[J].河北工程技術高等專科學校學報，2011，（1）：1-4.

[12] 李志宏. 基于水資源狀況的河北低平原種植結構調整[J].河北農業科學，2003，（7）：120-123.

[13] 牛新勝，馬永良，牛靈安，等.玉米秸稈覆蓋冬小麥免耕播種對土壤理化性狀的影響[J].華北農學報，2007，22：158-163.

[14] 白仕靜，趙合彥，張英明.耕作方法對土壤水分及棉花生長的影響[J].河北農業科學，2002，6（2）：43-45.

（責任編輯：劉昀）