灌溉對淮河流域糧食生產的作用

詹同濤 李臻 梅梅 劉琦

灌溉對淮河流域糧食生產的作用

詹同濤 李臻 梅梅 劉琦

一、淮河流域灌區發展概況

新中國成立以來，淮河流域進行了大規模的農田水利基本建設，農田水利工程全面推進，灌溉面積快速增長，已建成庫塘灌區、河湖灌區和機電井灌區等三大灌溉系統，現有耕地總面積約1.90億畝，有效灌溉總面積約1.45億畝。

從1980～1990年十年時間，淮河流域有效灌溉面積基本保持在1980年水平波動；從1995～2010年，淮河流域有效灌溉面積一直保持穩定增長，到2010年，淮河流域有效灌溉面積達1.45億畝。從1985～1997年，淮河流域實灌面積快速增長，到1997年，淮河流域實灌面積為1.14萬畝，實灌率高達90%，此后10年，由于退耕還林和農業種植結構的調整，實灌率跌到近20年最低值，這段期間淮河流域實灌面積穩定保持在1.1～1.2億畝左右。2006年后，淮河流域實際灌溉面積逐年穩定增長，2008～2010年實際灌溉面積保持在1.3億畝左右，實灌率平均值約為90.2%。

二、農田灌溉對流域糧食生產的作用

1.水旱災害對淮河流域糧食安全影響

1949年以來，淮河流域先后發生了1950年、1954年、1991年流域性大水?；春铀蛋l生過1968年、1969年、1975年、1963年洪水等；沂沭泗水系發生過1957年、1974年洪水等。以上洪水均造成嚴重的洪澇災害。

從1949～2000年的52年中，淮河流域旱災年成災農田在2000萬畝以上的年份有21年，占統計年數的40.4%；旱災年成災農田在3000萬畝、4000萬畝、5000萬畝以上的年份，分別為14年、11年和7年，分別占統計年數的26.9%、21.2%和13.5%，可見旱災出現的頻率很高。近期全流域性大旱災頻繁發生，局部、區域性旱災幾乎每年都有發生，20世紀50年代、60年代、70年代、80年代、90年代年均旱災成災農田分別占同年代年均耕地面積的1%、3.8%、8.6%、13.4%和21%。

20世紀90年代，淮河流域先后出現了1991年、1994年、1997年、1999年、2000年等5個大旱年份，90年代淮河流域大旱災出現的頻次已由70年代、80年代的5年一次，增加到2年出現一次?；春恿饔?0年代累計旱災成災農田面積達38452萬畝，較淮河流域80年代旱災累計成災農田面積增加了13391萬畝，增加了53%，在1991～2001年淮河流域就有1994年、1997年、1999年、2000年、2001年等5年旱災成災農田6000萬畝以上，造成淮河流域農業嚴重減產。由此可見，淮河流域旱災呈逐步加劇的趨勢。

2.農田灌溉對糧食產量的影響

淮河流域是我國水資源供需矛盾突出的地區之一，水資源短缺問題是影響淮河流域糧食生產安全的重要因素。淮河流域多年平均降雨量為898mm，其中汛期降雨量為569mm，占全年降雨量的63%。汛期中降雨大部分不能被農作物所利用，因此農田灌溉對淮河流域糧食生產的作用十分重要。

由表1可知，從1985年到2010年間，淮河流域農田有效灌溉面積從1.10億畝增長到1.45億畝，增長了31.9%左右；糧食產量從602億kg增長到1012億kg，增長了68.2%；農田灌溉水量近30年基本保持在250到340億m3之間?；春恿饔蚪?0年糧食產量和農田灌溉水量點據關系見圖1。

由圖1可知，近30年的糧食產量與農田灌溉水量的相關關系并不顯著，相關系數僅為0.349。分析具體數據，圖1中擬合曲線斜上方的數據均為2003年到2010年的糧食產量與灌溉水量數據；而圖1擬合曲線斜下方的數據均為2003年之前的糧食產量與灌溉水量數據?？梢姡谳^長時期內，影響糧食產量的主要因素是農業生產科技水平的提升和農田灌溉面積的增長；但在較短段時期內，農田有效灌溉面積增長幅度不大，且農業生產科技水平的提高對糧食增產的作用并不顯著，糧食產量與灌溉水量的相關關系比較顯著。

表1　淮河流域糧食產量與灌溉水量統計表

圖1　淮河流域近30年糧食產量與農田灌溉水量關系圖

以2003年為節點，將近30年糧食產量與農田灌溉水量數據系列分為兩個系列，分別采用多項式進行擬合，得到糧食產量與農田灌溉水量的關系線見圖2。

圖2　近30年糧食產量與農田灌溉水量關系曲線圖（一）

由圖2可知，2003年后數據系列的擬合曲線較為合理，相關系數達到0.858，擬合曲線表達式見式（1）；2003年前數據系列的擬合曲線的相關系數只有0.757，并且在灌溉水量超過320億m3后糧食產量呈下降趨勢，顯然與實際情況不符。

通過對點據分析，可以看出擬合曲線主要受2001年與2002年數據影響較大。根據前節內容分析，在2000～2003年期間，我國進行了退耕還林和農業種植結構調整。現分別對2000年以前的系列與2003年以后的系列進行擬合，擬合結果見圖3。

圖3　近30年糧食產量與農田灌溉水量關系曲線圖（二）

將2001年與2002年的數據剔除后，2000年前數據系列的擬合曲線較為合理，其相關系數達0.971，擬合曲線表達式見式（3）。

考慮到未來農業技術水平的提升和發展，采用2003～2010年農田灌溉水量與糧食產量數據擬合的曲線，即式（1）更能代表未來一定時期內的農田灌溉水量與糧食產量的關系。從該曲線不難看出，隨著農田灌溉水量的加大，糧食產量會相應提高，而單位灌溉水量的糧食增產量會逐漸降低。

三、保障流域糧食生產安全所需的灌溉水量探討

1.農業供水現狀

根據調查，淮河流域近5年（2007～2011年）年平均農田灌溉用水量356.6億m3，其中地表水占81%。淮河流域近5年年均農田灌溉用水量約占淮河流域總用水量的64.6%，2009年所占比重最大為66.0%，2007年所占比重最小為61.7%，農田灌溉用水占總用水量的比重總體平穩，符合淮河流域作為國家重要糧食主產區的基本情況。

淮河流域近5年平均農田實灌水量275m3/畝，2010年最大為290m3/畝，2007年最小為251m3/畝，最大值較最小值大15.6%，較平均值大5.4%。

2.保障流域糧食生產安全所需的灌溉供水量探討

依據《全國新增1000億斤糧食生產能力規劃》，黃淮海區為我國糧食生產核心區，承擔的產能任務為全國三大核心區之首，占全國新增產能的32.9%?？紤]到未來糧食需求和現階段淮河流域在全國糧食安全生產體系中的重要作用，預計到2030年，為保障全國糧食安全，淮河流域須生產糧食1169億kg，根據公式（1）確定的糧食產量與灌溉水量關系，考慮到未來農業科技水平和農田灌溉水利工程配套設施的完善，作物水分生產率和灌溉水利用系數將進一步提高，2030年單方水糧食產出比2010年高出10%可期，則為保障這一目標，多年平均條件下淮河流域2030年糧食灌溉水量至少為355億m3。

根據農田灌溉試驗結果：充分灌溉的小麥在非需水關鍵期（分蘗期和乳熟期）缺水率為4.71%時，減產率在0.7%左右；充分灌溉的玉米在非需水關鍵期（乳熟期）缺水率為5.40%時，減產率為2.50%；充分灌溉的水稻在非需水關鍵期（分蘗期和乳熟期）缺水率為7.50%時，減產率在3%左右。因此，當淮河流域糧食灌溉水量缺水4.71%時，即淮河流域2030年糧食灌溉水量為338億m3，3種主要糧食作物綜合減產率小于3%。

由此，可確定2030年充分保障淮河流域糧食生產安全的灌溉供水量為355億m3，基本保障糧食生產安全的灌溉供水量為338億m3。

四、結語

本文簡要闡述了淮河流域灌溉及灌區發展情況，重點分析了農田灌溉對淮河流域糧食生產的作用，并結合農田灌溉試驗，探討了保障淮河流域糧食生產安全的灌溉供水量?？蔀檠芯哭r田灌溉對糧食產量的貢獻提供借鑒，亦可為制定流域層面保障糧食生產安全的灌溉供水量、發揮糧食生產核心區作用相關制度框架提供參考

（作者單位：中水淮河規劃設計研究有限公司230601）