食物安全观下黑龙港地区节水农业的可持续研究

王广才　胡珈铭　李伟　张胜古

摘 要 借鉴食物安全观和可持续发展理论，从水资源利用现状、种植业结构的布局、饲料用粮的压力、从业劳动者的素质、农业基础设施等方面系统阐述了影响黑龙港地区节水农业发展的限制因子及可持续发展对策，在此基础上提出只有构建以食物安全为保障的可持续发展节水农业体系，才能从根本上解决黑龙港地区水资源供需平衡与可持续发展。

关键词 食物安全；节水农业；可持续研究；河北省黑龙港

中图分类号：S274 文献标志码：B 文章编号：

河北省黑龙港地区地处该省东南部，黄淮海平原的北半部，该区域主要包括沧州和衡水市的全部，邢台市8个县， 邯郸市4个县， 廊坊市2个县及保定市4个县，共44个县市。土地面积3.39万km2， 占河北省总土地面积的18%，耕地面积210万hm2，总人口1 700万人[1]。该区属于大陆季风气候，地势低平，海拔多在40 m以下，光、热资源丰富，主要种植作物为冬小麦、夏玉米、棉花及谷子等，是河北省重要的粮棉油生产基地之一。但该区水资源不足是限制当地农业生产发展的主要因子，主要表现为：年平均降水量仅有509 mm，且降雨量年际间及年内分布不均，再加上土壤肥力低、管理不当等因素的综合作用，导致该地区全年水分利用效率平均只有1.1～1.3 kg/m3[2]。当地小麦玉米一年两熟复种制是传统农业种植模式，这种模式下作物常年生长需水量在800 mm以上，造成了作物生长需水与供给间的不协调发展，粮食高产只能靠不合理的超采地下水来维持，已到了难以维继的程度。如何从根本上改变该区农业发展所面临的水资源短缺状况，最大程度地提高水资源利用效率是亟待解决的问题。

节水农业是在保持区域水环境和生态环境持续稳定的前提下，通过最大程度地开发利用当地的各类水资源，建设高效的水资源配给系统，以及构建高效的水分转化利用模式，从而最大程度地满足社会所需农产品生产的农业技术体系[3]。节水农业的研究和实践已成为农业领域里一场新的技术革命，是包括工程节水、农艺节水和管理节水措施的综合生产系统[4]。深入并系统地研究黑龙港地区可持续发展的节水农业，对保障生态环境、解决食物安全问题有着深远的现实意义。由此，借鉴食物安全观和可持续发展理论，系统分析了影响黑龙港地区节水农业发展的限制因子，在此基础上提出只有构建以食物安全为保障的可持续发展节水农业体系，才能从根本上保障黑龙港地区水资源供需平衡与节水农业的可持续发展。

1 正确认识“粮食安全”的内涵—“食物安全”

在中国，粮食安全不仅是国民经济中“牵一发而动全身”的經济问题，更是事关社会稳定的重要政治问题。长期以来，受“以粮为纲”传统思想观的影响，人们将粮食安全的压力完全放在了粮食作物上。河北省作为我国重要的粮食生产区，耕地总资源633.2万hm2（含坡度25°以上的耕地），其中常用耕地面积590.1万hm2（不含坡度25°以上的耕地），农作物播种面积和总产量在全国均居于第3位，其中以小麦、玉米为主的粮食作物播种面积占到总耕地面积的80%以上，对保障国家粮食安全起到了积极作用，然而，随着农业生产结构日趋多元化，动物性食物肉、蛋、奶已占据半壁江山，再单一探讨粮食安全的意义不大，粮食安全的范围也必须扩展为食物安全。

放眼国际，也只有“食物安全”的概念，没有“粮食安全”。联合国的“食物与农业组织（food and agriculture organization，FAO）”，被中国化为“粮农组织”，我国总说粮食安全，不说食物安全，比如没有把肉、奶、蛋、植物性食物如谷类、蔬菜、果品等列入其中，这是对食物结构的误解，“粮食安全”的确切含义应为“食物安全”[5]。

2 黑龙港地区节水农业发展的限制因子

粮食安全是事关我国政治、经济全局的重大问题，当前我国农业生产虽然到了“总量平衡，丰年有余”的历史阶段，但粮食安全依然存在着潜在危机。随着我国人口增长以及人们消费水平的提高，粮食的供给必须立足于努力提高我国的粮食生产能力，而粮食生产能力的提高在很大程度上受到了自然资源等硬性条件的约束。

农业是用水大户，也是浪费水大户，农业用水量占全国总用水量的70%[4]。在黑龙港地区水资源日趋紧张的状况下，积极探索发展各种节水农业技术措施，建设节水型现代农业是必然趋势。针对黑龙港地区农业水资源利用的现状，主要从以下几方面综述了当前黑龙港地区节水农业的限制因素，并指出发展节水农业任务艰巨，潜力巨大，在今后相当长一段时期内是缓解水资源短缺的根本性措施。

2.1 水资源的限制

淡水资源不足是限制黑龙港地区农业生产发展的主要因素。该区主要种植模式为冬小麦-夏玉米一年两熟制，常规生产中两作种植模式年需水量800 mm以上，而年平均降水量仅有509 mm，且降雨量年际间及年内分布都很不均匀，年内70%左右的降雨主要集中在7-9月份。人均水资源占有量仅为164 m3，每公顷水资源占有量为1 620 m3，是河北省乃至华北平原水资源最贫乏地区，粮食高产主要靠超采地下水来维持[6]。由于深层水的开采，地下水位平均每年以1～2 m的速度下降，形成了众多的地下水下降“漏斗”，并且正在逐年扩大[1]。因此，如何高效利用有限的淡水资源，生产更多粮食是关键。

黑龙港地区淡水资源严重匮乏，然而，却分布着大量的地下浅层微咸水，分布面积为34 800 km2，占该区总面积的91.8%，总储水量为153.9亿m3，其中2～7 g/L的微咸水为132.8亿m3，占总储水量的86.3%。据调查，该地区几乎全部分布着矿化度大于2 g/L的咸水，浅层咸水和浅层淡水呈镶嵌式插花分布，浅层咸水的分布面积占总面积的67%，盐分离子以硫酸氯化钠镁盐为主，储量约23亿m3，占该区水资源总量的13%[1]。因此，充分挖掘咸水利用潜力，以咸补淡对解决该区水资源短缺有着重要作用。研究咸水补灌条件下小麦玉米吨粮的高产技术模式，同时，保障土壤盐分安全是今后节水农业可持续发展的关键。

2.2 当前种植业布局的限制

农业是用水大户，也是浪费水大户。农业用水量占全国总用水量的70%，黑龙港地区种植面积最大的农作物依次为冬小麦、夏玉米和棉花，这3种农作物也恰恰是耗水量多的，全生育期的需水量分别为：3 900～6 000 m3/hm2、

3 000～4 500 m3/hm2、4 500～6 750 m3/hm2。春旱是影響冬小麦正常生长的主要因素，夏玉米的播种面积仅次于冬小麦，其生育期正是黑龙港区域的多雨季节，但该地区经常会出现伏旱，棉花一般生育期7个多月，在遇到伏旱的情况，也必须灌溉补水。比较这3种作物的生育期内的耗水量和降水情况得出，种植冬小麦的效益最低，且耗水量最高[7]。因此，选择节水牧草、蔬菜等旱作作物替代冬小麦成为重要农艺节水措施，可有效缓解水资源日趋紧张的局面。

2.3 饲料用粮的压力

河北环渤海低平原区耕地面积233.3多万hm2，是河北省主要粮食产区之一，小麦玉米常年种植面积约133.3万hm2，种植面积约占全省的1/2，产量占全省小麦玉米产量的40%多。河北省人均占有粮食虽然不多，但足可满足口粮的需要，粮食压力主要来自于饲料粮，目前河北省饲料粮约占谷物总需要量的60%以上，玉米饲用需求量占玉米总需求量的70%以上，从畜产品结构分析，以耗粮型为主的猪、鸡肉占肉类总产值的75%左右，长期“人畜共粮”、“粮-猪农业”不仅为粮食生产带来巨大压力，同时，也限制了农业的可持续发展。世界上许多发达国家，即使人均粮食占有量很高，其畜产品也大都由优质饲草转化，如美国占73%，澳大利亚占90%，新西兰接近100%。因此，从现代化畜牧业发展角度来看，更应重视发展草食型、节粮型畜牧业，而优质饲草则是草食型、节粮型畜牧业发展的物质基础。

2.4 农业劳动者素质的制约

农民是粮食生产的主体，农业劳动力作为直接进行农业生产的劳动者，同时，也是农业技术的使用者。如劳动者科技素质得不到提高，则在一定程度上影响着节水农业的进步与提高。如在农业生产中，农民因缺乏科学技术而造成品种的选择不科学、农药和除草剂使用不当、病虫害防控不及时等造成产量下降，效益不高的事件时有发生。尽管近年了我国农业劳动者的素质与以往相比有了较大的提升，但从整体上来说，仍处于较低的水平。比如当前农民的平均受教育年限还只有7.3 a，未达到初中毕业水平，其中接受过农业职业教育的不足5%，特别是由于越来越多的农民却不愿意种粮食，抛荒耕地，进城务工、经商，从事兼业经营。从事农业生产和种粮的主要是老弱妇幼，文盲半文盲占相当大的比重，务农劳动者素质甚至出现后退、下降的趋势，给农业生产带来了许多不利影响。随着新时期土地流转政策的实施，土地集约化、规模化生产更是需要一批业务素质较高的农业技术能手。

2.5 农业基础设施的限制

农业基础设施是农业生产的基础，它是指从事农业生产的全过程中所必需的物质条件和社会条件，是在农业生产完成的各个环节所使用的劳动资料、劳动对象等生产力要素的总和。当前现有的农业生产多数还处于小农业分散生产经营的状态，结构单一，产业链短，经营方式粗放，集约化程度低，劳动生产率低下，严重制约着先进生产力的形成，不易形成规模化收益。且农业机械化水平与先进国家相比还有较大差距，还不能对粮食生产起到强有力的支撑作用，随着京津冀一体化发展战略的实施，通过改善现有农业的基础设施、提高农业机械化水平，对粮食的增产潜力还是很大。

3 黑龙港地区节水农业可持续发展对策

3.1 大力发展节水技术，提高水资源的利用效率

针对黑龙港地区严重缺水的生态实际，积极研究和推广先进的农业“节水”技术，加大对水利设施的投资力度，黑龙港地区以喷灌、微灌等为主的灌溉面积占节水灌溉面积的比例仅为10%左右，表明该区农业灌溉节水的潜力是很大

的[6]。在淡水资源紧张、咸水资源丰富的情况下，利用浅层咸水是协调和扩大水资源，解决该地区水资源危机经济而有效的方法。黑龙港地区浅层咸水占据了地下水库的库容，将其开采利用不仅可抗旱而且可降低地下水位，减少旱季土壤积盐和促进雨季脱盐，也可提高防涝、防托、蓄存雨水及冬季河流弃水的能力[6]。刘晓敏等[7]通过运用熵权综合评价法得出，利用浅层微咸水直接灌溉耐盐小麦的节水技术集成模式综合评价为最优，并指出咸水灌溉是今后黑龙港区发展农业生产的方向。利用广泛分布的浅层微咸水灌溉棉花和黑麦进行一体化种植，可较淡水灌溉的一体化种植节约淡水

2 250 m3/hm2，效益提高430 元/hm2；较棉花单作节约淡水

750 m3/hm2，效益提4406元/hm2；同时，具有提高植被覆盖度和改善生态环境的作用，是一项值得推广的节水高效技术模式[8]。

3.2 加强现有耕地资源的保护与利用，提高粮食单产水平

耕地是粮食安全的基础，2013年，全国粮食总产量为6.02亿t，已实现了粮食增产十连增，在耕地总量保持不变的情况下，继续提高粮食单产和扩大面积的难度越来越大。扩大粮食播种面积、提高单产的区域只有在中低产区。黑龙港地区光热资源丰富，中低产田面积较大，占到但受缺水、干旱、瘠薄、盐碱等影响造成实际粮食单产水平低，平均年粮食单产水平较山前平原低150 kg/667 m2，因此粮食增产潜力巨大。只能依靠科学技术改善耕地质量、提高单产水平。通过测土配方施肥和改善植物对物质能量及营养吸收的环境，实施科学合理施肥，使低产田变中产田、中产田变高产田。利用牧草良好的耐贫瘠、耐盐碱、养地等特点，可实现培肥土壤、解决农田土壤退化及地力下降的问题，可达到良好的提升现有耕地地力、拓展现有耕地面积的效果，促进粮食产量的持续增加。同时，该区域还是河北省的主要棉花种植区，目前常年种植46万～60万hm2，占全省棉花种植面积的95%，随着京津冀协同发展战略的实施，实现棉花东移，结合棉改粮可增加粮食面积和产量。

3.3 适度发展牧草及经济作物，缓解饲料用粮的压力

作为中国大农业发展粮食生产意义深远，目前，我国粮食总产量的构成是水稻播种面积占总粮食播种面积的28.1%、小麦播种面积占26.6%，玉米播种面积占21.1%[9]。在中国饲料用粮成为粮食生产主要压力的情况下，任继周等研究表现，建立草地农业系统，将人食与畜食分开，走节粮型、非粮型饲料道路是减小粮食生产压力、优化中国人口食物结构、确保粮食安全的一个有效措施[10]。调整和控制冬小麦的播种面积就成为黑龙港区域农业节水的关键。而黑龙港地区作为国家重要的商品粮基地，不顾粮食安全片面追求高产值的农业种植结构是错误的。因此，必须面对粮食种植业效益低以及水资源短缺的实际情况，在保证粮食安全的前提下，调整农业产业结构，由“粮-经”二元结构向“粮-经-饲”三元结构转变，适当压缩农作物的种植面积，扩大经济作物和饲料作物的种植面积，鼓励发展畜牧养殖业。事实证明，种植结构调整减缓了农业用水增加的速度。对黑龙港地区调整后的种植结构经济效益和节水效益进行概算，得出减少小麦种植面积增加其他种植面积后，可以节水3.3亿m3，增加农民收入51.4亿元[11]。压缩耗水多的小麦、玉米面积各20%和40.2%，增加甘薯类旱作高效商品性作物，既可维持水资源的持续利用，种植业人均收入还可增加22.9%[12]。

3.4 依靠科学技术，加快农艺节水发展速度

努力提高农业科技应用水平是改变传统农业发展方式、提高粮食产量的重要基础。积极推广保护性耕作、田间覆盖、耕作保墒等农艺节水技术以提高农田水利用率，实现节水农业。8 a的定位试验表明，小麦留茬25～30 cm用免耕播种机贴茬播种玉米， 较传统耕作方式玉米水分利用率提高28.6%[4]。牛新胜等通过5年的玉米秸秆覆盖免耕定位试验表明，与其他处理相比较，覆免处理土壤含水量比其他处理增加5.6%～17.0%[13]。白仕静等研究得出，春深耕和夏深松可提高土壤对降水和灌溉水的蓄存与调控能力，改善对棉花的供水状况，提高水分利用效率[14]。此外研究表明，采用小麦晚播、窄行密植、不浇返青水、推迟春一水等技术，可大大缩短农时，延长夏玉米生长期，减少无效蒸发。

3.5 完善科技服务体系，提高从业劳动者的节水意识

授人以鱼不如授人以渔。只有农村从业劳动者的科技水平与素质得到提升与锻炼，该地区的节水农业才能进一步的发展与提高。科技培训是技术推广的重要手段与途径，通过技术培训、基地示范、新品种展示等多种措施，选择素质高、对新技术接受快的农民作为重点服务培养对象，培养成技术能手，进而全面提高农民的科技素质，留下一支永远带不走的技术队伍。使科技服务功能常态化，是技术服务的最终目的。

3.6 加大政策扶持力度，夯实农业生产基础

应充分发挥政府在市场调节中的作用，积极调动农民种粮的积极性，要加大对农业和粮食生产的政策扶持力度，增加对农业和粮食生产的资金投入，加大农业基础设施建设投入，采取增加农资综合直补、增加良种补贴、提高粮食最低收购价格等一系列综合措施，降低粮食的生产成本，完善对种粮农民的综合补贴机制，采取农机补贴、农机下乡等方式进一步增加对粮食生产的物质技术投入。政府必须大幅度增加对农业基础设施建设的投入尤其是对农田水利设施的投入，增加节水灌溉基础设施；加快农业基础设备的更新换代，提高设备利用率；增加大型农机具的数量，普及机械化耕种模式，减轻种粮劳动强度；重视田间机耕道建设，突破制约农田机械化的瓶颈。

4 结语

食物安全是经济发展、社会稳定和国家安全的基础，是关系全局的一个重大战略问题。对食物安全问题下节水农业可持续发展问题的研究是一个持续、渐进的过程。笔者只对食物安全观下黑龙港地区节水农业的可持续发展研究进行了初步分析，在此基础上提出只有构建以食物安全为保障的可持续发展节水农业体系，才能从根本上解决黑龙港地区水资源供需平衡与可持续发展。针对黑龙港地区独特的降水、气候、地理和社会经济条件，通过适当发展微咸水利用、灌溉技术，逐步缓解对地下水的超采以及由此引起的日益恶化的生态问题；通过提升耕地质量、加大农业科技投入、拓展中低产田面积，实现粮食的可持续增产；通过调整农业结构，适当压缩农作物的种植面积，扩大经济作物和饲料作物的种植面积，建立现代化高效种植制度；充分发挥现代生物技术在作物品种改良中重要作用，创造培育抗旱、节水新品种；完善科技服务体系，提高从业劳动者的素质；同时，还需加大政策扶持力度，通过政府的积极宣传，提高农民的种粮积极性。在因地制宜的基础上做到合理用水、科学用水，达到节水增产高效的一种现代化农业生产模式，不仅能较大提高该地区的农业经济发展水平， 更对整个河北省农业经济和生态环境发挥巨大作用，促进农业的可持续发展。

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（责任编辑：刘昀）