吴普特
(1.西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院,陕西杨凌 712100;2.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨凌 712100)
20世纪90年代以来,基于国家区域经济发展格局的转变,我国出现了“北粮南运”现象,打破了“湖广熟,天下足”的古格局[1]。粮食生产是高耗水产业,“北粮南运”现象伴生了农业虚拟水“北水南调工程”。近年来,这一“工程”调水量不断增加,年调水量已超过黄河水资源总量,且近期内难以改变,并有上升的趋势[2]。粮食虚拟水“北水南调工程”势必对缺水的北方地区的水资源和生态系统稳定以及区域经济发展产生负面影响,应引起高度重视[2-5]。本文在分析“北水南调工程”潜在危机的基础上,提出了应对危机的建议。
我国农业虚拟水“北水南调工程”的形成与“北粮南运”同步,起始于20世纪90年代[1]。据研究,20世纪90年代北方向南方年均调运粮食1861万t,折合虚拟水量(包括蓝水和绿水,绿水是指作物生产过程中消耗的有效降水,其中植物生长蒸腾的绿水是生产性绿水;蓝水是看得见的地表径流和地下径流的液态水[6-7])约为238亿m3;21世纪前10年,北方向南方年均调运粮食4361万t,折合虚拟水量530亿m3,相当于黄河水资源总量[1]。2011年北方向南方调运粮食7643万 t,折合虚拟水量753亿 m3[8];2012年北方向南方调运粮食7945万t,折合虚拟水量 826 亿 m3[9],如表 1 所示。
表1 南北方区域粮食调运及虚拟水流动量
由表1可以看出,自农业虚拟水“北水南调工程”运行以来,无论是粮食调运量,还是虚拟水调运量均呈上升趋势,尤其是进入21世纪以来,这种上升趋势更为明显,年调水量已超过黄河水资源总量。基于国家南北方经济发展格局与区域经济结构定位,近期内这种现象难以改变,且有上升的趋势[1,10]。
我国是一个水资源分布极为不均的国家,占国土面积65%、人口40%和耕地51%的长江、淮河以北地区(称为北方地区)拥有的水资源量仅为全国的18%,虚拟水“北水南调工程”实际上形成了由贫水地区向水资源相对丰富地区调水的不合理现象[2,10-11]。农业虚拟水“北水南调工程”的运行与发展,已对我国区域经济发展、粮食安全、生态文明建设带来了潜在的危机。
一是加剧了北方水资源危机。大量农业虚拟水的调运给本来水资源十分紧缺的北方地区带来了严重的水资源压力,地表水资源不足,不得不大量开采地下水,目前北方地区65%的生活用水、50%的工业用水、33%的农业用水均来自地下水,已远远超过了区域地下水的容许开采量,且有增加的趋势[12]。这种趋势如不及时改变,北方地区出现水荒的概率将不断增加。
二是危及国家粮食安全。随着区域经济的发展与人民群众生活质量的不断提高,工业用水与生活用水在近期内刚性增长需求不可改变,加之生态用水的需求,以及农业用水效率较低、节水空间较大的现实,必然导致通过提高农业用水效率压缩农业用水量。但农业虚拟水调运量不断增加,基于区域水资源的压力与经济发展需求,很有可能导致北方地区压缩粮食种植面积,从而给国家粮食安全带来潜在危机。尽管北方地区粮食种植面积一直稳中有增,但个别地区已经出现了压缩粮食种植面积的现象,如内蒙河套灌区粮食种植面积比例已经由20世纪60年代的92%左右,压缩到21世纪前10年的不足50%[13],如表2 所示。
表2 内蒙古河套灌区粮食与经济作物种植比例时间演变 %
三是拉大了南北方经济差距。农业是弱势产业,比较经济效益相对较低,大量的农业虚拟水调运,使得北方地区将大量的水资源用于农业生产。据统计,目前东北、西北地区农业用水占用水总量的比重高达75%以上,远高于全国63%的平均水平[9]。这势必影响北方工业等经济效益相对较高的产业发展,据统计,1980年南北方GDP仅相差588亿元,而1990年南北方GDP相差2597亿元,10年时间这一差距只增加了3.4倍;自1990年“北水南调工程”运行以来,这一差距不断增大,2000年南北方GDP差距增到16783亿元,2010年更增加到62877亿元,20年时间这一差距增加了23倍[14-15],见图1。“北水南调工程”无疑是南北方经济差距巨大的复杂多样原因中的重要原因,这种现象长期下去必将进一步拉大南北方经济发展差距,加剧南北方区域经济发展的非平衡性。
图1 南北方GDP及二者差值
我国粮食生产用水量区域差距较大,以2010年为例(见表3),全国平均生产1kg粮食需要用水(包括绿水与蓝水)1.247 m3,最高值为广东省生产1 kg粮食需要用水2.380 m3,最低值为河南、山东,生产1kg粮食仅需要用水0.753 m3;东北地区黑龙江省生产1kg粮食用水量为1.399m3,吉林仅为1.099m3;西北地区甘肃省生产1 kg粮食用水量为1.129 m3,而新疆高达1.869 m3[1]。这说明在现有技术水平下,我国农业节水仍有较大潜力可以挖掘,产生这种现象的主要原因在于不同区域对节水农业发展的重视程度不同。
表3 2010年中国各省份粮食生产水足迹
建议尽快启动研究实施国家粮食生产用水补偿奖惩制度,进一步挖掘农业节水潜力,缓解北方粮食生产水资源压力,保障国家粮食安全。
依据现有节水农业技术水平,研究制定国家区域粮食生产用水控制标准,通过控制标准实施粮食生产用水补偿奖惩制度,利用经济杠杆强化农业用水管理,实施节水优先的国策。区域粮食生产用水量在控制标准之下,用水费用国家全额补偿,并给予奖励;超过标准者则实施阶梯式水价,提高水价征收标准;对于粮食输出省份,可将粮食输出量依照区域粮食生产用水标准折合成虚拟水量,以水费方式给予补偿;粮食调入省份可根据粮食调入量换算成虚拟水量,以水费方式向国家上交水资源费用。这样不仅可以调动北方地区粮食生产积极性,增强节水的自觉性,也体现了工业反哺农业的国家政策,促进区域经济的平衡发展;更重要的是这一制度的实施可大大促进节水优先政策的实施,也为解决农业水价的难题提供了一个思路。
目前我国节水农业工程,包括旱作节水工程、节水灌溉工程一般均为政府投资,企业承包建设,由于管理主体与工程产权不是十分明确,工程的运行与后续管理往往跟不上,导致工程运行经常出现一些因管理不善所带来的相关问题,降低了工程寿命,未能真正充分发挥工程的应有潜在效益,也造成了浪费。同时,由于我国节水产业市场不健全,节水企业分工不清晰,一般运行模式是企业承包了某一节水工程,企业自己做规划设计,然后根据工程设计制造相关节水产品与装备,再由企业自己施工,因此导致节水企业专业化程度不高,企业效益较低,也阻碍了节水产业的发展。
建议国家尽快研究出台相关政策,鼓励并支持节水企业投资建设、经营与管理节水农业工程。运用市场机制,充分发挥市场调节作用,由相关企业对节水农业工程进行投资建设、经营与管理,企业享受国家粮食生产用水补偿奖惩制度相关政策,依据节水效益即所节约的水量获得利润,支撑企业运行与持续发展。这种市场机制的建立,不仅可吸纳社会资金用于节水工程建设,解决基层节水工程运行管理难题,而且可为节水产业发展创造良好的市场环境,促进节水产业的专业化分工与持续发展,企业通过投资与社会化服务发展新兴节水产业,促进国家节水农业发展。
粮食虚拟水“北粮南运工程”的形成主要是国家产业结构和空间布局调整造成的,区域产业结构调整有利于区域比较优势和规模优势的发挥、有利于产业升级和国际竞争力的提升、有利于资源节约和生态保护,但这一“工程”给我国水资源系统稳定、区域经济发展以及粮食安全带来的潜在危机不容忽视,相关管理部门与科技界应高度重视,及早采取应对措施,防患于未然,以保障我国粮食安全、生态安全和战略水安全。
[1]吴普特,赵西宁,操信春,等.中国“农业北水南调虚拟工程”现状及思考[J].农业工程学报,2010,26(6):1-6.(WU Pute,ZHAO Xining,CAO Xinchun,et al.Status and thoughts of Chinese“agricultural north-to-south water diversion virtual engineering”[J].Transactions of the CSAE,2010,26(6):1-6.(in Chinese))
[2]吴普特,王玉宝,赵西宁.2010中国粮食生产水足迹与区域虚拟水流动报告[M].北京:中国水利水电出版社,2012.
[3]LIU JG,YANGH,SAVENIJEHHG.China's environment in a globalizing world[J].Nature,2008,454(26):1179-1186.
[4]马静,汪党献,HOEKSTRA A Y,等.虚拟水贸易在我国粮食安全问题中的应用[J].水科学进展,2006,17(1):102-107.(MA Jing,WANG Dangxian,HOEKSTRA A Y,et al.Application of the virtual water trade to China’s grain security[J].Advances in Water Science,2006,17(1):102-107.(in Chinese))
[5]MA J,HOEKSTRA A Y,WANG H,et al.Virtual versus real water transfers within China[J].Philosophical Transactions of the Royal Society,2006,361:835-842.
[6]HOEKSTRA A Y,CHAPAGAIN A K,ALDAYA M M,et al.The water footprint assessment manual:setting the global standard[M].London:Earthscan,2011.
[7]SULSER T B,RINGLER C,ZHU T J,et al.Green and blue water accounting in the Ganges and Nile basins:implications for food and agricultural policy[J].Journal of Hydrology,2010,384(3/4):276-291.
[8]吴普特,王玉宝,赵西宁.2011中国粮食生产水足迹与区域虚拟水流动报告[M].北京:中国水利水电出版社,2013.
[9]吴普特,王玉宝,赵西宁.2012中国粮食生产水足迹与区域虚拟水流动报告[M].北京:中国农业出版社,2014.
[10]WANG Y B,WU P T,ZHAO X N,et al.Virtual water flows of grain within China and its impact on water resource and grain security in 2010[J].Ecological Engineering,2014,69(8):255-264.
[11]中华人民共和国水利部.中国水资源公报:2013[M].北京:中国水利水电出版社,2014.
[12]莫杰.21世纪人类的水危机[J].科学,2013(5):44-47.(MO Jie.The water crisis of 21st century[J].Science,2013(5):44-47.(in Chinese))
[13]LIU Jing,SUN Shikun,WU Pute,et al.Evaluation of crop production,trade,and consumption from the perspective of water resources:a case study of the Hetao Irrigation District,China,for 1960-2010[J].Science of the Total Environment,2015,505:1174-1181.
[14]中华人民共和国农业部.新中国农业60年统计资料[M].北京:中国农业出版社,2009.
[15]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴:2010[M].北京:中国统计出版社,2011.