黑龙江省主要粮食作物“水足迹”分析*

◎马凤才 戴尚君实

一、前言

2017年中央1号文件指出：“新形势下应当启动粮食生产结构调整规划项目，不断优化我国农业生产结构，提升整体农业发展区域布局”[1]。尽管粮食结构调整的号召已经发出，但是不得不面对的一个问题是如何调整，根据什么标准进行调整，如果不解决该问题，粮食结构调整必然陷入盲目混乱之中。

从投入产出比的角度，资源的利用效率高低是衡量粮食生产水平的重要指标，也是可以作为粮食结构调整的重要依据之一。但是，粮食生产需要的资源有很多种，依据何种资源或者哪几种资源利用效率进行调整是必须面临的一个问题。在众多的粮食生产所需资源当中，与机械、人力、农药、化肥等资源相比，水资源具有自然供给，总量固定，难以调剂等特点，相当于木桶的短板，因此以水资源利用效率作为调整依据具有相当的合理性。

二、研究方法与数据来源

本文采用水足迹的方法，通过水足迹中蓝、绿、灰水足迹含量的变化找出变化特征。以黑龙江省13个地区的粮食生产为考察和分析对象，分析2005-2015年黑龙江省主要粮食作物的水足迹变化。

粮食生产水足迹与其它农作物水足迹一样都是由绿水、蓝水和灰水足迹组成。蓝水足迹指为了生产所消耗和蒸发掉的水资源，这些水资源主要来自于江河等，用来量化粮食生产中水资源的消耗；绿水足迹指在生产过程中储藏在土壤中的水资源，主要来自大气降水，用于量化降雨量在粮食生产中的消耗；灰水足迹是指以当地水资源的容载量为前提下，把一定量污染消除所需的水资源，用于量化水污染水平[2～7]。

本文所用数据来源于：《黑龙江省统计年鉴》（2010-2016），《黑龙江省垦区统计年鉴》（2015）以及粮农组织数据库。

三、黑龙江省主要粮食作物“水足迹”特征

1.水稻

从图1～3中可以看出，2005-2015年，除了佳木斯和牡丹江地区以外，其它地区水稻的水足迹明显低于以上2个地区，这是因为以上2个地区是黑龙江省的主要水稻种植区，尤其是佳木斯地区在“以稻治涝”的指导思想下大面积推行“旱改水”，水稻整体水足迹自然普遍高于其它地区，而其它地区受到水资源限制不能大规模种植水稻，因而水稻水足迹明显略低。

图1 黑龙江省13个地区水稻蓝水足迹变化图

图2 黑龙江省13个地区水稻绿水足迹变化图

图3 黑龙江省13个地区水稻灰水足迹变化图

整体来看，2005-2015 年，黑龙江省水稻整体蓝水足迹呈现稳定的上升趋势，绿水足迹除了佳木斯地区2011-2015有比较大的波动外，其余地区比较平稳，灰水足迹除了佳木斯地区在2011-2015年有较大波动和牡丹江地区连续上升外，其余地区比较稳定，年际间变化不大。

从时间变化来看，2011 年之前，水稻水足迹波 动变化不明显，虽有波动但波动幅度较小，2011 年之后，部 分地区水稻水足迹 变化波动较大。因此，黑龙江水稻水足迹变化基本可以划分为2 个阶段，即2005-2011 年的整体平稳 阶段，2011-2015 年的部分地区波动变化较大阶段。

受有效降雨量先增后迅速下降的影响，牡丹江和 佳木斯、双鸭山地区蓝水足迹相对波动幅度较大。2005 到2008 年间，受各个地区种植面积、降水量、化肥施用量等大幅度减少影响，有10 个地区的灰水足迹呈现总体降低走势。但是，从总体来看，水稻的水足迹除了佳木斯、牡丹江和双鸭山地区呈现连续多年的递增或者递减外，其余多数地区呈现间隔1年或者2 年的上下波动。

图4 黑龙江省13个地区玉米蓝水足迹变化图

图5 黑龙江省13个地区玉米绿水足迹变化图

图6 黑龙江省13个地区玉米灰水足迹变化图

2.玉米

从上图4～6 可以看出：2005～2012 年，黑龙江省各地区的玉米蓝水足迹呈现波动上升状态，其中七台河、鹤岗、双鸭山等东部地区波动增长幅度较大，其余地区的波动较为平缓；2013～2015 年之间黑龙江省玉米蓝水足迹消耗有所回落，部分地区的蓝水足迹回落较为明显，2013 年， 玉米蓝水达到峰值，东西部不同地区蓝水足迹变化区别比较 明显；2005～2015年黑龙江省玉米绿水足迹呈现持续稳定增长 态势，2010 年前增长态势较为缓慢，2010 后增长较迅速，东 、西部地区虽然增幅相差较少，但东部地区绿水消耗量相比西部地区要多；玉米灰水足迹呈波动上涨且涨幅较明显 ，这与黑龙江省玉米种植面积较大，施肥较多有关。受玉米补 贴的影响，东北地区玉米种植面积都比较大，黑龙江省也不例外，加之农民对于高产量的追求和施肥量大产量就高的认识，农民对于化肥的使用普遍较多，导致施肥量较大，这些都对黑龙江省的玉米灰水足迹产生了重要影响。

3.小麦

图7 黑龙江省13个地区小麦蓝水足迹变化图

图8 黑龙江省13个地区小麦绿水足迹变化图

图9 黑龙江省13个地区小麦灰水足迹变化图

图10 黑龙江省13个地区大豆蓝水足迹变化图

从图7～9中可以看出，2005～2009年，小麦的蓝水足迹呈现快速下降的趋势，其中哈尔滨、大庆、绥化等西部地区在2008年出现低峰值，大兴安岭、黑河、伊春、佳木斯在2010 年出现较高值，前者保持稳定的波动下降状态，后者出现大幅度的升降波动，2013～2015年间总体趋于下降；2005～2015年，黑龙江省小麦绿水足迹呈现缓慢波动的下降趋势，2010～2015年，多数地区呈现比较平缓稳定的波动性下降，只有黑河地区和伊春地区波动幅度最大，其余地区总体趋于下降，无大波动，北部地区（黑河、大兴安岭、伊春地区）绿水足迹消耗量受降雨影响较大；2005-2015年，黑龙江省小麦灰水足迹呈现稳定的下降趋势，2009年多地区达到高峰值转而下降，2012年开始，哈尔滨、牡丹江、佳木斯继续下降，其他城市地区灰水足迹消耗相对稳定，有部分地区有小波动上升趋势。

4.大豆

图11 黑龙江省13个地区大豆绿水足迹变化图

图12 黑龙江省13个地区大豆灰水足迹变化图

从图10～12中可以看出，2005～2007年，黑龙江省大豆的蓝水足迹呈现稳定的下降趋势，伊春在2012年出现最高值，牡丹江、伊春、齐齐哈尔、绥化在2010～2011呈现先上升后下降，除佳木斯外，其他城市地区均在2013年出现高峰值；2006～2007、2009～2011年，绿水足迹整体呈现持续下降的趋势，2011～2013年呈现先上升后下降的趋势，其中双鸭山、伊春出现两个峰值，伊春地区变化趋势最为明显，且波动幅度比较大，2013年以后大豆的绿水足迹呈现出稳定的上升波动倾向，除鹤岗等部分东部地区外都达到了最大值，其原因主要受到有效降雨量强势上升影响比较大；2005-2015年，黑龙江省大豆灰水足迹整体有增长的趋势，但其波动幅度较小，其中牡丹江、黑河、齐齐哈尔、绥化、哈尔滨等中西部地区的灰水足迹呈现小幅的波动状态，整体呈上升趋势，东部地区出现两次先上升后下降的过程，且波动幅度较大。

四、结论

基于黑龙江省13个地区主要粮食作物多年的水足迹计算结果的时间变化规律分析，得出以下三点结论：

1.黑龙江省主要四种粮食作物水足迹中，按照水足迹数值从大到小排列的顺序依次是：水稻、大豆、玉米、小麦。该结果是作物品种生产特点、农户作物种植习惯及政策影响等多方面因素综合作用的体现。

2.从分析得出的蓝、绿水足迹特点来看，对于黑龙江省而言，蓝水足迹在粮食生产结构调整中必须给予高度重视。受粮食补贴政策变化的影响，黑龙江省部分地区不顾水资源自然禀赋条件，大力推行旱改水，强力抽取地下水资源。这样做的结果必然是过度消耗水资源，造成水资源利用的不可持续。因此，在粮食生产结构调整过程中，应在双鸭山、哈尔滨、齐齐哈尔等降雨量相对小的地区推行节水灌溉技术，增加水资源的利用率和可持续性，已经旱改水的地区实事求是进行改正。同时，积极引导和教育生产者采用科学的灌溉方法和施肥方法，降低农业面源污染。

3.从黑龙江省灰水足迹变化特征看，除了小麦在绥化、齐齐哈尔和大庆三个地区外，其余地区的小麦灰水足迹、全部地区的水稻、玉米和大豆的灰水足迹均呈现上升倾向，不同的是有的是波动性上升，有的是持续性上升。这个结果标明黑龙江省的农业面源污染情况不容乐观，对于黑龙江省将要建设的有机农产品生产基地将会产生非常不利的影响。因此，在降低灰水足迹方面，建议通过加强有机产品基地认证与监管推行平衡化肥种类，采用测土配方施肥，增加有机肥的施用量，同时使秸秆大量还田，减少有机肥的流失，在施入氮磷的基础上，适当的追施和补充钾肥，提高作物的氮肥利用率、降低其流失，从而达到降低灰水足迹的目的。