西北地区农业节水潜力与对策研究

刘仲民

（中国灌溉排水发展中心，100054，北京）

西北地区位于我国内陆腹地，光热资源充足，土地资源丰富，人口密度低，但水资源匮乏、耕地质量低、生态环境脆弱。在新时期，全面贯彻新发展理念，研究提出西北地区农业用水效率目标，保护和恢复生态环境，是推进当地农业绿色可持续发展重要路径。本研究中西北地区主要包括陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆5个省（自治区）。

一、西北地区基本情况

1.农业生产与灌溉用水现状

西北地区地处黄河上中游和西北内陆河区域，土地面积308.51万km2，域内大部分地区年降水量低于400 mm，多年平均年降水量244 mm，年均气温16～24℃，夏季气温高、日照长，年均日照时数2 765 h，无霜期150～280 d，光热资源丰富，昼夜温差大，长绒棉及特色水果等农产品蜚声中外。

2020年，西北地区耕地面积2.54亿亩（1亩=1/15 hm2，下同），主要种植的粮食作物有小麦、玉米、薯类、豆类，分别占西北地区粮食播种总面积的33%、40%、13%和5%。2020年西北地区粮食总产量4 548万t，占全国粮食总产量的6.8%，其中，小麦、玉米、薯类、豆类分别占比29%、53%、9%和2%。西北地区近10年粮食产量相对平稳，2015年达到高值4 731万t后，基本维持在4 400万t左右。主要粮食作物2011—2020年产量变化趋势见图1。

2020年，西北地区水资源总量2 651.5亿m3，水利工程总供水能力1 282.7亿m3，区域内用水总量865.4亿m3，其中农业灌溉用水量709.6亿m3，占用水总量的82.0%，是用水大户。农业灌溉耗水量468.3亿m3，占总耗水量的81.2%。

图1西北地区2011—2020年粮食产量变化情况

2011—2020年，西北地区节水灌溉发展迅速，农业灌溉用水效率稳步提高，农田灌溉水有效利用系数由2011年的0.498（全国均值0.510）提高到2020年的0.567（全国均值0.565），提高速度高于全国平均水平。近10年农业用水量基本维持在700亿～800亿m3。

2.西北地区灌区及节水灌溉发展

2020年，西北地区灌溉面积1.58亿亩，2011—2020年灌溉面积总体呈增加趋势（见图2）。2015年之前，灌溉面积增长较快，“十二五”期间由1.08亿亩增至1.24亿亩，增长14.8%，其中新疆增长1 590万亩，占域内灌溉面积增加值的99.7%。2015年后灌溉面积基本保持稳定。

2020年，西北地区耕地灌溉面积1.25亿亩，耕地灌溉率49.2%。新疆、宁夏、陕西、青海、甘肃耕地灌溉率分别 为69.2%、46.1%、45.6%、38.9%、25.7%，除新疆外，其他4省（自治区）灌溉率均低于全国平均水平，旱作耕地面积占比较大。

2020年，西北地区有万亩以上大中型灌区1 047处（见表1），经过灌区续建配套和节水改造等，耕地灌溉面积由2011年的9 854万亩发展到2020年的1.10亿亩，增长11.27%，占域内耕地灌溉面积的88%。

近10年（2011—2020年）西北地区节水灌溉特别是高效节水灌溉发展迅速，节水灌溉面积、高效节水灌溉面积分别由2011年的8 221万亩、3 908万亩发展到2020年的10 472万亩、8 027万亩（2000—2020年数据见图3），分别增长27.4%、105.4%。

截至2020年年底，西北地区节水灌溉面积占域内总灌溉面积的66.3%（全国平均49.9%），占全国节水灌溉面积的18.5%；高效节水灌溉面积占域内总灌溉面积的51.1%（全国平均30.6%），占域内节水灌溉面积的76.9%（全国平均61.4%），占全国高效节水灌溉面积的23.2%。

2000—2020年，域内微灌发展尤其迅速，2020年年底已达6 510万亩，占节水灌溉面积的62.2%，占全国微灌面积的60.3%。喷灌面积由萎缩到保持稳定，现状面积240万亩，占域内节水灌溉面积的2.3%，规模相对较小。随着节水灌溉发展，区域内农业灌溉用水效率稳步提高。

图2西北地区2011—2020年灌溉面积变化情况

图3西北地区不同形式节水灌溉面积发展情况

表1 2020年西北地区大中型灌区基本情况

二、西北地区农业生产关键制约因素

西北地区制约农业生产的主要因素可归纳为以下四个方面：

1.水土矛盾

表现为水土资源严重错配，西北地区降水量少且年内分配极其不均，有限的降水集中在夏秋季节，且多暴雨，春季缺水严重。作为区域内重要水资源保障的高山融雪补给，年内分布也同样不均，汛期陡涨，枯季断流。域内水资源与人口、耕地分布极不匹配，青海等地势高寒、人烟稀少地区水资源丰沛，但人口稠密、经济发达的绿洲地区水资源十分有限。

2.耕地数量与质量矛盾

西北地区土地广阔，人均耕地5.9亩，是全国人均水平的4.5倍，但土壤多为黄壤，可耕作层较浅，有机质含量低，盐碱化、沙化严重，地力退化明显，保水保肥能力差，耕地等别低于全国总体水平，中低等地分布广泛，高等地少，基本无优等地分布。根据2019年全国耕地质量等级情况公报数据，西北地区中低产田达1.98亿亩，其中，中产田0.98亿亩，低产田1.00亿亩。

表2西北地区各省份现状灌溉面积节水潜力 单位：万m3

3.人工绿洲与天然绿洲矛盾

西北内陆河流域上中游发展灌溉农业，扩大了人工绿洲面积，增加了农产品产量，但同时由于人工绿洲取用河流水和地下水，导致下游河道断流、天然绿洲萎缩退化等生态问题。例如新疆天然绿洲由1990年的8.1万km2减至2018年的7.5万km2，人工绿洲增加4.2万km2，导致塔里木河等内陆河出现一系列河流生态问题。黄河流域陕西、甘肃、宁夏等上中游地区灌溉用水量增加，导致下游水量减少，上下游用水矛盾突出。

表3西北地区各省份不同规模灌区粮食增产潜力 单位：万kg

4.生产与消费的矛盾

西北地区粮食等大宗农产品主产地位于新疆和甘肃河西走廊，农产品产区与我国工业和消费中心（中东部人口密集区域）距离远。粮食等一般农产品在货物运输中属于大宗低值货物，运输成本比较高，限制了西北粮食等一般农产品的市场竞争力。

研究表明，21世纪以来，西北地区降水量的确出现了增加情况，但是，绝大部分地区的降水特征基本稳定，部分地区降水量有所增加，属于正常年际波动范围，其干旱半干旱的气候特征也不会因此改变，上述矛盾将会长期存在。

三、农业生产潜力与可行性分析

1.节水灌溉发展与节水潜力

为提高测算可靠度，节水潜力按大中小型灌区分别测算。大型灌区根据纳入“十四五”大型灌区续建配套与现代化改造的21处灌区新增节水能力由点及面测算；中型灌区根据723处中型灌区摸底调查数据测算；小型灌区和井灌区根据其现状用水量和农田灌溉水有效利用系数，对比《节水灌溉工程技术标准》的系数达标值（小型灌区不低于0.7、井灌区不低于0.8）测算。

按上述方法测算，充分挖掘西北地区现有灌溉面积农业节水潜力，可实现农业节水65.57亿m3，主要集中于大中型灌区，达62.11亿m3，占总节水潜力的94.8%。其中，新疆节水潜力最大，占总节水潜力的71.8%；青海最小，占2.4%。各省份节水潜力见表2。

2.节水灌溉对粮食增产潜力影响

粮食增产潜力同样按大中小型灌区分别测算。大型灌区根据纳入“十四五”大型灌区续建配套与现代化改造的21处灌区新增粮食产量由点及面测算；中型灌区根据723处中型灌区摸底调查数据测算；小型灌区和井灌区参照中型灌区增产潜力估算。

按上述方法测算，如果节约的水量主要用于发展灌溉面积，西北地区粮食总增产潜力可达36.05亿kg，主要集中在大中型灌区，占粮食总增产潜力的97.5%。其中，新疆、陕西增产潜力较大，分别占总增产潜力的39.7%、31.1%，青海增产潜力最小，占总增产潜力的3.0%。各省份不同规模灌区粮食增产潜力见表3。

3.可行性分析

（1）农业节水经济可行性

根据大中型灌区续建配套与节水改造项目、高标准农田高效节水灌溉项目等综合调查，实现上述农业节水能力，单方水节水能力工程投资21元，综合节水能力单方水投资26元，对比西北地区新建水利工程单方水20~40元的投入水平，经济上可行。

（2）农业节水技术可行性

经过多年大型灌区续建配套与节水改造项目、重点中型灌区节水配套改造项目建设，基本解决了灌区骨干工程“卡脖子”问题，灌区供水能力和管理水平显著提升，节水技术成熟度和社会化程度不断提高。尤其是“十二五”以来，在西北节水增效行动、高效节水灌溉技术示范推广等政策措施带动下，西北地区以滴灌为主的微灌技术得到迅速发展，高效节水灌溉技术模式得到广泛应用。

（3）农业节水制度可行性

最严格水资源管理制度在西北地区得到有效实施，5省（自治区）全面落实《国务院办公厅关于推进农业水价综合改革的意见》、黄河流域生态保护和高质量发展、水资源刚性约束制度等方面工作，各类灌区农业水权配置体系基本建立，农业水价测算、监审、发布工作基本完成，阶梯水价、分类水价等价格模式逐步形成，水费精准补贴和节水奖励机制不断完善，新疆沙雅模式、呼图壁模式，甘肃民勤模式，陕西渭南模式，宁夏盐池模式等一批农业节水管理典型经验快速推广，农业节水制度框架基本建立。

（4）群众节水积极性高

自2012年实施西北节水增效行动以来，西北地区高效节水灌溉技术实现区域规模化推广，由棉花滴灌向小麦、玉米等大田粮食作物覆盖，番茄、辣椒、打瓜、哈密瓜等高效经济作物，核桃、红枣、葡萄、香梨、杏子、苹果等特色林果作物全面普及，高效节水灌溉技术已成为西北地区农业现代化和乡村振兴的助力器。

（5）地方政府积极性高

西北地区地方政府推广农业节水灌溉技术积极性高，出台了一系列政策文件推动农业节水工作。地方政府对大力发展节水灌溉、保障粮食稳产增产高度认同，并在政策上给予了相应支持。

四、结论与政策建议

1.结论

一是西北地区农业节水潜力较大。通过灌区骨干输配水工程续建配套与节水改造、协同推进田间节水灌溉工程建设、配套种植业结构调整等措施，可实现节水65.57亿m3目标。但西北地区农业节水潜力分布不均，主要集中在内陆河流域。对于内陆河流域，国家已投巨资退地还水，但水资源开发强度仍远超河流水资源承载能力。因此，内陆河流域节约的水资源不宜进一步发展灌溉面积，而应用于修复河流生态。

二是西北地区粮食自给率高，但生态问题大，增产粮食对保障国家总体粮食安全作用有限。如果节约的65.57亿m3农业用水仍主要用于发展和改善灌溉面积，现有技术水平下，理论上可实现新增粮食生产能力约36.1亿kg，仅占近几年国家粮食年总产量的0.5%左右，对保障国家总体粮食安全作用有限，却需要承受西北地区生态环境继续恶化的沉重代价。

三是保障西北地区可持续发展和修复生态环境的关键在节水。大力发展节水灌溉是保障西北地区粮食安全和优势特色农作物生产的生命线，也为西北地区城市发展和人民生活水平提高拓宽了水资源来源。同时，通过节水灌溉置换出水资源用于恢复西北地区生态环境，是在不考虑跨流域调水等重大工程措施情况下的唯一选择。

2.政策建议

一是完善激励约束机制，持续推进农业节水。坚持两手发力，在加大政府财政投入的同时，用足购置补贴、节水奖励、金融支持等政策，完善农业水价形成机制，引导社会资本投入农业节水。坚持协同推进，加快大中型灌区骨干工程和田间节水工程建设，优先在大中型灌区建成高标准农田，实现农业深度节水。

二是坚持以水定地原则，推进生产生态可持续发展。严格落实最严格水资源管理制度和取水许可制度，把水资源作为最大刚性约束，以水资源承载能力科学确定灌溉面积发展规模，实施水资源可利用量和可消耗量双控制。细化用水总量、精准用水定额，抓好节水控水、高效用水，以科学精准灌溉保障农业生产可持续发展。节约的农业水量优先用于生态环境恢复改善。

三是坚持多管齐下，因地制宜打造特色农业。按照“四水四定”原则，综合考虑资源禀赋、生态环境、区域发展等因素，在聚焦提升农业单产、稳定粮食等重要农产品生产的同时，结合城镇化进程和乡村振兴战略的实施，充分利用再生水等非常规水源，提升高效节水灌溉技术覆盖面，因地制宜推动农业种植结构调整，发展木本油料、优质瓜果、牧草等特色农作物，带动城郊特色农业和乡村旅游，发挥西北特色农业优势，推进农村经济社会可持续发展。

四是通盘考虑、统筹规划，确保国家粮食安全。2021年，水利部、国家发展改革委编制了《“十四五”重大农业节水供水工程实施方案》，规划实施新建大型灌区30处，续建配套与现代化改造大型灌区124处，年新增粮食生产能力69亿kg。此外，我国东北和西南国际河流水资源开发利用程度低，水资源充沛，建议加强相关研究和国际协调，争取尽早开发利用，进一步提升我国粮食安全保障程度。 ■