分享至
水系统崩溃致河道干涸湿地萎缩 冀地下水降20米
我国北方地区承担着国家粮食安全重任，然而水资源短缺一直是制约粮食生产稳定性和产量潜力挖掘的主要限制因素。这种矛盾在华北平原尤甚，河北中南部平原用于粮食生产的地下水净消耗，已造成区域平均的地下水下降达7.4米，局部地区达20米。同时，也引起了河道断流、湿地萎缩、地面沉降等一系列环境问题。业内专家认为，大规模提高农业用水效率是保障粮食安全的战略需要，华北平原地下水修复与生态保护刻不容缓。
粮食生产过度依赖地下水灌溉 地下水下降速度惊人
华北平原是我国乃至世界的重要粮食产区。上世纪70年代以来，随着灌溉技术的发展，农业产量得到了大幅度提升。但高产主要依赖地下水灌溉来实现，造成了地下水超采，区域性地下水位下降。
“我们是否还要继续以地下水的高消耗来换取有限的粮食产量?短时间内的农业发展与地下水资源不可逆的消耗将带来的巨大危机孰轻孰重?”中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员沈彦俊告诉记者，这已经成为我国农业可持续发展中亟待解决的重大问题。
回顾我国这些年来的农业发展，虽然粮食生产始终稳步增长，解决了庞大人口的吃饭问题，但增长的背后，也往往隐藏了地下水急剧消耗等严重危机。
中国科学院院士刘昌明表示，由于农业、工业用水量不断增大，河北近年来地下水下降速度惊人，面临着严重的缺水危机。上世纪50-60年代，地下水在2-3米左右，现在下降了20-30米。
以河北省1984-2008年期间用于粮食生产的地下水净消耗量为例，在过去的这25年期间，河北省获得的粮食增产效益为1.9亿吨，用于粮食生产的净地下水消耗量达1390亿方，主要集中消耗在河北中南部平原，其地下水消耗总量累计达1130亿方。
沈彦俊表示，过去25年河北中南部平原用于粮食生产的地下水净消耗，已造成区域平均的地下水下降达7.4米，局部地区达20米。换句话说，同时期该地区地下水下降量，有8成以上是由农业灌溉耗水引起的。
中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心在河北省栾城县设有地下水监测点。
中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心博士张玉翠表示，1984-2008年期间，栾城县地下水位累积净消耗量为12亿m3用于粮食生产，获得的粮食增益累计34.5亿kg。灌溉水的增产效益2.9kg/m3。据此推算的地下水下降量为17m，观测值下降量为20.8m。
河道、湿地或消失殆尽 水资源危机威胁粮食安全
河北平原地下水超采在造成区域性地下水位下降的同时，也引发了区域生态危机，河北95%以上的平原河道干涸，90%湿地消失，最大的两个湿地白洋淀和衡水湖都靠人工调水维持一定的水面。
中国工程院院士、中国农业水问题研究中心主任康绍忠表示，目前，我国水生态不断退化，淡水生态系统功能整体呈现“局部改善、整体退化”态势，北方平原区地下水严重超采，已形成160余个地下水超采区。
张玉翠告诉记者：“地下水资源的循环再生周期漫长，其过量消耗所引发的地下水位下降、河道断流、地面沉降等一系列环境负效应，也许是我们在未来相当长时期内都难以有效解决的。”
刘昌明院士表示，目前华北区域浅层地下水都在30米以下，导致土质干化，很多天然的湿地如不进行补水将会不复存在。
记者采访了解到，近年来，河北中东部平原的中低产区粮食增产显著，其中一部分地区以开采深层地下淡水灌溉获得产量的效益，恐将引发更严重的深层水超采，从而导致大面积的地面沉降。
沈彦俊告诉记者，过去浅层咸水无法充分灌溉，深层地下水的开采主要以城市和工业用水为主，已经引发了快速的地面沉降。1986-2004年间，天津累计沉降量3187mm，沧州达2457mm。
据介绍，近些年开始的抽取深层地下水用于农业灌溉将会导致更为深层地下含水层疏干和剧烈的地面沉降，因为华北地区的农业用水总量是城市和工业总和的2倍以上，未来的水资源前景不容乐观。
水安全状况与经济社会和人类生态系统的可持续发展紧密相关。随着全球性资源危机的加剧，国家安全观念发生重大变化，水安全已成为国家安全的一个重要内容，与国防安全、经济安全、金融安全有同等重要的战略地位。
“但中国用水效率不高，中国农田灌溉水有效利用系数和水分生产率远低于世界先进水平。”康绍忠院士说。目前中国工业万元产值用水量是发达国家的10-20倍;中国水的重复利用率为40%左右，而发达国家为75-85%。
据介绍，中国粮食安全面临巨大挑战，为满足不断增长的人口需求，中国粮食产量到2030年需增加至少30%。资源短缺，尤其水资源短缺限制了中国的粮食生产。同时，气候变化，尤其是极端气候出现频率增加，导致粮食产量的波动，易出现粮食供应不足。
地下水修复与生态保护刻不容缓
专家认为，在农业用水必须保持零增长或负增长的条件下，2020年我国粮食还需增产500亿kg，大规模提高农业用水效率是保障粮食安全的战略需要，华北平原地下水修复与生态保护刻不容缓。
刘昌明院士认为，政府应明确粮食生产和粮食安全与水资源持续利用之间的重要关系，保证农业生产的稳定性，实现区域水资源的可持续利用。同时，大力研发新一代农业节水技术和科学的水资源管理措施。
“农业高效用水是一个复杂的系统工程，包括作物高效用水调控、田间精量灌溉控制、灌区配水优化以及配套农艺保障措施等。”康绍忠院士说，在建立农业节水补偿机制的同时，宜加强节水科技推广与技术服务体系建设与完善，以及农业节水试验与监测网络建设。
水利部应对气候变化研究中心教授王国庆认为，南水北调工程的建设对于缓解北方缺水的形势有重大意义。“我们必须实行有效的水资源管理，完善相关法律、法规建设，加强公众教育，让每个人都有环境意识和节水意识。同时，加大非传统水源的开发利用，即污水的再利用、雨水的采集以及海水淡化等。”
专家指出，改变农业种植制度和结构，保护和修复华北平原地下水与受损生态刻不容缓。康绍忠表示，在今后一段时间里要调整种植比例，减少高耗水农作物，加强节水科技研究，在保护产量的基础上，减少净耗水。
沈彦俊认为，河北省宜尽快转变农业发展方式，改变作物种植结构，实现地下水资源保护和逐步恢复。同时，控制深层地下水的无序开采。
张玉翠建议，配合国家城镇化战略和农村土地流转，尽快建立试点和形成模式，土地集中使用可以结束小农经济对生产力的约束，推动新技术的应用，提高资源利用效率，实现水资源可持续利用、生态恢复、农民增收，一举解决三农、环境和地下水危机问题。
-
技术原理
