我國北方地區(qū)承擔(dān)著國家糧食安全重任,，然而水資源短缺一直是制約糧食生產(chǎn)穩(wěn)定性和產(chǎn)量潛力挖掘的主要限制因素,。這種矛盾在華北平原尤甚,，河北中南部平原用于糧食生產(chǎn)的地下水凈消耗,，已造成區(qū)域平均的地下水下降達(dá)7.4米，局部地區(qū)達(dá)20米,。同時,，也引起了河道斷流、濕地萎縮,、地面沉降等一系列環(huán)境問題,。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,，大規(guī)模提高農(nóng)業(yè)用水效率是保障糧食安全的戰(zhàn)略需要，華北平原地下水修復(fù)與生態(tài)保護(hù)刻不容緩,。
糧食生產(chǎn)過度依賴地下水灌溉 地下水下降速度驚人
華北平原是我國乃至世界的重要糧食產(chǎn)區(qū),。上世紀(jì)70年代以來，隨著灌溉技術(shù)的發(fā)展,，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量得到了大幅度提升,。但高產(chǎn)主要依賴地下水灌溉來實(shí)現(xiàn)，造成了地下水超采,，區(qū)域性地下水位下降,。
“我們是否還要繼續(xù)以地下水的高消耗來換取有限的糧食產(chǎn)量,？短時間內(nèi)的農(nóng)業(yè)發(fā)展與地下水資源不可逆的消耗將帶來的巨大危機(jī)孰輕孰重,？”中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心研究員沈彥俊告訴記者，這已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的重大問題,。
回顧我國這些年來的農(nóng)業(yè)發(fā)展,，雖然糧食生產(chǎn)始終穩(wěn)步增長，解決了龐大人口的吃飯問題,，但增長的背后,，也往往隱藏了地下水急劇消耗等嚴(yán)重危機(jī)。
中國科學(xué)院院士劉昌明表示,，由于農(nóng)業(yè),、工業(yè)用水量不斷增大，河北近年來地下水下降速度驚人,，面臨著嚴(yán)重的缺水危機(jī),。上世紀(jì)50-60年代，地下水在2-3米左右,，現(xiàn)在下降了20-30米,。
以河北省1984-2008年期間用于糧食生產(chǎn)的地下水凈消耗量為例，在過去的這25年期間,，河北省獲得的糧食增產(chǎn)效益為1.9億噸,，用于糧食生產(chǎn)的凈地下水消耗量達(dá)1390億方，主要集中消耗在河北中南部平原,，其地下水消耗總量累計達(dá)1130億方,。
沈彥俊表示，過去25年河北中南部平原用于糧食生產(chǎn)的地下水凈消耗,，已造成區(qū)域平均的地下水下降達(dá)7.4米,，局部地區(qū)達(dá)20米。換句話說,，同時期該地區(qū)地下水下降量,，有8成以上是由農(nóng)業(yè)灌溉耗水引起的,。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心在河北省欒城縣設(shè)有地下水監(jiān)測點(diǎn)。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心博士張玉翠表示,，1984-2008年期間,，欒城縣地下水位累積凈消耗量為12億m3用于糧食生產(chǎn)，獲得的糧食增益累計34.5億kg,。灌溉水的增產(chǎn)效益2.9kg/m3,。據(jù)此推算的地下水下降量為17m，觀測值下降量為20.8m,。
河道,、濕地或消失殆盡 水資源危機(jī)威脅糧食安全
河北平原地下水超采在造成區(qū)域性地下水位下降的同時，也引發(fā)了區(qū)域生態(tài)危機(jī),，河北95%以上的平原河道干涸,，90%濕地消失，最大的兩個濕地白洋淀和衡水湖都靠人工調(diào)水維持一定的水面,。
中國工程院院士,、中國農(nóng)業(yè)水問題研究中心主任康紹忠表示，目前,，我國水生態(tài)不斷退化,，淡水生態(tài)系統(tǒng)功能整體呈現(xiàn)“局部改善、整體退化”態(tài)勢,，北方平原區(qū)地下水嚴(yán)重超采,，已形成160余個地下水超采區(qū)。
張玉翠告訴記者：“地下水資源的循環(huán)再生周期漫長,，其過量消耗所引發(fā)的地下水位下降,、河道斷流、地面沉降等一系列環(huán)境負(fù)效應(yīng),，也許是我們在未來相當(dāng)長時期內(nèi)都難以有效解決的,。”
劉昌明院士表示,，目前華北區(qū)域淺層地下水都在30米以下,，導(dǎo)致土質(zhì)干化，很多天然的濕地如不進(jìn)行補(bǔ)水將會不復(fù)存在,。
記者采訪了解到,，近年來，河北中東部平原的中低產(chǎn)區(qū)糧食增產(chǎn)顯著,，其中一部分地區(qū)以開采深層地下淡水灌溉獲得產(chǎn)量的效益,，恐將引發(fā)更嚴(yán)重的深層水超采，從而導(dǎo)致大面積的地面沉降,。
沈彥俊告訴記者,，過去淺層咸水無法充分灌溉,，深層地下水的開采主要以城市和工業(yè)用水為主，已經(jīng)引發(fā)了快速的地面沉降,。1986-2004年間,，天津累計沉降量3187mm，滄州達(dá)2457mm,。
據(jù)介紹,，近些年開始的抽取深層地下水用于農(nóng)業(yè)灌溉將會導(dǎo)致更為深層地下含水層疏干和劇烈的地面沉降，因?yàn)槿A北地區(qū)的農(nóng)業(yè)用水總量是城市和工業(yè)總和的2倍以上,，未來的水資源前景不容樂觀,。
水安全狀況與經(jīng)濟(jì)社會和人類生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展緊密相關(guān),。隨著全球性資源危機(jī)的加劇,，國家安全觀念發(fā)生重大變化，水安全已成為國家安全的一個重要內(nèi)容,，與國防安全,、經(jīng)濟(jì)安全,、金融安全有同等重要的戰(zhàn)略地位,。
“但中國用水效率不高，中國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)和水分生產(chǎn)率遠(yuǎn)低于世界先進(jìn)水平,�,！笨到B忠院士說。目前中國工業(yè)萬元產(chǎn)值用水量是發(fā)達(dá)國家的10-20倍,；中國水的重復(fù)利用率為40%左右,，而發(fā)達(dá)國家為75-85%。
據(jù)介紹,，中國糧食安全面臨巨大挑戰(zhàn),，為滿足不斷增長的人口需求，中國糧食產(chǎn)量到2030年需增加至少30%,。資源短缺,，尤其水資源短缺限制了中國的糧食生產(chǎn)。同時,，氣候變化,，尤其是極端氣候出現(xiàn)頻率增加，導(dǎo)致糧食產(chǎn)量的波動,，易出現(xiàn)糧食供應(yīng)不足,。
地下水修復(fù)與生態(tài)保護(hù)刻不容緩
專家認(rèn)為，在農(nóng)業(yè)用水必須保持零增長或負(fù)增長的條件下,，2020年我國糧食還需增產(chǎn)500億kg,，大規(guī)模提高農(nóng)業(yè)用水效率是保障糧食安全的戰(zhàn)略需要,，華北平原地下水修復(fù)與生態(tài)保護(hù)刻不容緩。
劉昌明院士認(rèn)為,，政府應(yīng)明確糧食生產(chǎn)和糧食安全與水資源持續(xù)利用之間的重要關(guān)系,，保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)區(qū)域水資源的可持續(xù)利用,。同時,，大力研發(fā)新一代農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)和科學(xué)的水資源管理措施。
“農(nóng)業(yè)高效用水是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,，包括作物高效用水調(diào)控,、田間精量灌溉控制、灌區(qū)配水優(yōu)化以及配套農(nóng)藝保障措施等,�,！笨到B忠院士說，在建立農(nóng)業(yè)節(jié)水補(bǔ)償機(jī)制的同時,，宜加強(qiáng)節(jié)水科技推廣與技術(shù)服務(wù)體系建設(shè)與完善,，以及農(nóng)業(yè)節(jié)水試驗(yàn)與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
水利部應(yīng)對氣候變化研究中心教授王國慶認(rèn)為,，南水北調(diào)工程的建設(shè)對于緩解北方缺水的形勢有重大意義,。“我們必須實(shí)行有效的水資源管理,，完善相關(guān)法律,、法規(guī)建設(shè)，加強(qiáng)公眾教育,，讓每個人都有環(huán)境意識和節(jié)水意識,。同時，加大非傳統(tǒng)水源的開發(fā)利用,，即污水的再利用,、雨水的采集以及海水淡化等�,！�
專家指出,，改變農(nóng)業(yè)種植制度和結(jié)構(gòu)，保護(hù)和修復(fù)華北平原地下水與受損生態(tài)刻不容緩,�,？到B忠表示，在今后一段時間里要調(diào)整種植比例,，減少高耗水農(nóng)作物,，加強(qiáng)節(jié)水科技研究，在保護(hù)產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，減少凈耗水,。
沈彥俊認(rèn)為,，河北省宜盡快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，改變作物種植結(jié)構(gòu),，實(shí)現(xiàn)地下水資源保護(hù)和逐步恢復(fù),。同時，控制深層地下水的無序開采,。
張玉翠建議,，配合國家城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略和農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)，盡快建立試點(diǎn)和形成模式,，土地集中使用可以結(jié)束小農(nóng)經(jīng)濟(jì)對生產(chǎn)力的約束,，推動新技術(shù)的應(yīng)用，提高資源利用效率,，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用,、生態(tài)恢復(fù)、農(nóng)民增收,，一舉解決三農(nóng),、環(huán)境和地下水危機(jī)問題。