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        康紹忠院士:以節水助力農業綠色發展和鄉村振興
        發布時間:2022-06-07 13:15:26 閱讀數: 發布:慧爾

        解決中國水短缺問題,節水是根本出路。一直以來,農業是我國的用水大戶,也是最有潛力的節水大戶。當前,我國現代農業發展面臨著越來越強的水土資源的剛性約束,如何以節水助力農業綠色發展和鄉村振興是目前社會關注的熱點問題。

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        充分發揮農業節水的戰略作用
        助力農業綠色發展和鄉村振興

        ——訪中國工程院院士康紹忠

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           康紹忠

        中國工程院院士、中國農業大學教授、中國農業大學中國農業水問題研究中心主任、中國農業節水和農村供水技術協會會長


        中央、國務院對節水工作高度重視。習近平總書記提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”新時期十六字治水方針,黨的十九大報告指出,推進資源全面節約和循環利用,實施國家節水行動,為我國農業節水事業發展指明了方向,也提出了新要求。解決中國水短缺問題,節水是根本出路。一直以來,農業是我國的用水大戶,也是最有潛力的節水大戶。當前,我國現代農業發展面臨著越來越強的水土資源的剛性約束,如何以節水助力農業綠色發展和鄉村振興是目前社會關注的熱點問題。近日,記者采訪了中國工程院院士康紹忠。

        中國水利:貫徹落實“節水優先”方針和實施國家節水行動把節水擺在了一個更加重要的位置。請您談談農業節水對我國的重大意義。

        康紹忠:農業節水是保障國家食物安全、水安全和助力農業綠色發展與鄉村振興的重大戰略。

        水資源短缺是一個世界性的問題。全球不斷減少的水資源會給國家安全、經濟發展和社會穩定帶來嚴重隱患, 影響人類健康、能源儲備和糧食供應。數據最能說明問題:全球淡水總量約3500萬km3,但可供人類和生態系統使用的淡水總量約為20萬km3,不足淡水總量的1%。每年全球人口預計增加8000萬人,增加的水資源需求量達640億m3,而增加人口的大多數在水資源短缺國家或地區,高度依賴灌溉農業的地區更容易出現嚴重缺水,如非洲、南亞和中國的北方地區。

        具體到中國,大家都知道我國是一個缺水的國家,多年平均水資源總量28405億m3,居世界第6位,但人均水資源量不足世界人均水平的1/3,且水資源與其他社會資源的空間分布不匹配,北方地區國土、耕地面積與人口分別占全國的64%、46%和60%,但其水資源量僅占19%。西北地區水資源僅占全國的8%,單位面積水資源量僅為全國的1/4,水資源過度開發利用引發了嚴重的生態環境問題;華北地區耕地數量占全國的比例為16.96%,但水資源卻只占全國的2.25%,海河流域人均水資源量不足300m3,低于以色列的水平。這種水土資源的高度不匹配在目前高速發展的經濟社會背景下,很難在短期內得以扭轉,也是華北區域食物安全必須面對的重大挑戰。1980年以來,華北地區地下水淺層以每年0.46±0.37m、深層以每年1.14±0.58m的速度下降,成為世界上面積最大的地下水漏斗區。

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        水資源的可持續利用與食物安全保障是人類社會持續發展的最基本支撐點。確保食物安全, 已成為人類面臨的重大挑戰。水安全是食物安全的基礎,水資源短缺將直接導致食物生產的波動,從而在源頭上導致真正的糧食危機。聯合國糧食及農業組織總干事何塞·格拉齊亞諾·達·席爾瓦(Jose Graziano Da Silva)指出“沒有水安全就無法實現食物安全”。農業是最主要的用水部門,消耗了全球總用水量的70%,發展農業節水,提高農業用水效率是保障全球水安全與食物安全的重要途徑。


        中國水利:目前在農業節水方面我們應該關注并重點做好哪些工作?

        康紹忠:美國發布的《2016—2045新興科技趨勢報告》提出了未來30年最值得關注的20項新興科技,包括物聯網、機器人與自動化系統、智能手機與云端計算、智能城市、量子計算、混合現實、數據分析、人類增強、網絡安全、社交網絡、先進材料、先進數碼設備、太空技術、新型武器、合成生物科技、增材制造、食物與淡水科技、能源、醫學、對抗全球氣候變化。報告指出,在未來的30年里,淡水和食物的缺乏將會在世界上制造更多的沖突。大約全球25%的農地已經由于過度耕作、干旱、污染等原因造成了嚴重退化。在未來的幾十年里,最樂觀的預測也指出主食谷物的價格將會提高30%。如果全球氣候變化、需求,以及資源管理的失敗按照目前的趨勢繼續下去,價格提高100%也是可能的。在2045年,全球超過40%的人口將會面臨缺乏水源的問題。這一切問題的解決方式只有依靠科技創新。海水淡化、微灌、污水回收利用、雨水收集等科技將會減緩人類對淡水水源的需求。食物和淡水將會成為新的科技熱點,也會成為新的沖突爆發點。

        發達國家農業已全面進入機械化、自動化階段,農業產業化、組織化、合作化、規?;潭群芨?。21世紀以來,現代生物技術、信息技術、先進制造技術等高技術以及新材料迅猛發展,正在加速傳統農業技術變革與升級,傳統農業生產方式與產業結構正在發生前所未有的深刻變革,逐步擺脫僅僅依靠土地等自然資源生產農產品的傳統產業羈絆,向科技主導型的多功能現代農業產業轉變。新時期中國農業農村發展如何跟進世界農業綠色科技革命的潮流,實現降本提質增效和綠色發展,提升農業產業的競爭力和實現鄉村振興是我們面臨的嚴峻挑戰。

        未來20年,我國人口增加給農產品數量提出了更高要求,資源短缺與生態環境壓力給農業生產帶來更大挑戰,降本增效和國際競爭對轉變農業生產方式提出了新的要求,綠色發展是未來農業發展的主旋律,提高勞動生產率是提升未來農業產業競爭力的關鍵,迫切需要發展節本提質增效綠色可持續農業,大幅度提高土地產出率、資源利用率、勞動生產率,實現農業強、農民富、農村美。近些年我國耕地流轉持續推進,耕地流轉規模已經從2007年的6400萬畝增加到2016年的4.71億畝,2016年的流轉面積占比也已經達到了35.1%。合作社與家庭農場是耕地流轉去向的主要主體。截至2016年年底,我國有家庭農場約87.7萬個,經營耕地面積1.76億畝,平均規模200.2畝,逐漸成為我國農業生產的生力軍。一般情況下,100畝左右的家庭農場較為普遍;300~400畝的為中型家庭農場;600~700畝的為大型家庭農場。根據我們的調查,面積超過300畝的家庭農場對發展高效節水灌溉很迫切。

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        目前,我國農業已基本實現耕、種、收、加工的全程機械化,而灌溉機械化水平相對較低,是全面實現農業機械化的短板。由于農村勞動力減少,農業勞動力成本不斷增長,發展高效節水灌溉技術不僅僅是推廣應用一種節水措施,而是促進現代農業轉型升級與綠色發展的迫切需要,是實現農業農村現代化和促進鄉村振興的必然要求。特別是近年推廣應用的水肥一體化甚至水肥藥一體化技術,不僅能節水、節肥、節藥、節地、節勞,促進規?;洜I,減少農業面源污染,而且還提高了產量和品質,具有很好的發展前景。從世界范圍以及我國現代農業發展趨勢來看,發展節水農業是必然選擇。農業節水事業是朝陽事業、朝陽產業。

        目前在農業節水方面要進一步研究節水的標準,關注高效節水灌溉設備的研發和農業節水技術的普及與推廣,加強工程措施與農藝措施的有機融合,重視農業主導產業的區域性綜合集成模式的創建,加強大規模區域性節水的生態環境效應監測和評價,提升農業節水的信息化和自動化水平,完善節水補償機制和相關激勵節水的政策,促進農業節水事業的健康可持續發展。


        中國水利:中國農業大學中國農業水問題研究中心多年來一直瞄準農業節水這一重大問題開展研究,作為中心主任,請您談談目前我國農業節水成效如何,還存在哪些問題?

        康紹忠:改革開放40年以來,我國農業節水成效顯著。大力推進灌區節水改造,發展高效節水灌溉,加大農業節水技術研究和推廣,節水灌溉面積大幅度增加。目前,我國噴微灌面積達到1.5億畝,僅低于美國的2億畝,位居世界第二,但最近10年的發展速度是世界最快的,“十三五”期間全國每年新增高效節水灌溉面積2000萬畝。農業節水取得了實實在在的成就,為解決中國水資源供需矛盾、國家可持續發展作出了重要貢獻,也為今后發展奠定了良好基礎。

        從改革開放到現在,我國在農業用水總量不顯著增加的條件下,灌溉面積由7億畝增加到10億畝以上,在占全國耕地50%的灌溉地上生產了全國75%的糧食和90%以上的經濟作物。通過節水技術的推廣和應用,單位面積灌溉用水量大幅度降低,灌溉水有效利用系數由0.3~0.4提高到現在的0.53。另一方面,單方灌溉水生產糧食量自20世紀80年代以后迅速增加,90年代初達到0.8kg/m3,90年代末達到1.1kg/m3,2013年達到1.58kg/m3。因此,農業節水的成效是非常顯著的。

        但是,目前社會上對發展農業節水仍存在認識誤區,需要我們大力宣傳并加以澄清。主要有這幾種:

        第一種認識誤區是只有減少作物耗水才算真實節水,灌溉滲漏補給地下水、上游滲漏下游農田能重復利用,資源節水很小,不必花那么多錢發展農業節水。這種觀點忽略了一個事實,就是灌溉水從低處到高處,從地下到地面是需要花費大量能源和成本的,例如甘肅的景電工程,十幾級泵站提水要花費多少能源成本?華北、西北、東北井灌區把水由地下提到田間也是需要大量能源消耗的,這樣寶貴的灌溉水不節約使用能行嗎?

        第二種認識誤區是越節水越缺水,西北內陸干旱區,節水后反而地種多了,農田耗水不是減少而是增多了,根本就不該發展農業節水。2018年8月24日出版的《科學》(Science)發表了題為“灌溉效率悖論”(The paradox of irrigation efficiency)的論文,這項研究有來自8個國家的11名自然科學家與社會科學家組成的多學科團隊參與,澳大利亞國立大學克勞福德(Crawford)公共政策學院的Quentin Grafton教授為該文領銜作者,文章指出世界各國采取提高灌溉效率的政策往往事與愿違,提高灌溉效率卻未必節水,面臨著提高灌溉效率卻極少能降低耗水量的節水困境。我們的研究表明發展節水灌溉后單位面積的耗水有不顯著下降的趨勢,但由于結構調整、地膜覆蓋和水肥一體化,作物產量、品質和水的生產力與生產效益顯著提升。區域耗水增加是由于沒有貫徹適水發展理念,盲目開地導致灌溉面積無序擴大所致。我們能把盲目開墾、不適水發展的罪過算在農業節水上嗎?

        第三種認識誤區就是灌溉渠道不應該襯砌,襯砌后引起了渠道兩旁胡楊林和沙生植物死亡,影響了生物多樣性,所以不該發展渠道防滲。對于渠道襯砌產生的這些負效應我們不能通過科學的設計克服嗎?如果渠道不襯砌,一個大型灌區一次灌完全部面積需要多少時間,能按時滿足作物供水需要嗎?作物不減產嗎?渠道不襯砌,灌溉同樣面積的作物渠道輸水時間會倍增,如果采用輪灌,灌區內完成最后一組輪灌的時間會推遲若干天,滿足不了作物要求,會減產甚至絕收。另一方面,如果不采用輪灌方式,輸水渠道斷面尺寸會倍增,工程量、投入以及占地面積會大大增加,經濟上不合理。

        第四種認識誤區就是農業節水效益低,灌溉水費僅0.1~0.2元/m3、每畝節約100m3水也只有10~20元,節水效益不劃算。事實上,現有農業水價大大低于水資源價值,評估農業節水綜合效益應按水資源價值估算。如據估算甘肅河西走廊黑河流域2014年水資源價值達4.96元/m3,而灌溉到斗口的水價僅0.1~0.15元/m3。農業節水綜合效益不僅是農民節水減少的水費投入,還應包括節水轉移給生態或工業使用后實現的價值,這部分隱形的效益是全民受益或水管理部門通過把水轉移給工業收入水費而獲得的利益,所以農民節水投入應該由政府(全民獲利的生態效益)或水管理部門賣水給工業獲利的部分來補償。農業節水綜合效益還應該包括節能、節地(減小輸水渠道斷面)、增產(同樣用水量保障更多耕地灌溉、即時供水保障作物不減產)、省工、生態、水轉移給工業的效益等多方面。據國家自然科學基金委黑河生態—水文集成重大研究計劃中游農業區集成項目成果估算,在近期黑河流域1m3工程節水大約需投入1元人民幣,這比西線調水的成本低得多,因此節水相比于調水具有更明顯的經濟效益。

        我們應該糾正這些對農業節水的認識誤區,充分理解習近平總書記“節水優先”的新時期治水思路的重大戰略意義,按照水利部部長鄂竟平在中國農業節水和農村供水技術協會第三屆會員代表大會上提出的具體要求,深入研究農業節水的定位、路徑和發力點,節水驅動的經濟手段、行政手段、技術手段等多種途徑和方式,高度重視節水核心技術研發,不斷提高我國節水技術水平,廣泛開展交流合作,增強服務意識,將節水新理念、新技術、新工藝送到基層,同時開展形式多樣的培訓宣講活動,指導各方尤其是廣大農民研究使用節水新技術,在農業節水標準制定方面,充分考慮資源、經濟、社會、生態等各方面因素,多下功夫、多作貢獻。

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        中國水利:2018年9月您當選為中國農業節水和農村供水技術協會第三屆理事會會長。請您談談作為跨地區、跨部門的行業組織,協會在農業節水方面將開展哪些工作?

        康紹忠:中國農業節水和農村供水技術協會是水利系統較早成立的協會之一,也是普及節水灌溉技術、推動農業節水發展的重要力量。協會將充分理解習近平總書記“節水優先”的新時期治水思路的重大戰略意義,貫徹水利部部長鄂竟平在中國農業節水和農村供水技術協會第三屆換屆大會上的講話精神,著眼于提高農業用水效率和效益、保障國家水安全和糧食安全、促進鄉村振興,在實施鄉村振興戰略和綠色發展的大背景下,深入研究農業節水的定位、路徑和發力點,充分發揮跨地區跨部門優勢,發揮智囊智庫、橋梁紐帶作用,為農業節水、農村供水工作作出更大貢獻。

        協會近期將主要做好以下幾方面的工作:一是做好國家農業節水與農村供水行業的智庫,加強行業發展戰略和相關標準的研究;二是做好政府與企業、政府與行業、協會內部產學研單位之間的橋梁和紐帶作用;三是創新和完善農業節水科技獎,在過去單純科技成果獎的基礎上,設立企業節水產品獎和個人成就獎,提升農業節水科技獎的社會影響;四是開展節水與供水企業評等分級工作,促進企業之間的良性競爭;五是開展節水與供水先進技術與產品推介活動,做好技術推廣培訓和服務工作。協會將進一步增強服務意識和使命感,通過優質的服務換取會員單位的信任,共同推動我國農業節水與農村供水事業的健康發展。

        來源:中國水利雜志


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