农业水管理面临的问题及发展策略(2)

　　20世纪60年代全球约2/3的人口居住在农村，务农人口达到60%。随着城市化的快速发展，而今只有1/2的人口还生活在农村，不到40%的人口直接从事农业经济活动。预期2050年，全球约2/3的人口居住在城市，迅猛发展的城市化进程势必加剧城市与农业间的用水竞争，导致改变农业生产结构。

　　1.3环境要素

　　1.3.1气候变化

　　平均气温改变、降雨模式变化、极端气候事件发生频率加剧正在以不可预见的方式影响着农业生产状况。

　　为此，应在农业水管理工程规划以及与农业基础设施建设相关的公共政策和投资、工程和资源公共管理、影响人类习性的政策制定过程中，充分考虑气候变化可能带来的潜在影响及其应对策略。在制定减少温室气体排放或调节气候变化的政策法规时，关注其可能引起的有意或无意影响，如投资发展生物燃料虽可缓解气候变化的速度，但将显著影响水土资源的可持续利用。

　　1.3.2生态系统修复

　　全球大规模调水工程都会不同程度的对生态系统产生负面影响。2000年世界淡水物种指数已下降到1970年的50%，对生态系统产生的威胁最终将危害到农业赖以发展的水土资源上。为了改变当前生态系统恶化的趋势，一些国家正在制定和执行有利于增加环境生态流量、减少农业面源污染、增强生态系统服务农业供给的相关政策和策略，并适当减少农业用水量配置。

　　2、农业水管理发展策略与对策

　　现代农业水管理对保障食物安全、发展农村经济、维系家庭生计、减少贫困人口、维护生态系统等至关重要。为此，应从跨越不同学科、不同部门的角度出发，审视和改善与农业水管理发展相关的策略与对策。人们不能将目光仅局限在地表水和地下水等蓝水资源上，还应把雨水作为灌溉和雨养地区的最基本水源，不应将农业视为相对独立的系统，而应作为整个农业生态系统的组成部分加以看待。

　　2.1加快发展节水农业，满足未来农业用水需求未来驱动全球农业用水需求的主要动力来自因人口增长和饮食结构变化引起的食物需求增加与改变。目前全球作物年耗水总量6800～7500km3，平均为7150km3，其中饲料作物年耗水量2152km3，占作物年耗水总量均值的30%。约78%的作物年耗水总量（5570km3）直接来自降雨入渗后蓄存的土壤水，主要供给雨养农业，其余22%（1573km3）则来自地表水和地下水，主要用于灌溉农业。若灌溉系统输水效率为60%，就需要2622km3的地表水和地下水量才能满足作物年耗水总量。若不对现有农业水土资源生产率加以改善并改变当前的农业生产模式，预计2050年全球作物年耗水总量将增加70%～90%，达到12155～13585km3，比现有增加5750km3。

　　满足未来农业用水需求的水管理发展策略与对策主要应包括：发展灌溉农业，加强雨养农业，开展农产品国际贸易，限制食物需求潜在增长等。灌溉农业在粮食增产、维系贫困农民生计等方面起到重要作用，全世界约40%的农产品毛产值来自占农田面积20%的灌溉农业，在多数发展中国家高达60%。为此，需增加灌溉农业投资，通过改革灌溉系统管理、开发新的地面蓄水设施、增加地下水利用量、废水灌溉再利用等途径，增加灌溉供水量，提升作物水分生产率和单方水的产值。尽管雨养农业面临一定风险，但约60%～70%的作物产量仍来自占农田面积70%～80%的雨养农业，且发展中国家数以百万计的贫困农民主要靠雨养农业维持生计。故应增加雨养农业投入，通过加强土壤水管理、采用补灌措施等手段，改善雨养农业生产率，尽可能扩大雨养农业区的作物播种面积。开展基于虚拟水战略的农产品国际贸易为缺水国家和地区应对干旱提供了选择，通过贸易手段将在北美、拉美等水土资源丰富地区集约化生产的农产品交易到中东、北非等缺水地区，可弥补不同国家水资源禀赋上的差异，缓解缺水国家食物增长对农业用水需求产生的压力。基于粮饲家畜肉类结构的食物对水资源消费数量比素食结构需水翻番，适当改变食物消费模式可减少对水资源的潜在压力。此外，农业生产和食物消费过程中产生的粮食损失约为40%～50%，有效减少食物生产过程和产后市场链条上的损失对减少农业用水亦十分重要。

　　2.2改善农业水土管理活动，维系生态系统服务功能生态系统服务功能常包括产品提供（食品和纤维、燃料、木材等）、调节（气候调节、水资源和空气质量调节、病害控制和授粉等）、文化（娱乐、精神、美学价值等）和支持（初级生产、土壤形成、水和氮循环等）4大类服务功能。对农业生态系统而言，以往总强调其具有的产品提供功能，而忽视其余服务功能。农业发展在增强产品提供服务功能的同时，将不可避免地改变许多生态系统过程的结构和效能，进而减少调节、文化等其他服务功能的价值。农业水管理对生态系统服务功能产生的潜在负面影响主要反映在水生系统、沿海地带和湿地以及陆地系统上，前者包括河道水量减少、湿地萎缩、水质恶化、物种多样性下降等问题，后者则包含地下水位下降、盐碱地面积增加、缺水造成的土地植被改变等弊端。农业水管理通常将改变流域水文循环规律，明显增加水生系统和陆地系统中植物-土壤-大气连续体循环机制改变的风险，生态系统服务功能的减弱不仅将影响农业生产力，还会严重阻碍整个社会为减贫做出的各种努力。

　　维系生态系统服务功能的农业水管理发展策略与对策主要是：改善农业水土管理活动，统筹考虑上下游农业用水管理措施，建立多功能的农业生态系统等。改善农业水土管理活动，尤其是加强田间用水管理、增加作物水分生产率、减少土壤养分淋失及其对地表和地下水体的危害等，可减少农业需水50%以上，有效缓解上游粮食生产用水对下游生态系统的压力。处理好上游粮食生产可能对下游水生系统和湿地造成的负面影响至关重要，应统筹考虑上下游的农业水管理活动，在保持上游粮食生产能力与维持下游生态系统服务功能之间，寻找可被各方接纳的利益权衡点。建立能够提供多种服务功能的农业生态系统水管理，可达到增强不同服务功能间协调性的目的，这取决于人们对生态景观过程的深入了解以及充分意识到生态系统服务功能的价值所在。对发展中国家以往150个项目从多目标角度考虑资源节约型农业投资效果的分析表明，借助提高用水效率、改善水质、增加碳固存等手段，可达到农业增产与减少环境影响并行的目标，基于生态系统保护的农业水管理需求方式并不会约束农业发展。

　　2.3注重灌溉与农业生产系统的紧密结合，加大灌溉投入尽管驱动灌溉发展的许多传统因素依然存在，但其又同时担负起应对气候变化下的农业生产影响、减轻对生态系统和公众健康产生负面作用等新的职责。推动灌溉发展的首要因素在于需要更多的食物满足未来人口增长，受新开发水资源量和灌溉面积的边际效益制约，人们必须持续地改善灌溉农业水分生产率才能满足对食物的需求。其次食物需求的结构变化加剧了农业用水的紧张局面，生产较高价值的肉、蛋、奶产品要比直接生产谷类耗水更多，故只有加大灌溉投资，增强农田管理投入力度，才能使作物产量和用水效率达到所预期的效果，增加灌溉投入可为集约化的农业生产提供更为安全可靠的风险环境。最后全球及局部气候变化也是驱动灌溉投入增加的因素，气温升高和二氧化碳增加将增大作物腾发量、快速消耗土壤水分、增加灌溉需水、促进生物质形成速度，并明显影响融雪型河流的径流过程分布，而降雨模式的改变将加剧干旱地区的缺水程度或增加湿润地区的降水量。

　　需对灌溉管理和投入重点做出实质性转变，才能满足人们对发展灌溉所寄予的期望和要求。与以往相比，未来灌溉投入应更为关注灌溉与农业生产系统的紧密结合，重点基于先进的信息、节水、管理等技术和方法对现有灌溉基础设施进行更新改造，大力推进灌区的现代化建设，因地制宜的在有条件的地区适度扩大灌溉面积。作为当前全球灌溉管理制度改革的重要内容，应将参与式灌溉管理、灌溉管理转移等方式继续作为灌溉投入的主体，积极探索具有当地特色的灌溉管理范式以及可持续性支撑灌溉管理模式运行的财政来源与途径。以往大多数参与式灌溉管理工作多集中在示范层次，以建立小型农民用水户协会为主，与灌溉管理配水改善、维护灌溉工程服务定位相关的改革却少见尝试也鲜见成功。为了应对气候变化对农业生产带来的影响，在灌溉基础设施建设上的投入重点应包括：建设新的蓄水库容以弥补失去的冰雪融蓄水量，为用水户采用更为灵活的配水方案提供必要的设施和装备，修建地下水补给工程和废水灌溉再利用处理设施等；在灌溉管理和制度措施方面的投入重点有：通过改善技术和管理活动增加灌溉用水效率，建立用户间的水交易市场及规则，构建用于改善农业用水整体效益的综合水资源规划等。

　　2.4创新流域水资源综合管理模式，提升雨养农业农业灌溉已对世界主要江河流域的供水和生态环境造成较大压力。面对全球水危机形势，大规模发展灌溉的空间已较为有限，雨养农业在提供食物和维系生计方面起到重要的支配作用。全球雨养农业的生产力常低于灌溉农业，发展中国家的雨养粮食平均产量1.5t/hm2，而灌溉农业3.1t/hm2，在气候温和的热带商品粮农业区，主要作物的雨养产量可高于5～6t/hm2。在半干旱和半湿润地区，并非雨量而是降雨的极端变异性是制约农业生产的主要影响因子。在作物关键生育期间发生的短期干旱几乎存在于每个雨季，而气象干旱则平均每10a才发生1～2次，通过水管理技术虽可在一定程度上减轻短期干旱带来的影响，但气象干旱对作物减产的影响明显。

　　在干旱和半干旱地区，降雨已成为超出农民控制能力的最为突出的随机因素，水既是农业生产的关键投入要素也是农业风险及不确定性的主要来源，提升雨养农业对维系生计起到支配性作用。

　　提升雨养农业的水管理发展策略与对策应建立在生态水文学观点基础上，人们应将降雨作为淡水资源的重要组成部分加以看待。尽管在现有的流域水资源综合管理模式（IWRM）中，已意识到为保护河流、湖泊、湿地、河口等水生生态系统功能应考虑环境生态水流的问题，但该管理模式的焦点仍集中在灌溉、工业和城市供水的蓝水资源规划、配置与管理上。向农业生产这类关键的产品提供服务功能仍主要取决于陆地生态系统中的绿水，为此应该对蓝水和绿水进行统一的综合规划与管理，形成用途广泛的IWRM新策略。在该新策略中，就地集雨应被视为生产性用水，水资源控制与管理中应包含与雨养农业系统相关的当地尺度及其流域尺度，更为关注从流域到当地的降尺度水资源管理，并基于跨尺度间的水资源综合分析结果，系统阐述对上游绿水投入（如集雨）与下游用水影响（如减少泥沙）间的双赢机遇。

　　从作为淡水资源的降雨出发，对IWRM新策略的准确定位就是要淡化灌溉农业与雨养农业间的人为划分，其实灌溉农业通常部分的依赖绿水的贡献，并且采用保护性耕作、土壤培肥、地表覆盖等旱农方法，而提升雨养农业稳定性的最佳途径则是利用补灌等蓝水管理措施。为此，打破灌溉农业与雨养农业间的管理划分无疑是提高雨养农业投资优先性的重要策略，可提供多组范围从雨养到灌溉系统的管理选择方案。

　　2.5基于各种途径与措施，提高农业水分生产率农业水分生产率来自种植业、畜牧业、水产业等部门的净收益与产出该收益耗用的水资源量之比，反映出以较小社会环境成本为代价获取单位耗水最大收益的目标。改善农业水分生产率的优先地区应包括：过于贫穷且水分生产率较低的地区，用水竞争激烈的自然性缺水地区，水资源开发程度较低且用水回报相对较高的地区，因地下水位下降和河道断流等致使农业生态系统严重退化的地区等。改善农业水分生产率的水管理活动与措施主要有集雨、补灌、非充分灌溉、精准灌溉、水土保持等，与这些措施无直接关联的一些活动也会间接影响到农业水分生产率，如改善土壤肥力、防治病虫害、选择作物良种等。改善农业水分生产率有赖于深入了解和掌握植（动）物生理学、作物学、农学、农田水利学、土壤学等相关知识，以及横跨田间、农田、流域等不同空间尺度下的经济、社会和环境条件。