河西走廊涼州區(qū)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究

于安芬，李瑞琴，趙有彪，車宗賢，蘇永生

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070 ；3. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(蘭州)，甘肅 蘭州 730070；4. 甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所， 甘肅 蘭州 730070)

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河西走廊涼州區(qū)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究

于安芬1,2,3，李瑞琴1,2,3，趙有彪2，車宗賢4，蘇永生2

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜草與綠色農(nóng)業(yè)研究所，甘肅 蘭州 730070 ；3. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(蘭州)，甘肅 蘭州 730070；4. 甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)研究所， 甘肅 蘭州 730070)

[摘要]河西走廊涼州區(qū)是石羊河流域綜合治理項(xiàng)目區(qū)調(diào)水保生態(tài)的重要區(qū)域，水資源供需矛盾突出。本研究立足涼州區(qū)自然資源優(yōu)勢(shì)，從區(qū)域水土資源現(xiàn)狀、限制因子及發(fā)展?jié)摿Φ确矫孢M(jìn)行分析，提出了以水資源高效永續(xù)利用、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化、生態(tài)環(huán)境綜合治理、農(nóng)業(yè)廢棄資源綜合利用、農(nóng)畜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控、農(nóng)業(yè)綜合效益全面提升為基礎(chǔ)的六大生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，總結(jié)得出了區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)模式資源配置關(guān)系。

河西走廊是我國(guó)西北地區(qū)重要的生態(tài)屏障，是我國(guó)主要制種基地和糧棉基地之一，屬典型的綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)，其總體特點(diǎn)是：光熱資源豐富、氣候干燥、晝夜溫差大、荒漠化程度高、地廣人稀，無(wú)水即成荒漠、有水則是良田，對(duì)水資源的依賴性特別強(qiáng)[1]。我國(guó)綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)面積約占國(guó)土面積的1/6，集中了后備宜農(nóng)荒地的30%左右，是我國(guó)今后農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要潛力帶，戰(zhàn)略地位極其重要，主要包括甘肅的河西走廊、新疆的內(nèi)陸灌區(qū)、內(nèi)蒙古的土默平原灌區(qū)和河套平原灌區(qū)及寧夏的銀川灌區(qū)，各綠洲區(qū)內(nèi)自然、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)等條件不盡一致，但總體上大同小異。涼州區(qū)位于河西走廊東部，是石羊河流域綜合治理項(xiàng)目區(qū)調(diào)水保生態(tài)的重要區(qū)域，也是河西地區(qū)人口最集中、水資源供需矛盾最突出的農(nóng)業(yè)區(qū)。因此，以河西走廊涼州區(qū)為研究區(qū)域，通過(guò)分析區(qū)域資源現(xiàn)狀、優(yōu)勢(shì)及制約生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的限制因素，研究探索不同于規(guī)劃意義上、具有實(shí)際可操作性的發(fā)展戰(zhàn)略，提出生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對(duì)保障我國(guó)糧食安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。

1生態(tài)環(huán)境資源現(xiàn)狀

1.1水資源

(1)水資源總量短缺，農(nóng)業(yè)用水是主體。涼州區(qū)自然降水年均僅160 mm，蒸發(fā)量達(dá)2 020 mm，農(nóng)業(yè)用水完全依靠灌溉。區(qū)內(nèi)地表水源主要來(lái)自石羊河水系的祁連山冷龍嶺的黃羊、雜木、金塔、西營(yíng)4 條內(nèi)陸河流，年徑流總量為9.0億m3，多年平均渠首引進(jìn)水量為6.8億m3[2]。隨著全球氣候變曖引起的祁連山雪線上升, 石羊河流域源頭來(lái)水逐年減少，從20世紀(jì)50年代到現(xiàn)在，祁連山雪線上升了40 m，相應(yīng)地石羊河流域的平均來(lái)水量由17.8億m3減少到11.0億m3左右，加劇了該流域水資源的短缺。目前，該區(qū)域生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)需水比例為2.20 ∶2.75 ∶89.42 ∶5.63，農(nóng)業(yè)用水約占總用水量的90%[3]。

(2)水資源利用率不高，節(jié)水潛力大。涼州區(qū)現(xiàn)有人口102.2萬(wàn)人，人均占有水資源量918 m3，是全國(guó)人均水資源量2 400 m3的38.3%；涼州區(qū)有效灌溉面積9.31萬(wàn)hm2，單位面積占有水資源量8 385 m3/hm2，是全國(guó)單位面積平均水資源量的30.46%。水資源人均、單位面積平均占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國(guó)水平，要保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，只有走節(jié)水、提高水資源利用率的路子。

目前，涼州區(qū)井泉灌區(qū)渠系水利用系數(shù)為0.78，河水灌區(qū)渠系水利用系數(shù)為0.59，而發(fā)達(dá)國(guó)家渠系水利用系數(shù)在0.90左右，若按節(jié)水率提高20%計(jì)算，工程和農(nóng)藝綜合節(jié)水潛力達(dá)36%左右，提高水資源利用率大有潛力可挖。

(3)水質(zhì)總體較好。區(qū)域內(nèi)黃羊、雜木、金塔、西營(yíng) 4 條內(nèi)陸河流的徑流量占總水資源量的90%，水質(zhì)良好，礦化度小于0.500 g/L；松濤寺泉水礦化度為0.597 g/L，水質(zhì)較好；九墩溝引水口，其水體由上游泉水和城區(qū)污水兩部分組成，礦化度為1.236 g/L，水質(zhì)較差；七條溝進(jìn)口污水，礦化度高達(dá)2.168 g/L，水質(zhì)極差。區(qū)域內(nèi)水質(zhì)總體上呈現(xiàn)出由南向北逐漸惡化的態(tài)勢(shì)，尤其是工業(yè)和城鎮(zhèn)污水回收利用步伐緩慢，大量未經(jīng)處理的廢污水直接排放，對(duì)水源造成了污染，但因?yàn)榱啃?，所以不?huì)成為限制灌溉的主要因素。

(4)水資源調(diào)蓄功能差，季節(jié)性供水緊張。作物灌溉制度與需水規(guī)律吻合程度差，加之缺乏足夠的調(diào)蓄工程，常致季節(jié)性供水不均勻，特別是3—5月份需水過(guò)于集中、難以調(diào)劑，多出現(xiàn)季節(jié)性干旱，山水灌區(qū)常因卡脖子旱減產(chǎn)30%左右。

1.2土壤資源

(1)高投入下土壤肥力水平較高。據(jù)資料和實(shí)測(cè)結(jié)果分析，近年來(lái)涼州區(qū)耕地土壤養(yǎng)分狀況呈逐年上升趨勢(shì)[4]，各類農(nóng)田土壤pH值在8.07左右，平均養(yǎng)分含量分別為：有機(jī)質(zhì)22.37 g/kg，全氮1.46 g/kg，全磷1.32 g/kg，全鉀19.52 g/kg，堿解氮127.06 mg/kg，有效磷41.86 mg/kg，速效鉀295.41 mg/kg。綜合分析后認(rèn)為，涼州區(qū)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范區(qū)耕地土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷、全鉀屬于中等水平，速效鉀屬于較豐富水平[5]。

(2)土壤污染輕。參照國(guó)家綠色食品和無(wú)公害食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)大范圍調(diào)查取樣、測(cè)試分析，對(duì)河西走廊涼州區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量狀況進(jìn)行的分析評(píng)價(jià)表明，該區(qū)土壤pH值和土壤中總砷、總汞、總鉛、總鉻、總鎘等指標(biāo)均未超標(biāo)，按照耕地土壤重金屬污染分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)域土壤污染等級(jí)為“尚清潔”，污染水平為“標(biāo)準(zhǔn)限量?jī)?nèi)”，符合目前國(guó)家規(guī)定的綠色食品及無(wú)公害產(chǎn)品環(huán)境質(zhì)量要求，但在未來(lái)要警惕土壤的砷污染和鹽堿化[6]。

1.3豐富的光熱資源

涼州區(qū)屬于溫帶大陸性干旱氣候類型，總的氣候特征是：太陽(yáng)輻射強(qiáng)，日照充足，夏季炎熱，冬季嚴(yán)寒，降水少，蒸發(fā)量大，空氣干燥，晝夜溫差懸殊。年均日照時(shí)數(shù)2 900.7 h，無(wú)霜期145 d，年均氣溫日較差為14.2 ℃[6]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期“一季有余，兩季不足”。

2限制因素及發(fā)展?jié)摿?/p>

2.1限制涼州生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要因素

(1)稀缺的水資源。涼州區(qū)年均河川徑流總量為7.54億m3，屬于重度缺水地區(qū)。20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于區(qū)域工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和人口的快速增長(zhǎng)，全流域出現(xiàn)了工業(yè)與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)水、農(nóng)業(yè)與生態(tài)爭(zhēng)水、上游與下游爭(zhēng)水的不良現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)用水占到整個(gè)用水量的90%以上，“有水即為良田、無(wú)水便成荒漠”的資源依賴性農(nóng)業(yè)特點(diǎn)極為顯著。

(2)種植結(jié)構(gòu)不合理。項(xiàng)目實(shí)施前，以小麥、大麥、玉米為主的糧食作物占到農(nóng)作物總播種面積的67.2%，糧、經(jīng)、其他作物比例為76.4 ∶19.4 ∶4.2。高耗水低效益作物如小麥、玉米等種植面積偏大，低耗水高效益作物如馬鈴薯、雙孢菇等栽培面積偏小。

(3)作物秸稈浪費(fèi)嚴(yán)重。大量的作物秸稈，尤其是玉米秸稈無(wú)法利用，在田野直接焚燒，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。只有少量秸稈用于養(yǎng)殖，但也只是簡(jiǎn)單地直接飼喂，飼用效率很低。同時(shí)，隨著雙孢菇生產(chǎn)面積的擴(kuò)大，用于培養(yǎng)基料的小麥秸稈出現(xiàn)了緊缺狀況。提高玉米秸稈飼用效果、尋找秸稈新的利用途徑，已成為避免作物秸稈資源浪費(fèi)、污染環(huán)境亟待解決的問(wèn)題。

(4) 秸稈飼喂、牛羊健康養(yǎng)殖不規(guī)范。牛羊良種化率低，秸稈利用率低、飼喂效益不高，健康養(yǎng)殖技術(shù)不規(guī)范，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的快速發(fā)展。

(5) 種養(yǎng)結(jié)合不緊密，沒(méi)有形成資源循環(huán)利用的生產(chǎn)模式。在示范區(qū)，對(duì)種植業(yè)產(chǎn)生的秸稈量、養(yǎng)殖業(yè)對(duì)飼草料的需求量、雙孢菇規(guī)模發(fā)展對(duì)小麥秸稈的需用量、沼氣池規(guī)模發(fā)展對(duì)牛糞的需用量等缺乏科學(xué)規(guī)劃，在種養(yǎng)結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈中，物質(zhì)傳遞與能量流動(dòng)不平衡，造成了部分產(chǎn)業(yè)的盲目發(fā)展。

(6)生態(tài)環(huán)境脆弱、抗災(zāi)能力不強(qiáng)。涼州區(qū)屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，降水少且變率大，早春寒、干熱風(fēng)、大風(fēng)、沙塵暴、霜凍等災(zāi)害性天氣發(fā)生頻率逐年提高，年均農(nóng)業(yè)受災(zāi)面積達(dá)6 666.7 hm2。生態(tài)環(huán)境脆弱、抗災(zāi)能力不強(qiáng)仍是限制農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。

2.2發(fā)展?jié)摿?/p>

綜合分析，涼州區(qū)農(nóng)業(yè)在提高水資源利用率，調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)業(yè)廢棄資源綜合利用率，提高畜牧規(guī)模化經(jīng)營(yíng)水平，搞好生態(tài)環(huán)境綜合治理，提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)水平和農(nóng)業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益等方面潛力巨大。

3涼州生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略

3.1水資源高效永續(xù)利用戰(zhàn)略

水資源是河西走廊綠洲農(nóng)業(yè)的命脈，農(nóng)業(yè)是用水大戶也是浪費(fèi)大戶，生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)倡導(dǎo)資源循環(huán)高效利用、生態(tài)安全，實(shí)施以水資源的高效永續(xù)利用為核心的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，是生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的充要條件。因此，應(yīng)強(qiáng)化節(jié)水意識(shí)，防止水資源的污染，綜合運(yùn)用高效的工程、生物、農(nóng)藝、灌溉等節(jié)水措施，兼顧生態(tài)、生產(chǎn)、生活用水，提高灌溉水的綜合有效利用系數(shù)。

3.2農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整戰(zhàn)略

農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新階段后，區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)由解決農(nóng)副產(chǎn)品總量不足，逐步轉(zhuǎn)移到適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)化和多樣化的需求、全面提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和效益、滿足城鄉(xiāng)人民生產(chǎn)水平不斷提高的需要上?；诖?，從經(jīng)濟(jì)效益和水利用效益兩方面綜合分析，實(shí)施以農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為核心的富民戰(zhàn)略，是生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。

3.3農(nóng)業(yè)廢棄資源綜合利用戰(zhàn)略

以提高廢棄資源利用效率為核心，以農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用為目標(biāo)，對(duì)種植業(yè)廢棄物——秸稈和養(yǎng)殖業(yè)廢棄物——畜禽糞便的轉(zhuǎn)化利用開(kāi)展技術(shù)研究，探索農(nóng)村能源多樣化和農(nóng)村環(huán)境治理的有效途徑，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化、無(wú)害化和排放量的最小化。

3.4生態(tài)環(huán)境綜合治理戰(zhàn)略

涼州在西北生態(tài)屏障建設(shè)和保護(hù)中的作用重大、地位重要，在該區(qū)實(shí)施生態(tài)環(huán)境綜合治理戰(zhàn)略，是國(guó)家生態(tài)安全和生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本保證。生態(tài)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本條件，是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，應(yīng)把生態(tài)環(huán)境建設(shè)與產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)、農(nóng)民脫貧致富、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合，廣泛動(dòng)員全社會(huì)的力量共同參與。

3.5農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略

實(shí)施以農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化為核心的農(nóng)業(yè)綜合效益提升戰(zhàn)略，是生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的最終目標(biāo)。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)可把農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié)連成一體，大幅度提高農(nóng)業(yè)的整體效益，既可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，又可以促進(jìn)農(nóng)村工業(yè)、商業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。應(yīng)通過(guò)“訂單農(nóng)業(yè)”、農(nóng)村合作經(jīng)濟(jì)組織、龍頭企業(yè)建設(shè)，培育區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，把資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，使資源產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最優(yōu)化。

4區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)模式資源配置關(guān)系

以研究區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)，以單位面積配水量為基礎(chǔ)，以“小麥—雙孢菇—肥” 大田設(shè)施配套型和“玉米—?！印省?種養(yǎng)結(jié)合型兩個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)循環(huán)模式為例，假設(shè)模式在全封閉的理想狀態(tài)下運(yùn)行，據(jù)此推導(dǎo)出在單位面積配水定額條件下，區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)模式中的資源配置關(guān)系。其中，單位面積配水量決定小麥、玉米種植面積，玉米秸稈產(chǎn)量決定肉牛養(yǎng)殖規(guī)模，雙孢菇發(fā)展規(guī)模根據(jù)小麥秸稈產(chǎn)量和牛糞產(chǎn)量來(lái)確定，同時(shí)牛糞產(chǎn)出量、沼氣池建造規(guī)模要根據(jù)牛的養(yǎng)殖規(guī)模及玉米秸稈量確定。此外，模式中雙孢菇生產(chǎn)產(chǎn)生的培養(yǎng)基廢渣、沼液沼渣等農(nóng)業(yè)廢棄資源的肥料化利用又用于種植設(shè)施葡萄、小麥、玉米等。這兩個(gè)生態(tài)農(nóng)業(yè)循環(huán)模式之間的結(jié)合點(diǎn)主要在單位面積配水量、牛糞產(chǎn)出量和廢棄物的肥料化利用(見(jiàn)圖1)。

圖1　區(qū)域農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)模式資源配置關(guān)系

[參考文獻(xiàn)]

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(責(zé)任編輯張培虎)

[基金項(xiàng)目]財(cái)政部國(guó)家社會(huì)公益類綠色農(nóng)業(yè)科學(xué)研究示范項(xiàng)目(2007-04)；國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目(GJFP2015-2016006)

[中圖分類號(hào)]S157.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1000-0941(2016)06-0014-03

[作者簡(jiǎn)介]于安芬(1965—)，女，甘肅靜寧縣人，副研究員，學(xué)士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究工作；通信作者李瑞琴(1969—)，女，甘肅慶陽(yáng)市人，副研究員，博士，主要從事農(nóng)業(yè)環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、農(nóng)業(yè)廢棄資源利用等研究。

[收稿日期]2015-10-03

[關(guān)鍵詞]生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)；發(fā)展戰(zhàn)略；資源配置關(guān)系；涼州區(qū)；河西走廊