毛烏素沙地水資源利用與農業(yè)發(fā)展的調研

淮建軍, 上官周平

(1.西北農林科技大學 經(jīng)濟管理學院, 陜西 楊凌 712100; 2.西北農林科技大學 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

毛烏素沙漠(北緯37°27.5′—39°22.5′，東經(jīng)107°20′—111°30′)是我國四大沙地之一，陜西省榆林市的北部風沙區(qū)是其主要構成區(qū)域之一。毛烏素沙漠是我國能源富集區(qū)和干旱半干旱脆弱區(qū)，降雨量少且時空分布不均。沙區(qū)的土地利用類型相對復雜，從東南到西北交錯分布的農、林、牧地顯示出明顯的區(qū)域差異，并且未被充分利用和集約化經(jīng)營。1970年以來，毛烏素沙地氣候逐漸變暖[1]，綠地增加，生態(tài)服務增殖，水土流失風險明顯下降。隨著一、二、三產業(yè)持續(xù)發(fā)展，榆林市產業(yè)用水需求增加，農業(yè)生產、能源工業(yè)和生態(tài)建設紛紛搶奪水源[2]，人均生態(tài)赤字翻了一番[3]，全市生態(tài)安全受到極大威脅[4]。可見榆林毛烏素沙地水資源的可持續(xù)利用和農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題顯得非常突兀，迫切需要我們進行調研。

1 調研方法與過程

我們以榆林市為例，圍繞“榆林毛烏素沙地地下水位是否下降？作物如何適應脆弱環(huán)境？產業(yè)發(fā)展有哪些挑戰(zhàn)？主導農業(yè)如何發(fā)展？”等問題，2019年11月18—21日我們西北農林科技大學一行5人，在陜西省治沙所和榆林學院進行了為期3天的調研。2019年11月18日上午我們在治沙所與治沙、水利、水保、地理、土壤等專業(yè)學科的20多位專家學者進行了座談。下午驅車考察了榆林沙地植物園、試驗苗圃基地、紅石峽新修試驗地以及珍稀沙生植物保護基地的部分地區(qū)。11月19日我們走訪了榆林學院，在其生命學院與來自林學、植物、園藝、森保、農學等不同專業(yè)的20多位專家學者進行了深入討論。選擇陜西省治沙所和榆林學院的主要原因如下：(1) 陜西省治沙所在植樹造林、沙地飛播、小流域綜合治理、優(yōu)良固沙植物選育種、沙區(qū)生態(tài)經(jīng)濟型防護林體系與示范區(qū)建設、荒漠化土地治理技術研究與示范等方面取得了豐碩的成果。(2) 榆林學院是榆林市實力最強的高等院校，它在促進產學研結合，推動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，尤其是在“農業(yè)節(jié)水”和“潔凈煤技術”等領域做出了卓越的貢獻。

2 結果與分析

2.1 毛烏素沙地地下水位變化

2.1.1 毛烏素沙地地下水位變化有不同地域模式 水是毛烏素沙地所有生物生存和發(fā)展的最主要制約因素。近年來，大氣降雨逐漸減少，煤礦開發(fā)日益增加，這導致榆林毛烏素沙地地下水存儲量減少了8.6億m3，不同區(qū)域的地下水位下降2～7 m；但是，榆林治沙研究所多年觀測數(shù)據(jù)顯示，近30 年來毛烏素沙地地下水位沒有明顯變化。但是地下水位在不同生態(tài)恢復區(qū)存在不同的變化趨勢，在榆林市靖邊縣，沙地區(qū)地下水位比周邊黃土梁峁區(qū)的年平均變化幅度要小很多[5-6]。在植被恢復區(qū)，2017年降水量達到700 mm，但是在農作物生長期地下水位明顯下降，冬季水位恢復，水位和作物生長期呈U型關系?？梢姡驗椴煌魑镌谏L期內地下水利用量的分布規(guī)律差異很大[7]，所以毛烏素沙地植被耗水量與大氣降水會對地表水產生影響，但對地下水影響不大，沙區(qū)地下水位沒有變化。

地下水系的流失是煤礦開采引起的最主要的環(huán)境破壞之一[8]。榆林煤礦開采破壞了地下水系，使?jié)撍畬訚B漏，從而致使礦區(qū)地下水位下降；礦區(qū)以前用馬槽井，后來用30 m左右的深井，目前機井深度已經(jīng)達到120 m，很多大壩蓄水面積縮小了1/3。在靖邊縣，地下水位變化和灌溉有密切的關系：灌溉期間地下水位明顯下降，非灌溉期間地下水位逐漸恢復正常[6]。由于責權利不明確，相關的利益主體無法得到合理的補償，也無法實施有效的監(jiān)督，榆林每年因煤炭開發(fā)造成的生態(tài)價值損失大約為20.82億～31.56億元[9]。

2.1.2 作物對地下水變化的響應 在榆林，大量湖泊經(jīng)過干旱之后蒸發(fā)形成降雨滋養(yǎng)植被，但是在沙漠地下1 m一般存在干塵。在榆林毛烏素沙地人工種植的喬木，由于其根系達不到1 m以下，易形成水平根系，喬木生長主要靠降水維持，目前礦區(qū)植被主要靠1—2 m土層內降雨來補充水分。煤層一般存在于地下200 m和400 m兩個位置，它們形成隔離層，生態(tài)修復中的綠化種植對土壤地下水影響不大。因此灌草生長與降雨存在循環(huán)關系，但不參與地下水循環(huán)。

不同農作物對地下水有不同響應。在毛烏素沙地，由于病蟲害嚴重、缺水、種植密度過大，樟子松存在大面積死亡的可能，因此無法實現(xiàn)自然繁殖。由于需水量較大，近30 年來樟子松種植面積的擴張導致地下水位下降3～5 m，這就引發(fā)了水資源不可持續(xù)利用的問題。全國勞模張應龍治沙成功，主要依賴于附近水庫的水源。樟子松種植在豐水年、正常年和極端年份發(fā)揮的作用是不同的[10]；400株/hm2被認為是最合適的樟子松固沙林適宜密度，過度稠密會導致樟子松產生枯枝敗葉、樹皮剝落等問題[11]。地方政府追求短期效益，要求很快“看到綠”，是導致樟子松種植密度太大的主要原因。黃芪吸水能力較強，抗旱性較好[12]，其根部可以延伸到地下1 m深。但是黃芪塊莖較大，需要翻地收獲，容易使大量沙土裸露，農戶不愿意翻地回填平整土地，冬季無法實現(xiàn)有效覆蓋，因此大面積種植黃芪等塊莖作物增加沙地退化的風險。

2.2 榆林牧草、蘋果和沙棘的產業(yè)發(fā)展

2.2.1 畜草產業(yè) 在榆林市榆陽區(qū)，畜牧業(yè)發(fā)展獲得了政府補貼與技術指導，取得了一定的效果，養(yǎng)殖戶年平均收入大約30萬元。2017年以前，榆陽區(qū)畜牧業(yè)總產值超過30億元，到2017年人工種草面積超過66.67萬hm2；在榆林，發(fā)展草業(yè)是養(yǎng)殖畜牧業(yè)的基礎，在未來2～3 年內榆林市規(guī)劃種植0.27～0.33萬hm2的蓄草，打造巨大的牧場，其中榆陽區(qū)苜蓿種植產業(yè)園將發(fā)揮關鍵作用。但是，由于品種適宜性差，栽種技術比較差以及越冬管理不夠完善，種草農戶較少，草業(yè)在短期內難以實現(xiàn)產業(yè)化。

2.2.2 山地蘋果 土壤深厚松散，光照條件良好，晝夜溫差大，地勢平坦，農田基礎設施較好，這些都為榆林市東南部區(qū)域發(fā)展機械化栽培蘋果提供了很好的條件。目前榆林市至少有98萬未掛果的蘋果，有一定的潛在銷路。蘋果的精細化管理需要大量勞動力，但是，山區(qū)人力資本昂貴、水肥管理較差、銷售渠道匱乏、極端氣候災害頻發(fā)等問題嚴重阻礙山地蘋果的發(fā)展。2018年，在榆林市清澗縣和子洲縣，蘋果單價每斤5元左右，但是精細化管理技術落后、腐爛病比較嚴重及90以上等級的蘋果產量低等問題導致榆林蘋果商品率較低。

2.2.3 沙 棘 榆林是最適合沙棘生長的區(qū)域之一[13]。在半農半牧區(qū)種植沙棘具有很多潛在效益，比如防風固沙、固土改土、耐干旱瘠薄、耐鹽堿等生態(tài)效益；此外，沙棘果子可以用于開發(fā)各種油料和保健品，沙棘桿可以制作食用菌等，沙棘葉可以喂養(yǎng)牛羊，這些帶來可觀的經(jīng)濟效益。但是目前在榆林毛烏素沙漠地區(qū)種植的沙棘面臨很多困難：育苗難，造林難，無法有效的管護，導致沙棘長勢很差[14]；品種單一，產量較少，種植密度太大，難以實現(xiàn)機械化，很難實現(xiàn)經(jīng)濟效益。由于當?shù)卣推髽I(yè)只重視短期利益，忽視長期利益，目前榆林沙溪園區(qū)逐漸推行的“企業(yè)+基地”模式成本高、收益低，仍然難以實現(xiàn)機械化，如果主要通過人工打理，難以避免沙棘退化問題。

2.3 榆林毛烏素沙地農業(yè)發(fā)展的問題

2.3.1 水資源不可持續(xù)利用，沙地農業(yè)生態(tài)風險明顯 榆林農業(yè)產業(yè)普遍面臨科技壁壘和發(fā)展滯后的問題，存在著重經(jīng)濟效益輕生態(tài)效益的傾向，始終無法回避水資源不可持續(xù)利用的瓶頸。在產業(yè)推進過程中，農牧草業(yè)投入成本大、產出少、銷量低、效益差，原料供應、機器改造、技術創(chuàng)新和產品品質難以保障，無法大面積實現(xiàn)機械化建設，因此很難形成規(guī)模經(jīng)濟，產業(yè)化程度較低，目前沒有實現(xiàn)社會經(jīng)濟效益。如果開墾1 hm2荒地沙地，農戶將獲得政府的補貼15 000元，種植的作物收入3 000～4 500元，因此其平均經(jīng)濟總效益約為18 250元/hm2?，F(xiàn)行林業(yè)改革政策雖然以激勵農戶造林為初衷，但在實踐中并沒有促進農戶加大林地投資，積極實施節(jié)水技術[15]；同時，在榆林沙地，大面積種植玉米和土豆耗水耗肥，在非生長期容易誘發(fā)風沙，一旦沙丘被破壞，很容易導致沙地脆弱性增加。

2.3.2 勞動力匱乏，生態(tài)保護意向和生態(tài)效益觀念弱化 目前，榆林市農業(yè)發(fā)展面臨農村空心化，勞動力匱乏等的問題，年輕人非農就業(yè)的趨勢不可逆轉。雖然政府補貼120 000元/hm2以鼓勵農戶改良沙地，但很少有農戶能夠完全按照50～100 cm的標準鋪墊厚土，沙土耕地化建設存在著巨大隱患。雖然政府的補償可以刺激農戶產生對生態(tài)環(huán)境的保護行為和意愿[16]，但是生態(tài)補償中的各種腐敗行為、產權扭曲和補償不公平等問題打擊了農戶生態(tài)保護的積極性，只刺激了農戶發(fā)展經(jīng)濟的觀念，甚至在一定程度上可能導致農民抵制政府主導的生態(tài)保護行為[17]。在靖邊縣，很多投資者購買或者租賃沙地，為了實現(xiàn)機械化操作大面積砍伐樹木，采用大水漫灌的方式種植金銀花、板藍根、黃芪等藥材，就是一個典型的只追求經(jīng)濟效益而忽略生態(tài)效益的例子。

3 結論與政策建議

3.1 結 論

(1) 毛烏素沙地地下水位在不同生態(tài)區(qū)存在不同的變化趨勢，沙區(qū)地下水位沒有變化，礦區(qū)地下水位下降。灌草生長與降雨存在循環(huán)關系，但不參與地下水循環(huán)；不同農作物對地下水有不同響應。(2) 榆林在大力發(fā)展畜草、蘋果和沙棘產業(yè)的同時，面臨難以快速實現(xiàn)產業(yè)化、精細化管理和機械化等問題。(3) 榆林毛烏素沙地農業(yè)發(fā)展面臨水資源不可持續(xù)利用、沙地農業(yè)生態(tài)風險明顯增加、勞動力匱乏、農民生態(tài)效益觀念淡薄等問題。

3.2 榆林毛烏素沙地農業(yè)建設的政策建議

3.2.1 統(tǒng)籌治理，把握產業(yè)發(fā)展和水資源合理利用兩個核心 習總書記提出的生命共同體理念和統(tǒng)籌山水林田湖的思想啟示我們，應該應用綜合性、整體性和協(xié)同性的觀點來治理榆林毛烏蘇沙漠。榆林地區(qū)可持續(xù)發(fā)展建設需要堅持經(jīng)濟、社會、生態(tài)協(xié)調發(fā)展的指導思想，把握產業(yè)發(fā)展和水資源合理利用兩個核心，根據(jù)生態(tài)鏈來構建產業(yè)鏈和社會鏈。榆林市要及時調整生態(tài)林的樹種結構，實現(xiàn)灌草結合。在毛烏素沙地，農田耕作要和防護林建設管護結合起來，制定農林牧草整體規(guī)劃，構建清晰合理的產業(yè)結構，發(fā)展節(jié)水型農業(yè)。從生產、生活、生態(tài)3個方面實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測，分區(qū)治理，從技術、生態(tài)、法律、經(jīng)濟、管理等方面加強管理體系的建設，逐步通過產學研結合扶持榆林農業(yè)產業(yè)發(fā)展。

3.2.2 因地制宜，分類施策，提高生態(tài)效益和經(jīng)濟效益協(xié)調發(fā)展水平 榆林市生態(tài)和經(jīng)濟的協(xié)調發(fā)展水平在逐年提高，但目前仍然處在初級和中級協(xié)調等級，并且存在空間的異質性，生態(tài)系統(tǒng)適應性水平西北高、東南低[18]。因此要因地制宜，分類施策，每個沙區(qū)、耕區(qū)、礦區(qū)要有針對性地實施治理。在榆林礦區(qū)需要科學分區(qū)，區(qū)分彈性區(qū)和采空區(qū)；榆林北部應該以中藥材和畜牧為主；榆林南部積極發(fā)展種植業(yè)和傳統(tǒng)農業(yè)，從而消除生態(tài)效益與經(jīng)濟效益此消彼長的矛盾。

3.2.3 推廣水肥一體化和混合播種結構，加快蘋果、沙棘和苜蓿產業(yè)化 使蘋果收入成為實現(xiàn)農民增收主要渠道，應該大力推廣水肥一體化的技術，它把肥料、農藥等通過灌溉的形式送到果樹的根部，省時省力，節(jié)約高效，效果非常明顯，值得推廣[19]。

大果沙棘具有很好的抗逆性，是防風固沙最好的樹種，而且營養(yǎng)豐富，具有較高的保健價值和廣闊的市場前景[20]。榆林市應該在政府合理科學的規(guī)劃指導下，通過市場機制和科技創(chuàng)新，促進大果沙棘迅速產業(yè)化，實現(xiàn)榆林農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

大力發(fā)展苜蓿和禾本科植物結合可以增強固氮屬性，加快微生物分解，有效提高土壤肥力，因此實行混合播種結構較為合理。此外，苜蓿產量較高，經(jīng)濟效益可觀，每hm2產量至少15 t，可帶來1 200元收益。

3.2.4 創(chuàng)新管理制度，加強環(huán)境監(jiān)管和技術培訓，探索適度放牧 要借鑒“河長制”的建設經(jīng)驗，創(chuàng)新管理制度，創(chuàng)立和健全“沙長制”，把水資源可持續(xù)利用績效作為審計考核指標，確保城鄉(xiāng)供水安全，實施精細化技術和簡約化管理，建立暢通的銷售渠道，加快品牌戰(zhàn)略建設，積極推動榆林農業(yè)產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

進一步加強政府對環(huán)境的監(jiān)管，增加對農業(yè)技術的培訓力度，普及“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)理念，引導農戶從經(jīng)濟收益和生態(tài)收益兩方面作出合理的生產決策。

探索逐步放松封林禁牧政策，容許適度放牧，這不僅有利于解決牧戶技術成本過高以及勞動力缺乏等問題，而且可以實現(xiàn)草地生物的多樣性，從而提升畜牧草業(yè)的可持續(xù)發(fā)展力。