“最嚴格水資源管理制度”下的冀南地區(qū)農(nóng)業(yè)種植結構調(diào)整對策

劉海新，高葉鵬，文韶鑫

（河北工程大學 礦業(yè)與測繪工程學院，河北 邯鄲 056038）

我國作為農(nóng)業(yè)大國，各地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平不平衡，農(nóng)業(yè)種植結構差異性明顯，而且各地區(qū)水資源情況也大不相同。水資源短缺是我國目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的主要問題,而水資源短缺往往與農(nóng)業(yè)用水有關, 農(nóng)業(yè)是用水大戶，在我國總用水中農(nóng)業(yè)用水占據(jù)了70%左右[1,2]。近年來，在全球氣候變暖的大背景下，干旱發(fā)生的頻率越來越高，而且干旱的程度也在不斷增大，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的影響也日益顯著[3]；2012 年國務院頒布了《關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》（國發(fā)[2012]3 號），之后出臺了一系列相關的考核辦法和考核制度，各省份也隨之響應，2013 年6 月，河北省人民政府頒布了《最嚴格水資源管理制度考核辦法》（冀政辦〔2013〕12 號），對地下水進行了嚴格的限制，使得在農(nóng)業(yè)用水方面有了較大的約束。在這雙重背景的影響下，河北省作為農(nóng)業(yè)大省之一，如何利用農(nóng)業(yè)種植結構調(diào)整去應對未來氣候變化以及“最嚴格水資源管理制度”的實施是當前河北省農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的關鍵問題，同時也是河北省農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化發(fā)展的重要一步。

冀南地區(qū)位于河北南部平原地區(qū)，主要包括河北省邯鄲、邢臺、衡水和石家莊四個地級市，是河北省重要的農(nóng)作物種植地區(qū)，農(nóng)作物種植面積大，主要種植一年兩熟兩作的玉米和小麥。其次，冀南地區(qū)水熱資源良好，境內(nèi)有諸多河流大都隸屬于海河水系，光照時間也充足，適合農(nóng)作物生長。本文以冀南地區(qū)為例，結合河北省水資源利用現(xiàn)狀及干旱情況，探討“最嚴格水資源管理制度”下冀南地區(qū)農(nóng)業(yè)種植結構調(diào)整對策，對未來冀南地區(qū)農(nóng)作物合理布局、農(nóng)作物精細化管理以及水資源合理利用提供決策參考。

一、種植結構調(diào)整對河北農(nóng)業(yè)的意義

河北省作為農(nóng)業(yè)大省，地理位置顯著。河北省地處華北平原，地勢平坦，境內(nèi)地貌類型齊全，西依太行山，北為燕山，西北為壩上高原，全境位于半濕潤區(qū)，氣候?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L氣候，其特點是降水季節(jié)分布不均且區(qū)域差異明顯，降水東南多西北少，年降水量在500mm 左右，而且降水主要集中在夏季，易形成澇災，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定影響。河北省種植區(qū)主要集中在河北省南部地區(qū)，冀南地區(qū)也是重要的糧棉產(chǎn)區(qū)，其主要糧食作物是冬小麥、水稻、春玉米、夏玉米等，經(jīng)濟作物包括蔬菜、林果、中藥材等。其中冬小麥和夏玉米都是一年兩熟、一年兩作；林果等以蘋果、梨、棗為主，這些作物生長期大部分處于4-10 月；其次，大棚技術的成熟與發(fā)展，使得越來越多的人開始種植大棚蔬菜，以獲取高品質(zhì)的產(chǎn)品；此外，冀南地區(qū)還有少部分種植馬鈴薯、紅薯等雨季作物。

種植結構調(diào)整與作物需水量和作物經(jīng)濟價值密切相關。近年來，河北糧食總產(chǎn)量逐年上漲，省內(nèi)需求接近飽和，糧食出現(xiàn)過?，F(xiàn)象，部分地區(qū)糧食開始轉外銷。河北省主要糧食作物玉米、小麥，種植人數(shù)多，過剩現(xiàn)象嚴重，外銷價格相對較低，對農(nóng)民的積極性和資金周轉影響較大。因此，在滿足市場需求的同時，合理有效的進行種植結構調(diào)整對提高農(nóng)民的積極性和改善農(nóng)民的經(jīng)濟效益具有積極的意義。

相關研究表明華北平原農(nóng)作物蔬菜、水稻以及冬小麥和夏玉米等屬于高強度耗水作物，棉花、林果等屬于低強度耗水作物[4]。河北省主要作物小麥和玉米皆為需水量大的作物，在當前“最嚴格水資源管理制度”下充分利用水資源顯得尤為重要，適當調(diào)整種植結構不僅可以緩解河北省水資源短缺的壓力，而且對農(nóng)業(yè)進行精細區(qū)劃、作物布局和品種布局提供了合理的機制。

另外，在物質(zhì)生活日益豐富的今天，人們更加注重飲食，開始追求高質(zhì)量的農(nóng)產(chǎn)品。河北毗鄰北京和天津，兩者作為我國重要的經(jīng)濟中心，對高品質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品需求量大。此外，河北作為京津冀農(nóng)產(chǎn)品重要的供應者，可以因地制宜合理地進行種植結構調(diào)整，大力引進推廣優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品，滿足各層次的需求，促進京津冀農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展[5]。同時，河北省各地區(qū)經(jīng)濟情況和土壤情況存在差異性，改善農(nóng)業(yè)種植結構追求高質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品，可以促進各地區(qū)經(jīng)濟長遠發(fā)展，協(xié)調(diào)各區(qū)域農(nóng)業(yè)種植業(yè)的平衡發(fā)展，對發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)具有積極意義。

種植結構的調(diào)整與農(nóng)藥化肥的使用也息息相關。目前,在我國農(nóng)用地中化肥農(nóng)藥的使用仍還占據(jù)著很大比例,化肥農(nóng)藥的使用是一把雙刃劍[6],適度的使用對農(nóng)作物增產(chǎn)具有很好的效果,過量的使用對土壤和水質(zhì)危害性極大,進而影響農(nóng)作物的灌溉和人們的日常生活用水。河北作為農(nóng)業(yè)種植大戶，農(nóng)戶對農(nóng)藥利用依賴性大，尤其是水果和蔬菜等經(jīng)濟作物對化肥農(nóng)藥需求量特別大,而小麥、玉米等糧食作物卻需要少量的化肥農(nóng)藥投入[7]，如何協(xié)調(diào)作物用水與農(nóng)作物中化肥、農(nóng)藥的投入之間的矛盾是一個關建問題。因此，通過進行合理的種植結構調(diào)整和優(yōu)化農(nóng)作物布局對于解決這一問題是行之有效的手段，同時這也可以有效減少農(nóng)藥化肥的使用以及改善土壤質(zhì)量，對農(nóng)作物生長發(fā)育有一定的促進作用。

二、“最嚴格水資源管理制度”下的河北省水資源現(xiàn)狀分析

河北省是嚴重的資源型缺水省份，人均水資源占有量為307m3，僅為全國平均水平的1/7，甚至還遠遠達不到目前國際公認的人均500m3的極度缺水標準[8]，水資源補充主要來源于降水，其對于“靠天吃飯”的農(nóng)業(yè)影響尤其顯著。河北農(nóng)業(yè)用水主要來源于開采地下水和降水，其占據(jù)了河北用水量的大部分。近年來，由于人們過度的開采地下水以及大量高耗水作物的種植，造成地下水位持續(xù)下降[9]，同時在“最嚴格水資源管理制度”提出來以后，河北省對地下水開采進行了嚴格的限制,導致水資源供需矛盾突出。此外，隨著工業(yè)和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展以及人口的增加，工業(yè)用水和人們?nèi)粘Ｉ钣盟當D占了大量的農(nóng)業(yè)用水，導致農(nóng)業(yè)用水加劇短缺[10]。因此，進行種植結構調(diào)整，發(fā)展節(jié)水和適水的種植模式，建立與當?shù)爻休d力相對應的種植體系是解決農(nóng)業(yè)水資源短缺的關鍵措施之一。

自2012 年“最嚴格水資源管理制度”提出來以后，各省積極響應并制定相關政策，在全面落實“三條紅線”基礎之上，對水資源利用進行限制。2013年6 月，河北省人民政府頒布了《最嚴格水資源管理制度考核辦法》（冀政辦〔2013〕12 號），在該考核方法的約束下，2010-2018 年期間河北省農(nóng)業(yè)用水量（少部分為林牧漁用水）和全省用水總量均出現(xiàn)下降趨勢，但下降幅度較小。此外，在“最嚴格水資源管理制度”下2010-2018 年河北省農(nóng)業(yè)用水量占用水總量的比例也整體呈現(xiàn)逐年下降趨勢，其中2012-2015 年下降趨勢緩慢，2015 年之后下降趨勢變大。顯然，在解決河北省水資源問題上“最嚴格水資源管理制度”的實施表現(xiàn)出了很好的效果，但同時也給河北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了難題，在之后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必須合理調(diào)整種植結構，大力發(fā)展節(jié)水灌溉體系以應對當前的水資源控制的約束。

河北省農(nóng)業(yè)用水也存在諸多問題。河北緊鄰北京和天津，有限的水資源不僅需要養(yǎng)活三個地區(qū)的人口，還要承擔著經(jīng)濟發(fā)展的重任，肩負首都地區(qū)的供水任務的使命[11,12]。另外，河北水資源利用效率差，水資源開發(fā)利用程度低，農(nóng)業(yè)用水灌溉設備不完善整體水平比較落后[13]，大部分農(nóng)村地區(qū)仍然還是以傳統(tǒng)的管道輸水澆灌或人力灌溉為主，現(xiàn)代化的噴灌和滴灌技術普及程度不高，而且傳統(tǒng)方式不能達到有效灌溉，造成水資源浪費嚴重，無形中提高了用水成本，因此大力發(fā)展節(jié)水灌溉設施對于解決農(nóng)業(yè)用水浪費是行之有效的手段。此外，廣大農(nóng)民缺乏一定的農(nóng)業(yè)技術指導，不能合理科學安排作物種植，農(nóng)作物種植存在水分蒸發(fā)嚴重的現(xiàn)象，而且水價制定也是農(nóng)民一直關心的問題，其制定有一定難度，過高會增加農(nóng)民經(jīng)濟壓力，過低則造成濫用。綜上所述，解決農(nóng)業(yè)用水問題迫在眉睫，不僅利國利民，而且對于社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，制定長遠目標可以提供一定的便利。

三、河北省農(nóng)業(yè)干旱狀況分析

干旱是水量供給與需求失衡的一種自然現(xiàn)象。干旱災害是各類自然災害中最頻繁出現(xiàn)的，持續(xù)的干旱對農(nóng)業(yè)的影響非常大[14,15]，一方面影響農(nóng)作物的生長發(fā)育，造成農(nóng)作物產(chǎn)量降低，嚴重損失農(nóng)民的經(jīng)濟財產(chǎn);另一方面直接影響社會的穩(wěn)定發(fā)展和經(jīng)濟的持續(xù)增長。近年來，全球變暖的趨勢也日益明顯，其產(chǎn)生的氣候變化不僅影響氣溫，導致氣溫明顯上升，造成高溫炎熱天氣增多，甚至持續(xù)的高溫會延長夏季，改變物候季節(jié)[16]，而且也會直接影響降雨的分布和空間格局，造成長時間持續(xù)的干旱現(xiàn)象。降水對干旱的緩解具有積極的作用，同時適當?shù)慕邓彩堑乇砗偷叵滤匾难a給來源，這對于地處山區(qū)且灌溉條件不足的農(nóng)作物來說，是非常重要的水分來源。冀南地區(qū)作為農(nóng)作物種植大戶，部分作物對降水量具有很大的依賴性，平衡水量供需對其非常重要。因此,對旱情進行實時有效的監(jiān)測是必不可少的且意義重大的。

目前，利用遙感技術進行干旱監(jiān)測是最常用的技術手段之一[17]。相對于以人工實測和地面站點為主的傳統(tǒng)方法來說，遙感方法在一定程度上可以彌補傳統(tǒng)方法工作量大、耗時費力以及時效性差、覆蓋范圍有限等短板[18]，而且隨著科學技術的發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)的種類也愈加豐富，許多數(shù)據(jù)可以免費獲取并且具有很高的分辨率，這一系列的優(yōu)點使得遙感技術受到廣大研究學者的親昧，并且能夠廣泛應用到旱情監(jiān)測中，可以為旱情提供決策支持。常用于干旱監(jiān)測的遙感方法是溫度植被干旱指數(shù)（Temperature Vegetation Dryness Index，TVDI）[19]，TVDI 模型是利用遙感數(shù)據(jù)植被指數(shù)（vegetation index,VI ） 和 陸 地 地 表 溫 度（ land surface temperature，LST）二維特征空間獲取的，其在干旱監(jiān)測方面具有很好的效果。

本文基于改進型TVDI 模型[20]，對京津冀地區(qū)6-9 月耕地嚴重干旱的面積和平均月降水總量進行匯總統(tǒng)計，統(tǒng)計結果表明，每年平均月總降水量變動幅度較小，均在1000-1500mm 附近上下波動，同時在2000-2012 年之間農(nóng)用地嚴重干旱程度每年的月平均百分比也保持較穩(wěn)定的趨勢，2003 年、2011年和2013 年為較干旱年份，干旱比例均在1%左右，但從“最嚴格水資源管理制度考核辦法”實施以來的2013 年開始，耕地嚴重干旱月平均百分比發(fā)生了巨大變化，干旱比例增長達到2.65%，漲幅超過了150%。由此可以看出，該考核辦法對地下水開采進行嚴格的限制，在一定程度上致使嚴重干旱耕地面積出現(xiàn)大幅度增加。另外，在2013 年之后嚴重干旱耕地面積出現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展的趨勢，并且未來幾年可能仍會保持下去，這對今后農(nóng)作物用水提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。

通過基于TVDI 嚴重干旱等級(0.8

圖1 京津冀地區(qū)2000-2014 年5-10 月農(nóng)用地嚴重干旱發(fā)生次數(shù)統(tǒng)計圖

根據(jù)農(nóng)作物的生長規(guī)律，每年5-10 月是農(nóng)作物生長的最佳時期，也是農(nóng)田灌溉的高頻期，在這期間需要消耗大量的水資源來滿足農(nóng)作物的生長需求,而河北省由于地下水超采嚴重,導致部分地區(qū)地下水位嚴重下降,開采難度加大,另外加上政府對地下水開采的限制,導致河北省農(nóng)業(yè)用水緊張,部分作物需水量達不到其要求,故會導致出現(xiàn)干旱面積激增的情況。此外，由于干旱的影響，河北省境內(nèi)部分河道常年處于干涸的狀態(tài)，給農(nóng)業(yè)取水帶來諸多不便利，而且部分河流水資源污染嚴重，水質(zhì)差不宜用于農(nóng)業(yè)灌溉，這些也是影響其變化的重要因素。因此，在諸多因素的影響下，有必要實施相關措施應對干旱，改善水資源環(huán)境，并對農(nóng)作物進行一定的干預和調(diào)整，以合理協(xié)調(diào)水資源的利用。

四、“最嚴格水資源制度下”下種植結構調(diào)整對策

在全球氣候變化以及“最嚴格水資源管理制度”下，全面落實“三條紅線”的基礎上，結合河北省水資源現(xiàn)狀以及干旱情況,基于作物的需水量和作物的生長發(fā)育周期以及其生長過程中所需的化肥農(nóng)藥對冀南地區(qū)的種植結構調(diào)整提出以下對策：

（1）冀南地區(qū)屬于溫帶大陸性季風氣候，降雨主要集中在夏季。以蘋果、梨、棗等為主的果樹，生長期大部分處于4-10 月，而且馬鈴薯、紅薯等也屬于雨季作物，適當將小麥、玉米等高強度耗水作物換成果樹等雨季作物，可以達到水資源短缺靠雨養(yǎng)的目的，從而有效的減少水資源短缺的壓力。

（2）河北省“最嚴格水資源管理制度”對地下水的嚴格限制，給農(nóng)業(yè)灌溉帶來了巨大的壓力。在此基礎上，將冬小麥、春玉米等主要依靠地下水灌溉的作物在滿足基本糧食供應的前提之下，部分改種棉花等低強度耗水作物，或者培育抗旱的新品種，以緩解農(nóng)業(yè)灌溉的壓力。此外，冀南地區(qū)應充分發(fā)揮河北省的區(qū)位優(yōu)勢以及其自身土地種植能力，在水資源有限的情況下，大力引進節(jié)水的灌溉設備，科學的種植無公害優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。

（3）玉米等耗水作物秸稈回收價格低廉，在耗水相當?shù)那闆r下可以適當改種經(jīng)濟效益比較好的蔬菜、果樹等作物，以提高農(nóng)民的經(jīng)濟收益。同時對蔬菜水果等化肥農(nóng)藥投入量大的經(jīng)濟作物，在合理調(diào)整和布局的情況下，要科學施肥，并加大對化肥農(nóng)藥的科技投入，改進農(nóng)藥的質(zhì)量，以減少化肥對土質(zhì)和環(huán)境的污染，從而達到經(jīng)濟效益與產(chǎn)量雙高的效果。

（4）針對主要的小麥、玉米等糧食作物，根據(jù)其物候特性可以采取輪作的方式，例如糧食作物與經(jīng)濟作物輪作、小麥與玉米輪作以及小麥玉米和豆類作物之間的輪作等。采取這些輪作的方式可以充分發(fā)揮各種作物的特性和優(yōu)勢，一方面不僅可以改善土壤質(zhì)量，增加土壤肥力，另一方面又可以節(jié)約水資源，提高水資源利用率。

五、結論

綜上所述,在“最嚴格水資源管理制度”以及水資源利用受限的情況下，冀南地區(qū)應因地制宜，在結合本地區(qū)實際情況以及經(jīng)濟效益最大化的同時，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結構，優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品布局，保證基本糧食產(chǎn)量，輪換部分高強度耗水作物，發(fā)展地區(qū)特色農(nóng)業(yè)，從而有效提高農(nóng)民經(jīng)濟收入，改善其生活水平；同時，應加大對未來農(nóng)業(yè)發(fā)展所需的灌溉設備、機械化設備以及化肥農(nóng)藥等相關產(chǎn)業(yè)鏈的科技投入，為發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)打下堅實的基礎；此外，本文研究只針對水資源短缺和作物需水情況下的種植結構的調(diào)整，而未考慮農(nóng)作物灌溉面積以及干旱的時滯性等因素的影響，未來將在這些方面做進一步研究，以更好解決農(nóng)業(yè)水資源短缺受限的情況。