黃河三角洲農(nóng)業(yè)水土資源高效利用調(diào)查與分析

徐征和，傅 新

（濟(jì)南大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250022）

黃河三角洲地處黃河入?？谘匕兜貐^(qū)，屬于河—?！懡粎R地帶，是工業(yè)（石油）—農(nóng)業(yè)—濕地復(fù)合區(qū)。該地區(qū)土地資源豐富、水熱條件相對較好、生物資源豐富，肩負(fù)著兼顧經(jīng)濟(jì)高效發(fā)展和生態(tài)保護(hù)、資源可持續(xù)利用協(xié)同發(fā)展的重任，受到國家高度關(guān)注。氣候資源、水資源、土地資源是該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要自然資源，但水資源和土地資源是資源配置最不平衡的自然資源。黃河三角洲具有豐富耕地資源，但耕地質(zhì)量不高，鹽堿地?cái)?shù)量大、分布廣，土壤含鹽量高，鹽堿地農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展成為該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)。盡管該地區(qū)將總用水量的70%以上用于農(nóng)業(yè)發(fā)展，但仍然不能滿足鹽堿地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。因此，深入調(diào)查黃河三角洲農(nóng)業(yè)水土資源高效利用狀況，分析農(nóng)業(yè)水土資源利用現(xiàn)狀及存在問題，對黃河三角洲生態(tài)保護(hù)下的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有指導(dǎo)意義。

1 農(nóng)業(yè)水土資源利用現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)業(yè)水資源及開發(fā)利用現(xiàn)狀

黃河三角洲地區(qū)的水資源以降水、客水和地下水為主，時空分布不均和水體污染嚴(yán)重。該地區(qū)水資源空間分布上呈現(xiàn)中部低、東西部高，年均降水量變化較大并逐年遞減。該地區(qū)年平均氣溫 11.7～12.6 ℃，7 月溫度最高，平均氣溫 26.7 ℃，無霜期 211 d，每年≥0 ℃積溫 4 713.5 ℃，≥10 ℃積溫4 245 ℃，年平均日照時數(shù)2 629 h，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)作物二年三熟。年平均降雨量530～630 mm，主要集中在 7～8 月份，年均蒸發(fā) 900～1 400 mm，干燥度1.5 左右。該區(qū)域的土地鹽堿和河道污染等問題導(dǎo)致匯入河道的地表徑流水質(zhì)較差，僅能部分用于農(nóng)田灌溉或漁業(yè)養(yǎng)殖，利用程度較低，每年能夠得以利用（河道攔蓄）的水量僅占地表徑流量的10.9%，約0.47 億m3。小清河以南地區(qū)的地下水儲量相對豐富，多年平均淺層地下水儲量為8.63 億 m3，當(dāng)前地下水開采量達(dá) 8.87 億 m3，接近飽和狀態(tài)。其他地區(qū)淺層地下水以咸水和微咸水為主，平均礦化度為32.4 g/L，最高達(dá)70.5 g/L，地下水埋深為0.5～3 m，礦化度小于3 g/L 微咸水的僅占總體的3.5%，地下水未經(jīng)處理的情況下無法直接用于農(nóng)業(yè)灌溉。

該地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源短缺，當(dāng)前供水總量為37.8 億m3，其中，客水（黃河水）是重要的淡水資源來源，供水量為21.7 億m3，達(dá)到供水總量的1/2 以上。統(tǒng)計(jì)顯示，當(dāng)前沿黃引提黃河水工程17處，包括引黃閘8 座和引黃泵站9 座，設(shè)計(jì)總引水能力達(dá)到505.6 m3/s。有效灌溉面積13.15 萬hm2，其中農(nóng)業(yè)灌溉面積12.3 萬hm2，林、牧、果園灌溉面積0.85 萬hm2。17 處引黃灌區(qū)達(dá)到了萬畝，其中3 處為大型引黃灌區(qū)，7 處為中型引黃灌區(qū)，設(shè)計(jì)灌溉面積21.73 萬hm2。黃河三角洲引黃灌區(qū)大多數(shù)修建于20 世紀(jì)60～70 年代，由于輸水和灌排設(shè)施陳舊且不配套，再加上渠道襯砌少，結(jié)果導(dǎo)致“跑、冒、滲、漏”等問題嚴(yán)重。另外，渠系水用水管理制度不健全，灌溉技術(shù)相對落后，灌溉水利用系數(shù)普遍偏低，供水定額大，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。

1.2 農(nóng)業(yè)土地資源及其利用現(xiàn)狀

土地資源豐富，耕地后備資源多、農(nóng)業(yè)開發(fā)潛力大。黃河三角洲地區(qū)擁有豐富的土地資源，是我國唯一自然“生產(chǎn)”土地的地區(qū)，后備耕地資源眾多，具有巨大的農(nóng)業(yè)開發(fā)潛力。目前約有53.33 萬hm2的土地處于未利用狀態(tài)，人均達(dá)到0.054 hm2，比整個東部沿海地區(qū)平均水平高45%。另有淺海面積近100 萬hm2，同時，黃河年均新淤土地22～27 km2。不斷增長的土地資源給該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件。

土地質(zhì)量差，耕地比重小，墾殖率低。黃河三角洲地區(qū)雖然土地資源數(shù)量大，但土地質(zhì)量偏差，表現(xiàn)為土壤有機(jī)質(zhì)含量不高，鹽漬化問題嚴(yán)重，又因?yàn)轭l繁的自然災(zāi)害等使得該地區(qū)主要糧食單產(chǎn)比山東省平均水平低5%～30%。耕地比重小，全區(qū)范圍內(nèi)只有28.8%的土地為農(nóng)業(yè)用地，且大部分為低產(chǎn)田，占全部耕地面積的93.4%。東營市作為黃河三角洲地區(qū)的主體，宜農(nóng)耕地面積占總耕地面積的27.63%。土地墾殖率低，墾殖土地占土地面積的26.22%，遠(yuǎn)達(dá)不到全省平均墾殖指數(shù)49.6%。

黃河三角洲地區(qū)的縣市都不同程度分布有鹽堿土地，東營市36%的土壤面積為鹽土，濱州市16%的土壤面積為鹽土。當(dāng)前53.33 萬hm2的鹽堿荒地主要位于近海低地，海拔低、鹽堿重，不易改良。資料調(diào)查顯示，種養(yǎng)結(jié)合的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式適用于鹽堿地，經(jīng)營效益較好。重度鹽堿地上的小麥—玉米和單季青貯玉米經(jīng)營模式效益極低，甚至出現(xiàn)虧損。

農(nóng)用地土地利用結(jié)構(gòu)以糧棉等作物種植為主，種養(yǎng)結(jié)合等立體種植模式為輔，規(guī)模農(nóng)業(yè)比重小。統(tǒng)計(jì)資料分析可知，東營市有2.89 萬hm2土地用于家庭農(nóng)場經(jīng)營，其中面積6.67 hm2以下、6.67～33.33 hm2、33.33～66.67 hm2和 66.67 hm2以上的分別約占總量的30%、43%、15%和12%。近年來棉花價格下降，導(dǎo)致其種植面積大幅減少，相反，以小麥和玉米為主的旱地糧食作物的種植面積不斷增加。此外，黃河三角洲地區(qū)的農(nóng)業(yè)種植業(yè)為了確保產(chǎn)量，大面積使用地膜，并且施用和噴灑大量的化肥和農(nóng)藥，導(dǎo)致地下水硝酸鹽淋失嚴(yán)重，成為該地區(qū)主要的環(huán)境面源污染來源。

2 農(nóng)業(yè)水土資源利用存在的問題

2.1 農(nóng)作物用水缺口大，水體污染嚴(yán)重

據(jù)相關(guān)測算，東營市和濱州市的年均缺水量超過20 億m3，并且由于近年氣候異常導(dǎo)致缺水程度不斷加劇。東營市當(dāng)前存在耕地22.30 萬hm2，以糧食作物平均用水4 500 m3/hm2計(jì)算，需水總量為10.035 億m3。而事實(shí)上當(dāng)年農(nóng)業(yè)用水僅為5.72 億m3，缺口達(dá) 4.32 億 m3。由黃河三角洲地區(qū)的區(qū)域蒸散量和主要作物的耗水量分析可知，若是加上洗鹽所需的用水量，現(xiàn)狀用水量每畝需增加100～200 m3。此外，工業(yè)廢水排入河流、化肥農(nóng)藥等的使用導(dǎo)致地下水硝酸鹽淋失嚴(yán)重，使得該區(qū)水體污染嚴(yán)重。

2.2 農(nóng)業(yè)水資源利用效率低，農(nóng)民節(jié)水意識不強(qiáng)

盡管該地區(qū)水資源總量不足，但水資源利用率仍不是很高，甚至存在浪費(fèi)現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)上引黃、引河灌溉大管理較為粗放，灌溉水利用系數(shù)為0.55 左右。近年來，節(jié)水灌溉面積有所擴(kuò)大，但是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，灌溉管理機(jī)制不完善也導(dǎo)致農(nóng)業(yè)水資源利用效率不高，灌溉水浪費(fèi)嚴(yán)重，節(jié)水灌溉潛力有待進(jìn)一步挖掘。如何集成新型節(jié)水技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率，因水制宜，協(xié)調(diào)農(nóng)作物生產(chǎn)—水資源—生態(tài)環(huán)境的關(guān)系，推動發(fā)展水資源短缺條件下的適水農(nóng)業(yè)，是該地區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展所亟需解決的重大課題。

2.3 土壤鹽漬化嚴(yán)重，鹽堿地整體利用率低

雖然該區(qū)鹽堿地改良取得一些積極進(jìn)展，但是依然存在土壤鹽漬化嚴(yán)重，鹽堿地分布面積廣，治理難度大，土壤養(yǎng)分低，整體利用率低的問題。強(qiáng)蒸發(fā)的氣候條件、高礦化度的地下水及人為因素影響是該地區(qū)土壤鹽堿化的主要原因。由于重度鹽堿地地下水位淺且礦化度高，改良后依然時刻面臨返鹽退化的風(fēng)險(xiǎn)。如何因地制宜，集成優(yōu)化土壤改良技術(shù)，合理進(jìn)行水肥管理，提升資源利用效率，是黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)。

2.4 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不高，種植結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化

黃河三角洲地區(qū)的種植結(jié)構(gòu)基本是糧、棉、菜三大類。當(dāng)前依舊是以傳統(tǒng)種養(yǎng)殖技術(shù)為主，作物產(chǎn)量較低，品質(zhì)不佳，效益相對較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)?shù)匦←湣衩纵喿鞣N植模式在高產(chǎn)田和中低產(chǎn)田的效益分別約 18 525 元/hm2和 8 475 元/hm2；水稻種植效益約6 930 元/hm2；棉花在鹽堿地的種植效益約2 925 元/hm2。因此，如何因地制宜、因水制宜，以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，協(xié)調(diào)區(qū)域農(nóng)業(yè)水資源量、鹽堿地改造消耗水資源和種植作物需水量之間的關(guān)系，統(tǒng)籌調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，突破農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益低的瓶頸，是該區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的又一挑戰(zhàn)。

3 農(nóng)業(yè)水土資源高效利用建議

3.1 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)展節(jié)水高效的現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)

針對黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源緊缺的現(xiàn)狀，不僅要“開源”，更要“節(jié)流”，建設(shè)節(jié)水高效的現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)。結(jié)合灌區(qū)實(shí)際情況，進(jìn)行灌區(qū)的續(xù)建與改造及灌排體系的配套，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)輸配水的管道化和自動化。在積極發(fā)展噴滴灌等高效節(jié)水灌溉工程基礎(chǔ)上，發(fā)展水溶肥料的實(shí)施，推動水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用。推廣覆蓋保墑、中耕除草等農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)，減少農(nóng)田無效耗水。加強(qiáng)灌區(qū)信息化建設(shè)，開發(fā)農(nóng)業(yè)水資源管理信息化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)灌溉，完善灌區(qū)管理制度，促進(jìn)有效推廣節(jié)水灌溉技術(shù)。

3.2 強(qiáng)化非常規(guī)水源利用，推廣微咸水灌溉

黃河三角洲地區(qū)淺層地下水主要是咸水或微咸水，綜合考慮黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)淡水資源短缺和土壤鹽漬化嚴(yán)重的現(xiàn)狀，充分了解黃河三角洲地區(qū)土壤緩沖能力和植物的耐鹽性基礎(chǔ)上，保障水土生態(tài)安全的前提下，建議高效利用咸水資源，推廣基于咸水亞淡化工藝的灌排工程技術(shù)模式，制定合理的保障機(jī)制和激勵政策，因地制宜地發(fā)展微咸水灌溉方式，可以有效緩解農(nóng)業(yè)水資源短缺現(xiàn)狀，減少濕地生態(tài)需水?dāng)D占，兼顧濕地生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)。

3.3 推動科技創(chuàng)新服務(wù)農(nóng)業(yè)發(fā)展，優(yōu)化農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)

推動科技創(chuàng)新服務(wù)于農(nóng)業(yè)發(fā)展，集成生態(tài)工程技術(shù)、多源遙感監(jiān)測技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能地理信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等多種技術(shù)，結(jié)合黃河三角洲地區(qū)的典型區(qū)域特征、氣候條件和主要農(nóng)作物類型，進(jìn)行黃河三角洲地區(qū)農(nóng)作物需水和灌溉水量的動態(tài)監(jiān)測與分析研究，挖掘其區(qū)域性分布規(guī)律，預(yù)測該地區(qū)農(nóng)田灌溉需水閾值。進(jìn)而按照作物需水和灌溉水量的地區(qū)規(guī)律特征，在保障糧食安全前提下，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃临Y源、氣候條件等自然稟賦和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，以適水種植為原則，選擇適宜種植的作物種類、推廣節(jié)水抗旱耐鹽品種，調(diào)整優(yōu)化農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，實(shí)提升農(nóng)業(yè)水土資源利用效率和效益。

3.4 建立農(nóng)業(yè)水土資源管理機(jī)制，推進(jìn)規(guī)模化農(nóng)業(yè)種植發(fā)展

生產(chǎn)規(guī)模小和現(xiàn)代化水平低是限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益提高的障礙因素之一。黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)土地資源分布廣，但規(guī)模化農(nóng)業(yè)比重小。建議充分利用黃河三角洲地區(qū)土地資源廣布、地勢平坦、適宜機(jī)械化的優(yōu)勢，建立相應(yīng)的規(guī)模化農(nóng)場管理機(jī)制和激勵政策，積極發(fā)展規(guī)模化農(nóng)業(yè)種植模式。規(guī)?；N植有利于促進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備的應(yīng)用、新技術(shù)推廣、生產(chǎn)管理規(guī)范、產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作，從而提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)水權(quán)交易機(jī)制，增強(qiáng)農(nóng)民自主的資源節(jié)約與保護(hù)意識

面對區(qū)域水土資源狀況，亟需保護(hù)水土資源數(shù)量，提升水土資源質(zhì)量，培養(yǎng)全民自主節(jié)約意識。一是要明確農(nóng)業(yè)水權(quán)，建議以法律法規(guī)形式根據(jù)國家八大部委聯(lián)合提出確立的水資源開發(fā)利用控制紅線，層層細(xì)化到最小行政單元，直至明確到具體田塊和作物用水額度。

二是要以市場為導(dǎo)向，基于初始水權(quán)，建立水權(quán)交易制度。以市場的手段，增強(qiáng)農(nóng)民自主節(jié)水意識，促進(jìn)水資源在不同作物、不同種植者、不同區(qū)域之間的優(yōu)化配置。

三是要加大農(nóng)業(yè)節(jié)水和水土資源保護(hù)的宣傳教育，增強(qiáng)全民自主節(jié)水和資源保護(hù)意識。通過多種媒介的宣傳教育，定期組織農(nóng)民群眾進(jìn)行相關(guān)知識培訓(xùn)，讓農(nóng)民認(rèn)識到不當(dāng)?shù)墓喔确绞?、種植結(jié)構(gòu)等是對水土資源的浪費(fèi)及帶來的一系列環(huán)境問題，讓農(nóng)民群眾將資源節(jié)約與保護(hù)意識牢記在心。

4 結(jié) 語

黃河三角洲地區(qū)擁有豐富的土地資源，是全省最具潛力的耕地后備資源區(qū)，但是淡水資源緊缺、鹽堿地改良難等問題制約著該地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展。農(nóng)業(yè)水土資源的高效利用是該地區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)、高值發(fā)展的關(guān)鍵，而水土資源高效利用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，既要考慮農(nóng)業(yè)產(chǎn)值及經(jīng)濟(jì)效益，又要考慮黃河三角洲這一特定地區(qū)的生態(tài)環(huán)境維護(hù)。今后需統(tǒng)籌規(guī)劃各項(xiàng)農(nóng)業(yè)種植活動，集成多種農(nóng)業(yè)水土資源高效利用新技術(shù)、新模式，健全農(nóng)業(yè)水土資源管理機(jī)制，推動實(shí)現(xiàn)黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。