西北地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力與對策研究

劉仲民

（中國灌溉排水發(fā)展中心，100054，北京）

西北地區(qū)位于我國內(nèi)陸腹地，光熱資源充足，土地資源豐富，人口密度低，但水資源匱乏、耕地質(zhì)量低、生態(tài)環(huán)境脆弱。在新時期，全面貫徹新發(fā)展理念，研究提出西北地區(qū)農(nóng)業(yè)用水效率目標(biāo)，保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境，是推進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展重要路徑。本研究中西北地區(qū)主要包括陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆5個?。ㄗ灾螀^(qū)）。

一、西北地區(qū)基本情況

1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與灌溉用水現(xiàn)狀

西北地區(qū)地處黃河上中游和西北內(nèi)陸河區(qū)域，土地面積308.51萬km2，域內(nèi)大部分地區(qū)年降水量低于400 mm，多年平均年降水量244 mm，年均氣溫16～24℃，夏季氣溫高、日照長，年均日照時數(shù)2 765 h，無霜期150～280 d，光熱資源豐富，晝夜溫差大，長絨棉及特色水果等農(nóng)產(chǎn)品蜚聲中外。

2020年，西北地區(qū)耕地面積2.54億畝（1畝=1/15 hm2，下同），主要種植的糧食作物有小麥、玉米、薯類、豆類，分別占西北地區(qū)糧食播種總面積的33%、40%、13%和5%。2020年西北地區(qū)糧食總產(chǎn)量4 548萬t，占全國糧食總產(chǎn)量的6.8%，其中，小麥、玉米、薯類、豆類分別占比29%、53%、9%和2%。西北地區(qū)近10年糧食產(chǎn)量相對平穩(wěn)，2015年達(dá)到高值4 731萬t后，基本維持在4 400萬t左右。主要糧食作物2011—2020年產(chǎn)量變化趨勢見圖1。

2020年，西北地區(qū)水資源總量2 651.5億m3，水利工程總供水能力1 282.7億m3，區(qū)域內(nèi)用水總量865.4億m3，其中農(nóng)業(yè)灌溉用水量709.6億m3，占用水總量的82.0%，是用水大戶。農(nóng)業(yè)灌溉耗水量468.3億m3，占總耗水量的81.2%。

圖1西北地區(qū)2011—2020年糧食產(chǎn)量變化情況

2011—2020年，西北地區(qū)節(jié)水灌溉發(fā)展迅速，農(nóng)業(yè)灌溉用水效率穩(wěn)步提高，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)由2011年的0.498（全國均值0.510）提高到2020年的0.567（全國均值0.565），提高速度高于全國平均水平。近10年農(nóng)業(yè)用水量基本維持在700億～800億m3。

2.西北地區(qū)灌區(qū)及節(jié)水灌溉發(fā)展

2020年，西北地區(qū)灌溉面積1.58億畝，2011—2020年灌溉面積總體呈增加趨勢（見圖2）。2015年之前，灌溉面積增長較快，“十二五”期間由1.08億畝增至1.24億畝，增長14.8%，其中新疆增長1 590萬畝，占域內(nèi)灌溉面積增加值的99.7%。2015年后灌溉面積基本保持穩(wěn)定。

2020年，西北地區(qū)耕地灌溉面積1.25億畝，耕地灌溉率49.2%。新疆、寧夏、陜西、青海、甘肅耕地灌溉率分別 為69.2%、46.1%、45.6%、38.9%、25.7%，除新疆外，其他4?。ㄗ灾螀^(qū)）灌溉率均低于全國平均水平，旱作耕地面積占比較大。

2020年，西北地區(qū)有萬畝以上大中型灌區(qū)1 047處（見表1），經(jīng)過灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造等，耕地灌溉面積由2011年的9 854萬畝發(fā)展到2020年的1.10億畝，增長11.27%，占域內(nèi)耕地灌溉面積的88%。

近10年（2011—2020年）西北地區(qū)節(jié)水灌溉特別是高效節(jié)水灌溉發(fā)展迅速，節(jié)水灌溉面積、高效節(jié)水灌溉面積分別由2011年的8 221萬畝、3 908萬畝發(fā)展到2020年的10 472萬畝、8 027萬畝（2000—2020年數(shù)據(jù)見圖3），分別增長27.4%、105.4%。

截至2020年年底，西北地區(qū)節(jié)水灌溉面積占域內(nèi)總灌溉面積的66.3%（全國平均49.9%），占全國節(jié)水灌溉面積的18.5%；高效節(jié)水灌溉面積占域內(nèi)總灌溉面積的51.1%（全國平均30.6%），占域內(nèi)節(jié)水灌溉面積的76.9%（全國平均61.4%），占全國高效節(jié)水灌溉面積的23.2%。

2000—2020年，域內(nèi)微灌發(fā)展尤其迅速，2020年年底已達(dá)6 510萬畝，占節(jié)水灌溉面積的62.2%，占全國微灌面積的60.3%。噴灌面積由萎縮到保持穩(wěn)定，現(xiàn)狀面積240萬畝，占域內(nèi)節(jié)水灌溉面積的2.3%，規(guī)模相對較小。隨著節(jié)水灌溉發(fā)展，區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉用水效率穩(wěn)步提高。

圖2西北地區(qū)2011—2020年灌溉面積變化情況

圖3西北地區(qū)不同形式節(jié)水灌溉面積發(fā)展情況

表1 2020年西北地區(qū)大中型灌區(qū)基本情況

二、西北地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵制約因素

西北地區(qū)制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素可歸納為以下四個方面：

1.水土矛盾

表現(xiàn)為水土資源嚴(yán)重錯配，西北地區(qū)降水量少且年內(nèi)分配極其不均，有限的降水集中在夏秋季節(jié)，且多暴雨，春季缺水嚴(yán)重。作為區(qū)域內(nèi)重要水資源保障的高山融雪補(bǔ)給，年內(nèi)分布也同樣不均，汛期陡漲，枯季斷流。域內(nèi)水資源與人口、耕地分布極不匹配，青海等地勢高寒、人煙稀少地區(qū)水資源豐沛，但人口稠密、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的綠洲地區(qū)水資源十分有限。

2.耕地數(shù)量與質(zhì)量矛盾

西北地區(qū)土地廣闊，人均耕地5.9畝，是全國人均水平的4.5倍，但土壤多為黃壤，可耕作層較淺，有機(jī)質(zhì)含量低，鹽堿化、沙化嚴(yán)重，地力退化明顯，保水保肥能力差，耕地等別低于全國總體水平，中低等地分布廣泛，高等地少，基本無優(yōu)等地分布。根據(jù)2019年全國耕地質(zhì)量等級情況公報數(shù)據(jù)，西北地區(qū)中低產(chǎn)田達(dá)1.98億畝，其中，中產(chǎn)田0.98億畝，低產(chǎn)田1.00億畝。

表2西北地區(qū)各省份現(xiàn)狀灌溉面積節(jié)水潛力 單位：萬m3

3.人工綠洲與天然綠洲矛盾

西北內(nèi)陸河流域上中游發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，擴(kuò)大了人工綠洲面積，增加了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，但同時由于人工綠洲取用河流水和地下水，導(dǎo)致下游河道斷流、天然綠洲萎縮退化等生態(tài)問題。例如新疆天然綠洲由1990年的8.1萬km2減至2018年的7.5萬km2，人工綠洲增加4.2萬km2，導(dǎo)致塔里木河等內(nèi)陸河出現(xiàn)一系列河流生態(tài)問題。黃河流域陜西、甘肅、寧夏等上中游地區(qū)灌溉用水量增加，導(dǎo)致下游水量減少，上下游用水矛盾突出。

表3西北地區(qū)各省份不同規(guī)模灌區(qū)糧食增產(chǎn)潛力 單位：萬kg

4.生產(chǎn)與消費(fèi)的矛盾

西北地區(qū)糧食等大宗農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)地位于新疆和甘肅河西走廊，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)區(qū)與我國工業(yè)和消費(fèi)中心（中東部人口密集區(qū)域）距離遠(yuǎn)。糧食等一般農(nóng)產(chǎn)品在貨物運(yùn)輸中屬于大宗低值貨物，運(yùn)輸成本比較高，限制了西北糧食等一般農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力。

研究表明，21世紀(jì)以來，西北地區(qū)降水量的確出現(xiàn)了增加情況，但是，絕大部分地區(qū)的降水特征基本穩(wěn)定，部分地區(qū)降水量有所增加，屬于正常年際波動范圍，其干旱半干旱的氣候特征也不會因此改變，上述矛盾將會長期存在。

三、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力與可行性分析

1.節(jié)水灌溉發(fā)展與節(jié)水潛力

為提高測算可靠度，節(jié)水潛力按大中小型灌區(qū)分別測算。大型灌區(qū)根據(jù)納入“十四五”大型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造的21處灌區(qū)新增節(jié)水能力由點及面測算；中型灌區(qū)根據(jù)723處中型灌區(qū)摸底調(diào)查數(shù)據(jù)測算；小型灌區(qū)和井灌區(qū)根據(jù)其現(xiàn)狀用水量和農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，對比《節(jié)水灌溉工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的系數(shù)達(dá)標(biāo)值（小型灌區(qū)不低于0.7、井灌區(qū)不低于0.8）測算。

按上述方法測算，充分挖掘西北地區(qū)現(xiàn)有灌溉面積農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水65.57億m3，主要集中于大中型灌區(qū)，達(dá)62.11億m3，占總節(jié)水潛力的94.8%。其中，新疆節(jié)水潛力最大，占總節(jié)水潛力的71.8%；青海最小，占2.4%。各省份節(jié)水潛力見表2。

2.節(jié)水灌溉對糧食增產(chǎn)潛力影響

糧食增產(chǎn)潛力同樣按大中小型灌區(qū)分別測算。大型灌區(qū)根據(jù)納入“十四五”大型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造的21處灌區(qū)新增糧食產(chǎn)量由點及面測算；中型灌區(qū)根據(jù)723處中型灌區(qū)摸底調(diào)查數(shù)據(jù)測算；小型灌區(qū)和井灌區(qū)參照中型灌區(qū)增產(chǎn)潛力估算。

按上述方法測算，如果節(jié)約的水量主要用于發(fā)展灌溉面積，西北地區(qū)糧食總增產(chǎn)潛力可達(dá)36.05億kg，主要集中在大中型灌區(qū)，占糧食總增產(chǎn)潛力的97.5%。其中，新疆、陜西增產(chǎn)潛力較大，分別占總增產(chǎn)潛力的39.7%、31.1%，青海增產(chǎn)潛力最小，占總增產(chǎn)潛力的3.0%。各省份不同規(guī)模灌區(qū)糧食增產(chǎn)潛力見表3。

3.可行性分析

（1）農(nóng)業(yè)節(jié)水經(jīng)濟(jì)可行性

根據(jù)大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田高效節(jié)水灌溉項目等綜合調(diào)查，實現(xiàn)上述農(nóng)業(yè)節(jié)水能力，單方水節(jié)水能力工程投資21元，綜合節(jié)水能力單方水投資26元，對比西北地區(qū)新建水利工程單方水20~40元的投入水平，經(jīng)濟(jì)上可行。

（2）農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)可行性

經(jīng)過多年大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造項目、重點中型灌區(qū)節(jié)水配套改造項目建設(shè)，基本解決了灌區(qū)骨干工程“卡脖子”問題，灌區(qū)供水能力和管理水平顯著提升，節(jié)水技術(shù)成熟度和社會化程度不斷提高。尤其是“十二五”以來，在西北節(jié)水增效行動、高效節(jié)水灌溉技術(shù)示范推廣等政策措施帶動下，西北地區(qū)以滴灌為主的微灌技術(shù)得到迅速發(fā)展，高效節(jié)水灌溉技術(shù)模式得到廣泛應(yīng)用。

（3）農(nóng)業(yè)節(jié)水制度可行性

最嚴(yán)格水資源管理制度在西北地區(qū)得到有效實施，5?。ㄗ灾螀^(qū)）全面落實《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)水價綜合改革的意見》、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展、水資源剛性約束制度等方面工作，各類灌區(qū)農(nóng)業(yè)水權(quán)配置體系基本建立，農(nóng)業(yè)水價測算、監(jiān)審、發(fā)布工作基本完成，階梯水價、分類水價等價格模式逐步形成，水費(fèi)精準(zhǔn)補(bǔ)貼和節(jié)水獎勵機(jī)制不斷完善，新疆沙雅模式、呼圖壁模式，甘肅民勤模式，陜西渭南模式，寧夏鹽池模式等一批農(nóng)業(yè)節(jié)水管理典型經(jīng)驗快速推廣，農(nóng)業(yè)節(jié)水制度框架基本建立。

（4）群眾節(jié)水積極性高

自2012年實施西北節(jié)水增效行動以來，西北地區(qū)高效節(jié)水灌溉技術(shù)實現(xiàn)區(qū)域規(guī)?；茝V，由棉花滴灌向小麥、玉米等大田糧食作物覆蓋，番茄、辣椒、打瓜、哈密瓜等高效經(jīng)濟(jì)作物，核桃、紅棗、葡萄、香梨、杏子、蘋果等特色林果作物全面普及，高效節(jié)水灌溉技術(shù)已成為西北地區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和鄉(xiāng)村振興的助力器。

（5）地方政府積極性高

西北地區(qū)地方政府推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)積極性高，出臺了一系列政策文件推動農(nóng)業(yè)節(jié)水工作。地方政府對大力發(fā)展節(jié)水灌溉、保障糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)高度認(rèn)同，并在政策上給予了相應(yīng)支持。

四、結(jié)論與政策建議

1.結(jié)論

一是西北地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力較大。通過灌區(qū)骨干輸配水工程續(xù)建配套與節(jié)水改造、協(xié)同推進(jìn)田間節(jié)水灌溉工程建設(shè)、配套種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等措施，可實現(xiàn)節(jié)水65.57億m3目標(biāo)。但西北地區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力分布不均，主要集中在內(nèi)陸河流域。對于內(nèi)陸河流域，國家已投巨資退地還水，但水資源開發(fā)強(qiáng)度仍遠(yuǎn)超河流水資源承載能力。因此，內(nèi)陸河流域節(jié)約的水資源不宜進(jìn)一步發(fā)展灌溉面積，而應(yīng)用于修復(fù)河流生態(tài)。

二是西北地區(qū)糧食自給率高，但生態(tài)問題大，增產(chǎn)糧食對保障國家總體糧食安全作用有限。如果節(jié)約的65.57億m3農(nóng)業(yè)用水仍主要用于發(fā)展和改善灌溉面積，現(xiàn)有技術(shù)水平下，理論上可實現(xiàn)新增糧食生產(chǎn)能力約36.1億kg，僅占近幾年國家糧食年總產(chǎn)量的0.5%左右，對保障國家總體糧食安全作用有限，卻需要承受西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化的沉重代價。

三是保障西北地區(qū)可持續(xù)發(fā)展和修復(fù)生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵在節(jié)水。大力發(fā)展節(jié)水灌溉是保障西北地區(qū)糧食安全和優(yōu)勢特色農(nóng)作物生產(chǎn)的生命線，也為西北地區(qū)城市發(fā)展和人民生活水平提高拓寬了水資源來源。同時，通過節(jié)水灌溉置換出水資源用于恢復(fù)西北地區(qū)生態(tài)環(huán)境，是在不考慮跨流域調(diào)水等重大工程措施情況下的唯一選擇。

2.政策建議

一是完善激勵約束機(jī)制，持續(xù)推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水。堅持兩手發(fā)力，在加大政府財政投入的同時，用足購置補(bǔ)貼、節(jié)水獎勵、金融支持等政策，完善農(nóng)業(yè)水價形成機(jī)制，引導(dǎo)社會資本投入農(nóng)業(yè)節(jié)水。堅持協(xié)同推進(jìn)，加快大中型灌區(qū)骨干工程和田間節(jié)水工程建設(shè)，優(yōu)先在大中型灌區(qū)建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)深度節(jié)水。

二是堅持以水定地原則，推進(jìn)生產(chǎn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。嚴(yán)格落實最嚴(yán)格水資源管理制度和取水許可制度，把水資源作為最大剛性約束，以水資源承載能力科學(xué)確定灌溉面積發(fā)展規(guī)模，實施水資源可利用量和可消耗量雙控制。細(xì)化用水總量、精準(zhǔn)用水定額，抓好節(jié)水控水、高效用水，以科學(xué)精準(zhǔn)灌溉保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。節(jié)約的農(nóng)業(yè)水量優(yōu)先用于生態(tài)環(huán)境恢復(fù)改善。

三是堅持多管齊下，因地制宜打造特色農(nóng)業(yè)。按照“四水四定”原則，綜合考慮資源稟賦、生態(tài)環(huán)境、區(qū)域發(fā)展等因素，在聚焦提升農(nóng)業(yè)單產(chǎn)、穩(wěn)定糧食等重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的同時，結(jié)合城鎮(zhèn)化進(jìn)程和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，充分利用再生水等非常規(guī)水源，提升高效節(jié)水灌溉技術(shù)覆蓋面，因地制宜推動農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展木本油料、優(yōu)質(zhì)瓜果、牧草等特色農(nóng)作物，帶動城郊特色農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村旅游，發(fā)揮西北特色農(nóng)業(yè)優(yōu)勢，推進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展。

四是通盤考慮、統(tǒng)籌規(guī)劃，確保國家糧食安全。2021年，水利部、國家發(fā)展改革委編制了《“十四五”重大農(nóng)業(yè)節(jié)水供水工程實施方案》，規(guī)劃實施新建大型灌區(qū)30處，續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造大型灌區(qū)124處，年新增糧食生產(chǎn)能力69億kg。此外，我國東北和西南國際河流水資源開發(fā)利用程度低，水資源充沛，建議加強(qiáng)相關(guān)研究和國際協(xié)調(diào)，爭取盡早開發(fā)利用，進(jìn)一步提升我國糧食安全保障程度。 ■