資源有效利用保障糧食安全的路徑研究

穆月英

(中國農業(yè)大學經濟管理學院，北京 100083)

習近平總書記在黨的二十大報告中指出：“全方位夯實糧食安全根基”(1)習近平：《高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設社會主義現(xiàn)代化國家而團結奮斗——在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告》，《人民日報》2022年10月26日。。水與耕地一樣，是糧食生產的重要基礎，也是農地綜合生產能力得以發(fā)揮的先決條件。糧食生產是淡水消耗的主要環(huán)節(jié)之一，合理、高效的農業(yè)水資源利用符合“綠水青山就是金山銀山”的綠色發(fā)展理念；有利于“藏糧于地，藏糧于技”，增強國家糧食安全；有助于實現(xiàn)“把飯碗牢牢端在自己手里”的總體目標。農業(yè)水資源合理、高效利用一直是各級政府、科研機構等相關部門共同推動的目標之一，備受社會各界關注?！丁笆奈濉惫?jié)水型社會建設規(guī)劃》秉承習近平總書記提出的“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時代治水理念，強調 “以水定城、以水定地、以水定人、以水定產，把水資源作為最大的剛性約束”(2)國家發(fā)展改革委員會：《“十四五”節(jié)水型社會建設規(guī)劃》(發(fā)改環(huán)資[2021]1516號)，https:∥www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/ghwb/202111/P020211108630238124208.pdf。。2022年中央一號文件著重強調抓好糧食生產和供給保障，其中水資源有效利用方面涉及以下內容：節(jié)水控水與提高用水效率以實現(xiàn)糧食穩(wěn)產增產(3)《中共中央國務院關于做好二○二二年全面推進鄉(xiāng)村振興重點工作的意見》，《人民日報》2022年2月23日。；保護地下水超采區(qū)，用省水作物替代需水量大的作物來優(yōu)化糧食種植結構；增加灌溉面積并強調高效節(jié)水灌溉面積的增加以建設高標準農田；通過水利基礎設施建設與管護、水利和氣象災害監(jiān)測預警體系等促進農業(yè)防災減災。關于糧食生產有效利用水資源的具體目標，2022年中央一號文件提出2022年高效節(jié)水灌溉面積從3.5億畝增加到4億畝?？傊?，在“以水定產”的總體規(guī)劃下，發(fā)展節(jié)水型農業(yè)是我國政策著重引導的方向，基于水資源視角分析我國糧食生產與糧食安全具有重要意義。

關于糧食生產中水資源利用的已有研究主要集中于以下幾個方面：一是關于糧食生產水資源地區(qū)特征的研究。楊鑫等的研究指出，北方地區(qū)糧食生產需水量持續(xù)增加，糧食生產與水資源利用的匹配程度下降(4)楊鑫、穆月英：《中國糧食生產與水資源的時空匹配格局》，《華南農業(yè)大學學報(社會科學版)》2019年第4期。。劉聰結合虛擬水概念分析了糧食生產水資源利用的地區(qū)特征，指出河南、山東等省份用于糧食生產的水資源使用量較多，而浙江、福建等省份水資源使用量較少(5)劉聰：《中國糧食生產的水資源利用特征評價》，《華中農業(yè)大學學報(社會科學版)》2017年第4期。。二是關于糧食生產用水效率特征及其影響因素的研究。有學者認為，提高糧食生產用水效率是破解糧食安全面臨水資源約束的關鍵，我國糧食生產用水效率呈現(xiàn)出上升趨勢(6)李玲、周玉璽：《基于DEA—Malmquist模型的中國糧食生產用水效率研究》，《中國農業(yè)資源與區(qū)劃》2018年第11期。，區(qū)域糧食生產用水效率呈東、西、中地區(qū)逐步降低的分布格局(7)徐依婷、穆月英、張哲晰：《中國糧食生產用水效率的影響因素及空間溢出效應》，《華中農業(yè)大學學報(社會科學版)》2022年第4期。，技術進步、產業(yè)結構、供水結構、化肥價格等會對糧食生產用水效率產生影響。三是關于糧食生產節(jié)水技術采用及其效應的研究。有學者提出，政策激勵、政策補貼、農技宣傳、灌溉水價、農戶特征等因素對糧食生產節(jié)水技術采用產生影響(8)陳宏偉、穆月英：《政策激勵、價值感知與農戶節(jié)水技術采納行為——基于冀魯豫1188個糧食種植戶的實證》，《資源科學》2022年第6期。，節(jié)水技術的采用實現(xiàn)了單位面積糧食生產節(jié)水，但由于水資源約束放松，灌溉面積擴張和種植結構變動進一步導致灌溉用水量的增加(9)陳杰等：《華北平原節(jié)水技術、灌溉用水量反彈效應與地區(qū)異質性——基于Malmquist和LMDI指數(shù)分析》，《自然資源學報》2022年第8期。，同時對糧食種植產生“擠出效應”(10)王哲、陳煜：《技術進步一定會帶來一個區(qū)域農業(yè)用水總量下降嗎——基于河北省面板數(shù)據(jù)實證分析》，《農業(yè)技術經濟》2020年第6期。?？傊?，糧食生產中高效利用水資源，有利于糧食生產的可持續(xù)發(fā)展，有利于糧食安全。

一、水資源在糧食生產中的地位

農業(yè)是自然再生產與經濟再生產的相互交織，水資源作為重要的農業(yè)自然資源，通過滿足糧食作物生長中對水的需求而直接作用于糧食生產。與此同時，水資源利用中還關系到糧食生產中的耕地、勞動力及物資等要素的投入和配置，從而也會影響到糧食生產。

(一)水對糧食生產的作用機制

一是水資源對種植結構和區(qū)域分布的影響。從水的需求看，不同作物對水的需求不同，因此水資源會作用于種植結構，比如水稻種植往往分布于水資源豐富的地區(qū)。從區(qū)域分布來看，水資源關系到北方糧食主產區(qū)的穩(wěn)定發(fā)展。如，河北省是我國傳統(tǒng)的小麥主產區(qū)，由于受到華北區(qū)域地下水超采造成的水壓力影響，為緩解華北平原水資源短缺，政府針對河北冬小麥產區(qū)推出了休耕政策試點。而在沒有條件灌溉的種植區(qū)，水資源更多地依賴于降雨，因此只能發(fā)展旱地農業(yè)。此外，水資源也是影響地區(qū)糧食生產比較優(yōu)勢的重要因素。

二是水資源對糧食生產要素配置的影響?！安丶Z于地”是我國糧食安全戰(zhàn)略的重要舉措，而我國的基本國情是人多地少，耕地資源相對有限，因此土地產出率的提高對糧食生產至關重要，而其中農田灌溉等水資源利用有利于提高糧食作物的土地產出率。此外，近幾年政府提倡的與提高水資源利用相關的技術，如水肥一體化技術、節(jié)水灌溉技術等的采用和普及，一方面可以促進化肥等物資投入的有效利用，另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)大水漫灌相比，采用滴灌等節(jié)水灌溉與既因為節(jié)約水量而降低了生產成本，又因節(jié)約勞動時間而優(yōu)化了糧食生產要素的綜合配置。

(二)灌溉等設施是糧食生產的基礎條件

2000—2020年，我國農田灌溉面積從8.1億畝增長至10.4億畝，糧食總產量從4622億公斤增加至6695億公斤，增長率高達44.9%(11)《中國統(tǒng)計年鑒2001》《中國統(tǒng)計年鑒2021》，http://www.stats.gov.cn/tjsj./ndsj/。，占全國耕地50%的灌溉耕地生產了全國大約75%的糧食?？梢姡咝в盟畬Z食生產具有支撐作用。近年來我國農業(yè)高效節(jié)水技術迅速發(fā)展、普及，高效節(jié)水灌溉面積逐年遞增，2000—2020年間節(jié)水灌溉面積增長率高達130.6%；2020年節(jié)水灌溉面積達到5.7億畝，占灌溉面積的比重為55%(12)《中國農村統(tǒng)計年鑒2001》《中國農村統(tǒng)計年鑒2021》，https://navi.cnki.net/knavi/yearbooks/YMCTJ/detail?uniplatform=NZKPT。。從細分農業(yè)高效節(jié)水灌溉類型來看，高效節(jié)水灌溉包括噴灌、微灌、低壓管灌、渠道防滲以及其他節(jié)水灌溉。2019年低壓管灌最為普及(1.7億畝)，其次是微灌(1.1億畝)和噴灌(0.6億畝)；2013—2019年微灌技術普及最快，其次是低壓管灌和噴灌(13)《中國水利統(tǒng)計年鑒(2014)》《中國水利統(tǒng)計年鑒(2020)》，https://slnj.digiwater.cn/index.jspx;JSESSIONID=147bb532-151d-4b82-bcba-2d54d6fb17b0?locale=zh_CN?？梢?，包括灌溉設施在內的設施投放和節(jié)水技術成為糧食生產發(fā)展的基礎條件。

(三)水資源與糧食生產的耦合關系

水資源與糧食生產具有耦合關系，提高水資源利用效率有利于增加水資源安全和糧食安全。通過高效用水來提升糧食生產效率是加強糧食安全的重要手段，加強糧食安全也是水資源合理利用的前提條件。在水資源安全與糧食安全雙要求的背景下，匱乏的水資源和加強糧食安全具有協(xié)調關系。提高水資源利用效率是加強水資源安全和糧食安全的必要途徑。2021年我國農田灌溉水有效利用系數(shù)為0.568，單方灌溉水的糧食產量達到1.5公斤；而發(fā)達國家灌溉水利用系數(shù)在0.7至0.8之間，單方水糧食產量可達2.5～3公斤(14)《2021中國水資源公報》，http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/szygb/202206/t20220615_1579315.html。。若我國農田灌溉水有效利用系數(shù)提升至0.7，約可節(jié)約水資源488億立方米，按當前單方水糧食產量，可增加糧食產量500億公斤(15)康紹忠：《水安全與糧食安全》，《中國生態(tài)農業(yè)學報》2014年第8期。。

二、我國糧食生產水資源利用面臨的問題

當前我國糧食生產面臨著農業(yè)水資源供不應求，水資源利用與糧食生產存在著空間錯配和時間錯配現(xiàn)象，水資源短缺導致的干旱災害等問題不容忽視。

(一)糧食生產用水供需不匹配

農業(yè)對水資源的依賴性較強，是用水大戶。我國農業(yè)水資源供不應求，出現(xiàn)各方爭水局面。2020年我國總供水量為5813億立方米，略低于上年供水量，其中農業(yè)用水量為3612億立方米，農業(yè)用水中85%左右屬于灌溉用水，達3116億立方米。近年來，工業(yè)用水和生活用水大量擠占農業(yè)用水，2001到2020年農業(yè)用水占比從68.7%減少至62.1%。2013年農業(yè)用水達到峰值3921億立方米，此后農業(yè)用水量總體呈現(xiàn)出下降趨勢(見圖1)。由于我國供水總量呈下降趨勢，增加灌溉用水的難度極大，而水資源供不應求導致各方爭水，進一步導致糧食用水短缺：一方面，工業(yè)用水和生活用水擠占農業(yè)用水；另一方面，隨著居民對動物食品的需求快速上升，畜牧業(yè)蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)畜牧業(yè)與種植業(yè)爭水的局面。與此同時，還出現(xiàn)了種植業(yè)內部高收益經濟作物與糧食爭水、糧食內部非主糧與小麥玉米水稻等主糧爭水的局面。

1.5 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計學處理。計量資料以表示，組間比較采用Student’s t檢驗；計數(shù)資料用卡方檢驗。檢驗水準(α)為0.05。

圖1 全國總供水量和農業(yè)用水量

(二)糧食生產與水資源時空錯配

從空間維度看，我國水土資源區(qū)域分布極為不均，“地在北方，水在南方”，導致糧食生產水資源空間錯配。水資源緊缺的北方是我國主要糧食生產地區(qū)，13個糧食主產區(qū)中有7個在北方，北方作物播種面積占全國的53%，生產了全國60%的糧食(如圖2所示)。2000—2020年，北方地區(qū)糧食種植面積由8.3億畝增加到10.2億畝，南方地區(qū)由8億畝減少至7.3億畝，糧食種植逐漸向北方轉移。2020年黑龍江和河南的糧食產量占全國糧食總產量的比重均超過10%。南方的水資源擁有量占全國的80%，但水資源豐富的南方耕地面積相對較少，僅生產了全國糧食的35%。北方地區(qū)的水資源稟賦低，且水資源進一步開發(fā)的空間也很有限，成為糧食生產的一大制約因素，尤其是河南、河北和山東等北方糧食生產大省，水資源相對匱乏，糧食生產與水資源之間呈現(xiàn)不匹配狀態(tài)。

圖2 我國糧食生產地域變遷

歷史上我國糧食供應區(qū)域分布一直是“南糧北運”的格局，但近年來由于糧食生產向北方聚集，產生了“北糧南運”的新格局。從糧食輸出來看，北方糧食主產區(qū)可以調出的糧食量，2000年為15億公斤，2012年約為50億公斤，2015年為116.4億公斤，2019年提高到118.6億公斤(16)《中國農村統(tǒng)計年鑒》，https:∥navi.cnki.net/knavi/yearbooks/YMCTJ/detail?uniplatform=NZKPT。。13個糧食主產區(qū)的糧食調出量占全國調出總量的90%，糧食調出量最大的主產省為黑龍江、吉林、安徽、內蒙古和河南，2014年5省糧食凈調出量占13個糧食主產區(qū)凈調出量的99.9%(17)辛翔飛、王濟民：《須高度重視我國糧食凈調出省份過度集中》，《宏觀經濟管理》2016年第10期。；糧食省際貿易呈現(xiàn)出從北向南流動的格局。如果用虛擬水衡量，我國的“北糧南運”意味著虛擬水的“北水南調”?！氨奔Z南運”引發(fā)“北水南調”，即水資源貧乏區(qū)域向水資源豐富區(qū)域“調水”，導致北方糧食主產區(qū)水供需缺口進一步加劇。我國糧食生產與水資源利用在空間匹配上的錯配，勢必阻礙糧食生產的可持續(xù)發(fā)展。

時間維度上，北方糧食主產區(qū)主要種植模式是“冬小麥—夏玉米”兩熟制，而小麥需要越冬水，冬季正值用水高峰期，即冬小麥的生長高峰時期在干旱少雨的冬季，但北方冬季卻寒冷缺水。據(jù)統(tǒng)計，我國北方冬小麥種植省份，冬小麥全生育期的降雨充足率普遍低于50%(18)孫爽等：《中國冬小麥需水量時空特征分析》，《農業(yè)工程學報》2013年第15期。，發(fā)展抗旱節(jié)水小麥是緩解北方水資源短缺的關鍵。總之，糧食生產的水資源利用在時間上的錯位問題應引起高度重視。從一定意義上講，水資源的有效利用是促進糧食生產發(fā)展的必要條件。因此在注重糧食生產總量的同時，有必要注重糧食生產種植制度和種植模式優(yōu)化。

(三)水資源不足產生的糧食生產脆弱性

水資源不足引發(fā)的糧食生產脆弱性指的是受水資源剛性約束產生的糧食生產脆弱性。受全球氣候變暖的影響，我國干旱受災面積和絕收面積居高不下。據(jù)《中國水旱災害防御公報》統(tǒng)計，2011—2020年，農作物干旱受災面積累計達1035.4萬公頃，我國因旱災平均每年農作物絕收面積達508.8萬公頃，因旱成災率高達50%。2020年全國因旱造成糧食損失236 億公斤，占當年糧食總產量的3.5%。在水資源的利用方面，有傳統(tǒng)的灌溉方式與節(jié)水灌溉方式，而兩者在糧食生產中的水資源利用效率有很大差異。當前我國糧食生產中節(jié)水灌溉的普及面還很有限，因此水的利用方式也影響到糧食生產的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展?？傊?，我國糧食生產受到水資源短缺的剛性約束，由此導致的糧食生產脆弱性值得關注。

我國糧食生產脆弱性評價指標體系如表1所示。將糧食生產脆弱性分解為糧食生產能力、水資源約束、水資源生產條件、水資源短缺應對能力四大部分，其中，糧食生產能力、水資源生產條件、水資源短缺應對能力越高，總體脆弱性指數(shù)越低；水資源約束越高，總體脆弱性指數(shù)越高。

表1 水資源糧食生產脆弱性指數(shù)評價體系

具體測算采用面板熵權法，數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國水利統(tǒng)計年鑒》和《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》2011—2020年的相關數(shù)據(jù)，并根據(jù)相關性和標準化方法進行了指標的歸一化處理。因水資源短缺造成的糧食生產脆弱性測算及其分解結果如圖3所示。

圖3 2011—2020年水資源短缺造成的糧食生產脆弱性

從圖3可見，2011—2020年全國水資源短缺造成的糧食生產脆弱性總體呈現(xiàn)遞減趨勢，糧食生產系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。這說明，近年來全國糧食生產面臨的水資源剛性約束逐步放松、生態(tài)壓力降低，水資源對糧食產業(yè)的承載能力上升，自然環(huán)境與經濟社會對糧食生產的負面沖擊有一定減弱。究其原因，主要是近年來政府大力推廣農業(yè)節(jié)水行動、強化農業(yè)節(jié)水設施建設，在高脆弱性地區(qū)實行總量控制和定額管理，提升了糧食生產的用水效率；特別是生態(tài)環(huán)境的改善，使得全國因水資源短缺造成的糧食生產脆弱性總體呈現(xiàn)遞減趨勢。但是通過分析也可以看出，糧食生產能力指數(shù)在2016年之前上升趨勢顯著，近兩年則出現(xiàn)一定程度的下降，同時水資源約束指數(shù)整體呈現(xiàn)下滑趨勢，水資源生產條件不足與水資源短缺下的應對能力上升幅度顯著。

總之，目前我國的糧食生產用水仍然面臨供不應求及工業(yè)、生活、農業(yè)內部各方爭搶水資源，水資源利用與糧食生產空間錯配和時間錯配，因水資源短缺導致的干旱災害、地表水流失、地下水超采等問題，對糧食生產及糧食安全帶來的沖擊仍不容忽視。

三、糧食生產有效利用水資源的潛力

要充分發(fā)揮糧食生產節(jié)水技術、提升用水效率、優(yōu)化種植結構和區(qū)域結構等方面的潛力，盡可能做到“物盡其用”，提高糧食生產中水資源的利用效率。本文分析認為，我國糧食生產有效用水的潛力，突出表現(xiàn)在如下幾個方面(見圖4)：

圖4 糧食生產有效用水潛力解析圖

(一)來自糧食生產節(jié)水技術的潛力

利用節(jié)水技術，對灌溉過程、作物生長過程進行系統(tǒng)的節(jié)水管理是水資源高效利用的核心。糧食生產節(jié)水技術包括工程節(jié)水、農藝節(jié)水、生物節(jié)水、管理節(jié)水、田間節(jié)水等，細分來看主要有蓄水工程、渠道防滲、管道輸水、地膜覆蓋、深耕深翻、田間增水、抗旱品種、水資源配置和調度等。在糧食生產用水的整個過程中(包括水源取水、輸送配水、田間灌水、作物吸收、形成產量)，輸送配水、田間灌水、作物吸收三個環(huán)節(jié)是技術節(jié)水的關鍵，輸送配水過程中需要減少渠道滲漏、水分蒸發(fā)、田間灌水過程中需要防止深層滲漏、地表流失，作物吸收過程中需要避免土壤蒸發(fā)，作物過度蒸騰。可見，促進節(jié)水技術進步可以有效提高糧食生產用水效率。

目前我國節(jié)水灌溉面積和高效節(jié)水方面仍有較大提升空間。從經濟學視角看，糧食生產節(jié)水技術同時具備技術和要素等屬性，采納節(jié)水技術是農戶、社區(qū)、政府等部門共同推動的結果。2000—2020年，我國節(jié)水灌溉面積占耕地灌溉面積的比重從30%提高至55%(19)《中國農村統(tǒng)計年鑒》，https:∥navi.cnki.net/knavi/yearbooks/YMCTJ/detail?uniplatform=NZKPT。，這當中，各級政府推動了低壓管灌、微灌、噴灌等高效節(jié)水設施和技術的應用，大部分灌溉軟管的應用則是農戶自發(fā)行為，高效節(jié)水灌溉面積仍有較大增加空間。從微觀視角的節(jié)水技術采納來看，農戶對節(jié)水技術的認知和采納程度有待提高，節(jié)水技術推廣空間較大。調查顯示，部分糧食主產區(qū)的農戶對各項節(jié)水技術表示“很不了解”和“不了解”的比例均在50%以上，部分節(jié)水技術的采納程度非常低，如滴管、渠道防滲等；對留茬免耕、地下管道、抗旱品種、深松整地4種節(jié)水技術的了解程度和采納比例最高，分別達到43%、37%、31%和25%(20)根據(jù)調研數(shù)據(jù)計算得出。。從技術層面看，為增加節(jié)水效率，仍需提高不同技術之間的配套。節(jié)水技術與物聯(lián)網等信息技術、農用無人機等自動化技術、人工智能等計算機技術和其他技術之間具有關聯(lián)性，節(jié)水技術與各項技術之間、節(jié)水技術相互之間需要協(xié)調配合才能更好地提高效率，比如節(jié)水設施硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的配合，開發(fā)灌溉的移動端軟件等。另外，發(fā)展和推廣節(jié)水技術仍需攻克各方面困難，包括自然資源約束、經濟因素制約、人文意識水平限制、其他社會因素和政策制度障礙等。

(二)來自糧食生產用水綜合效率的潛力

2011—2021年，我國農田灌溉水有效利用系數(shù)從0.510提高到0.568，提高了11.4%，農業(yè)節(jié)水工作成效顯著。與此同時，發(fā)達國家灌溉水利用系數(shù)在0.7至0.8之間。我國的灌溉水有效利用系數(shù)與發(fā)達國家相比仍有一定的差距，我國有44.1%的水在輸送和灌溉過程中浪費，不能被作物吸收利用(21)《2021中國水資源公報》，http://www.mwr.gov.cn/sj/tjgb/szygb/202206/t20220615_1579315.html。，由此可見，我國糧食生產節(jié)水潛力巨大。如2022年中央一號文件就強調，通過提升用水效率、發(fā)展旱作農業(yè)，穩(wěn)定糧食播種面積，推進黃河流域農業(yè)深度節(jié)水控水。

在資源利用效率方面，有“回彈效應”現(xiàn)象，即資源利用效率提升，資源利用卻沒有像預期的那樣出現(xiàn)下降。當前我國糧食生產用水效率提高后，灌溉用水并沒有下降到預期水平。究其原因，從微觀層面看，在利潤最大化驅動下，農戶在作物選擇、輪作方式、灌溉面積等方面會作出調整行為，灌溉面積擴張與種植結構需水化變動可能導致耗水增加，如種植結構由糧食作物向蔬菜等高耗水作物轉變所導致的灌溉水增加幅度遠高于滴灌等現(xiàn)代節(jié)水技術可實現(xiàn)的節(jié)水潛力；從宏觀層面看，幾乎所有糧食主產省都屬于高耗水省份，糧食生產過程中使用節(jié)水技術帶來的“節(jié)約水”與技術便利、改變種植結構、規(guī)模擴張帶來的“多澆水”相互對沖，導致節(jié)水技術帶來的節(jié)水效果變差甚至造成更加耗水的結果。聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織(FAO)也曾就此發(fā)出風險預警，若不加以管控，水資源利用效率的提高可能無法實現(xiàn)糧食安全與水資源壓力的脫鉤。

(三)來自種植結構和地區(qū)布局優(yōu)化的潛力

糧食生產向水資源較少的北方區(qū)域進一步集聚已成為現(xiàn)實，如果將水納入糧食生產地區(qū)的比較優(yōu)勢因素中，糧食主產區(qū)的比較優(yōu)勢將進一步下降，糧食生產的時空不匹配程度進一步加劇。優(yōu)化種植結構不僅可以促進節(jié)水、加強糧食安全，也是提高“水—糧”時空匹配度的手段之一。在我國，旱作農業(yè)發(fā)展相對滯后，在 400 毫米降水線西側水資源相對匱乏的區(qū)域依然種植著高耗水作物比如水稻(參見《“十四五”節(jié)水型社會建設規(guī)劃》)。水資源約束下，考慮經濟效益、社會效益和生態(tài)效益，華北地區(qū)可降低高耗水作物如小麥和稻谷的種植比例，增加低耗水作物的種植(22)高明杰、羅其友：《水資源約束地區(qū)種植結構優(yōu)化研究——以華北地區(qū)為例》，《自然資源學報》2008年第2期。。吉林省是我國的產糧大省，模擬研究發(fā)現(xiàn)，在吉林省現(xiàn)有的生產條件下，通過優(yōu)化農業(yè)種植結構，在保證糧食產量提升5.3%的同時，經濟效益、生態(tài)效益、生物質均有增加，并且能夠減少水足跡和能源消耗(23)仇蕾等：《基于水—能—糧關聯(lián)關系的糧食主產區(qū)農業(yè)種植結構優(yōu)化研究——以吉林省為例》，http:∥kns.cnki.net/kcms/detail/11.3513.s.20220225.1133.008.html。。

我國幅員遼闊，各地糧食生產的資源和條件不同，政府劃定了糧食生產功能區(qū)和重要農產品生產保護區(qū)的糧食生產區(qū)域。在一個地區(qū)布局作物種植時，不僅要重視耕地資源和氣候條件等因素，也要重視水資源因素。2022年中央一號文件指出，在“黑龍江省部分地下水超采區(qū)、寒地井灌稻區(qū)推進水改旱、稻改豆試點”；“加大大中型灌區(qū)續(xù)建配套與改造力度，在水土資源條件適宜地區(qū)規(guī)劃新建一批現(xiàn)代化灌區(qū)，優(yōu)先將大中型灌區(qū)建成高標準農田”。總之，通過優(yōu)化糧食種植區(qū)域布局促進水資源的有效利用，將反過來推動糧食生產可持續(xù)發(fā)展。

四、對策建議

綜上，水資源對農業(yè)生產和糧食安全具有十分重要的作用。要解決當前我國農業(yè)生產面臨的水資源約束，合理高效利用水資源，提高糧食生產能力和競爭力，保障糧食安全，實現(xiàn)把“飯碗牢牢端在自己手里”的總體目標，應從以下幾個方面入手提高水資源利用效率：

(一)通過水資源有效利用提升土地產出率

一是通過“宜灌化”擴大有效灌溉面積，提高土地生產率。在農業(yè)統(tǒng)計中的有效灌溉面積是指具有一定的水源、地塊比較平整的耕地。北方是我國重要的糧食主產區(qū)，而北方的氣象特點是十年九旱，灌溉對糧食生產非常重要。2020年底，我國耕地面積19.2億畝，耕地灌溉面積10.4億畝，耕地灌溉面積占總耕地面積的比重僅為54.1%。這意味著有一定坡度的地區(qū)較難實現(xiàn)灌溉。值得指出的是，近幾年推廣的微灌、管道輸水等灌溉技術，降低了灌溉對地塊平整度的要求，帶來了坡地實現(xiàn)灌溉的變革性突破，在我國西北和華北地區(qū)已經開始試點示范這類灌溉技術，下一步很有必要在其他地區(qū)擴大推廣。二是將水資源利用納入高標準農田建設等現(xiàn)行農業(yè)支持政策框架中，在評價各級政府農業(yè)各項政策的實施以及政策效果時，應將用水和糧田的匹配因素予以充分考慮。

(二)強化農田水利建設保障糧食生產穩(wěn)定發(fā)展

我國糧食生產容易受到水旱災害的影響而大起大落，從而波及到國家糧食安全。近幾年極端氣候現(xiàn)象頻繁發(fā)生，對糧食生產的影響不容忽視。為此，加大農田水利投入是水資源有效利用的關鍵。農田水利設施作為公共物品，具有投資大、見效慢、回收期長、利潤低等特點，政府應設立財政專項資金統(tǒng)籌農田水利建設及維護，同時引入多元化投融資主體加強農田水利建設。要完善小型農田水利工程產權制度改革，創(chuàng)新運行管控模式。有的地方推行采取“兩證一書”即農田水利工程產權證、農田水利工程使用權證和農田水利工程管護協(xié)議書形式，明晰產權和管護責任，有效調動了農戶在農田水利設施管護中的積極性，應加大推廣力度。在農田水利設施建設方面，還要充分考慮糧食種植結構、水資源情況等，增強農田水利設施建設的精確度和適用性。

(三)推廣節(jié)水技術利用保障糧食生產可持續(xù)發(fā)展

我國用6%的淡水資源，生產了全球1/4的糧食。在我國糧食生產用水極為有限的前提下，節(jié)水技術的利用關系到糧食生產的可持續(xù)發(fā)展。要從工程、農藝和生物等多方面采取措施，篩選培育抗旱小麥、玉米、雜糧等耐旱節(jié)水型新品種，完善農田節(jié)水技術推廣機構，改善技術服務手段，規(guī)范農田節(jié)水技術。同時，通過提高節(jié)水技術補貼力度，對于經營規(guī)模較小且地塊分散的糧食種植戶，一方面可以通過補貼節(jié)水設備初期投入與供給、日常維護服務等，降低農戶節(jié)水技術采納成本和技術風險，提高農戶采納節(jié)水技術的積極性；另一方面要協(xié)調實現(xiàn)節(jié)水技術利用與糧食增產和農民增收目標，推動和保障節(jié)水技術推廣普及。

(四)調整優(yōu)化糧食種植結構促進糧食和水土資源的匹配

以區(qū)域水資源可持續(xù)利用為目標，根據(jù)各地區(qū)水資源承載能力，合理調整農業(yè)生產作物布局，提升糧食等農產品的供給能力。在灌溉農業(yè)區(qū)穩(wěn)定糧食播種面積，優(yōu)化糧食作物種植結構，提高糧食的水生產效率。在水資源短缺地區(qū)嚴格限制種植高耗水農作物，鼓勵種植耗水少、附加值高的農作物，其中在工程性缺水地區(qū)實施水旱輪作，發(fā)展間作套種；在資源性缺水地區(qū)擴大低耗水作物種植面積。例如，河北省實行冬小麥季節(jié)性休耕、旱作雨養(yǎng)種植試點以及推廣節(jié)水型種植和旱作農業(yè)新模式等，效果十分明顯，值得在北方地區(qū)推廣。

(五)以市場機制優(yōu)化水資源配置提高糧食產業(yè)競爭力

健全合理的水價形成機制，發(fā)揮經濟杠桿對水資源的配置和導向作用，這既有利于水資源的高效利用，又有利于節(jié)約生產成本，提高產業(yè)競爭力。在調研中有農戶反映，因灌溉成本加大抵消了因產出增加帶來的好處，容易造成有灌溉條件卻不灌溉的現(xiàn)象。因此，在節(jié)約利用水資源方面，應建立精準補貼和節(jié)水獎勵機制，超罰節(jié)獎，增強農戶節(jié)水的自覺性。與此同時，要加快推進水權制度改革和農業(yè)水價綜合改革，建立和完善水權轉換和交易制度，通過建立農業(yè)水價合理分擔機制，國家、地方政府、農民及相關受益者分擔與其相適應的費用，提高農戶節(jié)約用水的積極性，提升水資源利用效率和效益，進一步提高我國糧食生產的質量效益和競爭力。