我國北方地區承擔著(zhù)國家糧食安全重任，然而水資源短缺一直是制約糧食生產(chǎn)穩定性和產(chǎn)量潛力挖掘的主要限制因素。這種矛盾在華北平原尤甚，河北中南部平原用于糧食生產(chǎn)的地下水凈消耗，已造成區域平均的地下水下降達7.4米，局部地區達20米。同時(shí)，也引起了河道斷流、濕地萎縮、地面沉降等一系列環(huán)境問(wèn)題。業(yè)內專(zhuān)家認為，大規模提高農業(yè)用水效率是保障糧食安全的戰略需要，華北平原地下水修復與生態(tài)保護刻不容緩。
糧食生產(chǎn)過(guò)度依賴(lài)地下水灌溉 地下水下降速度驚人
華北平原是我國乃至世界的重要糧食產(chǎn)區。上世紀70年代以來(lái)，隨著(zhù)灌溉技術(shù)的發(fā)展，農業(yè)產(chǎn)量得到了大幅度提升。但高產(chǎn)主要依賴(lài)地下水灌溉來(lái)實(shí)現，造成了地下水超采，區域性地下水位下降。
“我們是否還要繼續以地下水的高消耗來(lái)?yè)Q取有限的糧食產(chǎn)量？短時(shí)間內的農業(yè)發(fā)展與地下水資源不可逆的消耗將帶來(lái)的巨大危機孰輕孰重？”中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農業(yè)資源研究中心研究員沈彥俊告訴記者，這已經(jīng)成為我國農業(yè)可持續發(fā)展中亟待解決的重大問(wèn)題。
回顧我國這些年來(lái)的農業(yè)發(fā)展，雖然糧食生產(chǎn)始終穩步增長(cháng)，解決了龐大人口的吃飯問(wèn)題，但增長(cháng)的背后，也往往隱藏了地下水急劇消耗等嚴重危機。
中國科學(xué)院院士劉昌明表示，由于農業(yè)、工業(yè)用水量不斷增大，河北近年來(lái)地下水下降速度驚人，面臨著(zhù)嚴重的缺水危機。上世紀50-60年代，地下水在2-3米左右，現在下降了20-30米。
以河北省1984-2008年期間用于糧食生產(chǎn)的地下水凈消耗量為例，在過(guò)去的這25年期間，河北省獲得的糧食增產(chǎn)效益為1.9億噸，用于糧食生產(chǎn)的凈地下水消耗量達1390億方，主要集中消耗在河北中南部平原，其地下水消耗總量累計達1130億方。
沈彥俊表示，過(guò)去25年河北中南部平原用于糧食生產(chǎn)的地下水凈消耗，已造成區域平均的地下水下降達7.4米，局部地區達20米。換句話(huà)說(shuō)，同時(shí)期該地區地下水下降量，有8成以上是由農業(yè)灌溉耗水引起的。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農業(yè)資源研究中心在河北省欒城縣設有地下水監測點(diǎn)。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農業(yè)資源研究中心博士張玉翠表示，1984-2008年期間，欒城縣地下水位累積凈消耗量為12億m3用于糧食生產(chǎn)，獲得的糧食增益累計34.5億kg。灌溉水的增產(chǎn)效益2.9kg/m3。據此推算的地下水下降量為17m，觀(guān)測值下降量為20.8m。
河道、濕地或消失殆盡 水資源危機威脅糧食安全
河北平原地下水超采在造成區域性地下水位下降的同時(shí)，也引發(fā)了區域生態(tài)危機，河北95%以上的平原河道干涸，90%濕地消失，最大的兩個(gè)濕地白洋淀和衡水湖都靠人工調水維持一定的水面。
中國工程院院士、中國農業(yè)水問(wèn)題研究中心主任康紹忠表示，目前，我國水生態(tài)不斷退化，淡水生態(tài)系統功能整體呈現“局部改善、整體退化”態(tài)勢，北方平原區地下水嚴重超采，已形成160余個(gè)地下水超采區。
張玉翠告訴記者：“地下水資源的循環(huán)再生周期漫長(cháng)，其過(guò)量消耗所引發(fā)的地下水位下降、河道斷流、地面沉降等一系列環(huán)境負效應，也許是我們在未來(lái)相當長(cháng)時(shí)期內都難以有效解決的�！�
劉昌明院士表示，目前華北區域淺層地下水都在30米以下，導致土質(zhì)干化，很多天然的濕地如不進(jìn)行補水將會(huì )不復存在。
記者采訪(fǎng)了解到，近年來(lái)，河北中東部平原的中低產(chǎn)區糧食增產(chǎn)顯著(zhù)，其中一部分地區以開(kāi)采深層地下淡水灌溉獲得產(chǎn)量的效益，恐將引發(fā)更嚴重的深層水超采，從而導致大面積的地面沉降。
沈彥俊告訴記者，過(guò)去淺層咸水無(wú)法充分灌溉，深層地下水的開(kāi)采主要以城市和工業(yè)用水為主，已經(jīng)引發(fā)了快速的地面沉降。1986-2004年間，天津累計沉降量3187mm，滄州達2457mm。
據介紹，近些年開(kāi)始的抽取深層地下水用于農業(yè)灌溉將會(huì )導致更為深層地下含水層疏干和劇烈的地面沉降，因為華北地區的農業(yè)用水總量是城市和工業(yè)總和的2倍以上，未來(lái)的水資源前景不容樂(lè )觀(guān)�！�
水安全狀況與經(jīng)濟社會(huì )和人類(lèi)生態(tài)系統的可持續發(fā)展緊密相關(guān)。隨著(zhù)全球性資源危機的加劇，國家安全觀(guān)念發(fā)生重大變化，水安全已成為國家安全的一個(gè)重要內容，與國防安全、經(jīng)濟安全、金融安全有同等重要的戰略地位。
“但中國用水效率不高，中國農田灌溉水有效利用系數和水分生產(chǎn)率遠低于世界先進(jìn)水平�！笨到B忠院士說(shuō)。目前中國工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量是發(fā)達國家的10-20倍；中國水的重復利用率為40%左右，而發(fā)達國家為75-85%。
據介紹，中國糧食安全面臨巨大挑戰，為滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的人口需求，中國糧食產(chǎn)量到2030年需增加至少30%。資源短缺，尤其水資源短缺限制了中國的糧食生產(chǎn)。同時(shí)，氣候變化，尤其是極端氣候出現頻率增加，導致糧食產(chǎn)量的波動(dòng)，易出現糧食供應不足。
地下水修復與生態(tài)保護刻不容緩
專(zhuān)家認為，在農業(yè)用水必須保持零增長(cháng)或負增長(cháng)的條件下，2020年我國糧食還需增產(chǎn)500億kg，大規模提高農業(yè)用水效率是保障糧食安全的戰略需要，華北平原地下水修復與生態(tài)保護刻不容緩。
劉昌明院士認為，政府應明確糧食生產(chǎn)和糧食安全與水資源持續利用之間的重要關(guān)系，保證農業(yè)生產(chǎn)的穩定性，實(shí)現區域水資源的可持續利用。同時(shí)，大力研發(fā)新一代農業(yè)節水技術(shù)和科學(xué)的水資源管理措施。
“農業(yè)高效用水是一個(gè)復雜的系統工程，包括作物高效用水調控、田間精量灌溉控制、灌區配水優(yōu)化以及配套農藝保障措施等�！笨到B忠院士說(shuō)，在建立農業(yè)節水補償機制的同時(shí)，宜加強節水科技推廣與技術(shù)服務(wù)體系建設與完善，以及農業(yè)節水試驗與監測網(wǎng)絡(luò )建設。
水利部應對氣候變化研究中心教授王國慶認為，南水北調工程的建設對于緩解北方缺水的形勢有重大意義�！拔覀儽仨殞�(shí)行有效的水資源管理，完善相關(guān)法律、法規建設，加強公眾教育，讓每個(gè)人都有環(huán)境意識和節水意識。同時(shí)，加大非傳統水源的開(kāi)發(fā)利用，即污水的再利用、雨水的采集以及海水淡化等�！�
專(zhuān)家指出，改變農業(yè)種植制度和結構，保護和修復華北平原地下水與受損生態(tài)刻不容緩�？到B忠表示，在今后一段時(shí)間里要調整種植比例，減少高耗水農作物，加強節水科技研究，在保護產(chǎn)量的基礎上，減少凈耗水。
沈彥俊認為，河北省宜盡快轉變農業(yè)發(fā)展方式，改變作物種植結構，實(shí)現地下水資源保護和逐步恢復。同時(shí)，控制深層地下水的無(wú)序開(kāi)采。
張玉翠建議，配合國家城鎮化戰略和農村土地流轉，盡快建立試點(diǎn)和形成模式，土地集中使用可以結束小農經(jīng)濟對生產(chǎn)力的約束，推動(dòng)新技術(shù)的應用，提高資源利用效率，實(shí)現水資源可持續利用、生態(tài)恢復、農民增收，一舉解決三農、環(huán)境和地下水危機問(wèn)題。