当前的水资源现状及节水技术研究

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摘要：本文首先分析了我国水资源状况及农业水资源利用状况，然后探究了改善我国目前用水状况的节水技术。

关键词：水资源；农业；节水

中图分类号： TV211.1 文献标识码： A 文章编号：

1我国水资源状况

中国无论人均水资源还是亩均水资源都不富裕，特别是中国水资源分布严重不均，大量淡水资源集中在南方，广大的长江以北地区（包括海河流域、淮河流域、黄河流域、西北和东北地区），水资源总量只占全国总量的19%，约为5460亿m3。国际水管理研究所（IWMI）指出，世界上大多数国家和地区水资源短缺都与农业有关。根据文献报告，如果全世界粮食生产中灌溉水能减少10%，就可以满足其他所有目的的人类用水；相反，如不能大幅提高农业用水效率，为满足2050年全球粮食需求，世界农业灌溉用水量会从目前的2700km3大幅增加到4000km3,农业水资源安全和高效利用是整个水资源研究领域的重中之重。

随着工业化、城市化进程的逐渐加快，农业用水占总用水量的比例不断下降，但总量减少并不大。根据我国《节水型社会建设“十二五”规划》，2015农业灌溉用水总量基本不增长，此时农业用水占总用水量的58%左右。另一方面，从区域分布格局来看，农业用水所占比例下降并不均衡，经济发达地区农业用水比例下降明显高于经济不发达地区。与之相对应，发达地区粮食增速减缓甚至粮食减产、耕地面积萎缩却是不争的事实。粮食增产的压力越来越集中到北方缺水地区，无疑进一步恶化了北方缺水地区水资源态势，如新疆和黑龙江农业用水都有增加的趋势。以华北为例，2003—2006年间华北平原每年地下水超采40.6亿—75.7亿m3，地下水超采使该地区形成世界上最大的地下漏斗区，地下水位的急剧下降、河道断流以及流量的不断萎缩，都昭示着中国北方半湿润、半干旱和干旱地区的用水日趋紧张。

2节水技术

2.1生物节水

生物节水是指通过挖掘生物体自身的生理和基因潜力使作物利用有限的水获得尽可能多的农业产出。实践证明，作物高水效品种选育是提高作物水分利用效率的重要手段。小麦是我国北方最重要的粮食作物之一，同时也是耗水较高的作物。围绕小麦控制水分利用效率基因的挖掘和品种选育，中科院农业水资源重点实验室最近开展了一系列工作，对比了上世纪60年代到2000年后不同时期培育的26个小麦品种的水分利用效率，结果显示，在相同种植条件下，水分利用效率从70年代开始有逐渐提高的趋势，单方水的粮食生产效率从1.0—1.2kg/m3逐渐升高到目前的1.4—1.5kg/m3，揭示了小麦品种选育中水分利用效率性状有增加的趋势。通过大田试验和小麦遗传基因谱图技术，定位了一系列抗旱节水主效QTLs，并应用到品种选育中，到目前为止已经选育出一批水分高效利用的冬小麦品种。高水效品种的突破表现在：生物量向经济产量转化效率提高，在不增加生物量生产基础上，通过收获指数进一步提高来增加经济产量，实现农田耗水量不变条件下增产；另一个途径是通过遗传调控，提高作物生物量生产过程中的水分利用效率，用尽可能少的水生产更多的干物质，通过提高作物的光合效率，降低农田耗水量。这两个方面的突破将进一步带动农田高效用水的发展。

2.2农田节水

农田节水的核心是减少和有效控制水分，通过农田3个过程的传输与损失，这3个过程为：土壤水蒸发、植物蒸腾和土壤水渗漏，其中最关键的是土壤水蒸发与植物蒸腾。通过对农田土壤-植物-大气系统（SPAC）的研究，可以摸清农田土壤-大气界面、作物-大气界面、土壤-地下水界面间的能量与水分传输与转化过程；并围绕作物生理需水与耗水，通过研究水-土-植物关系、干旱条件下植物根系和气孔反应的机制、干旱胁迫对植物超补偿功能等问题，实现降水（灌溉水）—土壤水—植物水—光合作用—生物量—粮食产量转化过程的定量描述，建立提高各环节转化效率的节水调控理论，开展农业节水理论与技术创新

2.3工程节水

工程节水是农田节水得以实现的基，农民是农田节水技术应用的主体，现阶段大多数农民还无法有意识地、自发地采用农田节水技术。实践表明，如果节水技术无法与农民的经济效益或劳动力投入结合，就无法刺激农民应用节水技术的积极性。工程节水可以帮助实现以上目标，如中科院遗传与发育生物学所农业资源研究中心与河北省农机研究所在华北共同研制的小麦、玉米秸秆粉碎机械，将小麦、玉米的收获、秸秆粉碎、播种有机地结合在一起，使农民减少了秸秆收获、秸秆处理、播种的繁重体力劳动，粉碎的秸秆覆盖地表，使得节水的同时还可以增加土壤的肥力，提高水肥的利用效率，减少农民在农忙季节的劳动力投入，因此得到了大面积应用。经过多年发展，我国已经形成了一大批具有自主知识产权的工程节水生产线和作业器械，这些技术包括：滴灌、渗灌、喷灌（微喷）、秸秆粉碎作业机械、免耕和少耕机械等等，适应我国现阶段农业发展的节水需求。

2.4区域节水与管理节水

区域农业节水主要探索不同区域农业生产变化（如生产结构和不同节水措施、耕作措施）与水平衡因素和作物耗水之间的定量关系，评估不同区域节水农业发展对区域水循环的影响；研究基于现代遥感技术、信息技术的区域农业耗水时空格局评估方法、区域农业水资源演变的主要驱动机制，提出适宜区域发展的农业水资源配置战略。管理节水则强调从水权、水政策、水价等方面加强对水资源使用的监管，农业用水应实行总量控制与定额管理。要在区域水循环、水资源和区域节水研究的基础上，明确各区域农业用水总量和各生产单元的灌溉用水定额，各流域进行用水总量分配，地表水和地下水结合逐级分配用水指标，通过用水监测如用水或用电监控的IC卡，逐级落实节水控制目标,可尝试建立水市场机制，对超额用水累进加价，对节约用水进行有偿转让。这样才真正实现农业水资源的高效利用，保障国家水资源安全和粮食生产安全。

2.5节水技术的综合集成

现代节水技术越来越强调生物技术、农田节水技术、工程技术、区域节水和管理节水的多项技术集成和根据不同地区的实际特点发展推广适宜的节水模式。以位于干旱区的新疆为例，应用棉花地膜滴灌技术，根据棉花不同阶段的生长需水提供低于棉花蒸发耗水的灌溉水量，该技术集亏缺灌溉技术和地膜覆盖技术于一身，大大提高了水分的田间利用率。该技术模式的大面积推广普及有赖于工程技术提供的滴灌产品以及机械技术提供的全自动铺设滴灌带、覆膜的作业机械。

3．结束语

节水、扩源和用水调节是保障我国粮食生产和水资源安全的必然选择。现阶段我国在发展节水技术、对多水源的利用技术提高农业水资源的利用效率的前提下，还应该大力强化对水资源使用的监管，研究推出各地适用的水权、水市场、节水补偿等政策，发挥经济杠杆的调节作业，研究在不影响农民种粮积极性和农民种粮收入前提下的水政策，通过刺激农民节水的积极性，真正实现农业的节水增产。

参考文献：

[1]杨志清：《21世纪水资源展望》，《水资源保护》，2004年04期。

[2]武文慧：《浅析我国水资源现状》，《国土资源科技管理》，2005年04期。