绿洲现代农业节水技术体系及效益评价

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摘要：以节水技术为核心的规模化、机械化的现代农业发展道路是绿洲农业发展的必然选择。构建绿洲现代农业的技术体系及效益评价体系，并将评价体系应用于节水技术体系较为完善的石河子垦区，结合实地调研的数据，对其效益进行评价，针对评价结果，提出相应对策建议，以期为我国其他地区节水技术体系的推广和应用提供经验借鉴。

关键词：绿洲；节水技术体系；效益评价

1　绿洲现代农业的技术路径选择

西北干旱区水资源已经成为绿洲农业可持续发展和生态环境建设的重要限制因素，如何使绿洲有限的水资源发挥最大的经济效益，使绿洲农业持续地发展下去，是绿洲现代农业开发首要解决的问题。

现代农业不是一种人为的理论抽象，而是具有很强的实践性与浓厚的本土化色彩。由于资源禀赋与经济社会基础的不同，绿洲现代农业的路径选择必然有着自己的特点。我国在2007年提出了发展现代农业的目标，中国的现代农业道路，既不能走美国大规模土地经营的道路，也不具备日本高额补贴的条件，但我们可充分利用世界农业科技的成果来改造传统农业，不走先污染后治理的老路，避免出现发达国家由于不重视可持续发展而带来的环境问题。对资源质量差、生态脆弱、资本稀缺、经济发展落后的西北干旱地区而言，通过推广先进的技术和提高劳动者素质，走以节水技术为核心的规模化、机械化的现代农业发展道路是绿洲农业发展的必然选择。结合绿洲的实际，本文认为，以节水技术为支撑的规模化、机械化的现代农业发展道路的技术实现路径是：以生物技术充分利用绿洲光热资源提高土地产出率；以种子和栽培技术突破实现“两高一优”的现代农业目标；以节水技术扩大垦殖面积的同时保护生态环境，运用大型机械提高劳动产率，实现规模化经营，达到增产增收的目标。

2　绿洲现代农业节水技术体系的内容

绿洲现代农业节水技术体系包括绿洲现代节水灌溉技术体系、绿洲节水栽培技术体系和节水管理技术体系3个子系统。它是工程措施、农学措施、管理措施和多种技术形成合力，上述各节水措施，组成一个完整的节水技术体系，共同推动绿洲现代农业的发展。

2.1　绿洲现代节水灌溉技术体系

灌溉水从天然状态到被作物吸收有两大环节：一是通过取、输、配水系统将灌溉水引至田间，采用适当的灌溉技术将水变为可供作物吸收的土壤水，二是作物根系吸收土壤水，通过光合作用形成产量。绿洲现代节水灌溉技术体系主要包括水资源调配、输配水、田间工程几个环节。目前，主要技术有水资源优化调度技术、输水技术、田间节水灌溉技术等。以田间现代节水灌溉技术体系为基础，嫁接渠道防渗、管道输水技术、面向农业生态与经济两大系统的水资源配置技术、宏观配置下的水资源优化调度技术构成绿洲现代节水灌溉技术体系。

2.2　绿洲节水栽培技术体系

节水灌溉不能作为一个单独的生产环节发挥作用，必须有节水栽培措施与之组装配套，这样才能形成紧密结合的技术体系，才能有效地发挥节水的作用。例如，喷灌设施的使用，必须考虑土壤、耕作制度、作物品种等。目前主要节水栽培技术有：耕作保墒节水技术，地膜覆盖技术，水肥耦合技术，抗旱品种的改良和选育技术，化学调控节水技术等。

2.3　节水管理技术体系

管理节水主要是通过采用科学的灌溉方式，提高灌溉管理水平，以最大限度地满足作物对水份的需求，又达到节水的目的。管理节水在整个节水技术体系中起着统筹、统管的重要作用，没有先进的管理，就不可能有高水平的现代农业。管理节水技术涉及社会、体制、经济、技术、政策等诸多因素，贯穿在水利及农业生产的全过程，甚至在某些方面比工程、农艺节水技术更为复杂。绿洲农业的灌溉用水通过总量控制、定额管理、水权明晰、优化配置的水资源管理运行机制，形成了“水资源管理体制+灌溉制度+水价调控”的完善节水管理技术体系，具体管理技术包括组织管理、工程管理、经营管理和用水管理方面。

3　绿洲现代农业节水技术体系效益评价体系的构建

3.1　指标的选择和确定

绿洲现代农业节水技术体系应用的主要方向是提高作物水分利用率的集成技术。因此，在设定其综合效益评价指标体系时，必须围绕节水、抗旱、增产为中心，以绿洲农村经济、社会、环境与农民共同发展为目标。同时，由于组合指标是对对象的更深层次的反映，在设定时就可以技术效益、经济效益、生态效益和社会效益4大尺度为标准，根据实际情况和前人研究结果，选择17个指标，具体见表1。

3.2　评价方法

本文选择层次分析法(AHP法)作为评价的主要方法。该方法具有将定性、定量的方法有机结合起来的特性。绿洲现代农业节水技术体系的评价，涉及到众多因素，从层次上划分，可以分为技术、经济、生态、社会层次，在这些因素中，特别是社会因素，要完全准确地进行定量化描述是不可能的，这时借助于专家长期积累的知识和经验是不可缺少的。这些因素对水资源的综合利用起着重要的作用，如果在综合效益的定量化评价模型中没有考虑这些指标，将导致评价模型的缺损。采用层次分析法就可以最大程度的避免这些情况的发生。

3.3　评价模型的构建

构建节水技术体系指标体系后，为了综合判断节水技术体系效益情况，还必须对这些指标体系进行综合评价。基本思路是构造一个基本数学模型，利用该模型将所有指标最终综合成一个具体数值用以判断和比较节水技术体系综合效益。其基本的数学模型可以表述为：

其中，Yk为第k个主体指标数值，n为主体指标数值的总数量，fk为第k个主体指标权重，wki为第k个主体指标中第i个群体评价指标的权重，Aki为第k个主体指标中第i个群体评价指标的数值，mk为第k个主体指标中群体指标的数量。

4　绿洲现代农业节水技术体系效益的评价

本文实证分析选取兵团农八师石河子垦区作为研究对象，该垦区是兵团较早发展节水灌溉的垦区之一。目前，石河子垦区已建成7个示范基地，包括现代农业节水灌溉示范基地、优质白棉／彩色棉生产示范基地、特色优势果蔬生产示范基地、信息农业技术示范基地、设施农业综合开发示范基地、高效养殖示范基地。其辐射区覆盖垦区所有农牧团场。

根据上述所确立指标体系，结合实际数据的采集情况，最终确定各指标权重见表1。

4.1　指标处理

评价所需原始数据主要来源于3个途径，农八师历年统计资料、石河子年鉴、试验区试验数据和团场随机农户调查。受统计资料的限制，评价只选择了2005―2008年的数据。

评价体系所涉及的17个指标的数值全部由调查数据经过整理后计算得出。数据指标的计算值

见表2。

反映节水技术体系综合效益的指标涵盖社会、经济和生态各个领域，其指标不仅具有不同量纲，而且有的指标数值量级也具有很大的差异。在综合效益评价中，这些不同量纲、量级的数值是不能进行直接的比较或加和计算的，因此要对数据进行无量纲处理。

基于不同方法的比较，本文选择广义功效系数法中当Xio取“极小值”，Xil，取“极大值”时的指标的无量纲处理方法，即：

Bij=(Xij-Xmin)/(Xmax-Xmin)

其中，Bij为标准化后第i个指标的第j行的实测值，介于[0，1]；Xij为标准化前的第i个指标的第j行的实测值；Xmin为第i个指标，第j行的最小值，Xmax为第i个指标，第j行的最大值。

将上述原始数据进行标准化处理后，结合评价体系，最终得到石河子垦区的节水技术体系的技术、经济、生态、社会及综合效益。

4.2　评价结果

农八师石河子垦区节水技术体系综合效益评价结果见图1。

5　绿洲现代农业节水技术体系效益的评价结果分析

5.1　技术效益分析

绿洲现代农业节水技术体系的技术效益就是直接节水效益，也即资源节约效益。该评价结果显示绿洲现代农业节水技术体系的技术效益的直接节水效益是比较明显的，一定程度上促进了绿洲现代农业的发展。就目前新疆绿洲的自然资源条件和农业灌溉条件来看，农八师所采用的高新节水技术(比如膜下滴灌技术)具有很高的技术先进性。尤其是在干旱区，高效节水技术体系既可以提高水的利用效率，增加农业耕地面积，又可以节省生产要素投入，大幅度提高单产。从具体指标上来看：在作物水分利用上，节水技术体系的核心是提高整体水资源利用效率。以棉花为例，2008年棉花的水分利用效率(WUE)达到4.5kg/hm2/mm，较2005年棉花的水分利用效率(3.95kg/hm2/mm)增加了0.55kg/hm2/mm，也较常规灌溉条件下的WUE(1.66kg/hm2/mm)增加了2.84；在种植业的平均肥产比上，采用膜下滴灌技术后，每亩节省化肥可达50％以上，化肥利用率可达到70％，使肥产比由常规灌溉种植下的1:4.2提高到1:12.5，肥产比提高了2倍，且在评价年间，指标选取的种植业平均肥产比也稳定在1:13左右；在灌溉水利用系数上，资料显示在评价年间垦区灌溉水利用系数在0.8～0.85，较常规灌溉方式下的0.7提高了0.15左右；在亩均农业机械总动力上，由于节水技术的采用，灌溉模式的转变，减少了开沟修毛渠、中耕、机械化控打药等机耕作业环节和次数，农机作业量可节省30％。同时机械伤苗少，可达到满块满苗，减少机械作业层次；在农业灌溉节水率上资料显示在评价年间垦区高效节水灌溉率高达73％～75％，2008年较2005年节水量增长了1倍多；在农地利用率上，膜下滴灌技术系统提高了土地利用率。膜下滴灌技术系统从水流经地下管道一直到田间的滴灌带，形成了密布的灌溉网络，成片的土地再也不用修斗、毛渠、打埂和挖沟，均采用管道输水，这相当于土地的面积又平均增加了5％～7％，以棉花为例，仅这一项每亩可增产25kg籽棉。

5.2　经济效益分析

如图1所示，经济效益值只是在2006年出现一些回落，其余年份均以不同的速度递增。

5.2.1　提高了水资源产出效益

自1996年农八师121团1.67hm2棉花膜下滴灌技术试验成功以来，经过近10年深入试验研究和推广，2005年农八师高新节水灌溉面积达到了10.4万hm2，而当年的总耕地面积是17.8万hm2，推广程度达到了58％。而到了2008年，推广面积达到14.1万hm2，推广程度也达到72％。高新节水技术的大力推广使得水资源的利用效率得到了较大提高，水资源产出效益十分明显。以棉花为例，农业水资源的产出效益在评价年份期间也呈现稳步的增长趋势，从2005年的2.77元／m3增长到2008年的3.71元／m3，增长了34％。

5.2.2　提高了水的生产效率

由于节水技术的采用，比常规灌溉节水50％，同时也使灌水周期比常规灌溉缩短5～lO天。以棉花为例，水的生产效率可达到1.75kg/m3，即1m3水可产籽棉1.75kg，而常规灌溉水的生产效率仅为0.625kg/m3；以小麦为例，评价年间，水的生产效率2007年达到最高，为1.97kg/m3，而常规小麦灌溉水的生产效率仅为0.76kg/m3。

5.2.3　提高了投入产出效益

采用节水技术需要增加节水设施的投入，但是，节水技术的物化成本和活劳动成本费用大大降低，且作物收入比常规灌溉条件下要高的多。以小麦为例，滴灌小麦技术比常规灌小麦的生产效益有明显增幅。调查显示，滴灌小麦的投入产出比为1:1.99，而常规小麦的投入产出比为1:1.32。

5.2.4　农业人均产值有所提高

评价结果和统计数据显示，农八师农业总产值(种植业)从2005年的389312万元增加到2008年的584305万元，4年间增长了近2倍。农业人均产值也从14867元增长到23795元，增长了1.6倍。

5.3　生态效益分析

受数据收集的限制，在评价绿洲现代农业节水技术体系生态效益时只选择了4个指标，采用膜下滴灌节水技术以后，生态效益主要体现在：

5.3.1　减轻了化肥和农药对土壤的负面作用

膜下滴灌技术系统有效地将节水技术与农艺技术结合起来，使水、肥同步进行，即节约了这些要素的投入，又提高要素的利用率，从而减少了化肥在土壤中的残留量，对改良土壤起到很大作用。从数据收集的结果来看，评价年间单位耕地化肥施用量变化不大，但相比常规灌溉方式下化肥施用量110kg／亩相比，节水技术节约了要素投入，对土壤环境更有利。

5.3.2　改善了水环境

节水技术的采用，促进了土壤渍涝、盐碱化改造治理，减轻了地下水超采；推动了与治沙和水土保持综合治理的实施，有效地预防和遏止新的水土流失，促进生态环境的良性循环。评价结果显示，垦区水土保持率近年来有所改善。

5.3.3　增加了生态用水量

垦区采用高新节水技术后，节约的水量用于林、草灌溉，通过农田防护、荒漠封育等工程，加强生态环境保护。根据调查资料显示，2008年生态用水较2005年的0.29亿m3增加了0.08亿m3。

5.3.4　提高了林草覆盖面积

节约的水量用于林草灌溉，垦区2007年累计人工造林面积48.3万亩，农田林网不断完善，新增面积9000亩，14个团场实现农田林网化。本文的调查资料显示，在评价年间，绿洲森林覆盖率有一定程度的增长，2008年达到42％。

但是，评价结果的数据显示，绿洲现代农业节水技术体系的生态效益数值远远小于技术效益，略小于经济效益，其变化程度也不存在明显的上升趋势或下降趋势，而是维持在0.03至0.12之间。据此，可以认为：绿洲现代农业节水技术体系对垦区农田生态环境作用比较明显，但要使农业生态环境有更大的发展还有很长的路要走。

5.4　社会效益分析

节水技术体系在实现节水高产目标的同时，通过技术进步、吸纳农村劳动力，促进农业经济增长和提高群众生活水平和质量。

5.4.1　提高职工收入和家庭农场的总收入水平

2003年121团场家庭农场实行膜下滴灌种植棉花比常规灌溉种植总收入增加了3～4倍，每个农工实际劳动时间为6个月，可得收入4200～5 000元，提高了农工收入水平。在评价年间，农场职工人均纯收入也从2005年的5517元增加到2008年的8047元。

5.4.2　促进生产关系的变革

节水技术的采用在大大提高劳动力水平的同时，使家庭农场的地位得以实现，逐步走向以家庭农场为主的经营模式。同时，也有利于国营农场搞好社会化服务，减少行政管理人员，减轻农工负担，加快农场和农业现代化的步伐。

5.4.3　促进节水农业的发展

高新节水技术的采用，使水资源严重短缺的状态得到了相对缓解，使农业产业结构有了调整的空间和基础，使水资源的约束不再绝对的制约着结构的变动。它还促进了农业种植结构由耗水量大的单一粮食作物向等节水高效型产业调整，如葡萄、蔬菜、枸杞等优势特色产业快速发展。从评价年间数据来看，节水农业的发展程度还是处于上升趋势。

5.4.4　带动相关产业的发展

发展和推广膜下滴灌技术，不仅可以使农业生产上一个新台阶，而且还有效地带动了塑料工业、机械工业、仪表工业等相关产业的发展。因此，它不仅拉动上游产业群，而且还推动下游产业群的发展，形成工农密切联系的产业化发展格局。

总的来看，尽管有些指标的评价结果不是很好，但受技术效益、经济效益的稳定上升和社会效益稳步增加的影响，其综合效益还是呈现出稳定上升的结果。这一结果表明：绿洲现代农业节水技术体系是垦区农业发展的正确技术集成模式，应该坚持下去。

参考文献

[1]许迪，康绍忠，现代节水农业技术研究进展与发展趋势[J]，高技术通讯,2002(12)：103-108。

[2]彭世琪，国外节水农业技术发展特点和趋势[J]，中国农技推广，2001(4)：18-20。

[3]张余良，潘洁等，农业节水技术的研究现状与发展[J]，天津农业科学，2004(1)：33-36。

[4]姚崇仁，干旱缺水垦区节水灌溉评价标准及其分析[J]，农田水利与小水电，1995(6)：7-10。

[5]高前兆，李小雁，沮瑞平，干旱区供水集水保水技术[M]，北京：化学工业出版社，2004。

[6]曹国栋现代节水农业技术的研究进展及发展趋势[J]，农产品加工・学刊，2006(6)：57-50。

[7]雷波，我北方旱作区旱作节水农业综合效益评价研究――以山西寿阳为例[D]，北京：中国农业科学院，2005。

[8]郭永奇，张红丽，基于膜下滴灌技术的农业节水补偿问题研究――来自新疆兵团石河子垦区的调查研究[J]，科技与经济，2010(4)：60-63。