21世纪北方旱地农业战略问题，本文主要内容关键词为：旱地论文,战略论文,农业论文,世纪论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、战略地位
建立高效持续的北方旱地农业系统对国家食物安全、生态安全和资源安全具有重要的战略意义。进入80年代以来，全球气候变暖趋势明显，水危机正随着干旱的频繁发生、经济和人口的增长变得日益尖锐。旱地农业作为21世纪农业摆脱水危机、实现可持续发展的基本途径倍受世界各国关注。
1.发展旱地农业已成为一个世界性目标 干旱是一个世界性的问题，干旱造成的产量损失超过其他所有自然灾害的总和，成为农业的主要自然灾害。面对21世纪30年代世界人口将达80亿、人口剧增和农产品供需矛盾日益尖锐的严峻形势，全球性食物安全问题从未象今天这样引人注目。关注的焦点是如何解决由于全球性人增地减矛盾不断恶化和区域性淡水资源短缺日趋严重而引起的食物生产能力短缺。
世界干旱半干旱地区遍及50多个国家和地区，总面积约为陆地面积的1／3，在14亿hm[2]耕地中， 主要依靠自然降水从事农业生产的旱地占80%。1950－1985年，全球灌溉面积年均增长5%以上，占耕地18 %的灌溉面积生产了世界食物总量的1／3。但由于全球气候变暖和干旱日趋严重，水资源日趋紧张，发展新灌溉系统的成本不断上升，平均每公顷成本超过4500美元，甚至高达10500美元，灌溉农业的效益下降， 制约了灌溉农业的发展。自1980年以来，世界灌溉面积增长速度明显下降，年增长率不到1%， 单纯依靠发展灌溉已远远不能解决食物短缺问题。为满足21世纪30年代80亿人口的食物需求，在积极发展灌溉农业的同时，大力变革和开发占耕地80%的旱地农业，提高旱地农业的综合生产力，满足日益增长的人口对食物的需求，就自然成为一个世界性的目标。近半个世纪以来，一些国家如美国、澳大利亚、加拿大等已把旱农地区建成重要的粮食生产基地，有的已成为世界性粮仓。
2.世纪我国食物安全有赖于北方旱地农业的持续发展
（1）北方旱地农业在我国农业生产中举足轻重。 地处昆仑－秦岭－淮河一线以北的干旱、半干旱地带的北方旱地农业地区土地面积占全国的56%，耕地面积占全国的51%。由于干旱频繁、生态环境脆弱以及社会经济等多种因素的制约，北方旱地农业长期徘徊不前，作物产量低而不稳。但改革开放以来，北方旱地农业地区出现了明显的转机，不再仅仅作为一个生存地带而存在，而是正在成长为国家农业和国民经济增长的战略要地，它生产了全国46%的粮食、61%的棉花、72%的大豆、46%的油料；北方旱农地区木材生产量占全国的57%以上，果品生产及其加工业在全国占主导地位，苹果、梨、葡萄、枣、桃、杏等产量均占全国同类水果产量的90%以上；本区集中了全国五大牧区，具有发展草食畜牧业的优势。1995年肉类占全国的41%、蛋类占全国的60%以上、奶类占全国的60%。一些名特优稀品种和产品驰名中外。
（2）北方旱地农业地区的增产潜力对我国食物安全意义重大。 北方旱农地区虽然水资源短缺，生态环境问题突出，但可利用的土地资源丰富，气候资源多样，农业增产潜力是全国最大的地区之一。北方旱农地区主要粮食作物平均水分生产潜力的理论值为5593kg／hm[2]， 试验值4287kg／hm[2]，而现实产量水平为2585kg／hm[2]，仅为降水生产潜力的40～45%，分别比理论潜力值和试验潜力值低3010kg／hm[2]和1702kg／hm[2]，即还有0.5至1倍的生产潜力可供开发。若每年开发75kg／hm[2]，可应付22～40年。 如果北方旱地农业地区粮食单产提高1500～3000kg／hm[2]，总产则增长7500～15000万吨，可支撑我国21世纪（1998～2030年）17000万吨粮食增产目标的44%～88%。
3.世纪国家生态安全有赖于北方可持续旱地农业系统建设 北方旱地农业地区地处大陆性季风气候区，干旱少雨、植被稀疏、生态环境十分脆弱，水土流失、土地沙漠化、土壤盐碱化三大环境问题不仅直接危害北方旱地农业系统的生产能力和稳定性，而且危及国家生态安全。可持续旱地农业系统是以区域农业资源可持续利用和生态环境良性循环为基础，该系统的建立无异于在北方地区筑起一条生态长城。
二、产业配置
旱地农业作为高效利用水资源的一种重要农业类型将在21世纪促进农业摆脱水资源危机中发挥越来越重要的作用。然而，国内外趋势表明，21世纪农业的竞争已不再是某个生产单位、某个生产环节、某个产品的个体竞争，更多地表现为整个产业链条、整个生产体系的群体竞争。为此必须重构面向21世纪的北方旱地农业地区产业系统，即从国家食物安全和国家生态安全的角度，培育具有旱区特色的主导产业、优势产业，并着眼于从农田到餐桌的全过程，延长产业链，以提高北方旱地农业地区各个产业的整体竞争能力。产业配置的基本目标包括三方面：
1.构筑国家生态长城 北方旱地农业地区是一个特殊自然生态类型区域，生态系统极为脆弱，土壤侵蚀和干旱并存，二者互为因果，相互制约，加之人口增长过快，为了增加食物供给，大量开荒种地，开了平地，开坡地，毁林毁草，又进一部加剧干旱和水土流失，生态环境十分脆弱。水资源严重短缺，降水量少而分布不均，地理分布由南向北递减，降雨量70%分别在6－9月，旱灾频繁，春旱普遍严重，我国70%以上是旱灾面积分布在北方旱地农业地区，7月分降水多而集中， 往往形成暴雨，造成大量径流和水土流失。由于不适当的垦殖以及广种薄收、重农轻牧、轻林，造成天然植被减少和退化严重，森林减少，草地退化面积大1.3亿hm[2]以上。近半个世纪形成的沙漠化土地约5万km[2]，正在演变的潜在沙漠化面积土地约15万km2。80 年代中期以来沙化面积以年均1700km2向东向南推进，水土流失面积有所增加， 农业对自然灾害的抵御能力下降，生态系统更加脆弱，北方旱地农业地区生态环境问题不仅危及北方旱地农业地区的可持续发展，而且威胁着整个中国的可持续发展。因此在北方旱地农业地区构筑生态长城，发展生态产业，对中华民族的生存与发展具有重要战略意义。
2.建设国家农牧果商品基地 旱地农业地区产业系统具有综合性特征，一般都是农牧复合型的，种植业与人工草地、天然植被并存，局部地区有林业。产业配置仅仅在粮食上或种植业上作文章难以持续的，农牧结合、林牧结合、农林结合、农林牧结合方是旱地农业的可持续发展之路。任何单一的产业或措施都不可能充分利用本区丰富多样的自然资源和有效的抗御或缓解旱灾对种植业的威胁，同时农林牧综合发展，又是治理与开发相结合和强化农田物质循环的基本途径。农林牧综合发展，缺一不可，也是人类食物需求多样性的内在要求。21世纪初期将是我国经济发展转型阶段，由小康迈向富裕，人民对粮食以外的肉、蛋、奶、果、菜等食物的需求将不断增长，只有将种植业置于农林牧网络复合结构中，把北方旱地农业地区建设成为具有全国意义的农牧果商品基地，最大限度地适应自然资源和市场需求的双重约束，才可能有效地降低种植业的自然风险和市场风险，从而实现其可持续发展。
3.依托农业延伸产业链 北方地区农业与非农产业之间有密切的产业关联，农业与非农产业之间互相依存、相互促进，非农产业的发展是以农业为依托的，这种联系不同于东部沿海地区两类部门间的简单的生产要素流转关系，北方地区农业与非农产业之间有直接的产业链关系。由于，一方面，为提高农业生产的比较效益和发展后劲，必须走农产品加工增值的道路，充分发挥旱地农业地区的资源和农产品优势，调整产业结构，走种养加一体化的产业化发展道路，大力发展农产品加工业和饲料工业，提高种植业和养殖业的增值效益。总之，不改变北方地区仅仅提高大宗初级农产品的地位，农民增收和农村经济可持续发展都难以实现。另一方面，北方旱地农业地区受区域经济发展水平的限制，绝大多数乡村工业的发展只能农业为依托，延长产业链，转换增值本区的农业资源。虽然本区也有一批大中城市，但与农村联系不紧密，城市工业受自身水平的限制向外辐射的功能不强，因而北方地区乡村工业发展模式主要以农业的深开发和深加工为主，从原料生产层次向深加工发展，逐步促进农村劳动力的转移和产业结构的优化，并利用积累的资金反哺农业和生态环境建设。
三、空间布局
我国北方旱地农业地区地域辽阔，类型比较复杂，各地区自然环境条件和农业生产条件差异很大，经济发展水平极不平衡，应因地制宜地确定不同类型区农业发展模式，建立功能互补的旱地农业空间发展格局。
从南到北发展种植业的资源环境条件不断恶化，降水量逐渐递减，水分对旱地植物的胁迫也相应上升，半干旱偏旱区是旱作农业发展的北界，继续往北的干旱区属绿洲农业区，是没有灌溉就没有种植业的地区。而从南往北资源环境条件相对有利于发展草地畜牧业，其空间分布方向与种植业恰好相反。种植业与畜牧业在半干旱区形成一个农牧交错带，交错带以南地区种植业为主，交错带以北地区草地畜牧业为主。根据北方旱地农业产业配置总体目标，结合资源丰度、经济环境和生态环境的区域特征，综合确定了旱地农业的空间布局模式（表1）， 即：干旱区—草地畜牧业+和绿洲种植业；半干旱偏旱区—以草地牧业为主+牧用型林业+边际型种植业；半干旱区—农牧过渡型牧业+微集水型种植业+保护型林业；半湿润偏旱区—以集水型种植业为主+农区型牧业+经济型林业；半湿润区—以节水型种植业为主+农区型牧业+经济型林业。半干旱偏旱区、半干旱区是国家生态长城布局的重点地带，不必追求粮食自给；半湿润偏旱和半湿润区是国家节水高效型农牧果商品基地布局的重点。
四、技术取向
1.旱地农业发展阶段 总体上讲，我国旱地农业发展大致经历了四个阶段（表2）：（1）传统旱作农业阶段；（2）梯田旱作农业阶段； （3）化肥旱作农业阶段；（4）集雨旱作农业阶段。不同发展阶段，旱地农业技术有不同的取向和特征。
表1 北方旱地农业空间布局
类型区80%证率年均 作物水分 耕地中旱 耕地丰度
降水量(mm)
盈量(mm) 地比重(%)
干旱区 ＜200 ＜-22022 0.890
半干旱偏
200-250-130－-10087.80.740
半干旱区
250-400 -60－20 68.10.898
半湿润 400-500 20－110 55.70.894
半湿润区
500-600 ＞110
55.50.856
类型区草地丰度 林地丰度区域模式
干旱区 2.1320.502 草地牧业为主+
节水灌溉农业
半干旱偏2.6720.654以草地牧业为主+牧用
旱地区型林业+边际型种植业
半干旱区1.2980.758农牧过渡型牧业+微集
水型种值业+保护型林业
半湿润 0.7901.884 集水型种植业为主+
偏旱区农区型牧业+经济型林业
半湿润区0.7161.976 节水型种值业为主+
农区型牧业+经济型林业
以节水型种植业为主+农区型牧业+经济型林业
注：资源丰度主要反映区域人资关系特征和商品化、专业化发展潜力，
（1）传统旱作农业阶段。主要通过土壤耕作、 使用有机肥等农艺措施和选用耐旱作物构件，协调农田的水、肥、气、热等生产力要素，实现旱地农田水分的高效利用。这种模式在促进精耕细作和提高作物生产力方面有独特的作用效果，许多技术现在仍然是旱地农业丰产的重要措施。但人工调控主要限于旱地农田范围，难以在大的方面摆脱水分的制约，使旱作农业有更大的飞跃。
（2）梯田旱作农业阶段。60年代旱地“梯田”的运用， 给北方旱地农业发展注入了新的构件，这是旱地农业发展史上的一次飞跃。以“自然降雨全部就地拦截入渗利用”为指导思想，与传统模式相比，半干旱区每亩地多蓄存相当于当地降雨总量的15%左右的径流，使旱区农业增产30%～50%。这种模式主要适用于年降500mm以上、 土层深厚的地区，由于受土壤蓄水保水能力与干旱程度和旱段长度的影响， 在500mm以上、土层薄的地区或400mm以下地区很难发挥作用。 该模式从根本上仍然受制于天，不能解决旱地农业低而不稳的问题。很多旱区农业遇旱年还是难逃“减产甚至绝收”的恶运。
（3）化肥旱作农业阶段。80年代“化肥”的大量使用， 促进作物对水分有效利用，主要表现在提高了蒸腾发比和作物水分利用效率，其次是起到了“以肥调水”的作用和改善作物的生理抗旱性。1980～1990年我国北方旱农地区产量提高近一倍，化肥的作用占到50%以上。根据有关研究成果，每公顷粮食产量在3000kg以下的广大北方旱地农业地区，降水不足尚不是旱作产量提高的主要限制因子，而肥料则从多方面限制了作物对水分的有效利用，因此，旱地农业的发展“关键在水，出路在肥”。但每公顷粮食产量超过3000kg以后，发展旱地农业的关键和出路都同在“水”。
表2 旱地农业发展阶段和关键技术
发展阶段传统旱作农业梯田旱作农业
主要限制因子
技术关键水保耕作、施少量有 坡改梯、深耕改土、增
机肥、选用抗逆品种
施有机肥和少量化肥
作用途径自然降雨就地拦截入渗
粮食单产＜1500 1500-2250
(kg/hm[2])
环境效应程度不同的水土流失初步控制水土流失
发展阶段化肥旱作农业集雨旱作农业
主要限制因子 养分水分
技术关键 增施化肥、选用集雨补灌、覆盖栽培、
新品种、优化栽培 采用抗旱节水品种
作用途径 以肥促根,扩大调控作物的水分
作物觅食空间供给状况
粮食单产
2250-3000 ＞3000
(kg/hm[2])
环境效应初步控制植被破坏 生态初步良性循环
（4）集雨旱作农业阶段。90年代初引入“集雨补灌”工程， 人工调控一定份额天然降水的利用时间与空间，标志着旱地农业走向成熟、进入了新的发展阶段。集雨旱作农业为最大限度地摆脱自然降雨对北方旱区农业的制约，实现主动抗旱，提供了新的希望和技术保障。
2.21世纪旱地农业的技术选择 提高旱地农业的硬技术和新技术含量，这是21世纪初旱地农业技术的基本取向，也是旱地农业发展史上的一场深刻的技术革命。
工程措施、农艺措施、化控措施、生物措施是21世纪旱地农业技术系统的四大基础构件。即依托集蓄水工程（梯田、水窖、微型水库、土壤水库、地下水库等）拦蓄当地自然降水和径流，应用现代节水灌溉技术把储水灌在作物需水关键期和严重干旱时段，结合作物与品种选用等生物措施和土壤耕作与培肥、覆盖技术等农艺措施化控节水技术，以提高北方旱区水资源利用率和利用效率，发展高效持续旱地农业。
2000～2030年。主要围绕提高区域降水利用率目标，组装集成旱地农业技术体系，重点抓旱地农业技术构件的硬化。北方旱地农业地区一般15%的年降水量形成径流损失、作物总耗水量的45%是通过土壤形成无效蒸损失掉了。北方降水量虽然偏少，但目前利用不充分是主要问题。预计花20－30年的时间，通过集水、节灌、覆盖、化控等技术初步实现对自然降水中一定份额的人工调控和高效利用，改善作物的水分供给状况，最大限度地摆脱当年、当季降水对农业生产的制约。
2030年以后。主要围绕提高区域降水利用效率目标，组装集成旱地农业技术体系，重点生物节水技术的创新和应用。届时工程措施全面普及，降水损失几乎减少到极限，实现充分利用，提高降水利用效率成为旱地农业生产力持续增进的关键。
通过转基因工程和常规育种相结合，选育节水优良品种，挖掘作物的生理潜势，从根本上改善、提高旱地农业水分转换效率，支撑旱地农业可持续增长。大量研究和生产实践表明，作物水分利用效率是可遗传的性状。国际上针对干旱半干旱气候进行遗传改良的成功例子很多，印度国际旱地农业研究中心培育的新杂交系可以使水分利用率提高30%。目前国际玉米小麦改良中心已绘制出玉米抗旱基因的遗传图谱，并克隆了重要基因。我国“八五”期间已经进行了作物品种的抗旱鉴定，除了田间试验外，还应用了生理生化指标鉴定。中国农业科学院品种资源研究所的研究初步认定我国北方冬小麦有两个抗旱资源中心带：一是由山西中部、北京、河北组成的北方抗旱、抗寒资源中心带；二是山西南部、陕西、甘肃、黄土高原组成的黄淮冬麦区抗旱耐瘠资源中心带。常规技术与现代生物技术相结合，以高WUE、抗旱与增产为育种目标， 抗旱育种可望在21世纪上半叶取得重大突破。