中国的水资源状况与农业生产，本文主要内容关键词为：水资源论文,农业生产论文,中国论文,状况论文，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、农业生产与水资源的关系
水是生命之源。没有水就没有农业。水资源的紧张不仅仅影响生产本身，而且直接关系到由生产能力引致的粮食安全乃至国家安全问题。众所周知，以色列的沙漠面积约占国土面积的2/3，但这个严重缺水的国家却成为世界农业发展的一个典范，个中缘由值得人们思考。
(一)以色列农业生产与用水
1949～1993年，以色列农业生产持续增长，而农业用水量在经历了1966年之前的增长、1966～1986年的稳定之后，于1987年开始减少(见图1)。农业和种植业单位产出的耗水系数(产出指数与用水指数之比)从1958年开始就逐年变小(见图2)。
单位产出耗水系数越小，意味着农业用水效率越高。正是由于用水效率不断提高，人均淡水资源仅449立方米(2000年数据，世界平均为8696立方米，中国为2241立方米)的以色列才能够在用水总量不增加甚至减少的情况下保持农业生产的持续增长。
以色列的杰出表现提醒我们：丰富的水资源有利于农业生产的发展，有限的水资源会成为农业生产的制约，但随着科技投入的增加和用水效率的提高，这种约束可以被打破。而用水效率的价值从灌溉能力与粮食生产能力的关系上也可以反映出来。
(二)中国的粮食生产与用水
根据表1中国各地区农业生产用水状况2003年的截面数据，笔者进行了简单的相关分析和线性回归。相关分析的结果表明，单位耕地面积用水量与① 单位播种面积粮食产量在0.01水平的双尾检验中显著正相关，皮尔森(Pearson)相关系数为0.502；通过线性回归，得到单位播种面积粮食产量和单位耕地面积用水量的简单关系式：
y=3758.118+0.196x② (1)
注：《中国统计年鉴2005》上各省(区)和全国的耕地面积只有1996年10月31日的时点数，不具时效性，而国土资源部公布的2003年全国耕地面积是可能获取的最新数据，因此，本文采取折中处理的办法，即按《中国统计年鉴2005》公布的各省(区)数据和全国数据计算出各省(区)耕地面积占全国耕地面积的比重，并假设其保持不变，分别乘以国土资源部2005年公布的2003年全国耕地总面积，从而得到最新的各省(区)耕地面积。为了便于统一各年份的口径，四川和重庆的数据合并在“川渝”统一处理。
资料来源：①国家统计局：《中国统计年鉴2004》，中国统计出版社，2004年；②国土资源部(2005)。
在(1)式中，y表示单位播种面积粮食产量(公斤/公顷)，x表示单位耕地面积用水量(立方米/公顷)。
但是，以上结果并非表明用水量越多产量就越高，因为如果用水量越多产量越高，单位播种面积用水量应该与单位播种面积谷物产量成正比，而事实上在笔者的计量分析中这两组数据相关性并不显著；单位播种面积用水量与单位播种面积粮食产量的相关性稍强一些，但也不很显著(见表2)。笔者认为，单位耕地面积用水量表明当地农业生产获取灌溉水资源的能力③，而正是这种获取能力直接影响着当地粮食生产的水平。
以上分析提示了关于水资源与农业生产能力方面需要注意的两个问题：第一，水资源丰富对发展农业生产有利，但丰富的水资源本身并不会直接与农业生产发生关系，只有通过有效的灌溉系统拥有获取水资源的能力，才能对农业生产起积极的作用；第二，水资源紧缺会制约农业生产，但通过不断大力提高水资源使用效率，农业生产在有限的水资源条件下一样可以不断发展。
二、中国农业生产用水供需状况
(一)中国水资源现状：人均水资源紧张，地域差异明显
根据国家发展和改革委员会宏观经济研究院“水资源利用”课题组(2003)报告，中国水资源总量为2.81万亿立方米，居世界第一位。多年平均年降水总量为6.2万亿立方米，折合水深648毫米，低于全球陆地平均值约为20％。人均占有水资源量为2200立方米左右，只有世界人均水平的1/4，被列为13个贫水国家之一，在世界153个国家中排在第121位。全国水资源开发利用程度为20％，但北方多数区域已经超过50％，远远超过了国际上公认的40％的警戒线，其中，海河流域接近90％，黄河流域为67％，淮河流域为59％，内陆河流域超过40％。全国平均每年遭受旱灾的耕地面积超过4亿亩，约占农作物总播种面积的1/5。正常年份全国灌区每年缺水约300亿立方米，城市缺水60亿立方米。因缺水粮食减产造成的经济损失约500亿元，影响工业产值2000多亿元。
根据中国工程院刘昌明、陈志恺(2001)所做出的分析，全国各流域水资源状况南方和北方差异巨大，北方耕地面积占全国的59.6％，人口占44.3％，而水资源量仅占14.5％，其中，人口和耕地分别占了34.7％和39.4％的黄淮海地区水资源量仅占7.6％；84％的水资源量集中在了人口占53.6％、耕地占34.7％的南方地区。在未来的很长一段时间里，总体上看，人均水资源量将不断减少(见表3)。
(二)农业用水供需状况：不容乐观
1.水资源总量无法支撑现有用水模式的持续扩张。由于中国人口结构和经济结构的特点，长期以来，农业和农村生活用水占全国用水总量的绝大部分。但是，随着工业化和城镇化的推进，这个比重在逐渐下降：1949年为97.1％，1980年为88.2％，1997年为75.3％，到了2004年降到了67.6％。而工业和城市生活用水的比重和绝对数量都在不断上升。2004年，工业用水比重达到22.2％(1980年为10.3％)，而城市生活用水比重达到10.3％(包括比重为1.48％的生态用水)。总用水量在进入新世纪后逐年有所下降，但这个总量的下降完全是农业和农村生活用水量下降的功劳，农业和农村生活用水量从1997年的4198亿立方米降到了2003年的3737亿立方米，而与此同时，工业和城市生活用水量不降反升(见表4)。
注：1949年、1959年和1965年的用水量为估计数；2002年和2003年的城市生活用水量都按2002年的比重(占生活用水总量的51.8％)计算；2003年增加一项生态用水(79.5亿立方米，占当年用水总量的1.5％)，在计算中，把生态用水归在城市生活用水里面。
资料来源：1949～1997年的数据来自刘昌明、陈志恺(2001)，第10页；2000年以来的数据按照(国家统计局)《中国统计年鉴2004》、《中国统计年鉴2005》(中国统计出版社，相关年份)和水利部(2000，2001，2002[a]，2003[a]，2004，2002[b]，2003[b])整理。
总体上看，节约使用宝贵的水资源是必需的，但是，过去几年农业用水的减少是以粮食产量的不断下降为代价的④，比如，1998～2003年，中国的粮食总产量由51229.5万吨减少到43069.5万吨，若按照每立方米水生产1公斤粮食计算，2003年，因粮食减产，农业用水就比1998年减少了816亿立方米。但是，这种粮食生产总量的持续减少并不为国家的长远发展所允许。城镇化和工业化对耕地的占用必然导致很长一段时间内耕地面积的不断减少，而人口的增长和生活水平的提高，必然不断扩大对粮食的需求。在保障粮食安全的前提下，中国最根本的选择是提高粮食的单位面积产量。而由于单位用水量对粮食产量的贡献率递减，对粮食单产提高的需求使未来对灌溉用水的需求以更快的速度膨胀。
由(1)式可以得到：
由此表明，在既定的技术条件下，增加粮食单位面积产量将使得对耕地灌溉能力的要求加速扩张；相反，以提高灌溉水平达到增产目的的效率将越来越低。
根据笔者预测，到2020年，中国的粮食消费需求总量将达到59961万吨，如果届时自给率调整到90％，国内粮食生产总量就应达到54000万吨。假定届时仍有10000万公顷的粮食播种面积，每公顷产量就必须增加到5400公斤。如果现有用水模式保持不变，到2020年，仅粮食生产一项的用水量就将达到5400亿立方米，比目前农业和农村生活用水总量还高出44％，这个用水量将相当于中国2005年用水总量的97.3％。很显然，随着未来城市和工业的扩张，其所耗费的水资源也将继续增加，水资源余量将越来越无法支撑农业特别是粮食生产的这种用水模式，若不改革，后果将不堪设想。
2.水资源污染问题将使未来用水形势更为严峻。2002年，水利部采用国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，对全国河流、湖泊、水库的水质状况进行了评价。评价结果显示，在12.3万公里的被评价河长中，Ⅰ类水河长占5.6％，Ⅱ类水河长占33.1％，Ⅲ类水河长占26.0％，Ⅳ类水河长占12.2％，Ⅴ类水河长占5.6％，劣Ⅴ类水河长占17.5％。全国符合和优于Ⅲ类水的河长占总评价河长的64.7％。在被评价的24个湖泊中，有6个湖泊的水质符合或优于Ⅲ类水，6个湖泊的部分水体受到污染，12个湖泊的水体受到严重污染。在被评价的196座水库中，有146座水库水质良好，达到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水质标准。在水质未达到地面水Ⅲ类标准的水库中，水污染极为严重的劣Ⅴ类水质的水库有8座。对161座水库进行营养化程度评价的结果是：处于中营养状态的水库有105座，水质处于富营养状态的水库56座。
各流域片的水质状况是：西南诸河片、内陆河片、东南诸河片、长江片和珠江片的水质良好或尚可，符合和优于Ⅲ类水的河长分别占92.6％、90.3％、76.9％、76.8％和75.1％；松辽河片、海河片、黄河片、淮河片的水质较差，符合和优于Ⅲ类水的河长分别占43.1％、40.6％、38.6％、30.8％。国家重点治理的“三湖”的情况是：太湖16.5％的面积为Ⅱ、Ⅲ类水，75.3％的湖面为Ⅳ类水，8.2％的湖面为Ⅴ类水；中营养水平的水域占太湖总面积的16.5％，富营养水平的占83.5％。滇池水质为Ⅴ类和劣Ⅴ类，处于富营养状态。巢湖东半湖水质为Ⅳ类，西半湖水质为Ⅴ类和劣Ⅴ类；东半湖处于中营养状态，西半湖处于富营养状态(水利部，2002[a])。
钱易(2004)的报告显示，海河、西北黄河、辽河、淮河四大流域的排污程度都远远超出了全国平均水平。海河的排污强度为全国的7.67倍，西北黄河是全国的2.75倍(见表5)。而这个严重污染着的黄淮海地区承载着全国39.4％的耕地用水。水资源污染使得可用水资源大幅度减少，加剧着这个水资源缺乏地区水资源的供需矛盾。而在水资源相对丰富的珠江三角洲和长江三角洲等地区，也已经出现了因水质问题导致的可利用淡水资源不足的问题(国家发展和改革委员会宏观经济研究院课题组，2003)。2006年4月发生的白洋淀死鱼事件⑤ 为中国的水资源利用再一次敲响了警钟。
三、基本结论与启示
(一)基本结论
在当前的灌溉条件下，每增加1单位的粮食产出，需要用大于1单位的耕地灌溉水量来保证。在单位耕地产出能力扩张的背景下，即使单产能力为5400公斤/公顷，到2020年，中国仅粮食生产所需的灌溉用水也将达到5400亿立方米，而这个用水量是目前农业和农村生活用水总量的1.44倍，几乎相当于目前全国的用水总量，这还不包括非粮食的农业用水。加上不断增长的工业用水、城市生活用水，并考虑水资源地域分配不均、水体污染等因素，达到这种农业灌溉规模简直是天方夜谭。发展并全力推广节水农业技术是中国唯一的出路。
(二)启示
根据以上分析，对比以色列的做法和中国农业用水的隐忧，笔者认为，为长久计，国家农业生产和粮食安全的决策重点应该是，通过农业节水设施的建设、农业节水技术的研究和水污染的治理，构建长久、可持续的农业生产能力。
1.多管齐下建设节水农业。首先，以华北、西北地区为节水重点。从全国的降水量和农业需水量对比的情况看，中国西北的甘肃、新疆、内蒙古、宁夏等省(区)存在着巨大的用水补给缺口，降水量不足农业需水量的一半，华北地区也濒临水资源入不敷出的边缘(见表6)。这是全国用水最为紧张的两个地区。但是，就在用水最紧张的西北地区，田间灌水的灌溉定额可达每公顷16537立方米，是全国平均水平的1.4倍；宁夏则高达32550立方米，是全国平均水平的2.8倍。北方灌区灌溉定额达每公顷7500～12000立方米，高出农作物实际需求量2～5倍(王家枢，2002)。对于这些不科学耕作加剧着用水紧张的地区，推广节水设施、限制粗放用水、集约高效地利用水资源比南水北调更重要。
其次，提高灌溉水利用系数、控制水田灌溉及推广水的循环利用多管齐下。就全国而言，自流灌区渠系水的利用系数一般只有0.5左右，田间水的利用系数也只有0.7左右，即自流灌区灌溉水的利用系数一般仅为0.3～0.4；提水灌区灌溉水的利用系数一般为0.5～0.6，井灌区灌溉水的利用系数一般在0.6～0.65；而近十年来建成的一批节水灌溉工程中，灌溉水的利用系数在0.7～0.9(石玉林、卢良恕，2001)。如果能把灌溉水的利用系数从0.5提高到0.7，则仅此一项，就可以节约农业用水28.6％。
而对于广大的稻作区域，如果能结合控制水田灌溉并使用回归水(循环利用)，节水的效果将更为明显。以长江中下游地区⑥ 灌溉水的平衡状况为例：如果水田全部浅水灌溉(漫灌)，灌溉水的利用系数为0.5，不用回归水，则全区净缺水553.5亿立方米；当灌溉水的利用系数提高到0.7时，水资源的缺口缩小到42.1亿立方米；如果回归水利用占引用水量的30％，则将有368亿立方米的水资源净余额；如果全部实行水田灌溉控制，即便不用回归水、灌溉水的利用系数也仅为0.5，该区也可以实现108亿立方米的灌溉水余额；如果结合使用回归水的比例达30％，则灌溉水余额可达518.4亿立方米；如果再把灌溉水的利用系数提高到0.7，则灌溉水余额将达869亿立方米(见表7)。这相当于2003年全国用水总量(5320.4亿立方米)的16.3％，接近农业和农村生活用水总量(3737亿立方米)的1/4。
第三，通过非粮食农业生产r节水建设带动整个农业节水。在对单位耕地面积用水量与各种粮食作物种植比重⑦ 的相关性分析中发现，二者显著负相关(皮尔森相关系数为-0.574，显著性水平为0.001)。简单的线性回归结果为：
x=10918.662-11716.1a⑧ (2)
(2)式中，x表示单位耕地面积用水量，a表示粮食种植面积比重(简称“粮食比重”)。
(2)式可以转换成：
x=-797.438+11716.1×(1-a)(3)
(3)式显示，农业用水量的增长更多地来自非粮食作物种植需水的扩张，而不是粮食作物本身。通过对非粮食生产节水工程的投资来带动整个农业生产节水从而促进粮食生产能力的提高，可能是一个比较效益更高、更有效的路径。这样一种切入方式既有助于提高节水效率，也更符合政策性投资在投资中对效益的要求。
2.支持农业节水型技术的研究和推广。节水是一个整体概念，必须通过整个农业领域(包括粮食作物和经济作物)节水技术的实施，实现整个农业的节水，保障未来的用水需求。像以色列那样高水平地使用灌溉水资源，是以一定的科研和推广投入为前提的。如果能够在作物节水、降低灌溉设施成本两个问题上共同取得突破，则水资源问题解决起来就可以更轻松。
3.适当提高农业用水价格，并对此进行财政补贴。目前，中国农业用水价格过低，是造成水资源浪费和用水效率不高的原因之一。一边是水资源高度稀缺，一边是低价和大量浪费，这不符合中国的国情。应适当提高农业用水价格，激励农民采取节约用水技术。而节约水资源具有显著的外部性，这种节约行为本身属于公共品的范畴，在提高水价的同时，政府应该通过财政补贴政策，支持农民采用节水技术。
4.遏制和治理水污染。这是任何一个涉及生存和发展的议题所绕不过去的问题。这个问题解决得不好，前面所说的一切措施都没有任何意义。在中国，治理和控制水污染将是一个长期任务，必须对工业污染、生活污染和农业污染采取全面、系统的措施，这些措施应该以完善的法律为基础，并以强大而公正的行政执法能力作保障。
注释：
①粮食包括谷物、薯类和豆类三大种类，从饮食习惯和产量上看都以谷物为主体(按《中国统计年鉴2004年》数据，1991～2003年，谷物产量占粮食产量的比重大致在87％～90％之间)，谷物主要包括水稻、小麦和玉米。
②常数项和自变量的t值分别为13.679、3.075，显著性参数分别为0.000、0.005；模型的R[2]为0.252，F值为9.456。
③这种获取灌溉水资源的能力体现在当地的水资源状况和灌溉水利设施状况等方面。
④根据国家统计局《中国统计年鉴2004》(中国统计出版社，2004年)，1998年是近几年粮食产量的高峰，但从1998年之后，粮食产量逐年下降，1998～2003年，历年粮食总产量分别为：51229.5万吨、50838.6万吨、46217.5万吨，45263.7万吨、45705.8万吨和43069.5万吨。这也是中央不得不再次重视粮食问题的原因。
⑤详见《谁在污染华北明珠——白洋淀死鱼事件调查始末》，新华网(http://news3.xinhuanet.com)，2006年4月11日。
⑥包括湖南、湖北、江西、江苏、安徽、浙江、上海。
⑦比重根据《中国统计年鉴2004》计算。
⑧模型2的常数项和自变量的t值分别为5.399和-3.709，显著性参数分别为0.000和0.001；模型的R[2]为0.329，F值为13.758。
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