山東省農(nóng)業(yè)適水發(fā)展對策研究

杜貞棟，王 昕，周榮星

（1.山東省海河淮河小清河流域水利管理服務(wù)中心，山東 濟南250100；2.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟南250014）

黨的十八大以來，習(xí)近平總書記提出了“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的新時期治水思路，并提出了要“以水定城、以水定產(chǎn)、以水定人、以水定地”。水資源總量控制、依水量定發(fā)展已成為水資源開發(fā)利用與社會發(fā)展的必然選擇。

近年來，山東省先后制定了《山東省水資源綜合利用中長期規(guī)劃》《山東省水安全保障總體規(guī)劃》等一系列規(guī)劃，按照“全省一體、流域統(tǒng)籌、防洪供水生態(tài)并重”原則，“五水共享”“四水共治”，強化水資源管理，取得了顯著成效。農(nóng)業(yè)一直是用水大戶，為緩解水資源供需矛盾，山東省大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水并取得較大成就，灌溉定額由4 500 m3/hm2下降到不足3 000 m3/hm2，水分生產(chǎn)率由不足1 kg/m3提高到1.4 kg/m3，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)連續(xù)十六年實現(xiàn)增產(chǎn)增效不增水，2018 年灌溉水利用率為0.640 6。在取得成績的同時，必須看到受自然環(huán)境和人為因素的雙重影響，山東省水資源不足的問題依然突出，黃河實際用水量存在減少的風(fēng)險，工業(yè)和生活用水仍有剛性增加的趨勢，河道斷流、地下水超采的問題沒有從根本上得到解決，海水入侵等生態(tài)環(huán)境問題依然嚴峻。隨著生活、工業(yè)及生態(tài)用水的增長，農(nóng)業(yè)用水在未來社會用水結(jié)構(gòu)中的比例將會進一步壓縮。因此如何適應(yīng)山東省水資源的稟賦條件，走出一條農(nóng)業(yè)適水發(fā)展之路，是迫切需要解決的戰(zhàn)略問題。

為了探尋水資源緊缺條件下的可持續(xù)發(fā)展道路，水資源專家鄭連生提出了“適水發(fā)展”這一研究命題，力爭全面對水資源利用適應(yīng)性做出分析；中國工程院院士康紹忠認為農(nóng)業(yè)節(jié)水量跑不贏農(nóng)業(yè)耗水量，要轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)用水觀，發(fā)展適水農(nóng)業(yè)，保障水資源可持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。實施農(nóng)業(yè)適水發(fā)展對策調(diào)研，既是中央和省委的要求，也是國內(nèi)權(quán)威專家研究的熱點問題，因此，開展山東省農(nóng)業(yè)適水發(fā)展對策研究意義重大。

1 山東省水資源概況及變化分析

1.1 水資源總量分析

根據(jù)《山東省統(tǒng)計年鑒》（2001—2019 年）及《水資源公報》（2000—2018 年）等相關(guān)資料，計算求得2000—2018 年山東省多年平均水資源總量為282.77 億m3，其中地表水資源量為185.27 億m3，地下水資源量為105.04 億m3，見圖1。

圖1 2000—2018 年山東省水資源趨勢變化

根據(jù)山東省長系列年降雨資料分析，2000—2002 年、2006 年、2014 年、2017 年 為 枯 水 期，2003—2005 年、2007 年、2011 年為豐水期。水資源總量最大489.69 億m3（2003 年），最小98.14 億m3（2002 年），極值比達4.99。

1.2 客水資源量

根據(jù)2000—2018 年山東省水資源公報等相關(guān)資料，多年平均跨流域調(diào)水量59.05 億m3，其中引黃水量58.17 億m3，南水北調(diào)調(diào)水3.11 億m3。按照現(xiàn)有可供水量，黃河水分配指標70 億m3，長江水14.67 億m3，見圖2。

1.3 用水結(jié)構(gòu)變化分析

2000—2018 年山東省用水總量呈現(xiàn)逐年緩降的變化趨勢（見圖2），2017 年總用水量到達最低值，僅為209.47 億m3，較最高值2001 年的252.72 億m3減少了17.11%。

近年來，由于生產(chǎn)方式的改進以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素，使農(nóng)田灌溉水量和占比都在不斷地降低，2018 年僅為114.68 億m3，為歷史最低值。工業(yè)、生活、生態(tài)、林牧漁業(yè)用水量呈穩(wěn)定緩慢上升態(tài)勢。

圖2 2000—2018 年各行業(yè)用水量變化趨勢

農(nóng)業(yè)用水量的持續(xù)降低，一方面反映了節(jié)水水平的提高，另一方面是大量轉(zhuǎn)為非農(nóng)業(yè)用水。面對保障糧食安全和重要農(nóng)副產(chǎn)品有效供給，農(nóng)業(yè)供水安全的風(fēng)險在進一步加大。

1.4 灌溉用水分析

1）農(nóng)業(yè)灌溉供水分析。從《山東第一次水利普查成果》來看，山東灌溉水源主要來自于水庫、塘壩、湖引水閘、河湖泵站、機電井等水利設(shè)施。從灌溉水源占比看，山東農(nóng)田灌溉對地下水和黃河水的依賴性較強，山東省地下水的開采利用程度較高，魯西北、淄博、濰坊北部地下水超采嚴重，地下水漏斗得不到有效恢復(fù)。

2）農(nóng)業(yè)用水水平分析。根據(jù)《山東省統(tǒng)計年鑒》（2019 年）資料，全省單位農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值用水量是單位GDP 用水量的9.69 倍、單位工業(yè)產(chǎn)值GDP 的23.94 倍。說明生產(chǎn)同樣產(chǎn)值，農(nóng)業(yè)用水量要遠遠大于工業(yè)，這也說明盡管山東省農(nóng)業(yè)用水效率較高，其產(chǎn)值并不高。

2 山東省農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢分析

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展趨勢分析

2.1.1 農(nóng)業(yè)種植面積

1）耕地面積。山東省地處黃淮平原，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得天獨厚，是中國糧食生產(chǎn)的核心區(qū)域，在全國排第三位。截至2018 年，實有耕地面積達757.25 萬hm2，占山東省總面積的47.95%；有效灌溉面積523.60 萬hm2，占實有耕地面積的69.14%；實灌面積達480.54 萬hm2，占實有灌溉面積的63.46%。近20 年耕地面積基本穩(wěn)定，有效灌溉及實灌面積呈緩慢增長的趨勢，見圖3。

圖3 耕地、有效灌溉、實灌面積變化趨勢

2）播種面積。2000—2010 年山東省播種面積有緩慢的下降趨勢，2010 年度后呈現(xiàn)緩慢上升。2018 年山東省播種面積1 153.16 萬hm2，占全國總播種面積的6.95%。山東省糧食作物主要包括夏、秋兩季，2000—2004 年間糧食作物播種面積有所下降，之后呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，尤其在2016 年后，隨著國家對糧食安全的重視程度不斷加大，糧食播種面積大幅度增加。2018 年山東省糧食播種面積840.48 萬hm2，占總播種面積的72.88%，見圖4。

3）種植結(jié)構(gòu)。山東省種植結(jié)構(gòu)全面，農(nóng)業(yè)發(fā)展相對均衡，形成了糧食作物為主導(dǎo)，油料、棉花、蔬菜瓜果為輔的種植格局。山東省以糧食種植為主導(dǎo)，蔬菜瓜果比重較大，油料作物、棉花為輔的作物種植分布。2000—2004 年出現(xiàn)了經(jīng)濟作物（蔬菜瓜果、油料作物）種植面積增加，糧食作物面積減小的趨勢。2007—2015 年糧食作物、蔬菜瓜果種植面積穩(wěn)步增長，油料作物及棉花種植面積不斷減少。2015—2018 年糧食作物面積迅速增加后趨于穩(wěn)定，蔬菜瓜果、棉花種植面積急劇下降后趨于穩(wěn)定，油料作物種植面積緩慢下降，見圖5。截至2018 年，山東省夏收糧食種植面積406 萬hm2、秋收糧食434.49 萬hm2、油料作物71.14 萬hm2、棉花18.33 萬hm2、蔬菜瓜果169.41 萬hm2，2018 年夏收糧食、秋收糧食、油料、棉花、蔬菜瓜果種植比例為3.69∶3.95∶0.65∶0.17∶1.54。

圖4 總播種面積與糧食作物播種面積變化趨勢

圖5 各類作物播種面積變化趨勢

2.1.2 種植業(yè)產(chǎn)量與產(chǎn)值

1）種植業(yè)產(chǎn)量。種植業(yè)是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，山東省糧食、蔬菜等作物產(chǎn)量均居全國前列。2018 年山東省夏收糧食產(chǎn)量2 472.23 萬t，收秋糧食產(chǎn)量2 847.28 萬t，年人均糧食占有量531.63 kg，遠高于國際公認的400 kg 糧食安全線。

2000—2018 年間，山東省蔬菜瓜果產(chǎn)量變化較大，2004 年前后達到峰值，但由于發(fā)展無序，隨后兩年蔬菜瓜果面積驟降，2006—2015 年間又穩(wěn)步增長。2016 年，農(nóng)民進城務(wù)工數(shù)量增加、國家糧食重視程度進一步加強等，導(dǎo)致蔬菜瓜果類勞動力需求量大的作物面積下降。截至2018 年，蔬菜瓜果總產(chǎn)量9 307.05 萬t，油料產(chǎn)量310.90 萬t，棉花產(chǎn)量21.7 萬t。

2）種植業(yè)產(chǎn)值。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，2000—2018 年，農(nóng)林牧漁產(chǎn)值占生產(chǎn)總值的比重逐年下降，截至2018 年，農(nóng)林牧漁產(chǎn)值僅占生產(chǎn)總值的12.29%，這也說明了山東省第二、第三產(chǎn)業(yè)進展迅速。農(nóng)業(yè)產(chǎn)值（種植業(yè)）在農(nóng)林牧漁中占比呈波動性下降的趨勢，截至2018 年，占比為49.78%，見圖6。

圖6 農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占比變化情況趨勢

2.2 農(nóng)田節(jié)水灌溉工程發(fā)展趨勢分析

2000—2018 年山東省節(jié)水灌溉面積處于不斷增長狀態(tài)，尤其是2013—2018 年增長速度進一步提高，截至2018 年山東省節(jié)水灌溉面積337.23 萬hm2，占有效灌溉面積的64%，是2000年節(jié)水灌溉面積的2.06 倍，見圖7。

圖7 不同節(jié)水灌溉形式實施面積變化趨勢

2000—2018 年間，山東省噴灌面積穩(wěn)定在14 萬hm2上下，滴灌面積由2000 年的3.23 萬hm2增加至2018 年的11.39 萬hm2，增長了2.53 倍。隨著水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用推廣，微灌在蔬菜、果樹等經(jīng)濟作物中的應(yīng)用將不斷增大。

截至2018 年，渠道防滲面積達91.24 萬hm2，是2000 年的6.35 倍；20 世紀80、90 年代，山東省在機井灌區(qū)大力發(fā)展低壓管道輸水灌溉技術(shù)，2010 年前后在引黃灌區(qū)鋪開。2018 年，低壓管道灌溉面積達220.10 萬hm2，是2000 年的3.25 倍。

3 山東省農(nóng)業(yè)適水發(fā)展對策及建議

通過研究，在山東省農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨越來越強的水土資源剛性約束的背景下，提出農(nóng)業(yè)適水發(fā)展對策建議如下：

3．1 落實農(nóng)業(yè)水權(quán)，保障農(nóng)業(yè)用水量有效供給

山東省多年平均水資源總量303 億m3，人均和畝均占有量在全國均處于低值區(qū)，水危機風(fēng)險大。根據(jù)多年研究和農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢、用水規(guī)律分析，在現(xiàn)有節(jié)水水平和產(chǎn)量水平下，全省農(nóng)田灌溉用水量應(yīng)保持在130 億m3以上，這是保證糧食安全和重要農(nóng)副產(chǎn)品有效供給的最低灌溉水量。在實施最嚴格的水資源管理的基礎(chǔ)上，各地應(yīng)依法開展水資源使用權(quán)確權(quán)登記，形成歸屬清晰、權(quán)責(zé)明確的水資源資產(chǎn)產(chǎn)權(quán)制度。搭建水權(quán)交易管理服務(wù)平臺，探索推行“一卡兩價一平臺”的農(nóng)業(yè)水權(quán)交易模式，使水權(quán)水市場成為解決農(nóng)業(yè)用水不足、實現(xiàn)可持續(xù)利用的內(nèi)生動力。

3．2 調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)適水種植

堅持有保有壓，優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)，推動種植業(yè)由注重產(chǎn)量向穩(wěn)定提升產(chǎn)能轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)藏糧于地、藏糧于技。穩(wěn)定冬小麥面積，擴大專用小麥面積；適當控制籽粒玉米種植面積，擴大青飼草飼料種植面積；在沿黃地區(qū)大力推廣玉米與大豆輪作，在山地丘陵區(qū)鼓勵種植耗水少、附加值高的農(nóng)作物，推廣玉米與雜糧作物輪作，增加花生、甘薯、雜糧等耐旱作物播種面積；在適宜地區(qū)探索開展耕地休耕試點；控制蔬菜種植規(guī)模，推廣低耗水品種；推廣耐旱品種和節(jié)水保墑技術(shù)。為保證種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的有效推進，還應(yīng)建立起補償政策，如減產(chǎn)補償、節(jié)水補償?shù)?，引?dǎo)和鼓勵農(nóng)民積極開展作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。

3．3 挖掘多水源利用技術(shù)，做好“開源”

一是充分利用土壤水資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)適水布局。山東省多年平均降水總量約1 065 億m3，賦存于土壤中的水資源量約496 億m3，土壤水利用潛力較大，建立作物需水規(guī)律與天然降水相匹配的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水；二是科學(xué)利用雨洪水資源。根據(jù)已有的研究成果，山東省多年平均入海出境水量87.6 億m3（不含黃河入海水量），地表水資源中尚有40 億m3開發(fā)潛力，結(jié)合山東省實際，因地制宜利用雨洪水資源非常必要；三是重視再生水的技術(shù)研發(fā)。山東省每年污水處理能力達到46 億m3，而再生水利用率低。利用符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)要求的再生水進行農(nóng)田灌溉，不僅成本低，而且營養(yǎng)豐富，還可以結(jié)合水景觀建設(shè)一水多用。

3．4 挖掘農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力，做好“節(jié)流”

一是繼續(xù)開展灌區(qū)現(xiàn)代化改造和高標準節(jié)水灌溉工程建設(shè)。山東省滴灌、噴灌面積占比不足5%，且使用情況遠遠不能達到預(yù)期效果，發(fā)展?jié)摿Υ螅欢前l(fā)展農(nóng)藝綜合節(jié)水，大力推廣深耕存墑、覆膜保墑、保護性耕作、生物保水劑等農(nóng)藝、生物措施；三是推廣管理節(jié)水技術(shù)，如節(jié)水灌溉制度、隔畦灌溉、非充分灌溉等、水肥耦合技術(shù)等，使水土、作物資源均得到高效利用；四是因地制宜推廣綜合節(jié)水模式，如平原井灌區(qū)高效節(jié)水模式、引黃灌區(qū)高效節(jié)水灌溉模式、水庫灌區(qū)自流（自壓）節(jié)水灌溉模式、山丘區(qū)小水源高效節(jié)水模式、沿海經(jīng)濟發(fā)達缺水區(qū)多水源聯(lián)網(wǎng)高標準節(jié)水模式、農(nóng)業(yè)園區(qū)和城市近郊區(qū)精細農(nóng)業(yè)高效節(jié)水模式、半旱地農(nóng)業(yè)非充分灌溉模式、微咸水灌溉模式等。

3．5 加強農(nóng)田水利管理，以改革促節(jié)水

截至目前，山東省大中型灌區(qū)渠首和干支渠口門還未實現(xiàn)全部用水計量，機井、塘壩、蓄水池等小型水源用水計量更不完善。用水總量統(tǒng)計中農(nóng)業(yè)用水的統(tǒng)計還存在大范圍的典型調(diào)查估計法，難以保證農(nóng)業(yè)用水量的精確統(tǒng)計。通過落實水權(quán)，建立獎罰制度；完善農(nóng)業(yè)用水計量設(shè)施體系，形成有力的農(nóng)田水利管理模式。

3．6 利用虛擬水戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)換農(nóng)業(yè)發(fā)展思路

從虛擬水戰(zhàn)略得到啟示，從富水地區(qū)引進糧食等農(nóng)產(chǎn)品來緩解流域內(nèi)的水資源供應(yīng)壓力，不失為一條保障水安全和糧食安全非常有效的途徑，尤其在糧食價格低于缺水地區(qū)自身的生產(chǎn)成本時，這種優(yōu)勢就體現(xiàn)的更為明顯。且與南水北調(diào)工程相比，這種通過轉(zhuǎn)變本區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展定位的思路更為經(jīng)濟可行。因此，山東省農(nóng)業(yè)定位應(yīng)以控制高耗水農(nóng)產(chǎn)品規(guī)模，以發(fā)展節(jié)水、經(jīng)濟效益高的農(nóng)業(yè)為主，逐步扭轉(zhuǎn)虛擬水輸出的劣勢。

3．7 多部門聯(lián)合發(fā)力，共同促進農(nóng)業(yè)適水發(fā)展

《山東省水安全保障總體規(guī)劃》中提出“在穩(wěn)定糧食產(chǎn)量和產(chǎn)能的前提下，因地因水選擇種植作物，鼓勵種植耗水少、附加值高的農(nóng)作物，增加花生、甘薯、雜糧等耐旱作物播種面積，建立作物生育時期與天然降水相匹配的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)與種植制度”?！渡綎|省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016—2020 年）》中的“調(diào)整優(yōu)化種植業(yè)結(jié)構(gòu)”部分提出“到2020 年，全省蔬菜播種面積穩(wěn)定在213．33 萬hm2左右，其中設(shè)施蔬菜面積力爭擴大到100 萬hm2左右”。不同部門規(guī)劃目標存在差異，因此實施這些規(guī)劃，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)適水發(fā)展的目標，需要多部門聯(lián)合。

3．8 繼續(xù)加大水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度

山東省連續(xù)多年農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增效不增水，得益于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源的增加、得益于農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)進步、得益于降雨的充分利用、得益于非充分灌溉技術(shù)的發(fā)展、得益于種植管理思路的轉(zhuǎn)變、得益于節(jié)水灌溉工程的投入。農(nóng)田灌溉是提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的最主要條件之一，灌溉農(nóng)業(yè)的單產(chǎn)水平是雨養(yǎng)的2.5 倍，山東省糧食總產(chǎn)量連續(xù)6 年穩(wěn)定在500 億kg 以上、全省農(nóng)產(chǎn)品出口額連續(xù)21 年領(lǐng)跑全國，灌溉面積的穩(wěn)步增加、有效面積的持續(xù)擴大、節(jié)水灌溉工程的高效投入為基礎(chǔ)的水利灌溉工程功不可沒。因此，持續(xù)加大灌區(qū)改造和節(jié)水工程建設(shè)，是山東省農(nóng)產(chǎn)品有效供給的保障基礎(chǔ)。