中国节水生态农业模式研究
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作者: 王 婧 侯立白
[摘要]针对我国水资源紧缺与生态环境恶化的现状，总结阐述了水资源紧缺区适用的节水生态农业模式、灌区适用的节水技术主导型生态农业模式、经济发达区适用的资源高效利用型节水生态农业模式等五种模式，并从基础研究、关键理论研究实践等几方面对节水生态农业模式的发展进行了展望。
[关键词]节水农业 生态农业 模式
我国人口众多，农业生态环境较脆弱。一方面，我国农业水资源严重短缺，水量型缺水、水质型缺水、季节型缺水、区域型缺水、结构型缺水、效率型缺水等现象普遍存在；另一方面，对水资源的不合理开发造成了环境的破坏，已经威胁到了我国的经济发展和粮食安全，因此，建设节水生态农业模式是粮食安全与生态环境建设的必然要求。
节水生态农业模式基础理论
我国节水农业与生态农业的发展始于20世纪70到80年代，由始至今一直得到了政府的高度重视、科技界的积极探索和广大农民的热情参与。节水生态农业理论与实践是在综合了节水农业与生态农业的发展基础上，针对农业水资源过度利用、生态农业系统退化、农业发展成本提高这三大弊病提出的，其环境友好性与资源高效利用性有利于我国农业的可持续发展。目前我国节水生态农业模式大部分都是技术主导型，在构建过程中，要遵守水资源合理配置原则与生态农业模式的设计原则。
我国主要节水生态农业模式
现以地区特色与水资源利用特征为依据将我国主要节水生态农业模式分为五种类型进行归类述评：
水资源紧缺区适用的节水生态农业模式。该模式针对水资源紧缺的旱区“水量型缺水”的现实，主要通过提高“天上水”资源的利用率，同时优化生态系统内各组分的时空配置，协调其与环境的关系，并辅以其它措施，提高降水资源的产出效益，促进农民脱贫致富。主要适用于我国中西部水资源紧缺地区，尤其是农业生产“靠天吃饭”，生产条件落后的区域，典型模式主要有：
庭院集雨立体种养型模式，该模式针对庭院、屋面降雨利用率低的特点，发展以庭院立体种、养和小型加工业为主的庭院经济。首先建设雨水集储设施，据需求确定种、养结构与规模，同时辅助发展提输水设备、简易高效节水灌溉技术和水质净化技术。集雨高效种植型模式，该模式根据市场需求和气候风险调整种植结构，以提高雨水的利用转化效率和收益为目标，辅以各种节水抗旱灌溉技术，提高农田生态系统的稳定性。因种植面积较大，集蓄雨水主要用于确保出苗，多余的可在需水关键期补灌。比较典型的代表模式有黑龙江依兰县的水浇地免耕节水灌溉模式、旱岗地深耕截雨蓄水模式、沟谷埝阶地中耕截雨蓄水模式等。
节水抗旱生态农业模式，该模式针对季节性缺水问题，调整农田生态系统组分结构的协调程度，选用当地适宜的节水灌溉技术，如坐水种、软管灌溉等，辅以工程、农艺、化学和管理等手段，把生产和生态环境保护相结合，提高经济效益。例如松嫩平原每年坐水种面积高达466.7万公顷以上，取得了良好效果。
灌区适用的节水技术主导型生态农业模式。该模式主要通过改造水利工程设施与农田灌溉方式，辅以其它措施，联合调度地表水与地下水，提高灌溉水资源的管理水平，以降低灌溉损失，保护生态环境，使生态系统具有最大的稳定性，并促进系统功能的良性发挥。适用于我国广大灌区，典型模式主要有：
渠灌区防渗节灌技术主导型生态农业模式，该模式首先提高渠道防渗衬砌率，然后进行农田基本建设，改进地面灌溉技术，辅以其它综合措施，实现全方位节水。如甘肃省武威市的山水灌区采取上述模式后，田间水利用率达90％，灌溉水利用率达53.3％。
井灌区高效节水灌溉技术主导型模式，该模式首先实施低压管道输水，然后进行农田基本建设，改进地面灌溉技术，辅以其它综合措施，并尽可能蓄存降水回补地下水。如山东省桓台县利用此模式，比传统地面灌溉节水29.8％，年减少地下水开采量30亿吨。
结合灌区水资源优化调控技术和高效节水灌溉技术联合应用型模式，该模式针对结合灌区一般引灌为主，井水为辅的特点，引灌时采用防渗渠道或低压管道，并适当提高灌水定额以回补地下水，井灌时则用管道输水，减小灌溉定额以控制地下水位。田间改进地面灌溉技术，辅以其它节水措施，在时空上联合调度地表水与地下水。例如河南省清丰县采取此模式，节水率达30.4％，水分生产率提高63.3％，地下水位有所回升。
经济发达区适用的资源高效利用型节水生态农业模式。该模式主要通过增加节水投入，引入高新技术，提高对生态系统的干预度及精准度，提高灌溉的自动化水平，辅以其它措施，强化水资源管理，追求高产高效。主要适用于经济基础好、起点高的区域，一般是经济发达地区或城郊地区，典型模式主要有：
城郊资源高效利用型生态农业模式，该模式针对城郊农业基础好、区位佳、农民接受能力强的特点，提高科技、资本的投入，增加生态系统的广度与维度，发展设施农业，改进地面灌溉技术，发展水肥一体化，辅以其它措施，提高水、土、肥等资源的利用效率。如北京大兴县“九五”期间运用此模式在城郊示范区内进行整修建设，节水150万吨/年，缩短轮灌周期3～5天。
低劳动强度高用水效率型生态农业模式，该模式针对经济发达地区用水压力大，农业生产不稳定，但经济发达，投资容易，农民迫切要求机械化和自动化的特点，增加节水投入，提高对生态系统的干预精准度，重点发展高标准的水资源现代化管理技术，发展劳动强度低、操作方便、生产效率高的地面灌溉技术，并提高信息技术利用度，采取自动化控制。
生态脆弱区适用的生态保护与节水结合型生态农业模式。该模式主要针对生态脆弱区生态环境矛盾突出，易引发严重生态问题的特点，强调因地制宜，以保护生态环境为主，改善水资源利用状况，提高农民收入。适用于我国生态脆弱地区，包括山区、丘陵、荒漠区、农牧交错带、喀斯特地形区、小流域等，采用的模式更加多样，统称为生态保护与节水结合型生态农业模式，比较典型的有：
集雨生态畜牧型模式，该模式根据生态系统的承载力来发展牧业生产，进行集水工程建设，集水定草，以草定畜，合理退耕，推广优良畜种和先进饲养技术，提高经济效益。如彭阳县利用此模式，在坡面上修建竹节沟、隔坡梯田等，使天然草地坡面集流效率在8％～11％，天然林地坡面集流效率在7％-11％，坡耕地、退耕草地集流效率在10％-20％，有效地发展了农牧业，保护了生态环境。
另外，山区与丘陵一般采用节水灌溉工程技术主导型模式，其中较有代表性的有低山丘陵区河道截渗拦蓄和高水位池联合供水的节水灌溉工程技术模式，即在河床上修建截渗墙，将水抽到在河两岸适当高度处修建的蓄水池，在坡耕地由上至下依次发展低压管道输水灌溉、微、喷灌。喀斯特地区一般采用节水灌溉技术主导型模式，如重庆采用的节水型农业模式，即农户在农田周围打
井或修水窖，然后推行管道灌溉，在经济条件稍好的地区推广滴、微灌，取得了良好效果。
多类型区域适用的结构优化型节水生态农业模式。该模式主要是在分析可利用水资源的基础上，通过调节作物品种、时空组合与灌溉的时间特征，提高作物生产与水资源时空分布的配合度，辅以其它措施，改善水资源的利用状况，提高经济效益。适用于我国大部分区域，尤其是季节型缺水、结构型缺水、效率型缺水等现象比较普遍的地区。典型模式主要有：
多种多收的时间结构优化型节水生态农业模式，该模式利用种群演替原理，使生态系统拥有最有效利用降水的时间结构，改善作物与降水在节律上的吻合度，提高其利用率。如河南省扶沟县的“六种六收”模式与河北省以早熟小麦套种中晚熟玉米为主的良种配套体系，能使降水利用效率提高30％左右。
适水的结构优化型生态农业模式，该模式以全年可用水资源为主要参数，同时参考土壤、经济和作物生理特性等因素，在时空维度将系统内的作物与水进行科学组合，提高水资源利用率。如黄淮海平原丰水区实行的小麦一水(旱)稻和小麦一棉花(或芝麻)模式。
研究前景与热点问题展望
基础性研究方面。包括我国节水生态农业概念的内涵、外延及其分类；节水生态农业模式的空间分布与动态演变规律如何；其空间适宜规模、布局与组合；其技术适用度规律等。
关键理论研究方面。节水生态农业在重视技术创新与传统技术改进的同时，强调技术集成配套，注重区域发展模式研究。以后的重点将集中在技术的有机融合及区域适宜性；技术的标准化与评价等方面。
外延理论研究方面。未来节水生态农业模式研究中，理论外延即与各学科的交叉必将成为热点。包括高效水资源管理技术的应用；农民主人翁意识与地位的提升；农田水分高效利用理论；区域生态水文过程；农业精准用水理论与实践；节水潜力的计算等。
实践问题解决方面。包括节水生态农业模式的规模经营与保障体系；模式的生态合理性及其与区域乃至全球农业生态系统的互作；模式的生态服务功能与区域水、粮食、生态安全的保障等。
总之，建设节水生态农业模式有利于提高资源利用率、能量转换率和劳动生产率，可有效解决我国农业水资源供需矛盾，改善生态环境，促进我国农业发展模式的良性变迁，有很大的推广与研究空间。
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