黄土高原地区农业实施雨水集蓄利用技术的生态经济依据

二、黄土高原地区农业实施雨水集蓄利用技术的生态经济依据

我国是世界上干旱半干旱区面积较大的国家，旱耕地面积占全国总耕地面积的52.5%，农业生产条件不稳定的半干旱地区占国土面积的21.7%，年降水量在250～600毫米左右的黄土高原半干旱区是我国主要的旱作农业实施区。其中典型地带——黄土高原水土流失区耕地约占半干旱地区的1/3，坡耕地占到耕地面积的75%。长期以来，由于人口快速增长、干旱频繁、水土流失严重、生态环境恶化，作物产量低而不稳，使这类地区的人民生活水平和社会经济发展远远低于全国平均水平。在西部大开发的背景下，根据半干旱区的自然资源特点（特别是水资源的特点），选择合适的农业发展模式，提高土地生产力，实现农民的脱贫、农业和农村经济的发展，使生态环境逐步得到恢复与重建，是一项十分紧迫的任务。

1.黄土高原半干旱区农业生产的生态环境特点

黄土高原半干旱区的降水量比东部偏少，且不稳定；农业生产没有外来水资源可供利用，完全依赖降水。这就决定了此类生态系统必然具有明显的不稳定性和较低的抵抗外来自然风险的能力。同时，它的地带性特征又决定了它具有较大的生产潜力。这里的光、温、土质条件良好，土壤肥力可调，唯水分条件是关键的限制因子，只要水的问题解决得好，生产潜力还比较大。因此，这里（特别是其中生态系统的水因子）一直是有关方面密切关注的焦点。人们注意到黄土高原半干旱区与干旱区具有不同的特点，即它的降水量仍在允许从事农业生产的范围之中。这样，能否实现对自然降水的有效保持和高效利用，并据以选择合适的种植模式，就成为实现这一地区农业可持续发展的关键。对此人们看到，水土保持是这一地区防治水土流失和合理利用水土资源的一项综合性技术，国家已经给予应有的重视。但同时，对水资源（特别是雨水资源）的高效利用以及农业发展模式中的有关农艺技术（耕作制度、抗旱品种、农艺措施、节水措施等）的选择则显得相对重视不够。因此，必须将雨水利用、农业发展模式的选择和水土流失治理紧密联系起来。

2.黄土高原半干旱区农业生产面临的问题

（1）农业生产的生态基础脆弱。黄土高原大部分地区处于半干旱地带，属于生态环境脆弱地区，严重的水土流失和频繁的干旱并存成为该地区重要的自然环境特征，外界的一个微小扰动就有可能加速该生态系统的濒临崩溃。但长期以来，人们为了自身的生存却不断加大从自然生态系统中的索取程度；特别是农业生产活动中落后的生产方式和粗放的管理模式，如陡坡开垦、毁林开荒、超载放牧等，使森林、草场资源遭到严重破坏，许多地区森林覆盖率已减少到10%以下。由于土地失去了涵养水源的生态基础，进而导致水土流失加剧、耕地肥力降低。该区降水和黄土高原自身的特点，加上四季多强风的气候，都对农业和生态环境起了严重的摧残作用，主要是严重的土壤侵蚀。据统计，在幅员64万平方公里的范围内，集中连片的水土流失面积就有43万平方公里，其中严重流失面积27.6万平方公里，从黄土高原输入黄河的泥沙每年达16亿吨。半干旱区65%以上的耕地为山坡旱地，频繁的水土流失又造成了土壤中有限的植物矿物质养分大部分丢失，从而形不成稳定的、相对肥沃的表土层。

（2）农业生产的水因素短缺。该区干旱少雨，水资源贫乏，雨水成为当地农民生活和生产的唯一水源。黄土高原的年降水量约在250～600毫米，而农田最大蒸发量则高达600～1000毫米，农田水分亏缺量达200～800毫米，整个地区均有不同程度的缺水现象。同时由于降水季节分配不均，年变率大（20%～50%）；降水量在年内各月的分配也极不均匀，70%的降水量集中在7、8、9三个月，并且常以暴雨形式出现，农业可利用的降水量不到30%。由于千沟万壑的黄土地貌，地表水资源的利用仅限于河流谷地的川坝地，水利工程难度大、成本高。地下水的埋藏深，补给条件复杂，难以大量开发。暴雨性降水不仅造成严重的水土流失，而且使水资源利用率难以提高。降水时间、降水量与作物的需水期、需水量不同步，结果造成了该区农业产量低而不稳。

该区干旱具有如下特征：一是干旱频繁并具有持续性。据统计，近500年来，黄土高原地区干旱频率达27%～41%（平均为36%）。其中大旱频率为5%～15%（平均11%），小旱频率为18%～33%，约9年一大旱，3年一小旱。就地区而言，西部的平凉、天水、兰州、西宁等地的干旱频率相对较低（小于30%），约为3年一干旱；其余地区干旱的频率在40%左右；长城沿线的榆林地区达到43%。二是干旱具有明显的季节性。对农业生产危害较大的季节干旱中，以春旱严重的频率最高，夏旱（主要指初夏）次之，秋旱较少。据黄土高原近30年资料统计，全区春旱频率高达57%，且地区差异不大。

（3）农业生产有机质投入不足，土壤肥力低。黄土高原半干旱区农业生产中，生态要素最主要的是水分，它对作物产量的增加和稳定具有其他因素不可替代的作用。其次就是土壤养分，它对增加作物产量、发挥土地资源生产潜力也至关重要。这一地区人口对耕地的压力，远远超过了土地的承载能力。在耕作制度上，该区普遍采用“谷物大田耕作制”，走的仍然是片面“以粮为纲”的路子。在土地利用结构上，粮田比例偏高，豆科作物、绿肥、牧草、休闲、免耕等耕作、轮作制度未能采用，使其在土壤培肥中的作用被削弱。同时，秸秆作为燃料被消耗，还田规模较小；畜牧业发展滞后，有机肥在短期内不能实现大量积累，农业生态系统自身的良性循环难以在短期内形成。这些都使得土壤有机质含量降低，现有土壤肥力不足，难以支撑产量的可持续增长。

3.黄土高原半干旱区实施集水型生态农业的必然性

黄土高原半干旱区频繁的干旱和水土流失不仅制约着当地农业生产和社会经济的发展，而且也加剧了广大农村的贫困程度。目前，农村贫困人口90%以上生活在生态环境比较恶劣的地区。很明显，恶劣的生态环境是当地农民贫困的一个主要原因。因此，如何将生态环境的恢复重建同该区农民的脱贫、农业和农村经济的发展紧密结合起来，寻找一条适合当地自然资源特点的农业发展模式，是摆在我们面前的一个严峻问题。对此应当看到：

（1）单一水土保持型农业具有局限性。新中国成立50多年来，国家以水土保持为中心，在发展旱地农业方面投入了巨大的人力和财力。但事实是，“黄土高原水土流失状况并未根本好转，干旱、风沙、暴雨、洪水、水土流失仍然制约着经济发展和人民生活的改善”，^[1]对农业的稳产和提高产量效果不显著。其原因有二：

第一，水土保持型农业的技术体系在产量效应上有局限性。支持水土保持型农业的技术体系是以梯田修筑为主体的农田基本建设和小流域综合治理。在一定意义上，梯田的增产潜力决定着水土保持型农业的潜力。据赵松岭教授等人的研究，黄土高原半干旱区天然降水在下垫面的分配，大约60%～65%无效蒸发，20%～25%用于初级生产，10%～15%水土流失。因此，水土保持型农业最好的工程措施也只能接纳10%～15%的天然降水。正常年景，多接纳的天然降水，加上肥力的综合作用，可以增加20%～30%的产量。除大旱年之外，小麦亩产多年稳定在175～200公斤，非常接近“1毫米降水500克粮”的目标。这就是粮食产量的平均极限量。对于大面积地块来讲，水分利用效率能稳定在50%就已经不错了。从这个意义上讲，该区粮食生产潜力应在50%以上。

第二，水土保持型农业摆脱不了生产力波动的困扰。低产与波动是半干旱区旱地农业的两大特征。波动性决定着产量的平均水平，这也与梯田的功能有关。“正常年份梯田的水分状况一般优于坡耕地，但在干旱年份梯田同样无能为力，甚至出现梯田水分状况次于坡耕地的现象。干旱年份梯田水分状况的恶化同时也导致土壤肥力的迅速下降，对梯田的增产作用产生重要影响。”^[2]这样也就使生产力出现了剧烈的波动。

（2）集水型生态农业具有实施的必然性。黄土高原半干旱区缺水是根本问题。土壤侵蚀、生产力低而不稳等一系列问题的最终原因都是缺水。因此要想使这一地区农业生产力提高和稳定，必须解决水的问题。黄土高原的农业生产实践已经证明，水土保持型农业已经没有更大的潜力可挖。而大面积远距离调水的可能性很小，地表水和地下水资源又十分贫乏，这就决定了发展雨养农业的必然性。要实现农业生产高产稳定，雨养农业要继续发展，就必须变革指导思想，寻找新的增长点。这个新的增长点就是集水农业。这一点已经为该区多年农业生产的实践所证明：该区土地生产能力一般年份在100公斤/亩左右，遇到旱年只有几十公斤，甚至颗粒无收。而人均年消费量一般是在250公斤左右。这样，土地的承载能力仅为0.4人/亩。而黄土高原半干旱区实行集水生态农业试点的实践则表明：在1995年和1997年的两个特大干旱年份，小麦和玉米连带种植亩产量达到300公斤以上，而在非试点的地方则基本绝收。1996年（丰水年）试点的亩产则达到了450公斤，极大地提高了土地的生产能力和承载能力，其优势和实施的必然性是显而易见的。