乾旱呈明顯加重趨勢

　　乾旱是一個全球性問題，人類面臨的第一生態問題就是水分問題。在各種自然災害中，旱災居於首位，所造成的農業損失相當於各種氣象災害總和的60%。隨著全球氣候變化和人類活動加劇，乾旱有明顯加重的趨勢。據統計，我國歷史上平均每4年遭遇一次重旱，近期則縮短為3年一次，我國北方糧食主産區黃河、淮河、海河和遼河4個流域降水量平均減少6%，地表水資源量減少17%，農業平均每年因旱成災面積達2.3億畝。特別是隨著我國工業發展和城市化加快，農業用水將繼續減少，為實現2020年我國新增1000億斤糧食的任務，解決農業乾旱缺水就成了一個突出難題，山侖認為。

　　須認識的幾個關係問題

　　山侖説，科學應對農業乾旱首先需要厘清幾個關係問題。

　　首先是區域之間的關係。自20世紀90年代以來，我國糧食生産的格局已由“南糧北運”轉變為“北糧南調”。長江流域以北的北方調入南方糧食年平均達2600萬噸，佔北方糧食産量的12%，相當於調運虛擬水量約200億立方米。北方地區人口占全國的47%，耕地佔全國的65%，而水資源僅佔全國總量的約16%。南方發生乾旱缺水主要屬工程性的，較易克服，而北方的乾旱缺水主要是資源性的，短期內難以根本解決。因此，應對農業乾旱的重點與難點依然在北方，特別是在乾旱半乾旱地區，大力發展節水農業，提高用水效率；而對南方，國家有關部門可考慮作出有利於增強南方糧食生産能力的政策調整，加強南方蓄水工程建設，充分發揮水資源豐富的優勢，促進農業增産。

　　其次，要厘清高、中、低産田的關係。今後我國的糧食增産主要依靠提高單位面積産量這一途徑，但單産的提高應主要體現在平均單産上，而不是依靠少量的超高産田。當前全國中産田和低産田分別佔耕地面積的30%和40%，北方地區旱作區域的中低産田的比例更大一些，應加大中低産田的産出水平。對地處典型半乾旱地區的黃土高原旱作農業，要進一步由中産再提升到高産，則必須有效提高作物自身的抗旱性和水分利用效率，即採用環境控制和遺傳改良、生理調控、結構調整等生物改良手段並重的技術路線，如此，才有望實現我國平均單産水平持續提高的目標，使2020年産量提高到平均每畝350公斤左右。

　　第三，糧食增産與發展大農業的關係。世界各國開發旱區，特別是半乾旱地區農業取得的一個共同成果經驗是實現農業與牧業的結合，兩者的産值各佔約50%。自上世紀80年代以來，我國學術界一直在倡導旱區畜牧業特別是草地畜牧業的發展，在政府的推動下，一個時期內，曾掀起種草的熱潮，但沒有持久。其中至今缺乏抗旱性強、廣適應的優良草種是重要的亟待解決的科技問題。

　　第四，常規技術與高新技術的關係。所謂農業常規技術，除常規育種外，在可預見的未來，耕作技術、培肥技術、種植方式的調整，以及生態農業、設施農業等仍作為提高旱區農業生産力的重要技術途徑，對其只能革新，不能“跨越”，而高新技術和常規技術的有效結合無疑會給旱區農業的持續發展帶來新動力。由於植物抗旱性是一個十分複雜的性狀，不但是多基因控制的，而且是通過不同途徑實現的，加之當前抗旱轉基因研究又多限于機理上尚不清楚且與高産性狀存在一定矛盾的耐旱性範疇，基本上處於實驗階段。因此，近期內，就生産而言，作物育種應以常規育種作為基礎，將轉基因抗旱節水品種選育作為總體上超前部署，引領未來則意義重大。

　　應對乾旱的長遠策略

　　面對發生乾旱發生頻次呈現增加和範圍擴大的趨勢，山侖強調國家要有長遠應對策略，並提出自己的見解。

　　一是健全農業應急抗旱機制，制定農業抗旱法規，規範旱情預測預報內容。

　　二是強化農田水利全面建設，實行大、中、小、微型水利並舉的方針，在灌溉總用水量不可能增加的情況下，強調走減少灌溉定額、增大灌溉面積之路，積極發展半灌溉的半旱作農業。

　　三是加強研究農業水資源優化配置、抗旱農業結構建立及有限灌溉水高效利用等問題，以及挖掘抗旱、廣適應品種培育等方面的潛力。

　　四是樹立“以豐補欠”的策略思想。在當前的科技水平下，遭受嚴重乾旱造成大幅度減産的年份在世界各國都是不可避免的，為此，對産量的要求不應以單一年度為標準，而應著眼于一個週期年內的平衡，比如以5年作為一個週期，統籌考慮。這樣，在豐收年面前不會大意，遇大旱年不至於恐慌，做到冷靜有序應對，最大限度減少年度損失，保持週期內産量穩步上升。

　　探索的研究在進行

　　鄧西平説，利用不同作物生長期需水規律和抗旱性差異，調整農業結構，改革區域的種植制度是應對長期乾旱的一條可行途徑。根據一般的植物水分生理研究實驗，每消耗1毫米水，玉米生産籽粒2.5公斤，那麼，1畝夏玉米産量要達到1000公斤，須消耗有效降水400毫米；冬小麥生長每消耗1毫米水，生産籽粒1.5公斤，如畝産450公斤，則需水300毫米。一年兩季的種植制度就需要消耗有效降水700毫米，而黃土高原的垣區作物種植區域，其年降雨大約600毫米，波動範圍在20%～30%。於是，要達到高産，只有依靠灌溉來補充因自然降雨不足的100毫米。這樣，就造成在無渠灌溉的地區進行打井灌溉，致使底下水位越來越低，澆1畝地的經濟成本越來越高。為此，鄧西平建議並舉例強調，遵循作物生長的耗水規律和區域自然降水條件，改變種植制度和作物類別，建議實施將“一年兩作”改變為“兩年三作”，可緩解井灌區農業水資源危機。儘量做到少種、高産高效。水保所長武試驗站進行了2到3年的小麥收穫後，休閒地塊實施秸稈覆蓋，擴大春玉米播種面積，進行“雙隴雙膜覆蓋”技術的試驗，使春玉米生長最需要水分和溫度時期與自然降雨的夏季一致，避過旱期，其實驗小區産量可達畝産1000公斤，大田200多畝産量達750公斤左右。這樣，一年的總糧食産量和收益不降低，使自然降水量與作物耗水量基本平衡，保持了土壤、作物系統的水分平衡，利於區域糧食生産的持續提高。

　　上官周平則認為，改變黃土高原的種植制度要謹慎，因為這是千年形成的！如長武垣區的小麥産量一般就是畝産300公斤左右，其雨水等自然條件可以長期承載。追求大面積畝産500公斤産量，不可能長期為之。

　　面對全球氣候變暖趨勢和不斷乾旱的中國大陸氣候，人口增加、加快的城市化進程和18億畝土地紅線的保障難題，針對水資源分配及區域農業用水資源的配置問題，國家應建立長效的分配或補償機制來統籌解決，特別是依據目前人們的生活水平，可以將“糧食安全”的提法變為“食品安全”的提法，從更寬泛的概念出發考慮解決國人吃飯與生態環境安全的問題，上官周平強調。

　　黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室主任、中科院“百人計劃”入選者李佔斌説，重點實驗室將依據山侖院士的指導，根據黃土高原冬季無雨的氣候特徵，在長武試驗站進行大田留茬、覆蓋及土地輪休的保護性耕作研究，將旱地農業和土壤侵蝕理論、技術進行集成創新，形成學科交叉點，期望在作物生長和其有效水分利用、減少土壤風蝕、培肥土壤等方面取得創新成果。正確的土壤耕作仍是世界各國旱區農田增産和土地保護的一項重要措施，對於控制土壤風蝕水蝕和防沙塵暴、提高土壤肥力及抗旱節水能力等可以起到不可替代的作用。