干旱呈明显加重趋势

　　干旱是一个全球性问题，人类面临的第一生态问题就是水分问题。在各种自然灾害中，旱灾居于首位，所造成的农业损失相当于各种气象灾害总和的60%。随着全球气候变化和人类活动加剧，干旱有明显加重的趋势。据统计，我国历史上平均每4年遭遇一次重旱，近期则缩短为3年一次，我国北方粮食主产区黄河、淮河、海河和辽河4个流域降水量平均减少6%，地表水资源量减少17%，农业平均每年因旱成灾面积达2.3亿亩。特别是随着我国工业发展和城市化加快，农业用水将继续减少，为实现2020年我国新增1000亿斤粮食的任务，解决农业干旱缺水就成了一个突出难题，山仑认为。

　　须认识的几个关系问题

　　山仑说，科学应对农业干旱首先需要厘清几个关系问题。

　　首先是区域之间的关系。自20世纪90年代以来，我国粮食生产的格局已由“南粮北运”转变为“北粮南调”。长江流域以北的北方调入南方粮食年平均达2600万吨，占北方粮食产量的12%，相当于调运虚拟水量约200亿立方米。北方地区人口占全国的47%，耕地占全国的65%，而水资源仅占全国总量的约16%。南方发生干旱缺水主要属工程性的，较易克服，而北方的干旱缺水主要是资源性的，短期内难以根本解决。因此，应对农业干旱的重点与难点依然在北方，特别是在干旱半干旱地区，大力发展节水农业，提高用水效率；而对南方，国家有关部门可考虑作出有利于增强南方粮食生产能力的政策调整，加强南方蓄水工程建设，充分发挥水资源丰富的优势，促进农业增产。

　　其次，要厘清高、中、低产田的关系。今后我国的粮食增产主要依靠提高单位面积产量这一途径，但单产的提高应主要体现在平均单产上，而不是依靠少量的超高产田。当前全国中产田和低产田分别占耕地面积的30%和40%，北方地区旱作区域的中低产田的比例更大一些，应加大中低产田的产出水平。对地处典型半干旱地区的黄土高原旱作农业，要进一步由中产再提升到高产，则必须有效提高作物自身的抗旱性和水分利用效率，即采用环境控制和遗传改良、生理调控、结构调整等生物改良手段并重的技术路线，如此，才有望实现我国平均单产水平持续提高的目标，使2020年产量提高到平均每亩350公斤左右。

　　第三，粮食增产与发展大农业的关系。世界各国开发旱区，特别是半干旱地区农业取得的一个共同成果经验是实现农业与牧业的结合，两者的产值各占约50%。自上世纪80年代以来，我国学术界一直在倡导旱区畜牧业特别是草地畜牧业的发展，在政府的推动下，一个时期内，曾掀起种草的热潮，但没有持久。其中至今缺乏抗旱性强、广适应的优良草种是重要的亟待解决的科技问题。

　　第四，常规技术与高新技术的关系。所谓农业常规技术，除常规育种外，在可预见的未来，耕作技术、培肥技术、种植方式的调整，以及生态农业、设施农业等仍作为提高旱区农业生产力的重要技术途径，对其只能革新，不能“跨越”，而高新技术和常规技术的有效结合无疑会给旱区农业的持续发展带来新动力。由于植物抗旱性是一个十分复杂的性状，不但是多基因控制的，而且是通过不同途径实现的，加之当前抗旱转基因研究又多限于机理上尚不清楚且与高产性状存在一定矛盾的耐旱性范畴，基本上处于实验阶段。因此，近期内，就生产而言，作物育种应以常规育种作为基础，将转基因抗旱节水品种选育作为总体上超前部署，引领未来则意义重大。

　　应对干旱的长远策略

　　面对发生干旱发生频次呈现增加和范围扩大的趋势，山仑强调国家要有长远应对策略，并提出自己的见解。

　　一是健全农业应急抗旱机制，制定农业抗旱法规，规范旱情预测预报内容。

　　二是强化农田水利全面建设，实行大、中、小、微型水利并举的方针，在灌溉总用水量不可能增加的情况下，强调走减少灌溉定额、增大灌溉面积之路，积极发展半灌溉的半旱作农业。

　　三是加强研究农业水资源优化配置、抗旱农业结构建立及有限灌溉水高效利用等问题，以及挖掘抗旱、广适应品种培育等方面的潜力。

　　四是树立“以丰补欠”的策略思想。在当前的科技水平下，遭受严重干旱造成大幅度减产的年份在世界各国都是不可避免的，为此，对产量的要求不应以单一年度为标准，而应着眼于一个周期年内的平衡，比如以5年作为一个周期，统筹考虑。这样，在丰收年面前不会大意，遇大旱年不至于恐慌，做到冷静有序应对，最大限度减少年度损失，保持周期内产量稳步上升。

　　探索的研究在进行

　　邓西平说，利用不同作物生长期需水规律和抗旱性差异，调整农业结构，改革区域的种植制度是应对长期干旱的一条可行途径。根据一般的植物水分生理研究实验，每消耗1毫米水，玉米生产籽粒2.5公斤，那么，1亩夏玉米产量要达到1000公斤，须消耗有效降水400毫米；冬小麦生长每消耗1毫米水，生产籽粒1.5公斤，如亩产450公斤，则需水300毫米。一年两季的种植制度就需要消耗有效降水700毫米，而黄土高原的塬区作物种植区域，其年降雨大约600毫米，波动范围在20%～30%。于是，要达到高产，只有依靠灌溉来补充因自然降雨不足的100毫米。这样，就造成在无渠灌溉的地区进行打井灌溉，致使底下水位越来越低，浇1亩地的经济成本越来越高。为此，邓西平建议并举例强调，遵循作物生长的耗水规律和区域自然降水条件，改变种植制度和作物类别，建议实施将“一年两作”改变为“两年三作”，可缓解井灌区农业水资源危机。尽量做到少种、高产高效。水保所长武试验站进行了2到3年的小麦收获后，休闲地块实施秸秆覆盖，扩大春玉米播种面积，进行“双陇双膜覆盖”技术的试验，使春玉米生长最需要水分和温度时期与自然降雨的夏季一致，避过旱期，其实验小区产量可达亩产1000公斤，大田200多亩产量达750公斤左右。这样，一年的总粮食产量和收益不降低，使自然降水量与作物耗水量基本平衡，保持了土壤、作物系统的水分平衡，利于区域粮食生产的持续提高。

　　上官周平则认为，改变黄土高原的种植制度要谨慎，因为这是千年形成的！如长武塬区的小麦产量一般就是亩产300公斤左右，其雨水等自然条件可以长期承载。追求大面积亩产500公斤产量，不可能长期为之。

　　面对全球气候变暖趋势和不断干旱的中国大陆气候，人口增加、加快的城市化进程和18亿亩土地红线的保障难题，针对水资源分配及区域农业用水资源的配置问题，国家应建立长效的分配或补偿机制来统筹解决，特别是依据目前人们的生活水平，可以将“粮食安全”的提法变为“食品安全”的提法，从更宽泛的概念出发考虑解决国人吃饭与生态环境安全的问题，上官周平强调。

　　黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室主任、中科院“百人计划”入选者李占斌说，重点实验室将依据山仑院士的指导，根据黄土高原冬季无雨的气候特征，在长武试验站进行大田留茬、覆盖及土地轮休的保护性耕作研究，将旱地农业和土壤侵蚀理论、技术进行集成创新，形成学科交叉点，期望在作物生长和其有效水分利用、减少土壤风蚀、培肥土壤等方面取得创新成果。正确的土壤耕作仍是世界各国旱区农田增产和土地保护的一项重要措施，对于控制土壤风蚀水蚀和防沙尘暴、提高土壤肥力及抗旱节水能力等可以起到不可替代的作用。