章光新

（中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，130012，長(zhǎng)春）

東北糧食主產(chǎn)區(qū)松嫩-三江平原是我國(guó)最大的商品糧貢獻(xiàn)地區(qū)和糧食增長(zhǎng)潛力最大的地區(qū)。同時(shí)，松嫩-三江平原也是我國(guó)重要的濕地生態(tài)集中分布區(qū)，現(xiàn)有濕地面積為3.67萬(wàn)km2，在維護(hù)全球生物多樣性、區(qū)域生態(tài)安全與水安全等方面發(fā)揮著重要作用。

近幾十年來(lái)，在粗放式農(nóng)業(yè)快速發(fā)展和全球氣候變化的雙重影響下，松嫩-三江平原水資源短缺、水環(huán)境惡化和濕地生態(tài)退化等問(wèn)題已日益突出，加上當(dāng)前糧食增產(chǎn)工程對(duì)水資源提出新的更高需求，以及未來(lái)氣候變化對(duì)水資源影響的不確定性，必將對(duì)區(qū)域糧食安全、水安全和濕地生態(tài)安全帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，如何以水資源的可持續(xù)利用支撐東北糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定發(fā)展，防患于未然，為糧食安全生產(chǎn)和濕地生態(tài)安全提供水安全保障，協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，是未來(lái)20～50年?yáng)|北糧食主產(chǎn)區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和濕地生態(tài)工程建設(shè)的重大戰(zhàn)略需求。

一、水資源與濕地的現(xiàn)狀

松嫩-三江平原位于我國(guó)東北地區(qū)黑龍江、吉林省的境內(nèi)，總面積29.59萬(wàn) km2，耕地總面積 1 400萬(wàn)hm2，占東北總耕地面積54.2%；灌溉面積294萬(wàn)hm2，占全區(qū)的50%；糧食產(chǎn)量335.6億kg，占全區(qū)糧食產(chǎn)量的55%，是我國(guó)最重要的商品糧基地，其商品糧比重在全國(guó)最大，糧食商品率高達(dá)65%。氣候?qū)儆谥袦貛Т箨懶园霛駶?rùn)、半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均年降水量400～650 mm，水資源總量376.96億m3，年際降水變率大，年內(nèi)降水分布極為不均，主要集中在汛期6—9月，占全年降水量的70%～80%，松嫩平原素有“十年九春旱”之稱，伏秋連旱時(shí)有發(fā)生，制約了糧食生產(chǎn)潛力的充分發(fā)揮。同時(shí)，大水漫灌等水資源浪費(fèi)現(xiàn)象普遍存在，水資源利用率和利用效率不高，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)平均僅為0.4～0.5。

松嫩平原總面積18.7萬(wàn)km2，水資源總量為215億m3，其中地表水151億m3，地下水64億m3。三江平原是黑龍江、松花江、烏蘇里江沖積洪積而成的低濕平原，總面積10.89萬(wàn)km2，水資源總量為 161.96 億 m3，其中多年平均年地表徑流量為116.30億m3，地下水85.56億m3，地表水與地下水重復(fù)水量39.91億m3，過(guò)境水資源豐富，年均約為2700億m3。

松嫩-三江平原濕地是重要的天然儲(chǔ)水空間和水量平衡調(diào)節(jié)器，也是東北地區(qū)重要的水生態(tài)功能區(qū)。其中，松嫩平原自然濕地面積2.54萬(wàn)km2，重要濕地有扎龍、向海、莫莫格、科爾沁、查干湖、大布蘇湖、月亮泡水庫(kù)等。1949年，三江平原自然濕地面積約5.34萬(wàn) km2，占總面積的 49.14%（占平原面積的80.1%）；到了2004年，由于濕地大面積開荒，已減少到1.13萬(wàn)km2，僅占總面積的10.39%（占平原面積的16.94%），已從原始的“北大荒”自然濕地景觀變成現(xiàn)在的“北大倉(cāng)”人文農(nóng)業(yè)景觀，重要濕地有洪河、三江、興凱湖、七星河等國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。

二、水與濕地生態(tài)問(wèn)題及面臨的挑戰(zhàn)

1.糧食生產(chǎn)帶來(lái)的問(wèn)題

松嫩-三江平原農(nóng)業(yè)發(fā)展為我國(guó)糧食安全作出了重要的貢獻(xiàn)，同時(shí)也付出了巨大的水資源、水環(huán)境和濕地生態(tài)代價(jià)。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）以超采地下水資源發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，導(dǎo)致地下水水位下降

松嫩平原小井種稻灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展，靠抽取地下水補(bǔ)充灌溉，致使地下水水位大幅度下降。據(jù)調(diào)查分析，吉林大安市地下水水位以0.1～0.2 m/a的速率持續(xù)下降（1992—2001年），吉林西部白城市沖洪積扇孔隙潛水以0.75 m/a的速率逐年下降（1998—2010年），水位下降加劇了濕地與地下水系統(tǒng)的水量交換，襲奪濕地水量補(bǔ)給，導(dǎo)致濕地的消失和萎縮，功能顯著降低。三江平原地下水可開采總量66.4億m3，目前實(shí)際開采量已占地下水可開采量的85.6%，大部分水稻種植區(qū)出現(xiàn)超采。據(jù)地下水水位長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) （1997—2006年）分析，三江平原農(nóng)場(chǎng)地下水水位以0.3～0.5m/a的速率下降。地下水水位的普遍下降加劇了殘存天然濕地積水和土壤水的滲漏，濕地 “旱化”嚴(yán)重，三江平原的20個(gè)濕地保護(hù)區(qū)每年缺水達(dá)55億m3。因此，松嫩-三江平原局部地區(qū)已出現(xiàn) “吊泵”、“地下水漏斗”和濕地“旱化”現(xiàn)象。

（2）農(nóng)業(yè)面源污染已成為水環(huán)境的主要污染源

農(nóng)田已成為松花江流域重要的面源污染來(lái)源，其中總氮、總磷、氨氮負(fù)荷均占流域相應(yīng)總負(fù)荷70%以上。農(nóng)業(yè)面源污染已經(jīng)成為濕地水體和地下水污染的主要來(lái)源，扎龍濕地和查干湖濕地均出現(xiàn)不同程度富營(yíng)養(yǎng)化水平；另?yè)?jù)2010年5月對(duì)松嫩平原吉林西部地下水環(huán)境調(diào)查分析，大多數(shù)區(qū)域淺層地下水亞硝酸氮、氨氮超標(biāo)嚴(yán)重，達(dá)到Ⅳ類和Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，主要集中在灌區(qū)。

（3）農(nóng)業(yè)用水過(guò)度擠占生態(tài)環(huán)境用水，導(dǎo)致河道斷流，濕地萎縮退化

松嫩平原農(nóng)業(yè)用水量大，農(nóng)業(yè)耗水量占區(qū)域總耗水量的76.4%，以農(nóng)業(yè)灌溉為主的經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水量不斷增加，上游水利工程的修建，導(dǎo)致下游徑流量銳減，洮兒河、霍林河等河道斷流，主要依靠徑流水資源補(bǔ)充的扎龍、向海和莫莫格等濕地嚴(yán)重缺水，面積萎縮，功能退化。目前，濕地正沿著“淡水濕地—鹽沼濕地—鹽堿化草地—鹽堿地”或“濕地—草甸—退化草甸—鹽堿化（沙化）草地—鹽堿地（沙地）”這兩條線路嚴(yán)重退化。三江平原現(xiàn)狀用水量96.21億m3，其中農(nóng)業(yè)用水占總用水量的85.84%，排水疏干和地下水超采等大規(guī)模農(nóng)業(yè)開發(fā)活動(dòng)是導(dǎo)致濕地面積減少、功能受損的主要原因。

2.糧食增產(chǎn)工程與氣候變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)

國(guó)務(wù)院通過(guò)的 《全國(guó)新增1 000億斤糧食生產(chǎn)能力規(guī)劃（2009—2020年）》，其中黑龍江、吉林兩省將承擔(dān)300多億斤（150多億kg）的糧食增產(chǎn)任務(wù)，占全國(guó)新增糧食的 1/3，主要途徑是通過(guò)大規(guī)模調(diào)配水資源在松嫩-三江平原發(fā)展灌區(qū)，黑、吉兩省規(guī)劃新增水田面積近1000萬(wàn)畝 （67萬(wàn)hm2），使水田總面積達(dá)到5 600萬(wàn)畝（373萬(wàn)hm2）。最為政府和科技界關(guān)注兩大問(wèn)題：一是水資源能否支撐如此大規(guī)模的糧食增產(chǎn)工程，地下水水位是否繼續(xù)大幅度下降；二是糧食增產(chǎn)工程或?qū)?duì)區(qū)域水環(huán)境和濕地生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)不利影響，如何來(lái)減少或規(guī)避潛在的風(fēng)險(xiǎn)，諸如河道取水將減少水環(huán)境容量、地下水和濕地水體面源污染等。

松嫩-三江平原是我國(guó)受全球氣候變化影響最顯著的地區(qū)之一。近50年松嫩平原、三江平原平均氣溫分別以 0.3487℃ /10a、0.303℃ /10a 的幅度升高，高于全國(guó)平均水平。據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）2007年第四次評(píng)估報(bào)告，到2100年，東北地區(qū)的增溫幅度要明顯高于全球平均水平，氣溫將可能較目前變暖3.0℃或以上。氣溫上升有利于水稻種植界線向北部地區(qū)推移，而且未來(lái)國(guó)家對(duì)東北地區(qū)糧食需求趨勢(shì)有增無(wú)減，因此，氣候變化必將給水資源供需帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。突出表現(xiàn)在以下兩方面：一是氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)水資源供給安全性產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。加劇降水的時(shí)空變異與不確定性，增加旱澇災(zāi)害的頻率和強(qiáng)度，直接影響農(nóng)業(yè)水資源利用效率、供水工程的安全性和穩(wěn)定性特別是大型灌區(qū)供水保證率，進(jìn)而威脅糧食安全生產(chǎn)。二是氣候變暖將增加農(nóng)業(yè)灌溉用水量和濕地生態(tài)用水量，導(dǎo)致進(jìn)一步用水競(jìng)爭(zhēng)，加劇區(qū)域水資源供需矛盾。有關(guān)研究顯示：氣溫每上升1℃，農(nóng)業(yè)灌溉用水量將增加6%～10%。

三、水安全與濕地生態(tài)安全保障的對(duì)策與建議

1.發(fā)展節(jié)水增糧高效灌溉技術(shù)應(yīng)用與示范，提高水資源利用效率

東北糧食主產(chǎn)區(qū)要盡快實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的粗放型灌溉農(nóng)業(yè)和旱地雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)向以建設(shè)節(jié)水高效的現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代旱地農(nóng)業(yè)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)用水方式轉(zhuǎn)變，提高水資源利用率和利用效率。日前，東北四省區(qū)節(jié)水增糧行動(dòng)全面啟動(dòng)，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，大幅度提高水資源利用效率，主要發(fā)展目標(biāo)：2012—2015年，發(fā)展高效節(jié)水灌溉工程面積3 800萬(wàn)畝（253萬(wàn) hm2），其中黑龍江 1 500 萬(wàn)畝（100萬(wàn) hm2）， 吉林 900萬(wàn)畝 （60萬(wàn)hm2），遼寧 600 萬(wàn)畝（40 萬(wàn) hm2），內(nèi)蒙古 800萬(wàn)畝（53萬(wàn) hm2）；增加糧食綜合生產(chǎn)能力200億斤 （100億kg）；年均增收200億元以上；農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.80以上。其中，在松嫩平原發(fā)展高效節(jié)水灌溉2 093萬(wàn)畝（140 萬(wàn) hm2）。

2.加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，積極應(yīng)對(duì)氣候變化

要高度重視全球氣候變化對(duì)松嫩-三江平原水資源供給安全性的影響，分別從流域、區(qū)域尺度審視水資源系統(tǒng)變化，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)不同生產(chǎn)階段流域上中下游水利工程下泄水量與引（調(diào)）水量分配關(guān)系，加強(qiáng)農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，制訂骨干水利工程水資源優(yōu)化調(diào)度方案，著力提高耕地灌溉率和灌溉保證率，保證糧食穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和高效生產(chǎn)，提高適應(yīng)氣候變化的糧食安全生產(chǎn)水資源保障能力。

3.建立健全鹽堿地灌區(qū)的水循環(huán)體系，防止水土次生鹽漬化發(fā)生

松嫩平原是世界上三大蘇打鹽堿地集中分布區(qū)，面積為3.7萬(wàn)km2，灌溉農(nóng)業(yè)導(dǎo)致土壤次生鹽堿化大規(guī)模發(fā)生和地下水鹽化，鹽堿地水田灌區(qū)由于缺乏完善的排水系統(tǒng)，含鹽量高的地表水通過(guò)對(duì)鹽堿土的溶濾作用，致使地下水鹽化，TDS高達(dá)5 g/L。因此，要密切關(guān)注松嫩平原大規(guī)模引水灌區(qū)水鹽動(dòng)態(tài)變化，開展鹽堿地灌區(qū)水鹽調(diào)控灌排技術(shù)和基于鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)控制的地下水—地表水聯(lián)合調(diào)控技術(shù)的研究與示范，建立健全的取水—輸水—耗水—排水水循環(huán)體系，防止土壤次生鹽堿化和地下水鹽化的發(fā)生，保障生態(tài)友好型灌區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.開展地下水農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防控，保障地下水環(huán)境安全

地下水是松嫩-三江平原的主要供水水源。其中，松嫩平原地下水占總供水量的40%以上，三江平原則高達(dá)64%。大規(guī)模水田開發(fā)必將給地下水環(huán)境帶來(lái)更高強(qiáng)度的農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷沖擊，如何防控農(nóng)業(yè)面源污染、保障地下水水環(huán)境安全，也是糧食主產(chǎn)區(qū)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。因此，建議政府管理部門抓緊開展地下水農(nóng)業(yè)面源污染狀況調(diào)查和評(píng)估，科學(xué)劃定地下水污染治理區(qū)、防控區(qū)和保護(hù)區(qū)，建立地下水環(huán)境污染預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，提出基于“分類指導(dǎo)、預(yù)防為主、綜合防治”理念的地下水污染防控對(duì)策措施，為地下水環(huán)境保護(hù)及其農(nóng)業(yè)面源污染的有效防治提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。

5.發(fā)揮濕地生態(tài)水文功能，維護(hù)區(qū)域水安全

松嫩-三江平原糧食增產(chǎn)工程重要途徑是通過(guò)水利工程大規(guī)模調(diào)配松花江水資源發(fā)展灌區(qū)，農(nóng)田退水將直接進(jìn)入湖沼濕地，解決農(nóng)田退水的出路和濕地干旱缺水問(wèn)題。首先必須科學(xué)評(píng)估濕地水質(zhì)凈化功能及閾值，確定合理的農(nóng)田-濕地面積比，利用現(xiàn)有的濕地水質(zhì)凈化功能；在不能滿足情況下，可考慮增設(shè)自然-人工復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)，規(guī)劃構(gòu)建濕地-農(nóng)田系統(tǒng)優(yōu)化格局，在發(fā)揮濕地系統(tǒng)水質(zhì)凈化功能的同時(shí)，維護(hù)區(qū)域水質(zhì)安全和濕地生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定。

濕地在調(diào)蓄洪水、調(diào)節(jié)徑流、補(bǔ)給地下水和維持區(qū)域水平衡中發(fā)揮著重要作用，可以調(diào)節(jié)水資源時(shí)空分配，避免水旱災(zāi)害。1998年嫩江特大洪水與流域濕地的喪失和退化有著密切關(guān)系，但洪水對(duì)嫩江中下游大面積湖沼濕地的水源補(bǔ)充和生態(tài)恢復(fù)具有非常重要、不可替代的作用。因此，建議在松嫩平原合理規(guī)劃濕地蓄洪區(qū)和分洪區(qū)，建設(shè)江河-湖沼濕地水系連通工程，實(shí)現(xiàn)洪水資源化和恢復(fù)濕地自然水文情勢(shì)，提高水資源綜合調(diào)控能力，是應(yīng)對(duì)氣候變化、維護(hù)區(qū)域水安全的需求，也是修復(fù)退化濕地的重要舉措。

6.實(shí)施水資源與濕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

加強(qiáng)糧食主產(chǎn)區(qū)水資源與濕地生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制理論研究與實(shí)踐，真正實(shí)現(xiàn)流域水資源綜合管理與調(diào)控，全面協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)與濕地生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)性用水關(guān)系，走“水資源節(jié)約型、水生態(tài)環(huán)境友好型”內(nèi)涵式發(fā)展道路，從而確保國(guó)家商品糧基地的穩(wěn)定、人與自然的和諧。

7.實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與濕地生態(tài)安全提供保障

科學(xué)制定流域、區(qū)域和不同行業(yè)的水量分配方案，實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，建立起水資源管理三條紅線，全面建設(shè)節(jié)水防污型社會(huì)。同時(shí)利用現(xiàn)代信息傳播技術(shù)，切實(shí)加強(qiáng)節(jié)水防污型社會(huì)建設(shè)和應(yīng)對(duì)氣候變化的宣傳、教育和培訓(xùn)，鼓勵(lì)公眾參與并付諸行動(dòng)。

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