常國(guó)慶

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，陜西 楊凌712100）

黃土高原包括陜西、甘肅、寧夏、山西、內(nèi)蒙古5個(gè)?。▍^(qū)）的20個(gè)地區(qū)（市），109個(gè)縣市（區(qū)）。土地面積4.72×105km2，耕地面積1.46×106hm2，人均耕地面積0.544hm2。近代以來(lái)，由于人口迅速增長(zhǎng)，土地不合理開(kāi)發(fā)利用，水土流失加劇，生態(tài)環(huán)境薄弱，自然災(zāi)害頻發(fā)等成為該區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要障礙因素，糧食問(wèn)題一直是阻礙該區(qū)人民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問(wèn)題。

從生態(tài)建設(shè)的角度來(lái)看，要大力治理黃土高原水土流失，需要大規(guī)模的退耕。1999—2000年國(guó)家出臺(tái)有關(guān)退耕政策以來(lái)，黃土高原水土流失區(qū)的有關(guān)省、市、區(qū)大力開(kāi)展了退耕還林（草）工作。但是黃土高原人口總量仍在增加，需要消耗大量糧食，如何協(xié)調(diào)退耕換生態(tài)與糧食安全之間的矛盾，是亟待解決的問(wèn)題。黃土高原耕地?cái)?shù)量的變化必將影響該區(qū)糧食生產(chǎn)，進(jìn)而影響到糧食有效供給及糧食安全水平。有學(xué)者［1－3］研究顯示，黃土高原地區(qū)未來(lái)糧食總需求小于糧食總供給。此外，國(guó)家對(duì)黃土高原地區(qū)生態(tài)退耕也實(shí)施糧食補(bǔ)貼政策，這意味著生態(tài)退耕不會(huì)對(duì)該區(qū)的糧食安全構(gòu)成較大威脅，但也決不能完全放松警惕。

黃土高原糧食可持續(xù)發(fā)展具有自身的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在光熱豐富，耕地相對(duì)充足，科技和投入有較大的空間，其生產(chǎn)潛力值得期待［4］。在21世紀(jì)前10a間，黃土高原地區(qū)在生態(tài)退耕，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，耕地減少，糧田收縮的情況下，糧食生產(chǎn)仍然呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的恢復(fù)性增長(zhǎng)勢(shì)頭。有學(xué)者［5］預(yù)測(cè)，到2020年，黃土高原生態(tài)區(qū)糧食生產(chǎn)潛力將達(dá)到3.31×107～3.56×107t［6］。本研究對(duì)黃土高原水土流失區(qū)糧食生產(chǎn)的潛力進(jìn)行了分析，試圖尋找提升黃土高原水土流失區(qū)糧食增產(chǎn)潛力的途徑，為挖掘該區(qū)糧食生產(chǎn)潛力，加快糧食基地建設(shè)提供理論支撐。

1 黃土高原糧食生產(chǎn)潛力分析

黃土高原是我國(guó)水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)之一。（1）該區(qū)地處內(nèi)陸腹地，降雨量少，因此植被覆蓋差，對(duì)土壤保護(hù)弱；（2）由于該區(qū)降水變率高，降雨高度集中增強(qiáng)了降雨侵蝕能力；（3）由于黃土丘陵地貌與黃土屬性，使得黃土易于被水流沖走流失，幾個(gè)因素相疊加，加重了水土流失危害，惡化了脆弱的生態(tài)環(huán)境，滯后了地區(qū)經(jīng)濟(jì)。

黃土高原糧食產(chǎn)量因降水較少且水土流失的緣故，低而不穩(wěn)。為了提高該區(qū)糧食產(chǎn)量，自“七五”期間開(kāi)始，國(guó)家在此設(shè)立區(qū)域綜合治理科技攻關(guān)項(xiàng)目，建立了頗具代表性的乾縣、淳化、長(zhǎng)武、隰縣、安塞、米脂、離石、固原、西吉、定西縣和準(zhǔn)格爾旗試驗(yàn)示范區(qū)。攻關(guān)項(xiàng)目實(shí)施前11個(gè)試區(qū)平均糧食產(chǎn)量為1 696 kg／hm2，10a后產(chǎn)量上升到2 876kg／hm2；項(xiàng)目實(shí)施前人均占有糧食382.2kg，在人口以2%的速度增長(zhǎng)的情況下，10a后人均占有糧食614.8kg，增長(zhǎng)了60.9%（表1）。如果糧食產(chǎn)量達(dá)到現(xiàn)實(shí)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量水平，則人均占有糧食應(yīng)為495.7kg，糧食供給類(lèi)型成為富裕型。但考慮人口增長(zhǎng)和坡耕地退耕還林等因素，黃土高原水土流失區(qū)的糧食生產(chǎn)仍不能自給，需外調(diào)糧食。因此加大該區(qū)科技投入，提高糧食產(chǎn)量等方面應(yīng)是水土流失區(qū)未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。

表1 黃土高原綜合治理示范區(qū)糧食增產(chǎn)潛力

黃土高原旱作糧食產(chǎn)量潛勢(shì)主要由當(dāng)?shù)叵那镒魑锓N植面積和夏秋作物旱作產(chǎn)量潛勢(shì)決定。夏秋作物種植面積和10個(gè)試區(qū)（準(zhǔn)格爾旗以灌溉農(nóng)業(yè)為主，其產(chǎn)量水平不能代表旱作農(nóng)業(yè)，故未考慮）的旱作糧食產(chǎn)量潛勢(shì)計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2。由表2可知，10個(gè)試區(qū)在目前夏秋作物種植比的條件下，理論上旱作糧食產(chǎn)量潛勢(shì)可分為3個(gè)水平。達(dá)到6 000kg／hm2水平的為隰縣，達(dá)到5 000kg／hm2水平的有乾縣、淳化、長(zhǎng)武和離石縣，略高于4 000kg／hm2的有安塞、米脂、固原、西吉和定西縣。這說(shuō)明該區(qū)域旱作糧食產(chǎn)量潛勢(shì)較高。中國(guó)科學(xué)院水土保持研究所［7］對(duì)黃土高原典型區(qū)域于1997—2008年經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，從農(nóng)戶(hù)糧食生產(chǎn)方面計(jì)算了黃土高原典型區(qū)域糧食產(chǎn)量的現(xiàn)實(shí)潛力，得出長(zhǎng)武、吳起和米脂縣的糧食生產(chǎn)可挖潛力分別為2 168，12 665，4 205t，人均糧食現(xiàn)實(shí)潛力為324，553，395kg（表3）［8］。

表2 黃土高源綜合治理示范區(qū)產(chǎn)量現(xiàn)狀與旱區(qū)產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)率

表3 黃土高原典型區(qū)域糧食生產(chǎn)潛力

從自然情況來(lái)看，該地區(qū)土地類(lèi)型復(fù)雜多樣，為糧食生產(chǎn)提供了有利條件；中低產(chǎn)田量大面廣，糧食增產(chǎn)潛力巨大；氣候資源匹配較好，適于糧食作物生長(zhǎng)；科技與資金投入后土地增產(chǎn)潛力大，有利于糧食增產(chǎn)?？v觀60a來(lái)的糧食生產(chǎn)情況，充分說(shuō)明了黃土高原地區(qū)的增產(chǎn)潛力與糧食生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。

21世紀(jì)，黃土高原糧食生產(chǎn)能否順利再上新臺(tái)階，需要認(rèn)真分析目前生產(chǎn)條件下有利因素與不利因素，根據(jù)實(shí)際情況提出相應(yīng)的對(duì)策。

2 黃土高原水土流失區(qū)糧食增產(chǎn)潛力分析

隨著國(guó)家戰(zhàn)略中心的西移，生態(tài)環(huán)境建設(shè)步伐的加快，退耕還林（草）措施的實(shí)施，黃土高原水土流失區(qū)特別是丘陵溝壑區(qū)耕地面積的減少，區(qū)域糧食自給問(wèn)題愈來(lái)愈受到關(guān)注。因此，從多層面深入研究黃土高原水土流失區(qū)生產(chǎn)發(fā)展的潛力，對(duì)當(dāng)前和未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)與規(guī)劃都具有重要意義。

2.1 中低產(chǎn)田增產(chǎn)潛力

以研究區(qū)大面積近3a平均產(chǎn)量為基準(zhǔn)，低于平均值20%以下土地為低產(chǎn)田，處于平均值20%以?xún)?nèi)的為中產(chǎn)田，二者一起稱(chēng)為中低產(chǎn)田。由于黃土高原地區(qū)山高坡陡，地形破碎，坡耕地面積大，是全國(guó)坡耕地最為集中的區(qū)域。退耕還林后坡耕地面積減少，糧食作物產(chǎn)量相應(yīng)減少，部分農(nóng)民基本生活難以保障，經(jīng)濟(jì)收入受到一定的影響（表4）。因此，中低產(chǎn)田改造顯得更為重要。黃土高原地區(qū)有產(chǎn)量4 500 kg／hm2以下的中低產(chǎn)田4.92×106hm2。如采取工程措施和生物措施進(jìn)行重點(diǎn)改造，使生產(chǎn)水平提高一個(gè)檔次，則總產(chǎn)潛力可達(dá)4.07×106t，相當(dāng)于1993年全年糧食產(chǎn)量的41.69%。近期改造以增加常規(guī)性投入為主，如化肥、農(nóng)膜、增產(chǎn)菌等。據(jù)調(diào)查結(jié)果，新灌區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化肥與增產(chǎn)糧食之比為1∶3，其肥效高于其它地區(qū)，增加肥料投入，特別是增加化肥的投入，糧肥的相關(guān)性將得到極顯著的增強(qiáng)。

表4 黃土高原各生態(tài)類(lèi)型區(qū)的糧食產(chǎn)量對(duì)比

2.2 氣候資源增產(chǎn)潛力

氣候資源是作物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的生態(tài)因素，它不僅影響作物的各種生理機(jī)能和土壤性質(zhì)，而且對(duì)農(nóng)林牧的分布、結(jié)構(gòu)、品種和產(chǎn)量等均有重要影響。黃土高原地區(qū)屬于暖溫帶季風(fēng)氣候，光、熱、氣等資源匹配相對(duì)較好。黃土高原地區(qū)年降水量在300～600 mm之間，從東南向西北逐漸減少，區(qū)域差異十分明顯。大部分地區(qū)年內(nèi)降水分布不均，多集中在7—9月份，冬季降水量只占全年的3%～5%。植物生長(zhǎng)季節(jié)降水量占年降水量的70%以上。隨著海拔的升高，降雨日亦有所增加，在海拔1 000m以上的山區(qū)，雨日可達(dá)200d以上。

黃土高原地區(qū)太陽(yáng)輻射能量是全國(guó)豐富的地區(qū)之一，總輻射量為2 090～2 717kJ／cm2。日照時(shí)數(shù)一般為1 900～3 200h，日照率為50%～70%以上，年平均氣溫8～12℃，大于10℃積溫2 500～4 500℃。平均無(wú)霜期150～200d，無(wú)霜期東西差異較小，南北差異則較大。海拔每上升100m，氣溫下降0.4～0.6℃，降水量增加55mm，由于時(shí)空分布不均，往往影響水熱資源的有效利用。黃土高原大部分地區(qū)具有一年一熟、一年二熟到二年三熟的生產(chǎn)條件（表5），在一些盆地和川道地區(qū)還可以種植喜溫的水稻、棉花，對(duì)發(fā)展林草、畜牧有利。東南部可種植喜溫作物及果木，絕大多數(shù)冬小麥可以安全過(guò)冬。

表5 黃土高原地區(qū)主要農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育所需的≥10℃積溫

2.3 天然降水利用增產(chǎn)潛力

黃土高原地區(qū)降水量比同緯度華北平原降水量明顯偏少，在無(wú)其它水資源可供開(kāi)發(fā)條件下，應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)靥烊唤邓l(fā)掘旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力，搞好旱作農(nóng)業(yè)，這比在沒(méi)有水源或水源不足的地區(qū)勉強(qiáng)發(fā)展井灌或建設(shè)水庫(kù)更為經(jīng)濟(jì)高效。因此應(yīng)該從治水和用水方面做工作，各項(xiàng)措施相互配合，促進(jìn)農(nóng)林牧綜合發(fā)展。據(jù)中國(guó)科學(xué)院水土保持研究所在寧夏自治區(qū)固原試驗(yàn)站研究的成果，小麥拔節(jié)補(bǔ)灌60mm，單位產(chǎn)量為3.8～4.0t／hm2，比對(duì)照組增產(chǎn)了42.0%～48.8%。甘肅省旱作研究所研究表明，進(jìn)行補(bǔ)灌，水分生產(chǎn)效率可達(dá)17.55kg／（hm2·mm）。平均1mm補(bǔ)灌水增產(chǎn)15kg／hm2，比1mm降水的增產(chǎn)高出1倍。

從試驗(yàn)調(diào)查資料看，該區(qū)目前降水利用率僅為25%～37%。主要是降水與農(nóng)作物生產(chǎn)需水季節(jié)不一致。針對(duì)這一情況，各地采取了不同的方法，不斷提高土壤蓄水能力，取得了較好的效果。1997年合陽(yáng)縣甘井鄉(xiāng)在大旱的情況下，利用西北農(nóng)林科技大學(xué)李立科研究員課題組的全程覆蓋技術(shù)，將自然降水的保蓄率由25%～35%提高到50%～65%，每年為耕地增加了600～1 200m3／hm2的水分，基本上滿(mǎn)足了農(nóng)作物的需求，小麥產(chǎn)量順利地由中產(chǎn)過(guò)渡到高產(chǎn)。玉米在較旱的年份產(chǎn)量為6 000kg／hm2，雨水豐沛之年可達(dá)12 750kg／hm2，平均在9 000kg／hm2以上，降水利用率提高了約63%。彭珂珊［9］通過(guò)試驗(yàn)得出黃土高原地區(qū)通過(guò)不同的輪作方式也可以提高作物的有效水利用率（表6）。

表6 不同地區(qū)輪作方式的作物有效水利用率 %

2.4 耕作改制增產(chǎn)潛力

黃土高原地區(qū)農(nóng)作物復(fù)種指數(shù)為108%，如增加10%，則產(chǎn)量可以提高20%～30%，經(jīng)濟(jì)效益提高35%以上。甘肅省根據(jù)不同作物的不同特性，如高稈與矮稈、富光與耐蔭、早熟與晚熟、深根與淺根、豆科與禾本科，利用它們?cè)谏L(zhǎng)過(guò)程中的時(shí)空差，合理地實(shí)行科學(xué)的間種、套種、混種、復(fù)種、輪種等配套種植，形成多種作物、多層次、多時(shí)序的立體交叉種植結(jié)構(gòu)。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)主持的“雙千田”項(xiàng)目，糧食產(chǎn)量達(dá)7 770kg／hm2，非糧經(jīng)濟(jì)收入達(dá) 1 72.5 元／hm2。1997年甘肅省各類(lèi)帶田達(dá)2.4×105hm2，間套面積3.7×105hm2，有力地促進(jìn)了糧食產(chǎn)量的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)收入的增長(zhǎng)。山西省臨汾市采用11和15a保護(hù)性免耕覆蓋技術(shù)使得小麥產(chǎn)量分別比采用傳統(tǒng)耕作技術(shù)提高了19.2%和27.6%，尤其是干旱年份保護(hù)性技術(shù)的增產(chǎn)效果更高，分別達(dá)到85.0%和97.6%，這使得干旱少雨的黃土高原地區(qū)糧食增產(chǎn)效果明顯（表7）［10］。

表7 保護(hù)性免耕覆蓋技術(shù)對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

2.5 基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)發(fā)增產(chǎn)潛力

農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一般包括：（1）農(nóng)田水利建設(shè)，如防洪、防澇、引水、灌溉等設(shè)施建設(shè)；（2）農(nóng)產(chǎn)品流通重點(diǎn)設(shè)施建設(shè)，商品糧棉生產(chǎn)基地，用材林生產(chǎn)基礎(chǔ)和防護(hù)林建設(shè)；（3）農(nóng)業(yè)教育、科研、技術(shù)推廣和氣象基礎(chǔ)設(shè)施等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2002—2011年，國(guó)家共安排農(nóng)業(yè)固定資產(chǎn)投資和農(nóng)業(yè)綜合開(kāi)發(fā)資金1 398億元；年度農(nóng)業(yè)基本建設(shè)投資已從2002年的56.4億元增長(zhǎng)到2012年的267.86億元，10a間實(shí)現(xiàn)連年遞增，占中央基本建設(shè)投資總規(guī)模的比重也從3.1%上升到了7%。農(nóng)業(yè)建設(shè)投資的不斷增長(zhǎng)，為夯實(shí)農(nóng)業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)，提升農(nóng)業(yè)發(fā)展后勁，促進(jìn)農(nóng)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型發(fā)揮了重要作用。

1949年以來(lái)，黃土高原水土流失區(qū)的農(nóng)業(yè)基本條件發(fā)生了巨大的變化。以陜西省黃土高原水土流失地區(qū)為例，20世紀(jì)50—60年代對(duì)涇惠、渭惠渠進(jìn)行了整修，70—80年代又新建了洛惠灌區(qū)、寶雞峽灌區(qū)、東方紅灌區(qū)、馮家山水庫(kù)等一批大型水利工程，90年代修建了東雷灌區(qū)，使渭北25縣的水澆地由1949年的4.77×104hm2擴(kuò)大到1995年的2.33×105hm2。梯田、壩地、埝地、人工造田面積由零星小塊擴(kuò)大到1995年的3.09×105hm2。如鄧西平等［11］的研究表明，在陜西省延安市不同土地類(lèi)型的糧食生產(chǎn)潛力存在明顯差異，潛力趨勢(shì)表現(xiàn)為：水地壩地＞川臺(tái)梯田＞坡耕地，說(shuō)明整修農(nóng)田水利、整修土地對(duì)作物生產(chǎn)潛力的影響明顯（表8）。

表8 延安市不同土地類(lèi)型各種作物生產(chǎn)潛力 kg／hm2

2.6 農(nóng)作物良種增產(chǎn)潛力

中國(guó)北方地區(qū)小麥良種近60a來(lái)經(jīng)歷了3次大變化。（1）20世紀(jì)50年代，“碧瑪一號(hào)”將小麥單產(chǎn)由750kg／hm2提高到2 250kg／hm2；（2）20世紀(jì)70年代，“豐產(chǎn)三號(hào)”將小麥單產(chǎn)提高到3 750kg／hm2；（3）20世紀(jì)90年代，小麥單產(chǎn)又提高到5 250kg／hm2。作為最新技術(shù)結(jié)晶的“西雜一號(hào)”小麥試驗(yàn)田單產(chǎn)高達(dá)9 371kg／hm2，推廣后將使中國(guó)小麥生產(chǎn)再上新臺(tái)階。60a來(lái)，黃土高原的小麥品種進(jìn)行了5次更新?lián)Q代，其產(chǎn)量由750kg／hm2提高到3 000kg／hm2；對(duì)玉米實(shí)行了雜交良種化，產(chǎn)量由1 050kg／hm2提高到5 400kg／hm2，在近幾年的推廣中，涌現(xiàn)出許多高產(chǎn)典型，有的玉米產(chǎn)量達(dá)10 950kg／hm2。高維恒等［12］對(duì)陜西省延安市燕兒溝流域不同土地類(lèi)型引入3個(gè)玉米品種，通過(guò)對(duì)其產(chǎn)量的觀察發(fā)現(xiàn)，陜單931較其它兩個(gè)品種有明顯的增產(chǎn)效果，從而將陜單931篩選成為適于當(dāng)?shù)赝茝V種植的玉米新品種（表9）。

表9 延安市燕兒溝不同玉米品種增產(chǎn)比較

3 挖掘研究區(qū)糧食增產(chǎn)潛力的對(duì)策

（1）加強(qiáng)良種繁育體系建設(shè)，選擇和推廣適宜于黃土高原的耐旱與豐產(chǎn)性能較好的旱肥型優(yōu)良品種。解決品種的退、劣、雜、亂等質(zhì)量不高的問(wèn)題，建立較為穩(wěn)固的良種繁育基地以提高良種覆蓋率，發(fā)揮大面積良種的增產(chǎn)潛力。

（2）提高黃土高原土壤水分利用效率。影響黃土高原糧食生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的主要因素是水分供應(yīng)不足，天然降水少，而地下水資源量更少。要解決作物生長(zhǎng)需水與缺水的矛盾，就必須充分利用現(xiàn)有水分，減少水分的無(wú)效損耗。例如，可采用人工集水工程，應(yīng)用化學(xué)制劑提高土壤對(duì)降水的入滲速率，利用管灌，滴灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)。

（3）推廣農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)行中低產(chǎn)田改造，改善糧田生產(chǎn)環(huán)境。黃土高原中低產(chǎn)田改造需要統(tǒng)一規(guī)劃和實(shí)施節(jié)水灌溉、農(nóng)田防護(hù)、間作套種等各種農(nóng)業(yè)技術(shù)的配套組裝，使糧食生產(chǎn)力提高到中高產(chǎn)水平。

（4）強(qiáng)化恢復(fù)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)?？赏ㄟ^(guò)興修水平梯田，打壩淤地，治沙造田，造林種草，同時(shí)開(kāi)展小型農(nóng)田水利工程建設(shè)，大力維護(hù)和建造小水塘、小水庫(kù)、小水窯、小型引水水利工程，以達(dá)到使黃土高原糧食增產(chǎn)的目的。

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