發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)不僅僅是一個科學(xué)技術(shù)問題或工程實踐問題，更重要的是水資源的管理問題，或者說是水土資源管理的問題。

 

水危機對水資源管理的挑戰(zhàn)

 

保障全球糧食安全是當(dāng)今世界面臨的一大挑戰(zhàn)，目前全球糧食產(chǎn)量還未能保障全球70多億人口的有效供給。根據(jù)聯(lián)合國The State of Food Insecurity in the World 2013報告顯示，在2011~2013年期間，全球仍有高達8.42億的人口因缺乏足夠的食物供給而遭受長期饑餓。水資源是維系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)資源，就全球尺度而言，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的70%以上。隨著工業(yè)、生活和生態(tài)用水的增加，農(nóng)業(yè)可利用水資源日益受到壓縮。

 

資料顯示：1955年，全球只有7個國家受到水資源短缺威脅，而到1990年，這一數(shù)字上升到20個。預(yù)計到2050年全球人口將達到90億，將有近2/3的人口遭受水資源短缺威脅。同時，到2050年，全球?qū)�谷物的需求將超過30億噸，這無疑將給糧食生產(chǎn)用水帶來巨大壓力，未來的水資源能否滿足人類所需糧食的生產(chǎn)是全球面臨的重大挑戰(zhàn)。

 

作為世界上人口最多的國家，中國的糧食與水資源安全是影響世界糧食與水資源安全的重要因素。包括中國在內(nèi)，水資源已成為制約全球糧食生產(chǎn)的主要因素之一。水資源短缺與區(qū)域水土資源分布不均已成為限制中國糧食安全的主要瓶頸之一。日益緊缺的水資源能否為糧食生產(chǎn)提供有力支撐是各國政府和學(xué)者關(guān)注的焦點，而未來全球人口增加以及氣候變化所帶來的不確定性都將對糧食生產(chǎn)形成潛在挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)作為全球用水的主要部門，水資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中能否高效、可持續(xù)利用是決定全球水資源與糧食安全的重要因素。提高農(nóng)業(yè)用水管理水平，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源的高效和可持續(xù)利用是保障水資源與糧食安全的重要舉措。

 

以往水資源利用的研究與實踐中，人們更多地關(guān)注了生產(chǎn)過程中的用水問題，并將注意力集中到了如何提高生產(chǎn)過程中的用水效率，認為只要提高了生產(chǎn)過程中的用水效率就可以提高水資源的利用效率，從而緩解水資源危機，進而實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。當(dāng)虛擬水與水足跡概念提出并被接受之后，人們發(fā)現(xiàn)不需要修建大型水利工程也可實現(xiàn)水資源的遠距離調(diào)運，人們的消費水平與消費方式也與水資源的利用效率密切相關(guān)。這就為人類解決水資源危機問題提供了一個新的視野與思維方式。

 

水足跡對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源管理的啟示

 

在從事多年節(jié)水農(nóng)業(yè)科學(xué)研究與工程實踐中，筆者有一個非常深刻的體會，即發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)不僅僅是一個科學(xué)技術(shù)問題或工程實踐問題，更重要的是還有一個水資源的管理問題，或者說是水土資源管理的問題，當(dāng)然水資源的管理可能更為重要一些。所以，大家經(jīng)常講節(jié)水農(nóng)業(yè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。但以往人們對節(jié)水農(nóng)業(yè)科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)以及工程實踐相對重視一些，而對農(nóng)業(yè)水資源的管理重視不夠。事實上，水管理問題在節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中的作用日漸明顯，甚至有專家估計農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力的50%在管理方面。當(dāng)然這里所講的管理是一個綜合概念，包括發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的體制、機制與政策等多項內(nèi)容。

 

這也是筆者課題組一直對水足跡與虛擬水這一理念與工具特別給予關(guān)注的主要原因。筆者課題組一直希望能夠?qū)⑦@一工具引入節(jié)水農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域，為解決我國農(nóng)業(yè)用水問題，特別是農(nóng)業(yè)用水管理問題，甚至如何實施最嚴格的水資源管理制度提供一定的幫助與參考�；�于上述考慮，近年來團隊在研究消化吸收的基礎(chǔ)上，就如何將水足跡與虛擬水理論引入到節(jié)水農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域作了一些探索性研究。

 

通過多年對節(jié)水農(nóng)業(yè)理論與技術(shù)的研究，深感要解決我國的農(nóng)業(yè)用水問題可能不僅僅是一個簡單的技術(shù)問題。特別是區(qū)域經(jīng)濟格局發(fā)生重大變化之后，如南北差距、東西差距以及“南糧北運”轉(zhuǎn)為“北糧南調(diào)”以后，結(jié)合我國耕地資源在北方，水資源在南方的水土資源分布的現(xiàn)實，更應(yīng)深刻認識到水資源管理在解決農(nóng)業(yè)用水問題中的重要性。實際上，農(nóng)業(yè)用水問題是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要實現(xiàn)高效、可持續(xù)用水，不僅需要多學(xué)科共同研究攻關(guān)，更需要全社會給予高度關(guān)注。

 

基于水足跡的農(nóng)業(yè)水資源管理研究進展

 

西北農(nóng)林科技大學(xué)中國旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院作為國內(nèi)較早進行水足跡研究的國內(nèi)機構(gòu)，針對水足跡理論特點和自身研究特色，將水足跡理論應(yīng)用于農(nóng)業(yè)水資源管理和節(jié)水農(nóng)業(yè)的研究中。幾年來，課題組結(jié)合農(nóng)業(yè)水管理問題的實際與特點，在對水足跡計算方法修正的基礎(chǔ)上，提出了糧食生產(chǎn)水足跡的概念與計算方法，分別對中國糧食生產(chǎn)水足跡時空演變、全球糧食生產(chǎn)水足跡時空變異，我國“北糧南運”所引起的農(nóng)業(yè)虛擬水“北水南調(diào)”工程以及在大中型灌區(qū)糧食生產(chǎn)水足跡空間分異特征等方面進行了探索性研究；也初步提出通過制定區(qū)域農(nóng)業(yè)水足跡控制標準，實施農(nóng)業(yè)用水補償機制，來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水科學(xué)管理的理念，配合國家實施最嚴格的水資源管理制度。

 

課題組通過對農(nóng)業(yè)水足跡理論、各尺度作物生產(chǎn)水足跡量化方法以及糧食虛擬水流動等課題進行了系列研究，并取得一定進展，先后在國際、國內(nèi)SCI、EI等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文近30篇，并從2012年開始連續(xù)出版2010年、2011年、2012年和2013年的《中國糧食生產(chǎn)水足跡與區(qū)域虛擬水流動報告》年度報告。

 

通過上述研究，在該領(lǐng)域獲得一定的國際認知度，課題組與國際水足跡研究的權(quán)威機構(gòu)世界水足跡網(wǎng)絡(luò)保持良好的溝通、合作。于2014年與水足跡創(chuàng)始人荷蘭屯特大學(xué)Hoekstra教授一同出版《現(xiàn)代消費社會水足跡》一書。2015年5月，筆者受第十五屆世界水大會組委會和世界水足跡網(wǎng)絡(luò)的邀請，參加了在英國愛丁堡舉辦的第十五屆世界水大會，并應(yīng)邀在“水足跡評估”特別會議上作了題為《水足跡及其在農(nóng)業(yè)水管理中的應(yīng)用》的主題報告。報告介紹了西北農(nóng)林科技大學(xué)水足跡課題組在水足跡概念、量化方法、案例研究以及在農(nóng)業(yè)水資源管理中應(yīng)用的研究進展。

 

會議期間，筆者代表西北農(nóng)林科技大學(xué)與荷蘭屯特大學(xué)、世界水足跡網(wǎng)絡(luò)、北京林業(yè)大學(xué)等機構(gòu)共同成立了世界水足跡研究聯(lián)盟（WFRA），西北農(nóng)林科技大學(xué)水足跡課題組將作為聯(lián)盟發(fā)起組織之一，與世界水足跡研究領(lǐng)域的研究機構(gòu)一同就水足跡及其應(yīng)用方面展開合作。

 

上述研究成果為科學(xué)評價我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水資源的問題提供了嶄新的思路，并為國家如何保障糧食安全提供決策支持。

 

為了更好地為我國農(nóng)業(yè)水資源管理服務(wù)，課題組將進一步開展農(nóng)業(yè)虛擬現(xiàn)實水循環(huán)與調(diào)控的研究，通過分析水資源在自然、社會、經(jīng)濟系統(tǒng)中的流動和轉(zhuǎn)化規(guī)律，尋找水資源各個維度的平衡點，為實現(xiàn)旱區(qū)水資源的高效、可持續(xù)利用提供理論支撐。

 

（作者系西北農(nóng)林科技大學(xué)副校長）

 

背景知識

 

虛擬水最早由英國學(xué)者Tony Allan于20世紀90年代提出。虛擬水指以虛擬的形式嵌在產(chǎn)品中看不見的水，通常指代生產(chǎn)產(chǎn)品所消耗的水資源數(shù)量。虛擬水貿(mào)易(流動)指伴隨著產(chǎn)品的區(qū)域貿(mào)易(流動)，內(nèi)嵌在產(chǎn)品中的水資源以虛擬的形態(tài)在區(qū)域間流動的現(xiàn)象。而虛擬水戰(zhàn)略是指貧水國家或地區(qū)通過貿(mào)易的方式從富水國家或地區(qū)購買水資源密集型產(chǎn)品（主要為農(nóng)產(chǎn)品）來緩解本國的水資源壓力，保障水資源安全。

 

水足跡這一概念最早由荷蘭學(xué)者Hoekstra在2002 年荷蘭代爾夫特舉辦的虛擬水貿(mào)易國際專家會議上提出。水足跡既可以表示一個國家、地區(qū)或一個人，在一定時間內(nèi)消費的所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源總量，也可以表示產(chǎn)品生產(chǎn)過程、企業(yè)或某一商業(yè)活動所消耗的水資源數(shù)量。根據(jù)水足跡不同的評價目標，可將水足跡進一步劃分為：產(chǎn)品生產(chǎn)水足跡、個人消費水足跡、團體(社區(qū))消費水足跡、商業(yè)水足跡、區(qū)域水足跡（包括流域、省、國家、全球等）等。

 

《中國科學(xué)報》 (2015-07-01 第6版 科研)