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

 

水危機(jī)對(duì)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(guó)The State of Food Insecurity in the World 2013報(bào)告顯示，在2011~2013年期間，全球仍有高達(dá)8.42億的人口因缺乏足夠的食物供給而遭受長(zhǎng)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(gè)國(guó)家受到水資源短缺威脅，而到1990年，這一數(shù)字上升到20個(gè)。預(yù)計(jì)到2050年全球人口將達(dá)到90億，將有近2/3的人口遭受水資源短缺威脅。同時(shí)，到2050年，全球?qū)�谷物的需求將超過(guò)30億噸，這無(wú)疑將給糧食生產(chǎn)用水帶來(lái)巨大壓力，未來(lái)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(guó)家，中國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)政府和學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)，而未來(lái)全球人口增加以及氣候變化所帶來(lái)的不確定性都將對(duì)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(guò)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(shí)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(shí)踐中，人們更多地關(guān)注了生產(chǎn)過(guò)程中的用水問(wèn)題，并將注意力集中到了如何提高生產(chǎn)過(guò)程中的用水效率，認(rèn)為只要提高了生產(chǎn)過(guò)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(jī)，進(jìn)而實(shí)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(shí)現(xiàn)水資源的遠(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)，人們的消費(fèi)水平與消費(fèi)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(jī)問(wèn)題提供了一個(gè)新的視野與思維方式。

 

水足跡對(duì)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(shí)踐中，筆者有一個(gè)非常深刻的體會(huì)，即發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)不僅僅是一個(gè)科學(xué)技術(shù)問(wèn)題或工程實(shí)踐問(wèn)題，更重要的是還有一個(gè)水資源的管理問(wèn)題，或者說(shuō)是水土資源管理的問(wèn)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(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。但以往人們對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)以及工程實(shí)踐相對(duì)重視一些，而對(duì)農(nóng)業(yè)水資源的管理重視不夠。事實(shí)上，水管理問(wèn)題在節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的作用日漸明顯，甚至有專家估計(jì)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(gè)綜合概念，包括發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的體制、機(jī)制與政策等多項(xiàng)內(nèi)容。

 

這也是筆者課題組一直對(duì)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(guó)農(nóng)業(yè)用水問(wèn)題，特別是農(nóng)業(yè)用水管理問(wèn)題，甚至如何實(shí)施最嚴(yán)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(lái)團(tuán)隊(duì)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(guò)多年對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)理論與技術(shù)的研究，深感要解決我國(guó)的農(nóng)業(yè)用水問(wèn)題可能不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)問(wèn)題。特別是區(qū)域經(jīng)濟(jì)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(yùn)”轉(zhuǎn)為“北糧南調(diào)”以后，結(jié)合我國(guó)耕地資源在北方，水資源在南方的水土資源分布的現(xiàn)實(shí)，更應(yīng)深刻認(rèn)識(shí)到水資源管理在解決農(nóng)業(yè)用水問(wèn)題中的重要性。實(shí)際上，農(nóng)業(yè)用水問(wèn)題是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要實(shí)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(huì)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(jìn)展

 

西北農(nóng)林科技大學(xué)中國(guó)旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院作為國(guó)內(nèi)較早進(jìn)行水足跡研究的國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)，針對(duì)水足跡理論特點(diǎn)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(lái)，課題組結(jié)合農(nóng)業(yè)水管理問(wèn)題的實(shí)際與特點(diǎn)，在對(duì)水足跡計(jì)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(jì)算方法，分別對(duì)中國(guó)糧食生產(chǎn)水足跡時(shí)空演變、全球糧食生產(chǎn)水足跡時(shí)空變異，我國(guó)“北糧南運(yùn)”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(jìn)行了探索性研究；也初步提出通過(guò)制定區(qū)域農(nóng)業(yè)水足跡控制標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施農(nóng)業(yè)用水補(bǔ)償機(jī)制，來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水科學(xué)管理的理念，配合國(guó)家實(shí)施最嚴(yán)格的水資源管理制度。

 

課題組通過(guò)對(duì)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(dòng)等課題進(jìn)行了系列研究，并取得一定進(jìn)展，先后在國(guó)際、國(guó)內(nèi)SCI、EI等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文近30篇，并從2012年開(kāi)始連續(xù)出版2010年、2011年、2012年和2013年的《中國(guó)糧食生產(chǎn)水足跡與區(qū)域虛擬水流動(dòng)報(bào)告》年度報(bào)告。

 

通過(guò)上述研究，在該領(lǐng)域獲得一定的國(guó)際認(rèn)知度，課題組與國(guó)際水足跡研究的權(quán)威機(jī)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(fèi)社會(huì)水足跡》一書(shū)。2015年5月，筆者受第十五屆世界水大會(huì)組委會(huì)和世界水足跡網(wǎng)絡(luò)的邀請(qǐng)，參加了在英國(guó)愛(ài)丁堡舉辦的第十五屆世界水大會(huì)，并應(yīng)邀在“水足跡評(píng)估”特別會(huì)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(bào)告。報(bào)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(jìn)展。

 

會(huì)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(jī)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(jī)構(gòu)一同就水足跡及其應(yīng)用方面展開(kāi)合作。

 

上述研究成果為科學(xué)評(píng)價(jià)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水資源的問(wèn)題提供了嶄新的思路，并為國(guó)家如何保障糧食安全提供決策支持。

 

為了更好地為我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源管理服務(wù)，課題組將進(jìn)一步開(kāi)展農(nóng)業(yè)虛擬現(xiàn)實(shí)水循環(huán)與調(diào)控的研究，通過(guò)分析水資源在自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中的流動(dòng)和轉(zhuǎn)化規(guī)律，尋找水資源各個(gè)維度的平衡點(diǎn)，為實(shí)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(zhǎng)）

 

背景知識(shí)

 

虛擬水最早由英國(guó)學(xué)者Tony Allan于20世紀(jì)90年代提出。虛擬水指以虛擬的形式嵌在產(chǎn)品中看不見(jiàn)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(dòng))指伴隨著產(chǎn)品的區(qū)域貿(mào)易(流動(dòng))，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(dòng)的現(xiàn)象。而虛擬水戰(zhàn)略是指貧水國(guó)家或地區(qū)通過(guò)貿(mào)易的方式從富水國(guó)家或地區(qū)購(gòu)買水資源密集型產(chǎn)品（主要為農(nóng)產(chǎn)品）來(lái)緩解本國(guó)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(guó)際專家會(huì)議上提出。水足跡既可以表示一個(gè)國(guó)家、地區(qū)或一個(gè)人，在一定時(shí)間內(nèi)消費(fèi)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(guò)程、企業(yè)或某一商業(yè)活動(dòng)所消耗的水資源數(shù)量。根據(jù)水足跡不同的評(píng)價(jià)目標(biāo)，可將水足跡進(jìn)一步劃分為：產(chǎn)品生產(chǎn)水足跡、個(gè)人消費(fèi)水足跡、團(tuán)體(社區(qū))消費(fèi)水足跡、商業(yè)水足跡、區(qū)域水足跡（包括流域、省、國(guó)家、全球等）等。

 

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2015-07-01 第6版 科研)