水稻灌溉分析論文
時(shí)間:2022-06-29 02:30:00
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一、發(fā)展水稻的重要意義
最近幾年,日本對(duì)持續(xù)發(fā)展水稻灌溉給予很大的注意,連續(xù)在日本召開了數(shù)次國(guó)際會(huì)議,包括2003年3月在日本京都、滋賀、大阪。召開的全球水論壇。討論了通過(guò)發(fā)展水稻灌溉,持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)和農(nóng)村。
稻米是世界上的主要糧食,特別在亞洲起到重要作用。根據(jù)2000年統(tǒng)計(jì),全世界在水稻總產(chǎn)量為5.99億噸,超過(guò)玉米和小麥。亞洲是水稻主要產(chǎn)區(qū),收獲面積占全世界的90%。2000年世界糧食產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)
種類
數(shù)量(百萬(wàn)噸)
比例(%)
稻米
599
30
玉米
591
29
小麥
576
28
大麥
132
6
其它
151
7
總計(jì)
2049
100
水稻收獲面積約占世界總耕地面積的11%,而為全球提供的熱量(卡路里)約占21%。在亞洲,水稻為人類提供約32%的卡路里,有的國(guó)家則高達(dá)70%。全世界70%的淡水量是用于農(nóng)業(yè)。尤其是亞洲,水稻是主要農(nóng)業(yè),農(nóng)業(yè)用水量則達(dá)80%以上,其中90%是用于水稻灌溉。根據(jù)國(guó)際水資源管理研究所估計(jì),在1995年和2025年之間,生活和工業(yè)用水量將分別增加至11%和22%,而農(nóng)業(yè)用水將下降到67%。
因此,未來(lái)的水稻灌溉農(nóng)業(yè),特別是亞洲在糧食和水問(wèn)題上將面臨長(zhǎng)期嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
二、水稻灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性面臨挑戰(zhàn)
主要來(lái)自三方面的挑戰(zhàn),即環(huán)境可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性和社會(huì)可持續(xù)性,且這三者是緊密聯(lián)系。如果其中之一發(fā)生問(wèn)題則將長(zhǎng)期威脅灌溉系統(tǒng)的可持續(xù)性。
(1)環(huán)境的可持續(xù)性
水稻對(duì)環(huán)境的損害比旱地少。稻田滲漏可以沖洗鹽分,使土壤不發(fā)生鹽堿化。水稻和旱作交替種植可促使土壤中氧化和還原的循環(huán),從而防止病原細(xì)菌傷害作物。如,日本有2000年的水稻種植歷史,連續(xù)種植至今,仍獲得高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。此外,稻田有水層保護(hù),土壤不會(huì)發(fā)生風(fēng)蝕。
灌溉水稻農(nóng)業(yè)與環(huán)境的關(guān)系觀測(cè)表明,稻田可以滯洪、保持土壤、回灌地下水以及形成和保持多樣化的生態(tài)系統(tǒng)。亞洲山區(qū)的降雨多,地形陡、土壤沖蝕是一個(gè)大問(wèn)題,修筑梯田和種植水稻有利于水土保持。在沿河的低洼平地經(jīng)常受洪水淹沒(méi),可以種植水稻。
在濕潤(rùn)多雨地區(qū),水稻田可以大面積蓄水,起到滯洪、除澇作用,部分水分蒸發(fā)而進(jìn)入空氣或入滲地下,補(bǔ)充地下水或流入河流而入海。在下游地區(qū),以地下水或河流水形式可以重復(fù)利用。這一水的循環(huán)過(guò)程對(duì)地區(qū)的水質(zhì)和水量、動(dòng)植物的生態(tài)系統(tǒng)、地區(qū)景觀和氣象的影響很大。所以稻田灌溉的水循環(huán)也是大氣自然水循環(huán)的一部分。
水稻田有凈化作用,通過(guò)作物吸收氮和磷,通過(guò)表土層可以脫氮。根據(jù)試驗(yàn),稻田去除標(biāo)準(zhǔn)氮的速度為0.1~0.2g/m2/天。這一作用就可以去除過(guò)多氮流入河流和地下水中。
稻田中的氮是從肥料、降雨、灌溉和空氣中固化而形成。氮的消耗則是通過(guò)作物吸收、脫氮、滲漏和地表徑流的流失。根據(jù)日本的測(cè)定,稻田的進(jìn)出氮量是平衡的,至少稻田不會(huì)因施肥而引起氮的污染。
稻田也可以認(rèn)為是一種“濕地”,有許多動(dòng)物生長(zhǎng)在稻田里。稻田的水層淺,水溫比池塘中的高。水中富有浮游生物、水生植物以及魚、泥螺、青蛙等,還有大量的水鳥棲居在稻田及其周圍。根據(jù)南Isawa地區(qū)在700公頃稻田區(qū)的調(diào)查,稻田中生長(zhǎng)著306不同類型的植物和1106種動(dòng)物和昆蟲。因此,由稻田、渠道和水庫(kù)組成的水的生態(tài)系統(tǒng)可以保護(hù)和穩(wěn)定種類繁多的生物生態(tài)系統(tǒng)。
(2)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性
為了使灌溉系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性,不可避免地涉及到灌溉系統(tǒng)的成本和效益分配問(wèn)題,受益者應(yīng)該適當(dāng)分擔(dān)一部分成本。
一般來(lái)說(shuō),灌溉農(nóng)業(yè)的一部分成本和效益是帶有市場(chǎng)性質(zhì)的,如灌溉設(shè)施的修建,設(shè)備的維修和運(yùn)行成本、管理成本,以及農(nóng)產(chǎn)品等都與市場(chǎng)價(jià)格有密切關(guān)系。但也有一部分效益,如節(jié)約用水,鹽堿化、防洪和回灌地下水、水上娛樂(lè)等是帶有公益性質(zhì),不能用市場(chǎng)價(jià)格來(lái)衡量。所以由誰(shuí)負(fù)擔(dān)那一部分成本是很難確定的,這與每個(gè)國(guó)家的社會(huì)情況、法規(guī)以及灌溉農(nóng)業(yè)對(duì)國(guó)家社會(huì)的貢獻(xiàn)有關(guān)。如亞洲季風(fēng)地區(qū),雨量充沛,把水資源看成是公共的社會(huì)財(cái)富,沒(méi)有市場(chǎng)價(jià)值。而在澳大利亞,創(chuàng)建了水市場(chǎng),公共部門的投入則很小。歐共體農(nóng)業(yè)政策的目標(biāo)是到2010年要全部回收成本,計(jì)劃用于環(huán)境的投入。日本和一些亞洲國(guó)把水看成是純粹的公共財(cái)富,建立水權(quán)制度來(lái)控制和調(diào)節(jié)用水。日本的水權(quán)可以轉(zhuǎn)讓,從多余水的部門轉(zhuǎn)讓給缺水部門。如果一個(gè)灌溉系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上不能持續(xù),則需要外部的財(cái)政補(bǔ)助。
(3)社會(huì)的可持續(xù)性
在亞洲季風(fēng)地區(qū),灌溉農(nóng)業(yè)促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。日本的許多水稻灌溉系統(tǒng)不僅給稻田灌溉供水,而且還供給農(nóng)民對(duì)水的各種需要,包括飲用水、農(nóng)業(yè)用水和消防用水。此外,還可用于防洪和回灌地下水,以及旅游和休閑等。
日本把灌溉水稻農(nóng)業(yè)作為文化之源。有許多節(jié)日都與水稻有關(guān),如春季或秋季的豐收節(jié)等。
三、發(fā)展灌溉水稻農(nóng)業(yè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)
(1)滿足未來(lái)糧食需求
在過(guò)去40年,水稻種植面積從1.16億公頃增加到1.5億公頃,或是1.33倍,同期內(nèi),產(chǎn)量從2.16億噸增加到5.99億噸,即2.76倍。為了滿足今后糧食需求的增長(zhǎng),主要應(yīng)采取以下措施;(i)引入和改善灌排系統(tǒng),提高現(xiàn)有耕地的生產(chǎn)力,并發(fā)展水稻灌溉;(ii)合理管理、運(yùn)用和改建現(xiàn)有水稻系統(tǒng),提高生產(chǎn)力。
(2)促進(jìn)稻田灌溉農(nóng)業(yè)與環(huán)境相協(xié)調(diào)
稻田與環(huán)境的關(guān)系,主要取決于各地區(qū)的自然和社會(huì)條件,尤其是降雨和地形條件。因此,必須根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件合理發(fā)展稻田灌溉農(nóng)業(yè),減少其負(fù)面影響。如在干旱地區(qū),稻田滲漏會(huì)抬高地下水位,引起土壤鹽堿化;在井灌地區(qū),過(guò)度發(fā)展水稻灌溉會(huì)引起地下水位下降,影響可持續(xù)的生產(chǎn);在水稻種植區(qū)要合理使用化肥和農(nóng)藥,否則會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響,如污染地下水,毒害各種生物。特別是中央亞細(xì)亞和其他地區(qū),為了種植水稻在河道中筑壩引起了環(huán)境問(wèn)題。上游取用大量水資源,下游的湖泊和沼澤地則可能干涸,咸海的干涸就是一個(gè)教順。又如在澳大利亞,灌溉引起了地下水位上升,周圍地區(qū)發(fā)生土壤鹽堿化。
維持和促進(jìn)稻田地區(qū)的水循環(huán),將有利于環(huán)境可持續(xù)性,但稻田形成的水循環(huán)系統(tǒng),其自然凈化作用以及創(chuàng)造一個(gè)良好的生態(tài)系統(tǒng),至今尚未被人們廣泛認(rèn)識(shí),今后應(yīng)促進(jìn)公眾認(rèn)識(shí)和正確評(píng)價(jià)水稻灌溉農(nóng)業(yè)的作用。
四、對(duì)我國(guó)發(fā)展水稻灌溉的思考
我國(guó)水稻灌溉有數(shù)千年歷史,浙江余姚河姆渡遺址的發(fā)現(xiàn),又將水稻灌溉的歷史推進(jìn)到7000多年以前。中國(guó)古老文化和文明的發(fā)展與水稻種植的歷史有著密切關(guān)系。因此,我認(rèn)為亞洲國(guó)家對(duì)發(fā)展水稻灌溉的重視也值得引起我們的注意。
我國(guó)近幾年來(lái),隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,水稻種植面積逐年減少。如主要水稻種植區(qū)的浙江省,有些地區(qū)的水稻種植面積已從過(guò)去的80%以上減少至50%;有的是經(jīng)濟(jì)作物和其他用地占60%,水稻面積減少到40%。劣質(zhì)水稻種植面積大大減少,優(yōu)質(zhì)水稻面積相應(yīng)增加。隨著經(jīng)濟(jì)作物或水產(chǎn)養(yǎng)殖和水生作物面積的增加,農(nóng)民收入大大提高,這是無(wú)可否定的事實(shí)。但隨著水稻種植面積的減小,對(duì)人口不斷增長(zhǎng)的糧食安全影響如何?對(duì)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展影響如何?在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,水稻的合適種植面積應(yīng)該是多少?這些問(wèn)題都值得我們進(jìn)一步研究。在這里我僅把問(wèn)題提出來(lái),愿與關(guān)心這一問(wèn)題的人士共同探討。
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