论河南省的集水农业

第30卷第1期河南大学学报(自然科学版)Vol.30 No. 1.2000年3月Joumal of Henan University ( Natural Science )Mar.2000论河南省的集水农业丁圣彦| ,刘家栋2( 1.河南大学环境与规划学院河南开封475001; 2.商丘教育学院河南商丘476000)摘要:介绍了 集水农业的概念及内容,论述了河南省发展集水农业的紧迫性和可行性并通过实例分析说明集水农:业的理论在河南省农业生产实践中的适合性和发展前景.关键词:旱灾集水农业河南省中图分类号:F323 .213 S273.1文献标识码:A文章编号: 1003-4978 2000 )01-0084-04On the Rainwater Harvesting Agriculture of Henan ProvinceDING Sheng-yan'，LIU Jia-dong2(1. College of Enmironment & Planning, Henan Uniersity, Kaifeng 475001，Henan, China;2. Shangqiu Education College, Shangqiu 476000, Henan, China)Abstract: The concept and its contents of Rainwater Harvesting Agriculture are introduced. The feasibility of developing RainwaterHarvesting Agriculture in Henan Province is discussed with examples indicating that the theory of Rainwater Harvesting Agiculturefits the agriculture practice and has vast vistas in Henan Province.Key words: drought; rainwater harvesting agriculture; Henan province集水( rainwater catchment )就是通过工程设施把天然降雨所形成的地表径流富集并存储起来变成可以利用的水资源.集水农业( Rainwater Harvesting Agriculture )就是把对农业无效部分的天然降雨通过工程设施富集起来实施时空调节,有限供水补偿农田水分亏缺实现农业生产力稳定提高的技术体系1]其核心内容.是在半干旱和半湿润易旱地区,以微生境”再造理论为指导，以天然降雨工程富集、储存技术体系为基础,以节水有限补偿灌溉为手段,以集水高效农艺利用技术体系为核心并把经济管理和技术服务作为重要组分而综合发展的大农业生产过程,它是一种旱地雨养农业新的开发模式或增长方式终极目标在于使雨养农业由完全被动抗旱型转变为主动抗旱型实现干旱年农业生产也能丰产和稳产，从而大力发展商品生产形成规模经济促进整个地区社会和经济的全面发展.雨水集流利用是一种古老的富集利用天然降雨的传统技术,在以色列、土耳其以及非洲、拉丁美洲和亚洲的许多国家已流传了数千年并一直沿用至今[21但以往雨水集流系统主要是为提供家庭或社区生活用水而设计真正用于农田灌溉水源的并不多.在历史上我国一些干旱缺水的地区有修水窖蓄雨水饮用的习惯但规模小,不足以解决人畜饮水更谈不上用于农田灌溉.集水农业理论的创立与实践给我国干旱、半干旱、半湿润易旱地区农业的生产和农村经济的综合发展带来了新曙光,它是人类农业用水文明发展的新时期,同时也标志着我国传统旱地农业发展进入了一个新的历史阶段.1河南省发展集水农业的紧迫性1.1 河南省历史上的旱灾中国煤化工根据历史时期资料的记载河南省在大旱年份赤地遍野,MYHCNMH G无寸草"而人相食"等收稿日期: 19904-21基金项目:河南省科委资助项目(984070600)作者简介:丁圣度( 1963- )男河南商丘人博士副教授.丁圣彦等论河南省的集水农业85悲惨现象屡见不鲜.解放后河南人民在党和政府的领导下对干旱进行了顽强的斗争,取得了-定的成绩.但由于保灌面积比例较小大面积农田仍靠天收成遇有干旱年份灾情仍较严重.有关资料(表1表明干旱胁迫是河南省农业生产的第-制约因子旱灾位于河南省农业灾害之首损失是其他灾害之和,而且近年来旱灾有加重的趋势.表1河南省1950~ 1994年农作物受灾、成灾面积[3(单位万hm2)受灾面积成灾面积年份旱灾水灾风雹霜冻其他合计‘旱灾水灭风雹 霜冻合计195034.87 153 .8054.9351.93295.53104. 87104.87195129.2729. 277.00195229.00 38.8767.87 .29.0038.8767.87195385.60 95.2021.87 185..53388.2053.3393.33146.6619548.00 162.9311.2020.20202.33159.1311.67170.80195541.73 118 .400.67160.8084.5384.53 .1956375. 9323. 87399. 80274. 93274. 93.1957223.07206.6733.33463.0788.93152.40241.33 .1958133. 3345 .27178.6030.131959666.6721.8080.53 769.00 100.009.33109.331960533.33 81 .8717.87214.46 847.53 210.5352.4732.27 295 .271961533.33 26. 0037.279.73 224.33 830.66 434.53 11 .67 16. 673.3367.13 533.331962313.3346.2736.73 36.07432.4086.33 .29.20 21 .606. 67143. 80196378.67 316.4013.33408.4033.67 278. 87312.541964360.00233.33233. 331965126.67 126.67253.3486.67 85.33172.001966289.937.33297.26 140.000.40140.401978344.20 18. 276.730.533.67 373.40 236. 2013 .604.532.47 257 .331979166.67 11.7312.13290.5353.33 63 .938.73126.001980133.53 107 .6041.800.80 50.93 334 .6676.20 68.0725. 870.33 29.47 199. 941981257 .672.676. 80267.14 128.472.274.33135.071982150.27 203.00 15. 13368.8059.87 139.60 7.070.13206.67 .198390.00 78.93 21 80190.7332.20 48. 1387.661984133.33 174. 8015.1323.2619.6797.87127.14 .1985265.07 43.4761.47370.0089.40 28.4713.13161 .001986500.00 21 .402.33524.40 273. 3313. 470.27287.671987199.8030.6756.476.27293.2179.00 22 .675.534.13111.331988414.07 25 .3326.80466.20 301 .53 .7.6010.02317.001989213.6720.67252.2184.13 16.6711.87112.67199093.80.4.6730.3328.00156.8039.6727.538.4078.271991312.80180.0017.27 14.53524.60 113.13 90.6012.405.73221 .261992269.9326. 3329.40334. 39130. I36.339.60151.73199316.7324.00 28. 80269.33108.5311.3318.73148.191994268.0071 .005.00 30.00374.00 234.00 47004.008.00293.001.2河南省农业生产中构成旱灾的因素分析导致河南省旱灾的主要因素是降雨的总量不足供需错1;MYH中国煤化工生理需水期不相吻合)以至于旱灾盈频年年发生只有时空.上的差异.河南省农业CNM H G是主要种类但其生育期的需水量和降雨量的吻合程度较低.按小麦中等产量水平(3000~3700kg/hm2对水分的要求450~500mm玉米中等产量(3750kg/hm2)生育期的需水量450mnf4]计算河南省淮河以北年平均降雨量900~500mm )的绝大部分地区不能满足作物对水分的需求再者河南省的降雨特点之一是降雨量高度集中在6、78月这三个月的降雨量占年降雨量的50% ~ 60%黄河以北达60%以上.在冬小麦的生育期中决定产量高.86河南大学学报自然科学版)2000年第30卷第1期.低的关键期是拔节--开花期此期也是小麦需水的高峰期(达115mnF5]),但此时淮河以北各地80%以上的降雨保证率均低于60 mm黄河沿岸及豫北则仅15 mm.在这种情况下没有水没有适时灌溉其他任何方面的科学技术都无法发挥其价值.夏玉米的生育期虽然与降雨的吻合程度较高,但在河南省中西部丘陵和豫北地区仍不能满足对水分的要求况且在河南省伏旱现象几乎年年发生特别是近年来的严重伏旱导致河南省夏秋作物的连片绝收.尤其是中西部山区更甚不但作物产量低而不稳,而且常年有近48万人饮水困难.水资源紧缺不仅影响农业并且已经成为国民经济发展的重要制约因素.这-地区是河南省连片贫困地区水的问题不解决或解决不好不要说经济腾飞就连温饱问题的长期稳定都是不可能的.从目前国内外的发展趋势来看解决这一难题的最佳方案就是利用I程措施富集天然降雨补偿农业和人类所需淡水的不足.集水农业是中国与世界半干旱与半湿润易旱地区21世纪农业发展的主流，是支持农民解决温饱、实现小康进一步达到富裕的硬技术体系.通过硬技术的模式化、标准化和工业化生产通过微生境的再造，创造作物生长的微环境的天堂实现商品生产的高产与高效在完成由自给自足的小农经济向商品生产跨越的同时减轻山区其余土地的压力退耕还林还草实现农业的持续发展.2河南省集水农业的可行性就河南省自然地理情况看淮河以北、京广线以西的绝大部分地区均可发展集水农业，从地貌方面看该区可以分为三个地貌区( 1 )豫西复杂构造山地区习惯称为豫西山地”.区内中山占35%低山占40%丘陵占15%平原占10%除中山外其余地段均在不同程度的从事农业生产. (2)三门峡-洛阳黄土台地丘陵区.黄土耕性良好肥力较高适宜多种作物生长但易受流水侵蚀,因而沟壑密布形态破碎水土流失极为严重旱象十分突出.(3)豫西北太行山断块山地区.本区属中山区中山外围系低山丘陵区是本区耕作业的精华所在.从气象气候方面看受季风气候的影响本区降雨量的季节变化和年际变化均十分明显.降雨量高度集中在夏季是本区降雨量季节变化的主要特点之一.6~8月份的降雨量占全年的40%~65%而且集中程度由南向北逐渐明显.伏牛山区大致为40%~50%太行山区为50%~65%.降雨量年际变化的不稳定性也是本区降雨量变化的主要特点之一，全区年降雨变率-般为16% ~ 23%春季降雨变率为22% ~45%夏季20%~35%秋季20%~35%冬季30%~45%年降雨量极差为500~900mm.本区的自然地理情况显示出了河南省实行集水农业的优越性.集水农业的第一步是集水,即先拿到水.水从哪里来?该区水资源极其匮乏,-无地表水(引水无源)二无地下水(地下水位太低打井无泉)唯- -可以利用的是把天然降雨富集起来使其变为水资源.富集天然降雨的手段主要是通过修建贮水窑窖(我们称之为微集水工程).影响微集水工程效益的要素有集水面(包括天然的或经过人工处理的)集水渠道、天然降雨量及贮水窑窖的体积和使用寿命.该区石质山地是较为理想的天然集水面(径流系数较大-般大于0.7几乎不需进行人工处理).而黄土丘陵区或岗地平原区的集水面径流系数较低,-般低于0.5 ,但可以通过人工处理,如原土夯实塑料薄膜、乳化沥青、片石覆盖等.起伏的地貌形态和年降雨量的相对集中都是提高集水效率的先决条件.富集的天然降雨一方面可以解决该区的人畜饮水,另一方面配以节水灌溉设施(如滴灌、渗灌) ,可于大面积的收集降雨、用于小面积,雨季富集的降雨、旱季使用的高效农业生产.更何况河南省这些地区(如济源、卫辉等)已有多年的微集水工程建设的经验.总之集水农业的实践在河南省不是行与不行的问题而是如何大面积推广的问题.3河南省集水农业的案例分析卫辉1市太公泉镇道士坟村属太行山系，处于山地向平原过渡的灰岩丘陵地带.属大陆性季风气候多年平均降雨量598.1mm年际差异较大存在有明显的丰水年中国煤化工量1224.5 mm ,最小为318.9 mm.年内降雨量分布极不均匀最大降雨月份6、78月MHCNMH G右常出现春冬旱夏秋涝旱涝频繁而且一年中常先旱后涝旱涝交替尤其是4、5月份降雨量最小给小麦等夏粮作物常带来“卡脖子”旱对农业生产影响极大.该村有86户人家、273口人、49.9 hm2耕地.该村水源奇缺",生在道士坟长在石板坡,十天不下雨人畜无水喝,- 场暴雨下遍地是沟壑”",引水无源打井无泉”人畜饮水都十分困难生产用水更无法提及.种在人收在天风调雨顺年每公顷生产粮食仅1 500kg左右多年来生活在丁圣彦等论河南省的集水农业37这里的人们曾与天斗、与地斗,但终因没有解决水的问题而不能摆脱贫困.由于无水吃水需到2.5 km外的山脚下排队接水量很小的山泉水.身强力壮的年轻人三分之一的时间用在排队接水和挑水上.由于无水,收粮靠天赐,保命靠国家村民生活极其贫困.”姑娘嫁得出凤凰飞不来"先后有200余人离家出走到外地安家落户.从1991年开始,该村大搞集水工程建设利用自然降雨、截蓄径流、趁势挖窖蓄水,在常年降雨600 mm的情况下,一个200 m3立方米的水窖可保0.13 hm2土地夏秋两季高产.建窖方法简单、成本低廉、一次性投资.多年使用丰水季蓄水、旱时点种、平时可以吃水非常适合缺水的山区.至今道士坟村已建成全封闭式水窖137 个总容量达16800 m3 ,彻底解决了人畜饮水并建成旱涝保收田19.13 hm2实现了人均0.067 hm2水浇田农业生产基础条件大大改观生产面貌显著变化.1994年全村粮食总产达到14万kg比1993年增长27% ,首次上交粮食近2万kg人均增加收入220元.1994 年小麦播种之后从冬旱到春旱、接夏旱在长达8个月的时间连-场透雨也没下过把小麦生长置于无可奈何的困境之中相当面积的小麦绝收.然而集水改变了旱情严重三道士坟村的面貌在该村却出现了丰收之户、高产之田.该村村民孔令喜0.05hm2小麦滴灌三次实收259kg折每hm2产5180kg孔令云0.1hm2小麦滴灌两次，实收465kg折hm2产4650 kg.分别比未滴灌的孔令云的另外0.4 hm2小麦总产455 kg折合单产1012.5kg增长5.4倍和4.6倍.他们深切地认识到蓄水就是蓄粮建水窖就是建粮仓建水窖等于建了一个小银行”。道士坟村微集水工程的兴建填补了该村的4项空白( 1 )彻底解决了人畜吃水问题，家家用上了自来水(2 )结束了该村农业生产无灌溉的历史(3使该村常年吃干菜、酸泡菜的历史一去不返(4通过微集水工程与设施农业的联体构筑,开创了日光温室、塑料大棚和养殖业的高效集约化生产.这些事实表明集水农业的显著成效及对河南省山丘区的适合性.4河南省集水农业的前景及预测河南省是-个农业大省农业的兴衰在国民经济的发展战略中占有十分重要的地位尤其是占河南半壁江山的豫西地区都存在严重的缺水问题.利用工程措施直接富集天然降雨是解决这些地区水资源不足的最经济、最有效的途径.对我们这个农业大省来说要使经济腾飞,八千多万农民的贫富问题是关键.集水农业的第-步如得以推广足能保障山区的人畜饮水和粮食的富足.道士坟村的试验成功将为河南山区乃至全省各地提供--个社区经济发展的样板.集水农业研究的成果不但适合于山丘区,而且适合于水资源稍好的广大平原地区.降雨的总量不足和供需错位依然是制约平原地区农业生产力的关键因子尤其是果树、园艺等经济作物更甚,因此充分利用平原地区的村庄、道路、田头、地边进行集水存贮亏缺期补偿有限灌溉将会改变农业生产条件,产生难以估量的经济与社会效益.参考文献:[ 1]赵松岭.集水农业引论[M]西安陕西科技出版社,1996.[2]李峰瑞赵松岭.中国半干旱雨养农业持续发展的集水农业战略选择[J].开发研究,1996 (5).[3]中华人民共和国统计局中华人民共和国民政部.中国灾情报告( 1949~ 1995 )[ R]北京:中国统计出版社,1995.[4]河南省科学院地理研究所.河南农业地理[ M ]郑州河南科学技术出版社,1982 .[5]时子明.河南自然条件与自然资源[ M]郑州河南科学技术出版社,1983.中国煤化工MHCNMHG