水稻灌溉分析論文
時間:2022-06-29 02:30:00
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一、發展水稻的重要意義
最近幾年,日本對持續發展水稻灌溉給予很大的注意,連續在日本召開了數次國際會議,包括2003年3月在日本京都、滋賀、大阪。召開的全球水論壇。討論了通過發展水稻灌溉,持續發展農業和農村。
稻米是世界上的主要糧食,特別在亞洲起到重要作用。根據2000年統計,全世界在水稻總產量為5.99億噸,超過玉米和小麥。亞洲是水稻主要產區,收獲面積占全世界的90%。2000年世界糧食產量統計
種類
數量(百萬噸)
比例(%)
稻米
599
30
玉米
591
29
小麥
576
28
大麥
132
6
其它
151
7
總計
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,有的國家則高達70%。全世界70%的淡水量是用于農業。尤其是亞洲,水稻是主要農業,農業用水量則達80%以上,其中90%是用于水稻灌溉。根據國際水資源管理研究所估計,在1995年和2025年之間,生活和工業用水量將分別增加至11%和22%,而農業用水將下降到67%。
因此,未來的水稻灌溉農業,特別是亞洲在糧食和水問題上將面臨長期嚴峻的挑戰。
二、水稻灌溉農業的可持續性面臨挑戰
主要來自三方面的挑戰,即環境可持續性、經濟可持續性和社會可持續性,且這三者是緊密聯系。如果其中之一發生問題則將長期威脅灌溉系統的可持續性。
(1)環境的可持續性
水稻對環境的損害比旱地少。稻田滲漏可以沖洗鹽分,使土壤不發生鹽堿化。水稻和旱作交替種植可促使土壤中氧化和還原的循環,從而防止病原細菌傷害作物。如,日本有2000年的水稻種植歷史,連續種植至今,仍獲得高產和穩產。此外,稻田有水層保護,土壤不會發生風蝕。
灌溉水稻農業與環境的關系觀測表明,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系統。亞洲山區的降雨多,地形陡、土壤沖蝕是一個大問題,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常受洪水淹沒,可以種植水稻。
在濕潤多雨地區,水稻田可以大面積蓄水,起到滯洪、除澇作用,部分水分蒸發而進入空氣或入滲地下,補充地下水或流入河流而入海。在下游地區,以地下水或河流水形式可以重復利用。這一水的循環過程對地區的水質和水量、動植物的生態系統、地區景觀和氣象的影響很大。所以稻田灌溉的水循環也是大氣自然水循環的一部分。
水稻田有凈化作用,通過作物吸收氮和磷,通過表土層可以脫氮。根據試驗,稻田去除標準氮的速度為0.1~0.2g/m2/天。這一作用就可以去除過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。氮的消耗則是通過作物吸收、脫氮、滲漏和地表徑流的流失。根據日本的測定,稻田的進出氮量是平衡的,至少稻田不會因施肥而引起氮的污染。
稻田也可以認為是一種“濕地”,有許多動物生長在稻田里。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。根據南Isawa地區在700公頃稻田區的調查,稻田中生長著306不同類型的植物和1106種動物和昆蟲。因此,由稻田、渠道和水庫組成的水的生態系統可以保護和穩定種類繁多的生物生態系統。
(2)經濟可持續性
為了使灌溉系統達到經濟可持續性,不可避免地涉及到灌溉系統的成本和效益分配問題,受益者應該適當分擔一部分成本。
一般來說,灌溉農業的一部分成本和效益是帶有市場性質的,如灌溉設施的修建,設備的維修和運行成本、管理成本,以及農產品等都與市場價格有密切關系。但也有一部分效益,如節約用水,鹽堿化、防洪和回灌地下水、水上娛樂等是帶有公益性質,不能用市場價格來衡量。所以由誰負擔那一部分成本是很難確定的,這與每個國家的社會情況、法規以及灌溉農業對國家社會的貢獻有關。如亞洲季風地區,雨量充沛,把水資源看成是公共的社會財富,沒有市場價值。而在澳大利亞,創建了水市場,公共部門的投入則很小。歐共體農業政策的目標是到2010年要全部回收成本,計劃用于環境的投入。日本和一些亞洲國把水看成是純粹的公共財富,建立水權制度來控制和調節用水。日本的水權可以轉讓,從多余水的部門轉讓給缺水部門。如果一個灌溉系統在經濟上不能持續,則需要外部的財政補助。
(3)社會的可持續性
在亞洲季風地區,灌溉農業促進了社會的發展。日本的許多水稻灌溉系統不僅給稻田灌溉供水,而且還供給農民對水的各種需要,包括飲用水、農業用水和消防用水。此外,還可用于防洪和回灌地下水,以及旅游和休閑等。
日本把灌溉水稻農業作為文化之源。有許多節日都與水稻有關,如春季或秋季的豐收節等。
三、發展灌溉水稻農業是一項長期任務
(1)滿足未來糧食需求
在過去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,產量從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,主要應采取以下措施;(i)引入和改善灌排系統,提高現有耕地的生產力,并發展水稻灌溉;(ii)合理管理、運用和改建現有水稻系統,提高生產力。
(2)促進稻田灌溉農業與環境相協調
稻田與環境的關系,主要取決于各地區的自然和社會條件,尤其是降雨和地形條件。因此,必須根據當地自然條件合理發展稻田灌溉農業,減少其負面影響。如在干旱地區,稻田滲漏會抬高地下水位,引起土壤鹽堿化;在井灌地區,過度發展水稻灌溉會引起地下水位下降,影響可持續的生產;在水稻種植區要合理使用化肥和農藥,否則會對環境產生負面影響,如污染地下水,毒害各種生物。特別是中央亞細亞和其他地區,為了種植水稻在河道中筑壩引起了環境問題。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教順。又如在澳大利亞,灌溉引起了地下水位上升,周圍地區發生土壤鹽堿化。
維持和促進稻田地區的水循環,將有利于環境可持續性,但稻田形成的水循環系統,其自然凈化作用以及創造一個良好的生態系統,至今尚未被人們廣泛認識,今后應促進公眾認識和正確評價水稻灌溉農業的作用。
四、對我國發展水稻灌溉的思考
我國水稻灌溉有數千年歷史,浙江余姚河姆渡遺址的發現,又將水稻灌溉的歷史推進到7000多年以前。中國古老文化和文明的發展與水稻種植的歷史有著密切關系。因此,我認為亞洲國家對發展水稻灌溉的重視也值得引起我們的注意。
我國近幾年來,隨著農業結構的調整,水稻種植面積逐年減少。如主要水稻種植區的浙江省,有些地區的水稻種植面積已從過去的80%以上減少至50%;有的是經濟作物和其他用地占60%,水稻面積減少到40%。劣質水稻種植面積大大減少,優質水稻面積相應增加。隨著經濟作物或水產養殖和水生作物面積的增加,農民收入大大提高,這是無可否定的事實。但隨著水稻種植面積的減小,對人口不斷增長的糧食安全影響如何?對環境的可持續性發展影響如何?在農業結構調整中,水稻的合適種植面積應該是多少?這些問題都值得我們進一步研究。在這里我僅把問題提出來,愿與關心這一問題的人士共同探討。
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