第30卷第1期河南大學學報(自然科學版)Vol.30 No. 1.2000年3月Joumal of Henan University ( Natural Science )Mar.2000論河南省的集水農業(yè)丁圣彥| ,劉家棟2( 1.河南大學環(huán)境與規(guī)劃學院河南開封475001; 2.商丘教育學院河南商丘476000)摘要:介紹了 集水農業(yè)的概念及內容,論述了河南省發(fā)展集水農業(yè)的緊迫性和可行性并通過實例分析說明集水農:業(yè)的理論在河南省農業(yè)生產實踐中的適合性和發(fā)展前景.關鍵詞:旱災集水農業(yè)河南省中圖分類號:F323 .213 S273.1文獻標識碼:A文章編號: 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 )就是通過工程設施把天然降雨所形成的地表徑流富集并存儲起來變成可以利用的水資源.集水農業(yè)( Rainwater Harvesting Agriculture )就是把對農業(yè)無效部分的天然降雨通過工程設施富集起來實施時空調節(jié),有限供水補償農田水分虧缺實現(xiàn)農業(yè)生產力穩(wěn)定提高的技術體系1]其核心內容.是在半干旱和半濕潤易旱地區(qū),以微生境”再造理論為指導，以天然降雨工程富集、儲存技術體系為基礎,以節(jié)水有限補償灌溉為手段,以集水高效農藝利用技術體系為核心并把經濟管理和技術服務作為重要組分而綜合發(fā)展的大農業(yè)生產過程,它是一種旱地雨養(yǎng)農業(yè)新的開發(fā)模式或增長方式終極目標在于使雨養(yǎng)農業(yè)由完全被動抗旱型轉變?yōu)橹鲃涌购敌蛯崿F(xiàn)干旱年農業(yè)生產也能豐產和穩(wěn)產，從而大力發(fā)展商品生產形成規(guī)模經濟促進整個地區(qū)社會和經濟的全面發(fā)展.雨水集流利用是一種古老的富集利用天然降雨的傳統(tǒng)技術,在以色列、土耳其以及非洲、拉丁美洲和亞洲的許多國家已流傳了數千年并一直沿用至今[21但以往雨水集流系統(tǒng)主要是為提供家庭或社區(qū)生活用水而設計真正用于農田灌溉水源的并不多.在歷史上我國一些干旱缺水的地區(qū)有修水窖蓄雨水飲用的習慣但規(guī)模小,不足以解決人畜飲水更談不上用于農田灌溉.集水農業(yè)理論的創(chuàng)立與實踐給我國干旱、半干旱、半濕潤易旱地區(qū)農業(yè)的生產和農村經濟的綜合發(fā)展帶來了新曙光,它是人類農業(yè)用水文明發(fā)展的新時期,同時也標志著我國傳統(tǒng)旱地農業(yè)發(fā)展進入了一個新的歷史階段.1河南省發(fā)展集水農業(yè)的緊迫性1.1 河南省歷史上的旱災中國煤化工根據歷史時期資料的記載河南省在大旱年份赤地遍野,MYHCNMH G無寸草"而人相食"等收稿日期: 19904-21基金項目:河南省科委資助項目(984070600)作者簡介:丁圣度( 1963- )男河南商丘人博士副教授.丁圣彥等論河南省的集水農業(yè)85悲慘現(xiàn)象屢見不鮮.解放后河南人民在黨和政府的領導下對干旱進行了頑強的斗爭,取得了-定的成績.但由于保灌面積比例較小大面積農田仍靠天收成遇有干旱年份災情仍較嚴重.有關資料(表1表明干旱脅迫是河南省農業(yè)生產的第-制約因子旱災位于河南省農業(yè)災害之首損失是其他災害之和,而且近年來旱災有加重的趨勢.表1河南省1950~ 1994年農作物受災、成災面積[3(單位萬hm2)受災面積成災面積年份旱災水災風雹霜凍其他合計‘旱災水滅風雹 霜凍合計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河南省農業(yè)生產中構成旱災的因素分析導致河南省旱災的主要因素是降雨的總量不足供需錯1;MYH中國煤化工生理需水期不相吻合)以至于旱災盈頻年年發(fā)生只有時空.上的差異.河南省農業(yè)CNM H G是主要種類但其生育期的需水量和降雨量的吻合程度較低.按小麥中等產量水平(3000~3700kg/hm2對水分的要求450~500mm玉米中等產量(3750kg/hm2)生育期的需水量450mnf4]計算河南省淮河以北年平均降雨量900~500mm )的絕大部分地區(qū)不能滿足作物對水分的需求再者河南省的降雨特點之一是降雨量高度集中在6、78月這三個月的降雨量占年降雨量的50% ~ 60%黃河以北達60%以上.在冬小麥的生育期中決定產量高.86河南大學學報自然科學版)2000年第30卷第1期.低的關鍵期是拔節(jié)--開花期此期也是小麥需水的高峰期(達115mnF5]),但此時淮河以北各地80%以上的降雨保證率均低于60 mm黃河沿岸及豫北則僅15 mm.在這種情況下沒有水沒有適時灌溉其他任何方面的科學技術都無法發(fā)揮其價值.夏玉米的生育期雖然與降雨的吻合程度較高,但在河南省中西部丘陵和豫北地區(qū)仍不能滿足對水分的要求況且在河南省伏旱現(xiàn)象幾乎年年發(fā)生特別是近年來的嚴重伏旱導致河南省夏秋作物的連片絕收.尤其是中西部山區(qū)更甚不但作物產量低而不穩(wěn),而且常年有近48萬人飲水困難.水資源緊缺不僅影響農業(yè)并且已經成為國民經濟發(fā)展的重要制約因素.這-地區(qū)是河南省連片貧困地區(qū)水的問題不解決或解決不好不要說經濟騰飛就連溫飽問題的長期穩(wěn)定都是不可能的.從目前國內外的發(fā)展趨勢來看解決這一難題的最佳方案就是利用I程措施富集天然降雨補償農業(yè)和人類所需淡水的不足.集水農業(yè)是中國與世界半干旱與半濕潤易旱地區(qū)21世紀農業(yè)發(fā)展的主流，是支持農民解決溫飽、實現(xiàn)小康進一步達到富裕的硬技術體系.通過硬技術的模式化、標準化和工業(yè)化生產通過微生境的再造，創(chuàng)造作物生長的微環(huán)境的天堂實現(xiàn)商品生產的高產與高效在完成由自給自足的小農經濟向商品生產跨越的同時減輕山區(qū)其余土地的壓力退耕還林還草實現(xiàn)農業(yè)的持續(xù)發(fā)展.2河南省集水農業(yè)的可行性就河南省自然地理情況看淮河以北、京廣線以西的絕大部分地區(qū)均可發(fā)展集水農業(yè)，從地貌方面看該區(qū)可以分為三個地貌區(qū)( 1 )豫西復雜構造山地區(qū)習慣稱為豫西山地”.區(qū)內中山占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從事農業(yè)生產. (2)三門峽-洛陽黃土臺地丘陵區(qū).黃土耕性良好肥力較高適宜多種作物生長但易受流水侵蝕,因而溝壑密布形態(tài)破碎水土流失極為嚴重旱象十分突出.(3)豫西北太行山斷塊山地區(qū).本區(qū)屬中山區(qū)中山外圍系低山丘陵區(qū)是本區(qū)耕作業(yè)的精華所在.從氣象氣候方面看受季風氣候的影響本區(qū)降雨量的季節(jié)變化和年際變化均十分明顯.降雨量高度集中在夏季是本區(qū)降雨量季節(jié)變化的主要特點之一.6~8月份的降雨量占全年的40%~65%而且集中程度由南向北逐漸明顯.伏牛山區(qū)大致為40%~50%太行山區(qū)為50%~65%.降雨量年際變化的不穩(wěn)定性也是本區(qū)降雨量變化的主要特點之一，全區(qū)年降雨變率-般為16% ~ 23%春季降雨變率為22% ~45%夏季20%~35%秋季20%~35%冬季30%~45%年降雨量極差為500~900mm.本區(qū)的自然地理情況顯示出了河南省實行集水農業(yè)的優(yōu)越性.集水農業(yè)的第一步是集水,即先拿到水.水從哪里來?該區(qū)水資源極其匱乏,-無地表水(引水無源)二無地下水(地下水位太低打井無泉)唯- -可以利用的是把天然降雨富集起來使其變?yōu)樗Y源.富集天然降雨的手段主要是通過修建貯水窯窖(我們稱之為微集水工程).影響微集水工程效益的要素有集水面(包括天然的或經過人工處理的)集水渠道、天然降雨量及貯水窯窖的體積和使用壽命.該區(qū)石質山地是較為理想的天然集水面(徑流系數較大-般大于0.7幾乎不需進行人工處理).而黃土丘陵區(qū)或崗地平原區(qū)的集水面徑流系數較低,-般低于0.5 ,但可以通過人工處理,如原土夯實塑料薄膜、乳化瀝青、片石覆蓋等.起伏的地貌形態(tài)和年降雨量的相對集中都是提高集水效率的先決條件.富集的天然降雨一方面可以解決該區(qū)的人畜飲水,另一方面配以節(jié)水灌溉設施(如滴灌、滲灌) ,可于大面積的收集降雨、用于小面積,雨季富集的降雨、旱季使用的高效農業(yè)生產.更何況河南省這些地區(qū)(如濟源、衛(wèi)輝等)已有多年的微集水工程建設的經驗.總之集水農業(yè)的實踐在河南省不是行與不行的問題而是如何大面積推廣的問題.3河南省集水農業(yè)的案例分析衛(wèi)輝1市太公泉鎮(zhèn)道士墳村屬太行山系，處于山地向平原過渡的灰?guī)r丘陵地帶.屬大陸性季風氣候多年平均降雨量598.1mm年際差異較大存在有明顯的豐水年中國煤化工量1224.5 mm ,最小為318.9 mm.年內降雨量分布極不均勻最大降雨月份6、78月MHCNMH G右常出現(xiàn)春冬旱夏秋澇旱澇頻繁而且一年中常先旱后澇旱澇交替尤其是4、5月份降雨量最小給小麥等夏糧作物常帶來“卡脖子”旱對農業(yè)生產影響極大.該村有86戶人家、273口人、49.9 hm2耕地.該村水源奇缺",生在道士墳長在石板坡,十天不下雨人畜無水喝,- 場暴雨下遍地是溝壑”",引水無源打井無泉”人畜飲水都十分困難生產用水更無法提及.種在人收在天風調雨順年每公頃生產糧食僅1 500kg左右多年來生活在丁圣彥等論河南省的集水農業(yè)37這里的人們曾與天斗、與地斗,但終因沒有解決水的問題而不能擺脫貧困.由于無水吃水需到2.5 km外的山腳下排隊接水量很小的山泉水.身強力壯的年輕人三分之一的時間用在排隊接水和挑水上.由于無水,收糧靠天賜,保命靠國家村民生活極其貧困.”姑娘嫁得出鳳凰飛不來"先后有200余人離家出走到外地安家落戶.從1991年開始,該村大搞集水工程建設利用自然降雨、截蓄徑流、趁勢挖窖蓄水,在常年降雨600 mm的情況下,一個200 m3立方米的水窖可保0.13 hm2土地夏秋兩季高產.建窖方法簡單、成本低廉、一次性投資.多年使用豐水季蓄水、旱時點種、平時可以吃水非常適合缺水的山區(qū).至今道士墳村已建成全封閉式水窖137 個總容量達16800 m3 ,徹底解決了人畜飲水并建成旱澇保收田19.13 hm2實現(xiàn)了人均0.067 hm2水澆田農業(yè)生產基礎條件大大改觀生產面貌顯著變化.1994年全村糧食總產達到14萬kg比1993年增長27% ,首次上交糧食近2萬kg人均增加收入220元.1994 年小麥播種之后從冬旱到春旱、接夏旱在長達8個月的時間連-場透雨也沒下過把小麥生長置于無可奈何的困境之中相當面積的小麥絕收.然而集水改變了旱情嚴重三道士墳村的面貌在該村卻出現(xiàn)了豐收之戶、高產之田.該村村民孔令喜0.05hm2小麥滴灌三次實收259kg折每hm2產5180kg孔令云0.1hm2小麥滴灌兩次，實收465kg折hm2產4650 kg.分別比未滴灌的孔令云的另外0.4 hm2小麥總產455 kg折合單產1012.5kg增長5.4倍和4.6倍.他們深切地認識到蓄水就是蓄糧建水窖就是建糧倉建水窖等于建了一個小銀行”。道士墳村微集水工程的興建填補了該村的4項空白( 1 )徹底解決了人畜吃水問題，家家用上了自來水(2 )結束了該村農業(yè)生產無灌溉的歷史(3使該村常年吃干菜、酸泡菜的歷史一去不返(4通過微集水工程與設施農業(yè)的聯(lián)體構筑,開創(chuàng)了日光溫室、塑料大棚和養(yǎng)殖業(yè)的高效集約化生產.這些事實表明集水農業(yè)的顯著成效及對河南省山丘區(qū)的適合性.4河南省集水農業(yè)的前景及預測河南省是-個農業(yè)大省農業(yè)的興衰在國民經濟的發(fā)展戰(zhàn)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區(qū)都存在嚴重的缺水問題.利用工程措施直接富集天然降雨是解決這些地區(qū)水資源不足的最經濟、最有效的途徑.對我們這個農業(yè)大省來說要使經濟騰飛,八千多萬農民的貧富問題是關鍵.集水農業(yè)的第-步如得以推廣足能保障山區(qū)的人畜飲水和糧食的富足.道士墳村的試驗成功將為河南山區(qū)乃至全省各地提供--個社區(qū)經濟發(fā)展的樣板.集水農業(yè)研究的成果不但適合于山丘區(qū),而且適合于水資源稍好的廣大平原地區(qū).降雨的總量不足和供需錯位依然是制約平原地區(qū)農業(yè)生產力的關鍵因子尤其是果樹、園藝等經濟作物更甚,因此充分利用平原地區(qū)的村莊、道路、田頭、地邊進行集水存貯虧缺期補償有限灌溉將會改變農業(yè)生產條件,產生難以估量的經濟與社會效益.參考文獻:[ 1]趙松嶺.集水農業(yè)引論[M]西安陜西科技出版社,1996.[2]李峰瑞趙松嶺.中國半干旱雨養(yǎng)農業(yè)持續(xù)發(fā)展的集水農業(yè)戰(zhàn)略選擇[J].開發(fā)研究,1996 (5).[3]中華人民共和國統(tǒng)計局中華人民共和國民政部.中國災情報告( 1949~ 1995 )[ R]北京:中國統(tǒng)計出版社,1995.[4]河南省科學院地理研究所.河南農業(yè)地理[ M ]鄭州河南科學技術出版社,1982 .[5]時子明.河南自然條件與自然資源[ M]鄭州河南科學技術出版社,1983.中國煤化工MHCNMHG