我國北方地區承擔著國家糧食安全重任，然而水資源短缺一直是制約糧食生產穩定性和產量潛力挖掘的主要限制因素。這種矛盾在華北平原尤甚，河北中南部平原用于糧食生產的地下水凈消耗，已造成區域平均的地下水下降達7.4米，局部地區達20米。同時，也引起了河道斷流、濕地萎縮、地面沉降等一系列環境問題。業內專家認為，大規模提高農業用水效率是保障糧食安全的戰略需要，華北平原地下水修復與生態保護刻不容緩。
糧食生產過度依賴地下水灌溉 地下水下降速度驚人
華北平原是我國乃至世界的重要糧食產區。上世紀70年代以來，隨著灌溉技術的發展，農業產量得到了大幅度提升。但高產主要依賴地下水灌溉來實現，造成了地下水超采，區域性地下水位下降。
“我們是否還要繼續以地下水的高消耗來換取有限的糧食產量？短時間內的農業發展與地下水資源不可逆的消耗將帶來的巨大危機孰輕孰重？”中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心研究員沈彥俊告訴記者，這已經成為我國農業可持續發展中亟待解決的重大問題。
回顧我國這些年來的農業發展，雖然糧食生產始終穩步增長，解決了龐大人口的吃飯問題，但增長的背后，也往往隱藏了地下水急劇消耗等嚴重危機。
中國科學院院士劉昌明表示，由于農業、工業用水量不斷增大，河北近年來地下水下降速度驚人，面臨著嚴重的缺水危機。上世紀50-60年代，地下水在2-3米左右，現在下降了20-30米。
以河北省1984-2008年期間用于糧食生產的地下水凈消耗量為例，在過去的這25年期間，河北省獲得的糧食增產效益為1.9億噸，用于糧食生產的凈地下水消耗量達1390億方，主要集中消耗在河北中南部平原，其地下水消耗總量累計達1130億方。
沈彥俊表示，過去25年河北中南部平原用于糧食生產的地下水凈消耗，已造成區域平均的地下水下降達7.4米，局部地區達20米。換句話說，同時期該地區地下水下降量，有8成以上是由農業灌溉耗水引起的。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心在河北省欒城縣設有地下水監測點。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所農業資源研究中心博士張玉翠表示，1984-2008年期間，欒城縣地下水位累積凈消耗量為12億m3用于糧食生產，獲得的糧食增益累計34.5億kg。灌溉水的增產效益2.9kg/m3。據此推算的地下水下降量為17m，觀測值下降量為20.8m。
河道、濕地或消失殆盡 水資源危機威脅糧食安全
河北平原地下水超采在造成區域性地下水位下降的同時，也引發了區域生態危機，河北95%以上的平原河道干涸，90%濕地消失，最大的兩個濕地白洋淀和衡水湖都靠人工調水維持一定的水面。
中國工程院院士、中國農業水問題研究中心主任康紹忠表示，目前，我國水生態不斷退化，淡水生態系統功能整體呈現“局部改善、整體退化”態勢，北方平原區地下水嚴重超采，已形成160余個地下水超采區。
張玉翠告訴記者：“地下水資源的循環再生周期漫長，其過量消耗所引發的地下水位下降、河道斷流、地面沉降等一系列環境負效應，也許是我們在未來相當長時期內都難以有效解決的。”
劉昌明院士表示，目前華北區域淺層地下水都在30米以下，導致土質干化，很多天然的濕地如不進行補水將會不復存在。
記者采訪了解到，近年來，河北中東部平原的中低產區糧食增產顯著，其中一部分地區以開采深層地下淡水灌溉獲得產量的效益，恐將引發更嚴重的深層水超采，從而導致大面積的地面沉降。
沈彥俊告訴記者，過去淺層咸水無法充分灌溉，深層地下水的開采主要以城市和工業用水為主，已經引發了快速的地面沉降。1986-2004年間，天津累計沉降量3187mm，滄州達2457mm。
據介紹，近些年開始的抽取深層地下水用于農業灌溉將會導致更為深層地下含水層疏干和劇烈的地面沉降，因為華北地區的農業用水總量是城市和工業總和的2倍以上，未來的水資源前景不容樂觀。
水安全狀況與經濟社會和人類生態系統的可持續發展緊密相關。隨著全球性資源危機的加劇，國家安全觀念發生重大變化，水安全已成為國家安全的一個重要內容，與國防安全、經濟安全、金融安全有同等重要的戰略地位。
“但中國用水效率不高，中國農田灌溉水有效利用系數和水分生產率遠低于世界先進水平。”康紹忠院士說。目前中國工業萬元產值用水量是發達國家的10-20倍；中國水的重復利用率為40%左右，而發達國家為75-85%。
據介紹，中國糧食安全面臨巨大挑戰，為滿足不斷增長的人口需求，中國糧食產量到2030年需增加至少30%。資源短缺，尤其水資源短缺限制了中國的糧食生產。同時，氣候變化，尤其是極端氣候出現頻率增加，導致糧食產量的波動，易出現糧食供應不足。
地下水修復與生態保護刻不容緩
專家認為，在農業用水必須保持零增長或負增長的條件下，2020年我國糧食還需增產500億kg，大規模提高農業用水效率是保障糧食安全的戰略需要，華北平原地下水修復與生態保護刻不容緩。
劉昌明院士認為，政府應明確糧食生產和糧食安全與水資源持續利用之間的重要關系，保證農業生產的穩定性，實現區域水資源的可持續利用。同時，大力研發新一代農業節水技術和科學的水資源管理措施。
“農業高效用水是一個復雜的系統工程，包括作物高效用水調控、田間精量灌溉控制、灌區配水優化以及配套農藝保障措施等。”康紹忠院士說，在建立農業節水補償機制的同時，宜加強節水科技推廣與技術服務體系建設與完善，以及農業節水試驗與監測網絡建設。
水利部應對氣候變化研究中心教授王國慶認為，南水北調工程的建設對于緩解北方缺水的形勢有重大意義。“我們必須實行有效的水資源管理，完善相關法律、法規建設，加強公眾教育，讓每個人都有環境意識和節水意識。同時，加大非傳統水源的開發利用，即污水的再利用、雨水的采集以及海水淡化等。”
專家指出，改變農業種植制度和結構，保護和修復華北平原地下水與受損生態刻不容緩。康紹忠表示，在今后一段時間里要調整種植比例，減少高耗水農作物，加強節水科技研究，在保護產量的基礎上，減少凈耗水。
沈彥俊認為，河北省宜盡快轉變農業發展方式，改變作物種植結構，實現地下水資源保護和逐步恢復。同時，控制深層地下水的無序開采。
張玉翠建議，配合國家城鎮化戰略和農村土地流轉，盡快建立試點和形成模式，土地集中使用可以結束小農經濟對生產力的約束，推動新技術的應用，提高資源利用效率，實現水資源可持續利用、生態恢復、農民增收，一舉解決三農、環境和地下水危機問題。