于静洁，任鸿遵

（中国科学院 地理科学与资源研究所，北京 100101）

提　要　华北地区是我国重要的粮食生产基地，其粮食产量在全国粮食总产中的比重由 1949 年的 22% 上升到 1998 年的 29.6%。灌溉是保证该区粮食高产稳产的重要保证。华北地区目前用水处于严重紧张状态，1997 年人均综合用水量为 315m³，农业是用水大户，工农业用水比为 1∶5，水资源供需的主要矛盾在农业。华北地区水资源利用率高达 98.5%，整体供水潜力所剩无几；随着工业和城镇的发展，农业用水分额将继续减少；同时，受频繁的旱涝灾害、日益严重的水污染和大面积的地下水位下降的影响，农业供水保证率将进一步降低。分析指出，若无连续丰水年和外调水源的补给，要继续保证或发展本区的粮食生产规模，本区的农业用水情势有恶化之势，急需研究并制定出解决本区粮食生产和水资源供给不足矛盾的办法。

关键词　华北地区；粮食生产；水供应；分析

中图分类号　F326.11；P333

文献标识码　A

文章编号　1000－3037(2001)04－0360－06

1 地区概况

　　本文中的华北地区包括北京、天津、河北、内蒙、山西、山东和河南 7 省（区），总面积为 185万km²，占全国总面积的 19.3%，总人口 32213 万（1997 年），占全国的 26.5%^[1]，华北地区不仅是中国政治、经济、交通及文化的中心地带，而且也是我国重要的粮食生产基地。1997 年，华北地区工业总产值为 27877 亿元，是全国工业总产值的 24.5%，粮食产量为 1.3亿t，是全国粮食总产量的 26.4%。全区共有耕地面积 3630.2×10⁴hm²，占全国耕地总面积 (13003.8×10⁴hm²) 的 27.916%，其中灌溉耕地面积为 1678.4×10⁴hm²，占耕地面积的 46.2%。由于华北独特的地理位置，它是带动中国中西部地区发展的主要地区，是解决中国 12.36 亿人口温饱问题的主要粮食产区，对水资源的需求量大，供需矛盾突出，可以说水已成为这一地区持续发展最主要的限制因素，并已引起政府及各界人士的高度重视。本文将主要结合该区的粮食生产分析其水供应情势，为该区粮食产量规划提供信息基础。

2 水资源及其利用背景

　　华北区地处季风带，属半干旱半湿润气候区，降水量一般介于 500 至 600mm 之间。全国第一次水资源评价结果显示^[2]，该区多年平均水资源量为 1685.2×10⁸m³，其中地表水资源 1264.1×10⁸m³，地下水 873.8×10⁸m³，地表水与地下水重复量为 452.7×10⁸m³。概括起来，本区水资源主要特征有：①水资源贫缺。本区人均水资源为 523m³，地均水资源为 309m³，分别为全国平均值的 1/4 和 1/5，是中国的严重缺水地区，尤其是进入 20 世纪 90 年代以来，因气候变化的原因，本区水资源量明显减少，以 1997 年为例，减少约 36%，更加剧了水资源的短缺程度（表 1）^[2、3]；②水资源时空分布不均，与农业生产的需求及耕地分布的匹配不佳。本区水资源在时间的分布上具有明显的季节性，70% 以上的水量集中于 7～9 月，而农业生产最需水的季节是 3～5 月，两者极不呼应，本区耕地面积约占全国的 28%，而水资源仅占全国的 6%，两者匹配欠佳；③地下含水层深厚，地下水资源相对比较丰富，总量与地表水资源相当，主要储存于平原地区，地下水的补给 46% 来自于地表水的转化，其余则主要来自于降雨入渗，由于地下水水量较稳定，开采较宜，所以已成为本区主要的供水水源。

表 1 各省（自治区）、市现状水资源分布（1997 年）
Table 1 Current water resources of the various provinces autonomous region, major cities in North China (1997)

注：1997 年数据摘自参考文献 3，多年平均数据摘自参考文献 2。

　　从用水量上看，华北地区人均综合用水量低于全国平均水平。1997 年，全国人均综合用水量 458m³，华北地区人均用水量仅为 315m³，用水处于严重紧张状态。从用水结构来看，1997 年，华北地区总用水量为 1017.68×10⁸m³，其中农业用水量为 764.89×10⁸m³，占 75.2%；工业用水量为 148.81×10⁸m³，占 14.6%；生活用水量为 103.99×10⁸m³，占 10.2%；各省（市）用水情况见
表 2^[3]。可见，农业是用水大户，工农业用水比为 1∶5，大城市（如北京）两者之比为 1∶1.65，水资源供需的矛盾主要在农业。

表 2 华北地区各省（市）用水量
Table 2 Water consumption in different provinces in North China (1997)

3 华北地区粮食生产与农业灌溉情况

　　华北地区光热充足、土地肥沃，农业生产潜力高，是我国重要的粮食生产基地，1949 年以来，华北地区粮食产量逐年稳步增加（图 1a），其变化趋势与全国粮食产量变化的趋势相一致，华北地区粮食产量在全国中的比重也呈逐年上升趋势，由解放初期的 22%（1949 年）上升到 1998 年的 29.6%（图 1b）。可见，华北地区粮食生产在我国粮食生产中的地位日益重要。1997 年统计资料显示^[4]，华北 7 省市共有耕地面积 3630.2×10⁴hm²，作物总播种面积 4234.9×10⁴hm²，粮食播种面积 3296.2×10⁴hm²，粮食总产 1300×10⁸kg，分别占全国的 27.9%、27.5%、29.2% 和 26.4%。耕地和粮食产量均占全国的 1/4 强。华北地区粮食生产以冬小麦、夏玉米为主，兼有水稻、豆类和薯类等粮食作物。1997 年，主要粮食作物小麦、玉米、水稻、豆类和薯类的播种面积比为 13.8∶9.2∶1.0∶3.3∶2.3，其中冬小麦和玉米的播种面积占全区粮食播种面积的 77%；主要粮食作物的产量为全区粮食总产量的 98.6%，其中冬小麦和玉米的产量为全区粮食总产的 84%（表 3）。

图 1 华北地区粮食总产与粮食总播种面积的变化 (a) 及其所占全国比重的变化 (b)
Fig.1 Total crop yield and seeded area (left) and their proprtions to the national total in North China (right)

表 3 华北地区粮食结构表（1997 年）
Table 3 Crop structure of North China in 1997

　　根据“中国可持续发展的水资源战略研究”第三课题“农业需水与节水高效农业”课题组的研究成果^[6]，2010 年和 2030 年华北地区的人口将分别达到 3.65～3.72 亿人和 3.99～4.25 亿人。按人均年需要粮食 415kg 和 450kg 计算，华北地区粮食需求量在 2010 年为 1514×10⁸～1548×10⁸kg，2030 年为 1794×10⁸～1911×10⁸kg。而目前华北地区粮食产量为 1300×10⁸kg，距 2030 年的粮食需求还有 500×10⁸～600×10⁸kg 的缺口，粮食的增加是要有灌溉水保障的，以单方水产量为 2.0kg 计，则至少需增加 250×10⁸～300×10⁸m³ 的灌溉用水，即在现有农业灌溉供水的基础上，增加 40%～50%。

4 华北地区水供给的情势分析

　　整体供水潜力所剩无几。1997 年，华北地区水资源总的供给量为 1030.4×10⁸m³，其中地表水供给量 467.8×10⁸m³，地下水供给量 556.8×10⁸m³，其它水源供水量 5.6×10⁸m³，地下水的供给量已超过总供水量的 50%，全区水资源整体开发利用率已达 98.5%（供水总量占水资源总量的百分比），且位于区内的海河流域是全国水资源利用程度最高的流域，水资源利用程度为 103%。在地表水短缺的华北地区，地下水已成为主要的供水水源，华北全区地下水供水量已占总供水量的一半以上（表 4）。河北省地下水源的供水量占总供水量高达 74.5%，山西、河南、山东省分别占 61.3%、53% 和 47%，可供进一步开发利用的地下水潜力并不乐观。1997 年，华北地区地下水开采量占可采地下水资源量的 67.4%。京津冀已超采，仅在内蒙、河南、山东、山西的黄河故道及引黄灌溉平原区等有地表水源补给的地方，地下水尚有一定开采潜力，但开采潜力受水质及开采条件影响极为有限，且分布不均（表 5）。在海河流域，地下水已严重超采。例如，河北省平原区浅层地下水年可开采量为 77.01×10⁸m³，而浅层地下水 1980～1997 年年平均开采量为 105.79×10⁸m³，有 28.78×10⁸m³ 的地下水是靠疏干地下水含水层组供给，造成平原区地下水位连续下降和大面积地下水降落漏斗，引发了严重的生态环境问题。可见，在华北地区进一步增长地下水可供水量的难度很大。

表 4 1997年华北地区地表水、地下水供水量
Table 4 Surface water and groundwater supply of different provinces in North China (1997)

注：其他水源包括处理后再利用的污水和雨水。

表 5 华北各省（市）地下水开发利用潜力
Table 5 Groundwater exploitation potentials of different provinces in North China

　　农业供水份额将继续下降。本区水资源严重不足，而需求量大，供需矛盾十分突出，而随着工业和城镇的发展，供需矛盾的加剧，农业用水占总用水的比重势必将继续减少。

　　近 20 年来用水数据表明，虽然中国用水量持续增加，但全国农业用水不但没有增加，而且基本上处于稳定状态。如 1980 年农业总用水量为 4195×10⁸m³，而 1997 年为 3920×10⁸m³，1997 年反而比 1980 年减少了 275×10⁸m³。大城市及北方缺水地区的城镇，是农业用水份额下降的主要地区，并以华北地区农业用水份额的减少最为明显。如北京、天津 1980 年农业用水量分别为 22.53×10⁸m³、20.07×10⁸m³，而 1997 年，其农业用水量分别为 18.12×10⁸m³、14.63×10⁸m³，17 年间农业用水不但没有增加，反而分别减少了 4.41×10⁸m³、5.44×10⁸m³。再如，河北省和山西省 1980 年农业用水量分别为 193.39×10⁸m³ 和 46.81×10⁸m³，1997 年分别为 174.36×10⁸m³ 和 36.51×10⁸m³，比 1980 年农业用水量分别净减 19.03×10⁸m³ 和 10.3×10⁸m³。可见，面临着水资源的严重短缺，为了缓解城市供水紧张局面，在资金短缺、时间紧迫和水源不足的情况下，只有降低农业用水份额。这就意味着在相当长时间里，进一步增加农业供水的可能性很小，目前的农业用水紧张状况还将持续。

　　频繁的旱涝灾害、日益严重的水污染和大面积的地下水位下降，将进一步降低华北地区农业水供给的保证程度，加剧了农业用水的紧张情势。由于受季风气候的影响，水资源在年内及年际间变化大，致使本区的旱灾与其它灾害相比出现的次数多，持续时间长，影响范围大，对农业生产的影响也颇为严重。在 1951～1991 年的 41 年内，出现干旱 50 次以上，平均每年 1.2 次^[7]。据预测，本世纪随着气温的升高，可能会改变我国区域降水和蒸发的格局，北方地区的干旱可能还会加剧，故今后旱灾仍然是影响本区农业生产最重要的灾害。此外，北方河流断流日益严重，由于河道外大量用水，北方河流断流日数增加。海河水系已变成季节性河流。黄河下游自 1972～1997 年的 26 年中发生断流的有 20 年，1997 年达 226 天，断流河长达 700km。海河、黄河下游的断流，加剧了农业用水的紧张程度。

　　华北平原农业区地势低洼，水流不畅，一旦遭遇大洪水，必然导致大的洪涝灾害发生，如海河流域 1963 年 8 月的大洪水、黄河流域 1958 年 7 月的大洪水等，不仅直接影响农业产出，更使农业灌溉工程严重受损，从而影响农业供水的保证率。

　　华北地区水资源的严重不足，促使地下水的开发利用，而长期过量的超采，已导致广大范围的地下水水位大幅度下降、地面下沉和海水入侵，由此使井灌区机井大量报废，供水能力减弱。不仅如此，长期超采地下水，已使一些地区浅层地下水水位降到含水层底板，导致含水层疏干。据 1975～1995 年统计资料，河北平原浅层地下水含水层疏干面积已达 9895km²，主要分布在石家庄市、保定市、宁柏隆和永年东杨庄漏斗区，疏干深度一般在 10～35m 之间，其中，保定漏斗中心地带疏干深度有 40～45m，含水层最大疏干厚度达 85m。这意味着该区农业正面临着供水水源枯竭的威胁。

　　此外，由于华北地区河流水量减少，甚至断流，加上工业城市废污水排放量大，而处理率低，水污染严重，降低了农业灌溉供水量的质量。1997 年，全国污废水排放总量达 584亿m³，绝大部分废污水都未经处理直接排入江河湖海和地下，导致河流水污染严重，水质恶化，北方河流更为突出。1997 年的全国水质评价结果显示，北方河流污染河长达 65%～80%。海河和黄河，Ⅴ类和超Ⅴ类严重污染的河长分别占总评价河长的 67.3% 和 32.1%。同时，由于水资源短缺，绝大部分污水量未入海就已被消耗掉了。如海河流域的工业和城市生活污水几乎全部消化在陆地上，并大部分被农田接纳。华北地区废污水排放率高达 80% 以上，大部分污水被直接排入河渠。利用污水进行农业灌溉，严重影响了农作物的品质；污染物的不断积累，不仅将直接影响粮食的产量和质量，还将对人民生活和健康产生不可估量的严重后果。

5 讨论

　　前述可见，华北地区是我国重要的粮食生产基地，该区粮食生产对我国的粮食安全有重要影响。从目前农业用水现状来看，农业用水已出现严重不足，而从未来农业供水情势上看，相当严峻，在供水的数量和质量上均不乐观，若无连续丰水年的出现和外调水源的补给，要继续保证或发展本区的粮食生产规模，本区农业用水情势有恶化之势。那么，如何解决本区的农业生产和水资源供给不足的矛盾？这还有待于进一步深入研究。作者认为有必要对本区农业用水、农作物布局和农业发展规划与水资源的关系进行深入研究，在此基础上，采取切实可行的措施，深挖农业水资源利用潜力，发展适水、高效型农业。

参考文献

第一作者简介

于静洁 (1964－)，女，吉林省四平市人，副研究员，硕士，主要从事区域水文及农业水资源管理研究。