中国农田用水与水分生产力提高途径-20130305.ppt

中国农田用水与水分生产力提高途径 中国农业大学资源与环境学院 中国发展的警钟—土地 15亿人，人均财富为世界人均的1/3，这块土地已经吃不消，污染不可逆转，资源需要外援（澳洲的矿、美国的粮、全球的油气）。如果人均财富达到美国人均的1/3，那这块土地只能承载现在的一小半人口（根据不同模型测算，在5亿~7亿之间）。这个时间大约需要十年左右……现在把住不下的几亿人交给你，你看咋办？（不劳而活，2012） 中国发展的警钟—耕地 满足如今中国人的生活现状，所进口的农产品折算成土地面积，大概为7-8亿亩（快接近所谓耕地红线1/2） 粮食九连增，已造成农业各生产要素没有弹性。 （陈锡文，2012、2013） 提纲 水与生产力、水分生产力 中国水资源、农田用水与水分生产力 提高水分生产力途径 提纲 水与生产力、水分生产力 中国水资源、农业田水与水分生产力 提高水分生产力途径 耕地：水、热、土、生、气资源的协调 生产每公斤食品的需水量（美国 加州）（Renault，2000） 半干旱区沙地资源分布 半干旱区盐渍土资源分布 现问题严峻！！ 未来如何！！ 科学对策是什么？？ 水资源 粮食 农业水分利用效率WUE 水分生产力WP ： 提纲 水与生产力、水分生产力 中国水资源、农田用水与水分生产力 提高水分生产力途径 中国粮食生产中蓝水和绿水的贡献率 中国主要粮食作物的水分生产力 中国粮食作物水分生产力 提纲 水与生产力、水分生产力 中国水资源、农田用水与水分生产力 提高水分生产力途径 不同尺度水资源高效利用的对策 灌区水分利用效率链（TC Hsiao，2007） 雨养水分利用效率链（TC Hsiao，2007） 水分利用效率延长链-动物性生产（TC Hsiao，2007） 吉林:玉米覆膜滴灌施肥栽培技术 MORE CROP PER DROP!!! 粮食安全的18亿亩耕地红线已经深入人心！ 土地利用的决策就是水资源利用的决策！！！ 耕地是事关粮食生产必需的绿水的主要受体和载体！ 因此，耕地红线对粮食生产用水具有重要意义！ 必须划定水资源红线 !!! 南方流域拥有优越的天然降水，应该在南方严格保护基本耕地数量，确保耕地作为绿水受体和载体的地位和作用 必须严格禁止华北地区利用深层地下水进行粮食生产，防止由不可持续的深层地下水所维持的“粮食生产泡沫”的破裂和”粮食生产次贷危机“的发生 在中国粮食单产和水分生产力已经很高的情况下，进一步做到： 大力加强在所有空间尺度上（植株、田间、灌区、流域）提高土壤、作物和水管理 必须逐步提高和保持耕地质量 在作物高效用水育种和转基因工程领域取得突破进展 模式举例 :玉米全膜双垄沟栽培技术 --集水、保水、增温综合作用提高水分生产力，改变当地种植模式--在甘肃黄土高原年降雨300-450 mm地区推广 4000,000 hm2 --1500 kg/ hm2 小麦转变成 600-10,000 kg/ hm2春玉米 --降水的水分生产力 2-2.5kg/ m3 . --供水、升温、增密、施肥等综合作用提高水分生产力！--可在东北降雨400左右 mm地区推广 --春玉米6000-7000 kg/ hm2 变成 大于15,000 kg/ hm2 --水分生产力 1.5-3.0kg/ m3 . 持续提高一方水土的生产力！！ 7560 亿方 政策含义和建议 0.55 0.46 0.67 SWAT 流域水循环模拟 模型输入: DEM -土地利用 - 作物监测 -土壤 - 天气 - 灌溉监测 作物和水资源统计数据: - 作物生产 水资源 模型输出: 降水 -蒸散 -径流 - 渗漏 行政区统计数据 整合到流域 流域作物生产数据 叠加 -作物水分生产力 作物生产的绿水和蓝水 研究方法和主要结果 （2009） （2009） 玉米—种植面积第一！！ 从耗水来看，水稻主要消耗的灌溉水！！ 玉米主要是雨养！！ 东北波动最大！低于1.0！！ 用于水稻 （Molden，2002） 有效水分 灌溉输送，损耗， 有效水分 蒸腾蒸发， 灌溉供给 蒸腾水，蒸发水 蒸腾水 水分生产力的水分项 货币单位，价值 公斤，货币单位1 公斤，货币单位 公斤 公斤 水分生产力的产出项 经济学；水文；工程学 灌溉工程； 社会科学 农业工程； 农业经济 土壤学； 作物学 植物生理学 作物育种学 学科领域 不同部门水资源的分配； 水污染调控 水分在农场的分布；系统运行和维护； 灌溉水收费；排水 水分在田块的分布情况；农场收入水平的最大化 耕作方式；地表秸秆覆盖；肥料施用 水分和养分的吸收和利用；光合作用 主要过程 流 域 灌 溉 系 统 农