基于水资源合理利用的蔬菜产业结构调整研究

刘 娟，魏东玲，王宇红，任丽莉，沈福英，刘守义

（1.河北北方学院，河北 张家口075000；2.河北建筑工程学院，河北 张家口075000）

位于冀西北的张家口地区地处内蒙古牧区与华北农区的交错地带，全年日照充足，夏秋季昼夜温差大，雨热同步，极具发展蔬菜产业的地理气候优势。随着退耕还林工程的实施和产业结构的调整，当地蔬菜产业获得了蓬勃发展。据统计，2012年张家口的蔬菜总产量已达639万t，其中坝上地区康保县、沽源县、张北县和尚义县的年蔬菜总产量分别为106、103、90和59万t，已成为国内最大的夏秋淡季蔬菜生产基地。［1］当地的蔬菜种植以露天栽培为主，种类主要有叶菜类、根茎类、豆类和茄果类。但蔬菜相对于其它农作物种植而言需水较多。张家口地区土壤沙性强、渗漏快，年平均降水量偏少、大风天气频繁，致使土壤的水分蒸腾迅速，这种特殊的气候条件和地质结构决定该地区水资源承载能力极差。基于蔬菜产业自身的特性以及当地水资源承载能力的限制，张家口地区蔬菜产业做大、做强存在着许多潜在问题。本文通过对当地水资源的调查与分析，着重对蔬菜产业的结构与布局等问题进行探索。

1 水资源承载力制约蔬菜产业的发展

历史上，张家口就是一个水资源严重匮乏的地区，全市水资源总量约为18亿m3，人均水资源占有量只有400m3，不足全国平均值的1／5，常年平均降水量在400mm左右，耕地每666.7m2平均水资源占有量不足160m3，不到全国平均值的1／10。［2］使得当地的生态环境敏感而且脆弱，加之近年来人口激增与工业废水的排放，使原有短缺的水资源更加入不敷出。蔬菜产业是农业中的高耗水产业，灌溉和生产需要大量的水资源，而需水量却与当地降水和地下水存量不符。近几年蔬菜产业的崛起开始大量抽采地下水，出现了地下水位下降迅速、浅层农用井报废、水库湖泊水体减少等一系列水环境问题。面对水资源日益紧张的严峻趋势，开展蔬菜产业结构与布局调整的研究，已成为蔬菜业发展的焦点问题。

1.1 水资源短缺且分布不匀，对蔬菜生产不利

张家口地区大部分处于干旱、半干旱地区，年平均降水量仅为409mm，多年平均水资源总量为17.99亿cm3。加之张家口地区常年风力大，蒸发量是降雨量的4～5倍，可利用的地表水非常有限。经测算，地表水资源量为11.62亿cm3，地下水资源量11.91亿cm3（地表、地下重复水量5.53亿cm3），人均水资源量只399cm3。［3］这些水资源分布在永定河水系、潮白河水系、大清河水系和内陆河水系、滦河水系。

张家口地区分坝上和坝下两部分，坝上地区以风蚀为主，坝下以水蚀为主，属于大陆性半干旱季风气候区。常年降水量在200～400mm之间，且相对集中。坝上多数为内陆季节性河，流程短、河床宽、河槽浅，由南向北注入内陆湖泊，较大的内陆河有安固里河、大青河、五台河。坝下河流属永定河水系，主要有洋河、清水河、桑干河。地下水资源主要包括第四系地层中第一含水组的潜水和第二含水组的微承压水。［4］伴随着近些年全球增温、降水量减少、蒸发量增加和用水量增加，致使张家口市水域面积不断缩小，淡水湖淖向碱化发展，有的干涸成为碱滩。而蔬菜产业又是农业中需水量最大的产业。分析表明，张家口地区主要蔬菜作物需水量在400～550mm之间。需水量由大到小的蔬菜品种分别是：西芹450～530mm、大白菜440～520mm、生菜420～510mm、马铃薯410～490mm、胡萝卜390～450mm。根据各种蔬菜作物5－9月间的需水量与降水量的差值，亏缺量为80～215mm。其中，西芹和白菜缺水最大为150～220mm，胡萝卜最少为80～140mm。［5］

1.2 水污染不断加剧，减少了符合要求的蔬菜灌溉用水量

2012年张家口地区人口已达468万人，目前受人类活动影响的地下水污染区面积为23 072km2，其中轻度污染面积为5 712km2，主要分布在阳原、怀安、万全和宣化等地区，重度污染面积为17 360km2，主要分布在宣化、尚义、张北、康保、蔚县和阳原等地区。［5］超标项目依次为：亚硝酸盐氮、铁、氨氮、硝酸盐氮、氟化物。超标倍数最高的是阳原县的亚硝酸盐氮，超标17.8倍；其次是尚义县的铁，超标8.4倍，这两个县都是蔬菜生产大县。主要污染原因一方面是由于农业施用化肥中的一部分随降水入渗到地下水，使地下水受到污染；另一方面是由于地下水的过量开采加速了水污染。同时，由于城市的水污染处理设施建设滞后，大量未经处理的废污水直接排入河道，造成河库水污染十分严重。目前，官厅水库入库断面水质多数为V类和超V类，水体呈中富营养状态，加剧了蔬菜产业水资源短缺的状况。

1.3 蔬菜灌溉水资源浪费严重

目前，在张家口市设施蔬菜的生产上，菜农更多关注的是病虫害防治和高产栽培技术，而对节水技术应用很少，仍旧沿用地皮不干的传统管理办法，造成了水资源的浪费。据调查，采用一般漫灌，大田蔬菜用水量一般7 500～9 000m3·hm－2，设施蔬菜一般在112万m3·hm－2左右，甚至高达115万m3·hm－2，相当于大田作物用水量的215～300倍。如果采用滴灌技术，大田蔬菜用水3 750m3·hm－2便可基本满足蔬菜需求，而设施滴灌用水量仅为1 785～2 548m3·hm－2。［6］如果高量耗水，不但会造成水资源的浪费，还会造成蔬菜生产设施内湿度过大、温度降低、病虫害发生严重。由于目前张家口蔬菜业的灌溉方式落后，部分设备老化失修，节水灌溉工程少，使得水资源浪费与短缺并存。

2 水资源短缺条件下张家口蔬菜产业结构现状

2.1 蔬菜生产基地集中度不强

蔬菜产业需要实行区域化种植才能使资源的要素配置更为合理，才能形成较大规模的生产能力和稳定的商品量。当前张家口地区虽然已经形成蔬菜生产的4大优势产区：一是以张北、康保、尚义、沽源、崇礼为主的胡萝卜、芹菜、圆白菜、大白菜基地；二是以赤诚、怀来、涿鹿、为主的圆白菜、豆角、大蒜及特种菜基地；三是以阳原、蔚县为主的青椒、大葱基地；四是以宣化、万全、怀安、下花园为主的茄果类基地。［7］但只是相对集中产区，规模化基地还不多，布局较为分散，蔬菜产业组织化程度较低。目前各县的蔬菜专业合作社整体还处于起步阶段，主要以生产为主，产销一体化合作社数量少、规模小、服务能力不强。这使得采后加工、冷藏设施建设和信贷资金等问题成为制约合作社提高服务能力的主要瓶颈。对于稳定客源、保证质量、培育特色和推动区域性蔬菜科技进步都有一定影响。

2.2 蔬菜产品差异化程度不明显

在规划蔬菜产业种植和生产规模的同时，也应关注蔬菜产业的其它功能，即蔬菜产业的旅游休闲功能、优化环境功能、教育文化功能和示范辐射功能。选择建立无公害绿色食品性蔬菜生产基地、出口创汇型蔬菜生产基地和蔬菜高新技术示范基地。张家口地区的蔬菜产业中已有的特色产品中大多数为低价位蔬菜，伴随着省际城市的扩张、人民生活水平的逐步提高，消费者对于蔬菜品种、品质和蔬菜旅游的需求也日益提升。加之张家口外贸经济日趋活跃，国际市场对蔬菜标准的要求进一步提高，需要更多无污染、新、奇、特的蔬菜品种。从张家口地区蔬菜生产的现状来看，由于水资源和土地的污染及生产流通过程中缺乏科技措施和保护手段的落后，导致大量低品质、被污染的蔬菜进入市场，既危害人体健康，又破坏了张家口地区蔬菜产业的声誉。

2.3 高端市场占有率较低

张家口毗邻京津地区，由于夏季气候凉爽，正是种植喜凉蔬菜青椒、黄瓜、西红柿、豆角、洋葱、马铃薯等蔬菜的最佳地区。利用蔬菜主产区坝上4县的冷凉气候及错季性，7－9月份是最佳季节，蔬菜市场空间巨大，在蔬菜新鲜度和口感上优势突出，理应占据京津高端市场。据保定市农业局对京津蔬菜市场的调查显示，北京市的蔬菜主要由山东、河北、四川、云南、浙江、广东等地及本地供应。其中山东约占55%，河北占30%，北京自产菜只占5%～6%。而天津市场上蔬菜主要来源于山东、河北、河南、内蒙古和南方一些省区以及天津本地，其中山东占40%，河北占25%，天津自产占30%。［10］京津地区应是张家口最大的蔬菜消费地，张家口在经济发展上也一直实施环京津战略，提出过要做京津的蔬菜供应基地。然而占据地理位置优势的张家口蔬菜却在销量和市场占有量上一直低于山东蔬菜，这与张家口蔬菜产业不重视采后处理、观感品质不佳有直接关系；同时还与物流配送服务能力不强有关。蔬菜产业具有很大的品种结构和生产布局区域化的特征，能否建立起稳定的物流配送体系，是使张家口蔬菜生产与京津市场有效结合的关键。

3 水资源限制张家口蔬菜产业发展的原因分析

3.1 蔬菜主产区降水量低于蒸发量

作为占全市蔬菜总产量57%的坝上主产区，年降水量仅为300～450mm，且降水量由东南向西北逐渐减少。如蔬菜大县尚义县年降水量为450mm，康保县为300mm，沽源为450mm。［6］由于蔬菜是需水量较大的农作物，也是含水量很高的作物，如大白菜、甘蓝、芹菜和茼蒿等蔬菜的含水量均达93%～96%。与其它农作物相比，蔬菜生长期间的灌水频率、灌水及时与否对产量有明显影响。通过地区间比较，尚义县蔬菜产业发展的需水量最大，为450～550mm、张北次大，为440～520mm、康保为430～510mm、沽源为420～500mm、崇礼为380～450mm。在每年蔬菜生长的5－9月期间，又属7、8月需水最大。然而坝上地区的年降水量在此期的降水只占全年降水的82.1%～86.4%，降水变率大，平均为24%。同时坝上地区的水蒸发量高于降水量，达1 722.6mm，是坝上平均降水量的5倍，干燥度在2.2左右，［9］这就对蔬菜产业的进一步发展造成了不利影响。

3.2 节水灌溉技术落后导致水资源匮乏

农业是用水大户，占总用水量的75%，其中蔬菜用水又占农业用水量的85%。［10］截至2011年，张家口蔬菜产区高效节水灌溉面积为44 293.3hm2，只占有效灌溉面积58.16%；部分工程年久失修或超过设计使用年限而失去使用功能，实际达到灌溉设计标准的高效灌溉面积仅13 820hm2，只占有效灌溉面积的18.14%。［11］广大农民在灌溉农田时的水利用率和利用效益较低，灌溉方式落后，在灌溉农田时采用大水漫灌，耗水定额较高。最常见的灌溉方式就是管道输水灌溉，一方面浪费了田间用水，另一方面增产效果也不明显。尽管近年来喷灌、滴灌技术的应用已取得一定成绩，但因张家口地形地貌复杂，节水灌溉发展速度较缓慢、普及面较小，蔬菜种植采用传统的大水漫灌的比重依然很大。这种粗放式经营，使得蔬菜业水资源的利用效率很低。由此可见，尽快改变传统落后的灌溉方式，大幅度提高水的利用率是蔬菜产业发展的当务之急。

3.3 地下水资源匮乏与污染限制蔬菜产业发展

蔬菜生产大县的坝上地区属内陆河、滦河水系，区域水资源总量约为48 097.1万m3，多年平均地下水资源总量为37 155.8万m3，占水资源总量的77%，［12］是坝上地区工业、农业、医疗及人民生活用水的主要来源。2000－2010年，由于受降雨入渗、灌溉回归、地下径流、侧向补给及地面蒸发、侧向排泄、人为开采等各种因素的影响，使得坝上地区地下水位持续下降，期间虽偶有升高，但并不能改变总的下降趋势，地下水埋深持续加大，消耗与补给失衡，长期处于入不敷出的状态。而当前张家口地区蔬菜产业的发展主要依靠抽取地下水资源，过度抽取导致当地地下水位正以每年1～7m的速度迅速下降，而且由于张家口地区本身的地质原因，地下水所处的岩层和土壤本身的性状造成了地下水浅层的污染。近年来，工业用煤与生活用煤以及在农业生产中大量使用的化肥和农药、铜、铁、制铝、砖瓦、陶瓷、玻璃等行业排放的污染物已经超过了水源自身的净化能力，以致地下水污染长期累积。不仅严重危害蔬菜产业和粮食产业的生产与发展，同时人们的饮用水安全也面临严重威胁。

4 对策与建议

蔬菜产业的形成应以当地的生物适应环境为基础，进行必要而可能的环境调控，以达到生物与环境的统一，取得最大的生态效益与经济效益。要想科学发展张家口地区的蔬菜产业，就要充分利用当地的资源（气候、地理、交通、劳力、资金、技术等）优势形成在市场有竞争力的优势蔬菜产业。为此，处于系统短板的水资源调控不可忽视。

4.1 蔬菜业水资源基础设施的补给与建设

由于张家口地区径流量主要是由降水补给，汛期地表径流量占年径流量的50%～70%，所以应在科学论证的基础上，保证汛期防洪安全的前提下，有计划地兴建调水、蓄水、引水工程设施，尽可能拦蓄天然降水，做到科学利用地表水、合理开发地下水，做好洪水和雨水集蓄的利用，以解决张家口地区蔬菜产业水资源短缺的问题。首先要加强以水利为重点的基础设施建设。通过多种形式的补贴，引导菜农开展农田水利基本建设，扶持集体、个人以多种方式建设和经营小型水利设施，提高蔬菜产业抗灾减灾能力。同时要科学、适度开采地下水，实行地表水与地下水联合调蓄，成为补充蔬菜业水资源短缺的有效途径。

4.2 蔬菜业节水灌溉技术的探索和推广

目前，张家口地区蔬菜种植主要采用用水量大且利用率低的大水漫灌、畦灌、沟灌等方式，因湿度过大易给蔬菜生产增加病虫害发生的几率。由于当地水资源比较短缺，因此必须大力探索和推广蔬菜节水灌溉技术，为菜农提供节水技术指导，让菜农了解和掌握节水灌溉技术。具体来说要根据各县区的地形地貌、土壤、水资源、蔬菜产业结构的不同，将现代灌溉技术与农艺技术有机结合，以水肥一体化运用为核心，推出适宜在不同类型地区推广的膜下沟灌、膜下滴灌、膜下微灌蔬菜节水技术体系。以推广节水品种为基础，如马铃薯、胡萝卜等蔬菜品种。立足配套节水设施，集成技术模式，杜绝大水漫灌，实现节肥、节药、节水、提质、增效的目标，缓解水资源紧缺矛盾，促进蔬菜产业的可持续发展。

4.3 生态无公害蔬菜产业的研究与开发

张家口市气候冷凉，非常适宜夏季无公害蔬菜的生产，是全国突出的夏季蔬菜优势产区。应重点发展张北大白菜、尚义西芹、康保的马铃薯等特色产区，同时在无公害生产上求突破；在产品包装、冷藏储运、加工增值上搞创新。具体而言，要加快传统蔬菜向生态蔬菜转变，实现污水处理全覆盖，建设高端水源保护区，管理、保护好水源地，确保水源质优量足，为张家口生态蔬菜建设提供可靠的水源保障。同时要从各个方面筹集资金，加大对生态环境的保护和治理上的投资，让积极保护生态环境成为发展无公害蔬菜产业的自觉行动。

4.4 蔬菜业水价制度的改革与调整

实施合理的水价制度是促进蔬菜产业节水的重要手段。张家口地区工农业用水价格普遍偏低，大部分地下用水尚未收取水资源费。面对日益短缺的水资源，要想实现蔬菜产业的可持续发展，就要对蔬菜业的水价制度进行改革和调整。具体来说，可以通过水库、灌区等水利工程供给的农业地表用水实行计量收费；征收农业用水地下水资源费，对利用地下水浇灌蔬菜、果树等经济效益高的用水户，逐步开征水资源费的征收工作。

4.5 因地制宜种植蔬菜，优化蔬菜种植布局

目前张家口的蔬菜种植主要是基于地区的种植基础与市场因素，较少考虑水资源的分布特点。在水资源供需矛盾和水资源质量日益恶化的形势下，水资源分布特点对蔬菜种植布局的影响将越来越大，如何优化各个蔬菜生产大县的种植布局，是张家口蔬菜产业面临的主要问题。例如尚义县和康保县的蔬菜种植业需水量都比较大，同时年降水量又在全市中最少，在蔬菜种植的选种上，适宜选择需水量较小的胡萝卜和马铃薯；而降水量相对较多的沽源和崇礼县，则适宜发展豆角、生菜和大白菜种植；对于水量较为丰沛的赤城、涿鹿和怀来县，则优先发展需水量较大并具有观赏价值的西红柿、青椒、茄类和瓜类蔬菜。总之，要在充分利用水资源开发和环境保护的基础上规划张家口地区的蔬菜产业结构和布局，形成各具特色的优势产区。

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