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)

（单位：108m3）

省、市 水资源组成 地表水资源量 地下水资源量 重复量 总水资源量 多年平均 1997 年 多年平均 1997 年 多年平均 1997 年 多年平均 1997 年 北京 25.3 10.61 26.2 16.40 10.7 4.76 40.8 22.25 天津 10.8 2.79 5.8 4.71 2.0 2.24 14.6 5.08 河北 167.0 66.20 145.8 90.44 75.9 40.00 236.9 116.64 内蒙 371.0 321.44 248.3 250.30 112.6 114.89 506.7 456.87 山西 115.0 50.31 94.6 71.68 66.1 44.47 143.5 77.52 山东 264.0 110.40 154.2 119.36 83.2 56.25 335.0 173.51 河南 311.0 138.30 198.9 153.10 102.2 64.05 407.7 227.35 全区 1264.1 700.05 873.8 705.99 452.7 326.84 1685.2 1075.20

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)

（单位：108m3）

省（市） 用水部门 农业 工业 生活 总用水 北京 18.12 11.00 11.14 40.26 天津 14.63 5.25 4.26 24.14 河北 174.36 27.01 20.11 221.48 内蒙 145.66 7.71 8.47 161.84 山西 36.51 15.29 7.62 59.42 山东 184.79 41.71 24.32 250.81 河南 190.82 40.84 28.47 259.73 华北地区 764.89 148.81 103.99 1017.68 全国 3919.72 1121.16 525.15 5566.03

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

	小麦	玉米	水稻	豆类	薯类	小计
播种面积 (104hm2)	1412.4	946.8	102.7	338.9	238.9	3425.84
播种面积占粮播总面积比重 (%)	42.9	28.7	3.1	10.3	7.2	92.2
产量 (104t)	6774.7	4136.4	698.7	425	799	12833.8
产量占粮食总产比重 (%)	52	31.8	5.4	3.3	6.1	98.6

　　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)

（单位：108m3）

省、市 地表水 供应量 地下水开采量 其它水源 供应量 合计 总量 承压水开采量 华北地区 467.8 556.79 127.14 5.83 1030.41 北京 15.01 25.85 0.2 0.1 40.96 天津 16.97 7.17 5.18 0 24.14 河北 55.49 165 37.94 1 221.48 山西 22.35 36.32 26.65 0.58 59.25 内蒙古 100.31 61.59 7.91 0.02 161.93 山东 135.97 123.5 27.38 3.46 262.92 河南 121.7 137.36 21.88 0.67 259.73

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

省（区）	地下水可采资源 (108m3)	1997 年开采量 (108m3)	超采量 (108m3)	开采率 (%)	开采潜力 (108m3)
北京	2.631	2.731	-0.1	103.8
天津	0.691	0.656		94.9	0.035
河北	12.017	14.711	-2.694	122.4
山西	6.27	3.498		55.8	2.772
内蒙古	16.114	5.382		33.4	10.732
山东	15.8	12.017		76.1	3.783
河南	20.856	11.131		53.4	9.752
华北地区	74.379	50.126	-2.794	67.4	27.074

　　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

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