塔里木河上游阿克苏地区水资源与绿洲农业种植结构调整优化研究

塔里木河上游阿克苏地区水资源与绿洲农业种植结构调整优化研究内容摘要：

DO I : 10. 13448/j . cnki . jal re . 2007. 05. 007 第 21 卷 　第 5 期 2007 年 5 月 干 　旱 　区 　资 　源 　与 　环 　境 Vo l . 21 　No . 5 May . 2007 Jo urnal o f Arid Land Reso urces and Envi ro nment 文章编号 : 1003 -7578(2007)05 -029 -06 塔里木河上游阿克苏地区水资源 与绿洲农业种植结构调整优化研究 ＊ ———以拜城县为例 陈彩苹 , 丁永建 , 刘时银 (中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 甘肃 兰州 730000) 　　提 　要 :水是干旱区绿洲农业发展的生命线 , 发展节水型农业成为目前干旱区农业发展 的当务之急 。 位于塔里木河上游的阿克苏地区 , 是新疆重要的绿洲农业区和主要的粮食 、棉花 和瓜果基地 。 对目前的农业种植结构进行调整优化 , 达到节水和增效的目的 , 具有重要的现实 意义 。本文以拜城县为例 , 通过构建线性规划数学模型 , 在水资源约束下 , 进行了作物种植结 构的调整和优化 , 调整后的种植结构能使有限的水资源发挥最大的经济效益 , 基本符合新疆绿 洲区农业种植结构调整的需要 , 为制定科学合理的农作物种植结构发展方案提供依据 。 关键词 :水资源 ;农业种植结构 ;拜城县 中图分类号 :S181 　　　　　　文献标识码 :A 位于天山南麓 、塔里木盆地北缘的塔里木河上游阿克苏地区 , 其地势西北高 , 东南低 。 北部的天山山 区的终年积雪几乎是区内众多河流水系的唯一的补给来源 。发育了阿克苏河 、渭干河 、向南与叶尔羌河和 和田河汇聚而成塔里木河 。土地总面积为 13 . 13 ×104 km 2 , 生产了整个南疆地区 29 . 89 %的粮食 , 49 . 94 % 的棉花 , 22 . 49 %的瓜果 。 农民人均纯收入达到 2508 元 , 为目前新疆主要的绿洲农业区和主要的粮食 、棉 花和瓜果基地 。 也是新疆主要水稻产区 。属于南疆经济发展水平较高的地区 。 然而 , 本区生态环境脆弱 , 干旱少雨 , 位于塔里木河的源流区 , 虽然水资源量较为丰富 , 但是水资源的 利用不仅要满足本区发展 , 还必须要保障塔里木河干流水量 。 因此 , 为了实现本区绿洲经济的可持续发 展 , 必须在水资源承载力和生态环境容量的基础上优化和调整产业结构 , 尤其是节水潜力较大的农业种植 结构 , 提高单方水量农作物的产量和效益 , 增加单方水的农业产值 , 以促进水资源合理配置 , 高效利用 。基 于以上思想 , 本次研究试图以阿克苏地区拜城县为例 。 采用线性规划的数学方法 , 研究水资源与农业种植 结构 , 为制定合理的农业种植结构发展方案提供科学依据 。 1 　阿克苏地区农业水资源现状及种植结构 1. 1 阿克苏地区农业水资源较丰富 水资源是阿克苏地区兴衰的关键 , 以水资源为纽带 , 本区形成了山地 -绿洲 -平原荒漠的级连系统 , 其中山地系统是水资源的形成区 。 绿洲 、平原荒漠区为水资源的利用消耗区 。 绿洲的发展要以山地为依 托 , 以荒漠为屏障和后备基地 。阿克苏地区地表水资源量为 62 . 8 ×108 m 3 , 地下水净储量 27 . 73 ×10 8 m 3 , 可开采量 10 . 05 ×108 m 3 , 不重复地下水资源量为 15 . 1 ×108 m 3 , 总水资源量合计为 78 . 42 ×108 m 3 。 2003 ＊ 收稿日期 :2006 -04 -06 。 基金项目 :国家自然科学基金面上项目(40371026); 国家自然科学基金重大项目(90202013)资助 。 作者简介 :陈彩苹(1976 -)女 , 甘肃会宁 人 , 在读博 士研究生 , 主要从事 寒区旱 区水文 水资源 与环境 研究 。 E mail :cai pi nglz @163 . com · 30 · 干 　旱 　区 　资 　源 　与 　环 　境 第 21 卷 年底人口为 219 . 34 ×104 人 , 耕地面积为 336 . 22 ×103 hm 2 。 人均地表水资源量为 3575 . 271 m 3 , 高于全国 平均水平 , 耕地水资源量为 23324 . 01 m 3 / hm 2 , 相当于全国平均水平的 78 . 86 %, 农业灌溉用水量为 52 . 78 ×108 m 3 , 占总用水量的 73 . 58 %, 本区是南疆水资源量最丰富的地区 。但大水漫灌和渠道渗漏导致水资 源的浪费现象比较严重 。 长期以来农业用水占到整个用水量的 90 %以上 , 仅用不到 10 %的水推进本区的 工业化和城市化进程 , 这种以农业为主的水资源利用结构很难保证阿克苏地区的可持续发展 。因此 , 要发 展本区绿洲经济 , 必须要调整用水结构 , 应通过采取各种农业节水技术 , 调整农业结构 , 尤其是农业种植结 构。 1. 2 　农业种植结构不合理 [ 1] 本区农业产业结构的演进依然处于以种植业为主导的初级阶段 , 是典型的绿洲灌溉农业 , 种植业形 成了以粮 、棉为中心的多元格局 , 以种植小麦 、玉米 、水稻 、棉花 、甜菜 、瓜果等为主 。种植业在农业中的比 重长期维持在 80 %左右 , 其内部结构总体表现为粮食种植面积逐步下降 , 经济作物种植面积逐步上升 , 粮 食作物 、经济作物和其他作物的比重由 1949 年的 77 . 75 ∶17 . 51 ∶4 . 74 调整到 1998 年的 48 . 68 ∶46 . 92 ∶ 4. 40 , 2003 年调整到 36 . 98 ∶51 . 45 ∶11 . 57 。 其中经济作物中棉花的发展规模最大 。 由 1949 年的 6 . 98 × 3 2 3 2 10 hm 发展到 2003 年的 246 . 65 ×10 hm 。 棉花的播种面积扩大了 35 . 34 倍 , 已经成为本区绿洲农业的 支柱产业 。但是 , 其他作物 , 尤其是蔬菜 、薯类 、瓜类和饲草料的播种面积减少 。 例如 , 瓜类 1977 年的播种 面积为 5 . 77 ×103 hm 2 , 2003 年播种面积为 3 . 71 ×103 hm 2 , 这些作物往往单方水的经济效益比较高 , 因此 , 这种面积的减少必将制约了绿洲经济的发展 。同时 , 棉花面积过大 , 连作普遍 , 病虫害严重 , 再加市场波动 和边际收益递减影响 , 棉花的收入也不稳定 。 而且 , 从目前来看 , 干旱区绿洲农业结构调整追求二元结构 向多元化方向发展[ 2] 。因此 , 必须调整这种不合理的农业种植结构 , 即把种植业生产以粮食为主兼顾经济 作物的二元结构 , 逐步向高效节水的“粮 、经 、草 、林”的多元结构的方向转变 。 2 　拜城县水土资源概况以及种植业用水现状 拜城县位于天山山脉中段南麓 , 渭干河上游区的山间带形盆地 , 全县东西长 184km , 南北宽 105km , 总 面积约 19100 km 2 , 耕地 46 . 66 ×103 hm 2 , 其中水浇地为 38 . 99 ×103 hm 2 , 占耕地总面积的 83 . 56 %[ 3] 。全 县高产稳产的灌溉水田 、水浇地 、平旱地大多分布在平原区 , 中低产田的坡旱地多分布在半山区和山区 。 该县属中温带大陆性干旱气候区 , 全县多年平均降雨量 171 . 13 mm , 干旱少雨 。 拜城境内 5 条主要的河流 (木札提河 、卡普斯浪河 、台勒维丘克河 、喀拉苏河 、克孜尔河)自北向南横惯全境 。 据调查资料 , 5 条主要 河流及泉水年平均总径流量 31 . 34 ×108 m 3 。全县水资源量 , 按 2003 年全县人口计算 , 人均占有水资源量 约为 120279 m 3 , 按照统计上报耕地面积计算 , 水资源量为 52786 m 3 / hm 2 。 因此农业用水基本全是利用比 较丰富地表水进行灌溉 , 只有人畜用水和部分的厂矿企业打井利用地下水 。 由于县境内过境水量主要集 中在夏季 , 径流量的年际年内变化大 , 造成水资源供需时间分布上的不协调 。尤其是春季春灌争水 、各部 门用水量增加的情况下 , 供水出现较大缺口 。 根据拜城县地形地貌 、水资源特点 、降水和地下水埋深 、农业 水利及农业生产水平等 。 将全县分成 4 个区(表 1)。 表1 拜城县农业种植分区 T ab. 1 A g riculture pla nting areas in Baicheng County 分区编号 区名 Ⅰ 低山区 Ⅱ 前山区 灌区名称 涉及乡镇 木扎提河灌区 老虎台 、黑英山 、种羊场 、铁力克镇苏航 克孜尔河灌区 村 木扎提河灌区 温巴什 、大宛齐 、察尔齐 、大桥 、铁力克 卡布斯浪河灌区 镇卡鲁克村 Ⅲ 中部平原区 卡布斯浪河灌区 下部平原区 喀拉苏灌区 木扎提河 、克孜尔河灌区 亚吐尔 、托克逊 、布隆 、拜城镇 Ⅳ 卡布斯浪河 、喀拉苏灌区 米吉克 、克孜尔 、赛里木 、康其 拜城县属于阿克苏地区管辖 , 是阿克苏地区重要的小麦 、水稻 、油料的生产基地 。 农业是全县绿洲经 济的基础 , 工业和第三产业十分薄弱 。 目前农业在种植结构上以粮食作物为主 , 尤其是小麦和玉米占很大 的比例 , 两者占到整个农作物种植面积的 35 . 56 %(图 1)。 但目前粮食作物种植比例呈现下降趋势(图 2), 其占农作物种植面积的比例由 1998 年的 73 . 70 %下降到 2003 年的 59 . 88 %[ 3] 。 陈彩苹等 　塔里木河上游阿克苏地区水资源与绿洲农业种植结构调整优化研究 第5期 · 31 · 近十几年来 , 随着人口的增加 , 人民生活水平的提高和国民经济 的发展 , 用水量也日益增大 , 全县总量用水为 10 . 3 ×108 m 3 , 农业就占 了 98 . 6 %。 可见本县农业是耗水大户 , 由于拜城县平原地区地势平 坦 , 高产耕地几乎都集中于此 , 大部分农田都可以进行灌溉 , 并且灌溉 所产生的经济效益非常明显 , 能否实施灌溉 , 其产量相差很大 。但是 , 由于农业生产力水平低 , 生产条件差 , 灌区内水利基础设施简陋 , 灌区 系大部分为土灌 , 年久失修渗漏严重 。多采用落后的灌溉技术 , 加之 农业内部种植结构演进缓慢 , 科学技术推广迟缓 , 经营粗放 。 一方面 图 1 　拜城县作物种植比重图 制约