全球水資源短缺 我面臨嚴峻挑戰(zhàn)
“水資源對全球至關重要，整個經(jīng)濟發(fā)展離不開水。水資源短缺對澳大利亞是一個挑戰(zhàn)，對中國更是一個嚴峻的挑戰(zhàn)。”夏巴茲·凱恩博士與記者交談時一開始就如此強調(diào)。他是澳大利亞科學與工業(yè)研究組織水土研究所所長，與中國在水資源可持續(xù)發(fā)展方面有著密切合作。
采訪中，我們的話題集中在農(nóng)業(yè)灌溉和水資源污染等問題上。凱恩介紹說，由于生態(tài)環(huán)境的破壞和用水需求的增加等因素，全球水資源嚴重短缺，而且形勢日趨嚴峻。目前，全球水資源的72％用于農(nóng)業(yè)灌溉。亞洲國家用于農(nóng)業(yè)灌溉的水資源比例更高，達87％，其中大部分用于水稻種植。世界十大稻米生產(chǎn)國為中國、印度、印度尼西亞、孟加拉國、越南、泰國、緬甸、菲律賓、日本和巴西。亞洲國家是世界的米倉，生產(chǎn)全球91．1％的大米。近年來，國際市場對大米需求量逐年增加。這就意味著，主要大米生產(chǎn)國還會進一步擴大水稻種植。但由于工業(yè)化和城市化對水資源的需求急劇上升，使本已趨緊的水資源問題變得更加嚴峻和復雜化。在一些地方，水資源短缺問題已很突出，農(nóng)業(yè)發(fā)展受到嚴重制約。根據(jù)目前的發(fā)展趨勢，灌溉農(nóng)業(yè)，尤其是水稻所需的水資源將越來越少。到2025年，亞洲國家將有3900萬公頃水稻面臨缺水。日益嚴重的水資源短缺威脅著灌溉農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，進而威脅到水稻種植者和消費者的食品安全和生計。
中國是世界最大的大米生產(chǎn)國，產(chǎn)量達世界總產(chǎn)量的32％。中國的灌溉面積在過去幾十年里有較大幅度的擴大。1949年，中國的灌溉面積為1600萬公頃，占可耕地的16％?，F(xiàn)在，中國的灌溉面積達到5300萬公頃，占可耕地的40％。但由于工業(yè)和城市用水增加迅猛，農(nóng)業(yè)的用水份額逐漸減少，從1949年的92％逐步下降到1980年的80％和1997年的65％。凱恩說，面對如此嚴峻的形勢，急需找到“多種水稻少用水”的灌溉技術，加強保護并合理利用水資源，同時也要提高水資源的利用率。
?多種水稻少用水 實行計算機管理
解決“多種水稻少用水”問題正是凱恩研究的領域之一，主要涉及地表水資源。在澳大利亞，水稻種植集中在墨累河和馬蘭比吉河流域的平原地帶。根據(jù)澳大利亞國家統(tǒng)計局公布的數(shù)字，澳大利亞的農(nóng)業(yè)用水在逐年增加。20世紀80年代中，澳農(nóng)業(yè)灌溉用水為127億立方米，到了90年代中期以后，增加到158．2億立方米，灌溉面積也由80年代中的162．7萬公頃增加到233．2萬公頃。隨著灌溉面積擴大，加之干旱少雨和生態(tài)環(huán)境遭到破壞，灌溉用水逐年減少。為了科學利用寶貴的水資源，凱恩領導的水土研究所對整個灌區(qū)實行計算機管理，在輸水口建有與控制室計算機聯(lián)網(wǎng)的太陽能電動閘門（見上圖），農(nóng)田供水全部由計算機自動完成。凱恩及水土研究所的科技人員將灌區(qū)不同時段的降雨量、河流的蓄水量、土地的含沙量、河流和土地的蒸發(fā)量及滲漏量、作物不同生長階段的耗水量等大量數(shù)據(jù)搜集錄入計算機，由計算機對這些數(shù)據(jù)進行綜合分析，以確定農(nóng)田的最佳給水量。計算機同時跟蹤天氣情況，搜集千變?nèi)f化的氣象資料，分析在不同天氣情況下農(nóng)田耗水量的變化，以科學調(diào)整農(nóng)田的給水量。如果雨天即將來臨，計算機會根據(jù)氣象資料提供的降雨數(shù)據(jù)自動減少或取消對農(nóng)田灌水。凱恩等科技人員還同時搜集包括中國在內(nèi)的其他國家灌區(qū)的有關數(shù)據(jù)，供分析參考，指導灌溉，力爭做到不浪費一滴水。
灌溉技術是一個方面。整個灌區(qū)水資源的保護和統(tǒng)籌使用問題是凱恩研究的另一方面。在研究過程中，凱恩不是考慮某一個或幾個農(nóng)場對水資源的需求問題，而是對整個灌區(qū)的用水情況進行全面規(guī)劃。通過計算機對灌區(qū)各個農(nóng)田的全部數(shù)據(jù)進行分析，準確掌握不同農(nóng)田的耗水情況，實行按需灌溉，該多灌的多灌，該少灌的則少灌。這樣，不僅節(jié)約了水資源，而且大大提高了水的利用率。
中澳情況不相同
地下水資源的保護和合理使用，與地表水資源的保護和合理使用同等重要。地下水資源一旦受到污染，不僅會造成灌溉和飲用水短缺，而且會嚴重影響人體健康。
在談到地下水資源的保護和利用時，凱恩說，他每年幾度訪問中國進行相關研究，總不忘拿中國與澳大利亞作比較。澳大利亞的土地板結(jié)，地表水下滲緩慢，相對來說，土壤中的鹽，以及化肥、農(nóng)藥中的氮、磷等有害成分隨著水滲入地下的速度也較緩慢。但由于地下水量不充足，鹽等致污物的濃度依然很高，往往不適合于飲用，甚至無法用來灌溉農(nóng)田。中國的情況則不同，在很多地方，土壤含沙量較高，土質(zhì)松軟，地表水滲入地下的速度較快。土壤中的大量鹽分隨水滲入地下，對地下水造成污染。不僅如此，水稻種植地區(qū)的稻田漫灌現(xiàn)象比較普遍。灌溉時，用水量和灌溉方法缺乏科學管理，水從一塊稻田流到另一塊稻田，還經(jīng)常出現(xiàn)稻田里的水四處橫溢。這樣，既造成水肥浪費，又造成大面積的地表及地下水資源污染。
污水處理是關鍵
更可怕的污染源是城市生活污水和工業(yè)廢水。這些污水如不加處理直接排放，將嚴重污染河流和地下水資源。凱恩說，他在山西某地曾看到一口井，人們在用水泵抽取地下水飲用。那口井緊挨著排放污水的水溝。溝里的污水會大量滲入井內(nèi)，直接污染井水。他強調(diào)，必須加強治理，否則，那里的地下水將完全變作廢水，不但無法飲用，也不能用來灌溉農(nóng)田。地下水既是灌溉資源，更重要的是農(nóng)業(yè)地區(qū)飲用水的來源。人們飲用了遭到污染的地下水之后，往往會出現(xiàn)多種疾病，嚴重危害人體健康。
幾個世紀以來，人類一直都在設法阻止地表水滲入地下。傳統(tǒng)的做法勞民傷財，且收效甚微。要從根本上解決地下水資源污染問題，還得用科學的方法。除了對地表水資源加強科學管理，合理灌溉，減少滲漏外，還要加強對城市污水進行處理。
最近，凱恩針對中國人口比較稠密，城市大量排放污水的特點，在山西對解決地下水資源污染問題進行實質(zhì)性研究，并與大同市合作，建立一座污水處理系統(tǒng)，對城市污水進行處理和利用，阻止污水對地表和地下水資源造成污染。凱恩說：“我們要設法利用每一滴水，不僅利用地表水、地下水，還要設法利用城市污水。我們要利用污水來種莊稼、來進行工業(yè)生產(chǎn)，甚至來解決生活用水不足問題。”他介紹說，大同的污水處理系統(tǒng)處理能力非常強，可以把整個城市排放的污水全部回收，加以處理。這一項目將在3年內(nèi)竣工并投入運營。屆時，大同的水資源不足問題可望大大得到緩解。
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