冀西北坝上地区水资源与农业生产

冀西北坝上地区水资源与农业生产（吴文荣 宋晋辉 范翠丽）

摘要: 阐述了冀西北坝上地区水资源的特点、分布规律及与农业生产的关系, 并针对坝上地区的水资源特点提出农业节水技术和适当开采地下水的途径.

关键词: 坝上地区; 水资源; 农业生产

中图分类号: S 271 　　　　　文献标识码: A 文章编号: 1673-1492 (2006) 04-0017-03

冀西北坝上地区属内蒙古高原的东南缘, 包括张家口市辖区的张北、康保、沽原、尚义全部及赤城、崇礼和承德辖区的丰宁、围场的部分地区, 总面积1 8391 km2 , 是衔接西北黄土高原到东北半干旱褐土地的巨大区域, 地下水属于孔隙- 裂隙水区, 直接受降水补给, 沿裂隙由高处向低处渗流容易流失. 因此该区属大陆性干旱和半干旱区. 本文以张家口坝上四县的水资源特点为例, 阐明坝上地区的水资源特点与农业节水技术.

1 　水资源特点

1.1 　自然降水特点

1.1.1 　降水稀少

冀西北坝上地区属于平原向内蒙古高原的过渡地带, 降水主要靠太平洋东南季风供给, 因为高纬度、高地势使来自海洋的东南季风难以深入此地; 另外, 东南季风携带的水汽在漫长的北上途中散落殆尽, 所以该区年降水量稀少, 年平均降水量仅有400 mm 左右(见表1) , 且有由南向北、由东向西逐渐减少的趋势. 这说明坝上地区发生大面积洪涝灾害的可能性很小, 而干旱为害是严重的.

1.1.2 　降水集中于夏季, 降水变率大

坝上地区处于大陆性季风气候区, 冬季、春季干旱, 雨雪稀少, 大部分雨量集中于夏季的6～9 月(图1) , 此期降水占全年的82.1 %～86.4 %; 降水变率大, 平均在24 %左右.

1.1.3 　降水量年际变化大

由于降水集中使降水量年际变化很大. 图2～5 是张北县四季降水量的逐年变化情况, 从图中可以看出, 降水集中于6～9 月, 降水量平均271.7 mm. 12 月～笠年2 月降水量平均6.9 mm , 3～5 月、10～11 月降水量平均58.7 mm1 降水量年际振幅之大, 四季分布之不均匀, 是十分明显的.

112 　地表水资源和地下水资源

坝上高原约占河北省总土地面积的1/ 10 多年平均地表水量和地下水量仅有6 亿和3.5 亿m3 . 据1984年资料, 本区实际供水量仅有0.45 亿m3 , 占全省总供水量的0.23 %[1 ] . 可见, 该区不仅水资源量少, 而且开发利用条件差.

坝上闪电河以西, 地势平缓, 降水稀少, 河流短小, 多汇于内陆湖泊, 构成内陆河流. 如安固里河、三台河、葫芦河、大青沟河等, 流域面积大约1.18 万km2 , 大小湖泊100 个左右, 其中以安固里河和察汗湖较大. 因为降水少, 河流短小, 所以该区地表水资源少.

坝上地区地下水属于孔隙- 裂隙水区, 其主要特点是地下水直接受降水补给, 沿裂隙由高处向低处渗流, 以泉的形式泄于附近沟谷, 转化成地表径流排走. 地下水埋深浅, 流径短, 没有明显的补给区、径流区和排泄区, 多是就地补给就地排泄. 水质好, 但富水性弱, 使得地下水资源匮乏. 表2 是坝上各县地下水资源统计量, 平均地下水资源模数在1.85～3.83 万m3 / (km2 ·a) 之间, 而地下水丰富的石家庄地区平均为32.08 m3 / (km2 ·a) , 比坝上地区高出10 倍, 进一步表明坝上地区地下水资源匮乏的现状[1 ] . 但坝上地区地下水模数分布, 具有不均匀的特点, 在地区上呈现由西北向东南递增的趋势, 因此在地下水资源相对丰富的地区, 适合一定程度的开采.

冀西北坝上地区降水的特点决定了本区农业以旱作为主, 在地下水位较高的地区可以适当开采地下水发展灌溉农业.

2 　发展策略

2.1 　旱作节水农业技术

2.1.1 　覆盖栽培技术

坝上地区进入农田的降水, 用于土壤表面蒸发部分占农田总耗水量的1/ 4～1/ 2[2 ] . 农田覆盖(秸秆覆盖、地膜覆盖、沙石覆盖等) 是一项调控土壤与作物间水、热、气条件的栽培技术. 通过土壤表面的一层物理阻隔层, 减少了土壤水向上的垂直通道, 从而抑制土壤表面的无效蒸发, 起到了节水增产的作用.

秸秆覆盖是一种投资少, 而且具有培肥土壤、改善土壤物理性状、抑制杂草、蓄水保墒、节水增产的栽培措施, 中国科学院孪城农业生态系统试验站5 年的小麦秸秆覆盖夏玉米田研究表明, 灌溉条件下, 干旱年型覆盖处理可增加玉米产量6 %～7.8 % , 湿润年型, 盖与不盖玉米产量基本接近, 但土壤储水量增加了60 mm[3 ] .

地膜覆盖栽培技术具有增温、保墒、促进作物生长发育、提高作物产量的作用. 在北方高寒地区, 春季覆盖地膜, 可提高地温2～4 ℃, 增加作物生育期的积温, 促苗早发, 延长作物生长时间. 吕英华(1995) [4 ] 在张家口的试验表明, 4～9 月覆膜比不覆膜土壤0～15 cm 含水量提高2.1 %～4.7 % , 覆膜对作物根系的生长发育具有明显的促进作用, 覆膜玉米的根系数量、根长、鲜重比对照分别增加60 %、57.5 %和48.2 % , 玉米增产3 000 kg/ hm2 . 因此地膜覆盖栽培技术十分适合坝上寒冷干旱农区的特点,是一项见效快、产量稳定的先进的栽培技术.

在坝上地区, 沙层覆盖农田可有效地抑制土壤蒸发, 提高作物产量. 王殿武等在张北试区的试验表明, 随着铺沙厚度增加, 抑制土壤水份蒸发的效果更为明显[5 ] . 因此, 在冀西北坝上地区可根据当地情况采取适当的覆盖技术, 降低干旱对农业的影响, 提高农产品产量.

2.1.2 　免耕、浅耕耕作技术

传统的连年耕翻, 可使土壤结构的稳定性降低, 导致不利的孔隙分布, 土壤孔隙的传导性能遭到破坏. 连续同一深度耕翻, 在该深度上下层会形成一紧实的犁底层, 阻碍雨水的入渗, 容易产生地表径流,免(浅) 耕则不会破坏土壤结构, 能有效地改善土壤物理性质. 文宏达在张北试区的研究表明[5 ] , 免(浅) 耕能提高土壤大于0.05 mm 微团聚体和大于0.25 mm 水稳性团聚体的含量, 同时也能降低土壤中大中孔隙的含量, 增加微小孔隙含量, 土体中孔隙分布均一且稳定, 对抵御外来不良环境, 协调水汽矛盾具有重要意义.

2.2 　适当开采地表水和地下水

根据张喜英教授的统计[ 1 ] , 坝上地区地下水开采量远小于地下水补给量, 农业总灌溉量利用地下水量平均为6 722.0 万m3 , 远小于坝上地区平均年补给地下水量, 现阶段坝上地区灌溉面积占总耕地面积的比例还很低, 因此在坝上地下水相对丰富地区适当发展灌溉农业也是坝上地区农业发展的一条途径.

2.3 　错季蔬菜的开发

坝上地区生产的大白菜、圆白菜、白萝卜、西芹等喜凉蔬菜, 收菜期是7～9 月, 正值长城以南的蔬菜供销淡季, 此时坝上蔬菜运往长城以南, 称为错季蔬菜. 生产示范表明, 种植大白菜、圆白菜、白萝卜、西芹等错季蔬菜, 一般亩产值达2 390～2 610 元, 是本区传统粮食作物的8～10 倍, 而蔬菜生产的水分需求则由区域滩洼土地的地下潜蒸水支持, 或由浅井补灌解决; 另外, 坝上地区降水集中于5～9 月,发挥蔬菜生产与区域降水同步的优势, 结合地膜覆盖技术, 可完全实现“水菜旱作”. “一亩园, 十亩田”的种菜效益, 极大地促进了区域农作从广种薄收向集约经营的转变. 因此, 立足坝上地区低温、降水集中的特点, 面向夏秋温带市场, 进行以喜凉蔬菜为载体的资源开发, 也是坝上农业发展的重要突破.