易小燕，吳 勇，尹昌斌※，程 明，張 賡，鄭育鎖

(1.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081； 2.全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心，北京 100026； 3.北京市農(nóng)業(yè)技術推廣站，北京 100029； 4.天津市農(nóng)業(yè)技術推廣站,天津 300061)

0 引言

以色列是世界上水土資源最匱乏的國家之一，卻在短短的幾十年邁入世界上農(nóng)業(yè)最發(fā)達的國家行列。以色列是如何高效利用水土資源創(chuàng)造“沙漠奇跡”？帶著這些疑惑筆者有幸參加了赴以色列“旱作農(nóng)業(yè)與水肥一體化”培訓，學習以色列在干旱缺水的嚴峻條件下發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的先進經(jīng)驗。培訓期間，聽取了以色列農(nóng)業(yè)部專家介紹節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展變化情況，考察了相關綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術如滴灌技術、南部沙漠水肥一體化的實際應用等，對以色列水土資源利用的節(jié)約化、智能化、精準化有了更深的認識和理解。以色列立足自身條件，促進農(nóng)業(yè)水土資源高效利用的做法與經(jīng)驗對我國推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展具有重要的借鑒意義。

1 以色列水土資源及利用狀況

1.1 水資源基本情況與利用結構

1.1.1 降水、地表水與地下水資源

受地中海氣候影響，以色列降雨集中在11至次年4月，最大降雨在1月，其余月份均為干旱季節(jié)； 降水量少且分布不均勻，多年平均降水量北部約700～800mm，中部平原400～600mm，南部內(nèi)蓋夫沙漠年均降水量只有20～30mm(表1)，年降水總量為100億m3，降水利用率約為18%，其余被蒸發(fā)和流入海洋。由于降水南北差異較大，水資源的分布極不均衡， 80%的降水在北方，但65%需要灌溉的土地在南方，南方水資源只有總水資源的20%，極不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(表1)。

表1 以色列的降水量(多年平均值)

以色列的地表水資源主要來源于3部分：一是加利利湖，該流域是以色列境內(nèi)最大的淡水湖，可蓄水80億m3，其中160km2湖面蒸發(fā)30億m3，還有約2 000m3咸水被截留送到約旦河，可利用的水資源量為50億m3； 二是流入地中海西部流域的洪水地表總徑流量為30億m3，但90%的洪水直接流入地中海不可利用，可利用的約為17.8億m3； 三是流入約旦河谷的東部流域地表徑流量不足10億m3，大部分難以利用。因此，以色列的地表水資源約為120億m3，可利用的約為70億m3，占可利用水資源的35%[1]。

以色列的地下水資源主要有沿海和山區(qū)兩個含水層。多年平均補給量約130億m3，占以色列可利用水資源的65%。

由此可見，以色列平均年水資源總量約250億m3。除去湖泊蒸發(fā)生態(tài)用水和難以利用的洪水、咸水，可利用量約200億m3。近些年不僅天然水資源供水減少，而且加利利湖水位不斷下降、地下水位下降，產(chǎn)生供水危機。

1.1.2 海水淡化、廢水循環(huán)再利用

以色列政府于1999年制定了“大規(guī)模海水淡化計劃”，以期緩解淡水的供需矛盾。根據(jù)該計劃，截止2015年，海水淡化水將占以色列淡水需求量的22.5%，生活用水的62.5%； 截止2025年，海水淡化水將占淡水需求量的28.5%，生活用水的70%； 截止2050年，海水淡化水將占全國淡水需求量的41%，生活用水的100%。近年來，海水淡化在以色列發(fā)展很快。目前以色列國內(nèi)用水的55%來自海水淡化。2006年海水淡化能力才有100萬m3/d，到2013年，海水淡化供水能力增加到6億m3/年。預計2020年增加到7.5億m3/年[2]。另外，以色列對地下咸水進行淡化，稱之為Blackish water。目前以色列的咸水淡化年開采量月為1.6億m3左右，其中約35%用于工業(yè)水，主要是作為冷卻用水，余下的部分主要用于農(nóng)業(yè)，包括魚塘用水和灌溉。現(xiàn)有的Blackish water淡化主要位于埃拉特和阿亞拉地區(qū)，每年使用1 000萬m3，生產(chǎn)淡水700萬m3。

政府還投入大量資金進行廢水循環(huán)的建設工程。目前，以色列的廢水處理高達75%，躍居全球第一。位于特拉維夫市以南約10km處的Shafdan廢水處理廠，是全球最大的污水處理廠之一，日處理廢水約37萬t。它承擔該地區(qū)近250萬人口的生活和工業(yè)廢水處理任務。Shafdan采用最新的生物污水處理技術——利用一種名為“生物質載體(Biological Reactors)”的設備，給細菌提供生長空間，利用它們消耗掉生物垃圾。處理后的再生水通過指定輸水管線，導入幾十個分布于南部內(nèi)蓋夫沙漠用于農(nóng)業(yè)灌溉的水庫之中。

圖1 1998—2016年以色列各部分用水量變化情況數(shù)據(jù)來源：根據(jù)以色列水務局數(shù)據(jù)整理

圖2 建國以來以色列農(nóng)業(yè)生產(chǎn)年均用水量與單位用水的生產(chǎn)率數(shù)據(jù)來源：以色列農(nóng)業(yè)部

圖3 以色列不同作物土地灌溉情況數(shù)據(jù)來源：以色列規(guī)劃局

1.1.3 水資源利用結構

一直以來，農(nóng)業(yè)用水是以色列水資源消耗的主要部分，接近60%的水資源用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[4]。2016年，全國總用水量為22.2億m3，其中，農(nóng)業(yè)用水12.8億m3，占58%。同時，農(nóng)業(yè)用水中使用自然淡水的比例在逐步減少，廢水回收利用量在不斷增加， 2016年達到7.7億m3，占農(nóng)業(yè)用水量的60.2%，占總用水量的34.7%，比2010年分別提高了6.4個百分點和3.9個百分點(圖1)。

1.2 土地資源基本情況

國土狹小，耕地數(shù)量有限。目前，以色列國土面積2.2萬km2，耕地面積43.7萬hm2，大約為國土面積的20%，人均耕地約0.05hm2，耕地數(shù)量十分有限。由于受地形和氣候的影響，全國約60%的土地是沙漠，可利用耕地主要分布在北部濱海平原、加利利山區(qū)及約旦河谷，該區(qū)域農(nóng)業(yè)用地38萬hm2，約占國土面積的17%，其中，耕地29萬hm2、草場9萬hm2[3]。

耕作層薄，耕地質量貧瘠。以色列耕作土壤的質量并不理想，大部分耕作土壤分布在中北部地區(qū)，多為風積、沖積性沙質土，土層平均厚度只有25～35cm，風積土主要由粒度不等的沙丘沙、紅沙和黃土組成，前兩者保水能力弱，后者遇水則易形成不透水的硬盤； 沖積土結構粘重，內(nèi)蓋夫沙漠雖然面積廣大，但是大多數(shù)地表尚未形成農(nóng)業(yè)土壤。只有在北部的下加利利地區(qū)和撒馬利亞地區(qū)之間的谷地、山間寬谷或斜坡上，分布有由紅色石灰土演變并經(jīng)短距離搬運來的片狀沖積土，這種土壤的厚度較大，耕作性好。北部濱海平原是以色列栽培柑橘類果樹的中心區(qū)，是最先為國家提供重要出口商品的基地。加利利山區(qū)由于大量季節(jié)性降雨，形成小塊肥沃谷田，不用灌溉即可耕作。該地區(qū)生產(chǎn)的橄欖和煙葉馳名國內(nèi)外。在上約旦河谷的太巴列湖周圍地區(qū)，是農(nóng)作物豐產(chǎn)區(qū)，每年種植稻谷、棉花、花生、玉米和各種熱帶水果。

1.3 水土資源高效利用與農(nóng)業(yè)發(fā)展

雖然以色列大部分的水都貢獻給了農(nóng)業(yè)，但農(nóng)業(yè)用水效率是相當高的，主要在于以色列農(nóng)業(yè)均采用滴灌技術，并采用水肥一體化，水資源的利用率達到了95%以上。從圖2可以看出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的年平均用水量在不斷下降，而每單位用水所生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出率在不斷增加。

以色列的耕地由于降水量少，約52%的耕地需要灌溉。通過灌溉，使以色列自1948年建國至今，耕地面積從16.5萬hm2增加到43.7萬hm2，增加了約2.6倍，農(nóng)田灌溉面積從3萬hm2增加到23.1萬hm2，增加了7.7倍[5]。同時，以色列種植的花卉和柑橘基本都需要灌溉，只有約25%的大田作物不需要灌溉，靠天然雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)(圖3)。以色列南部沙漠主要采取沙土灌溉農(nóng)業(yè)，如調查的Arava農(nóng)場，土地面積15萬hm2，占國土面積6%，耕地面積只有0.3萬hm2，通過滴灌、水肥一體化、咸水淡化等一系列現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水高技術，Arava農(nóng)場生產(chǎn)了以色列60%的出口蔬菜和10%的鮮花，年出口額達S|2.5億。

以色列不斷提高水土資源利用率，成為世界上農(nóng)業(yè)發(fā)展的強國，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值S|35億，占國內(nèi)生產(chǎn)總值的7.5%。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)值中，種植業(yè)占57.4%，畜牧業(yè)占42.6%，農(nóng)副產(chǎn)品60%用于出口，年出口創(chuàng)匯約S| 21億[6]。以色列除了種植小麥玉米飼料作物以外，番茄、甜椒、西瓜、向日葵、草莓以及果園等經(jīng)濟作物和經(jīng)濟林木占了很大比重，水果和蔬菜單產(chǎn)水平居世界前列。以色列農(nóng)產(chǎn)品大量出口，占據(jù)了40%的歐洲瓜果和蔬菜市場，被譽為“歐洲果籃”。

2 以色列水土資源高效利用的經(jīng)驗

2.1 法律先行，強化水土資源管理

自1959年以來，政府陸續(xù)頒布了《水法》《水計量法》《水井控制法》《經(jīng)營許可法》等系列法律法規(guī)，對水資源進行保護。根據(jù)法律規(guī)定加強水資源管理。一是建立用水配額制。為使有限水資源發(fā)揮最大的效用，以色列建立了水資源配給制度，明確了水資源在干旱地區(qū)應優(yōu)先保證生活用水，然后是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、服務業(yè)等行業(yè)和領域的配給順序； 對用水權、用水額度、水質控制和水費收取等水資源管理關鍵環(huán)節(jié)進行明確規(guī)定； 按區(qū)域劃分定額供應區(qū)，對居民生活用水、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水進行定額配置。在核定農(nóng)業(yè)用水定額時，首先對不同種類作物制定用水量標準，根據(jù)農(nóng)作物種類和種植面積確定農(nóng)業(yè)用水量。二是實行階梯水價。發(fā)揮經(jīng)濟杠桿的作用，對居民生活用水、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水都實行階梯定價，用水量越大水價越高。農(nóng)業(yè)用水價格是根據(jù)每年確定的淡水配額的3個層次予以確定。三是建立水資源節(jié)約激勵機制。對農(nóng)業(yè)用水進行補貼，其補貼經(jīng)費來源于生活用水的高水價。為鼓勵回收水的使用，以政府確定了低廉的回用水價格，僅為S|0.34/m3，且政府對回用水設施補貼約60%。

以色列為了避免組織或個人濫用耕地，于1965年頒布了《規(guī)劃和住宅法》，將耕地保護作為各級規(guī)劃的法定目標，即農(nóng)業(yè)生態(tài)保護、耕地保護是各類規(guī)劃的首要任務。其他行業(yè)規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃均要經(jīng)過中央政府的行政審批，城市化建設中的任何建設用地都必須得到規(guī)劃許可。同時，《以色列土地法》規(guī)定93%的以色列土地為公有性質，這些公有土地中的農(nóng)業(yè)用地只租不賣，且一般只能作為農(nóng)業(yè)用途。以色列的耕地資源管理主要體現(xiàn)在：一是加強審批管理。政府制定城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃時要充分考慮耕地保護，減少耕地擠占，所有與土地有關的開發(fā)計劃要經(jīng)國家主管部門審批。二是規(guī)定農(nóng)業(yè)用地只租賃不出售，租期49～99年不等。政府根據(jù)地理位置和肥力對土地劃分等級，并以此確定租金，租金每3年協(xié)商1次。三是多部門監(jiān)管。由農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、環(huán)境等多個部門對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與消費實施全程質量控制，保證無農(nóng)藥和化肥污染、農(nóng)產(chǎn)品無農(nóng)藥殘留、農(nóng)業(yè)廢物處理符合相關標準[7]。同時，通過推廣可持續(xù)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)建設及綜合防治管理，減少農(nóng)業(yè)活動對環(huán)境的危害。以色列土地管理局主要負責國有土地分配與管理，土地管理局局長由政府指定但歸農(nóng)業(yè)與農(nóng)村部領導。猶太人基金會(JNF)擁有以色列13%的土地，它是一個準政府機構，主要負責農(nóng)村與農(nóng)業(yè)基礎設施建設，如植樹造林、修建水庫、土地開墾等。

2.2 效率優(yōu)先，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)

為克服干旱缺水短板，以色列大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，注重提高農(nóng)業(yè)用水效率，以有限的水資源支撐起農(nóng)業(yè)發(fā)展。以色列沙漠溫室技術、抗旱節(jié)水品種、節(jié)水灌溉、廢水循環(huán)利用、微咸水灌溉等技術處于世界領先地位，這些先進科技的推廣應用，使得以色列農(nóng)業(yè)灌溉用水總量連續(xù)30年穩(wěn)定在13億m3，而產(chǎn)出與建國初期相比卻增長了12倍。特別是滴灌技術的普及推廣，噴灌、滴灌基本全部取代了傳統(tǒng)的溝渠漫灌方法，其中滴灌面積已經(jīng)占以色列灌溉面積的85%以上，灌溉水利用率達到95%，單位面積用水量降低一半左右，水分生產(chǎn)效率提高2.5倍[8]。

滴灌技術的廣泛應用，不但推動了節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展，也給施肥技術帶來了極大的變化，導致了水肥一體化技術的興起，推動肥料利用率提高30%～50%。水肥一體化技術還推動水溶肥料的發(fā)展。水溶性肥料是一種可以完全溶于水的多元復合肥料，它能迅速地溶解于水中，更容易被作物吸收，而且其吸收利用率相對較高，更為關鍵的是它可以應用于噴滴灌等設施農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)水肥一體化，達到省水省肥省工的效能。近年來，以色列國內(nèi)由于水肥一體化技術得到了迅速推廣應用，肥料的生產(chǎn)以無機的全水溶肥和液體肥料為主，只在部分區(qū)域的經(jīng)濟作物上施用少量固體有機肥。以色列能夠以“沙漠之國”創(chuàng)造“農(nóng)業(yè)強國”的奇跡，其主要措施就是在節(jié)水農(nóng)業(yè)的基礎上全面發(fā)展高效的水肥一體化技術。

2.3 科技引領，不斷創(chuàng)新資源高效利用技術

以色列十分注重科技引領作用，針對干旱缺水、耕地有限等問題，不斷創(chuàng)新資源高效利用新技術新發(fā)明。滴灌技術就是典型案例，耐特菲姆公司是世界上最早從事滴灌的公司，數(shù)十年來，以色列集中力量研究農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術，經(jīng)過多年研究和開發(fā)，已探索出世界上最先進的噴灌、滴灌、微噴灌技術[9]。耐特菲姆公司已開發(fā)出100多種滴灌器和相關配件，從1967—2006年，先后推出了5 代滴灌系統(tǒng)和12套產(chǎn)品，適合不同情況的灌溉需求。近年來，以色列又發(fā)展了物聯(lián)網(wǎng)水肥一體化技術，根據(jù)土壤水分、農(nóng)田溫濕度、蒸發(fā)量、需水量、需肥量等因素，對用水、用肥和用藥進行自動化控制，實現(xiàn)節(jié)水、省肥、省藥，增產(chǎn)、增收、增效的目標。

2.4 公眾參與，重視資源節(jié)約宣傳教育

以色列水資源管理中十分重視社會公眾參與的重要作用，充分發(fā)揮政府、用水者、供水者和民間組織的力量。按照《水法》規(guī)定，以色列成立了國家水利委員會，負責制定全國水利政策、分配配額、用水計劃與資源發(fā)展規(guī)劃。國家水利委員會的委員在27～39名之間，其組成為社會公眾代表、政府代表、世界猶太組織等機構的代表。其中社會公眾代表名額不得少于該會會員的2/3，政府代表加上世界猶太組織代表合起來不得超過1/3[10]。公眾代表中應當包含有消費者和供水單位的代表，其中消費者代表名額不少于整個委員會人數(shù)的一半。以色列在積極推廣使用節(jié)水技術的同時，十分重視節(jié)水的教育宣傳工作。為了讓孩子從小知道水的重要性，從幼兒園開始娃娃們就接觸到水資源知識。為了讓老師教好水資源課，水利工程師定期為他們上課，然后水資源知識通過老師的口傳授給學生。為了增強感性認識，學生們定期被組織起來參觀水廠、污水處理廠、水源地。正是這些積極的教育與宣傳工作使以色列的用水量每年節(jié)約了2%～3%。

3 以色列水土資源高效利用對我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的啟示

3.1 加強水土資源管理，建立自主節(jié)約機制

一是明確農(nóng)業(yè)水權，增強農(nóng)民自主節(jié)水意識。2015年國家農(nóng)業(yè)部、發(fā)改委、科技部、財政部等八部委聯(lián)合印發(fā)《全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015—2030)》，提出確立水資源開發(fā)利用控制紅線，到2020年和2030年全國農(nóng)業(yè)灌溉用水量分別保持在3 720億m3和3 730億m3。建議以法律法規(guī)的形式將該控制紅線數(shù)量固化下來，并根據(jù)種植面積、灌溉面積、糧食及重要農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量等將控制數(shù)量層層落實到省、縣、鄉(xiāng)，直至明確具體田塊和作物的用水額度。二是形成以市場為導向建立農(nóng)民自主節(jié)水機制。根據(jù)層層細化的用水控制數(shù)、作物需水量、田間用水條件等，制定不同農(nóng)作物用水標準，核定農(nóng)業(yè)用水額度。農(nóng)民用水，少用獎補，多用收費，額度之內(nèi)用不完的可以在不同農(nóng)戶之間有償轉讓[11]。這樣以市場的力量促進農(nóng)民萌生自主節(jié)水意識，真正形成節(jié)水機制，并以市場的手段促進水資源在不同作物、不同地區(qū)和不同種植者之間進行優(yōu)化配置。

3.2 大力推廣應用資源節(jié)約新技術，提高資源利用效率

一是實施田間節(jié)水工程，加強農(nóng)田水利基礎設施建設，改渠道輸水為管道輸水，改傳統(tǒng)磚石水泥集雨窖池為新型軟體集雨窖池，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)輸配水的管道化和自動化，增強農(nóng)業(yè)用水調節(jié)能力和農(nóng)業(yè)抗旱能力。二是改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉方式，逐步淘汰水資源利用率低的大水漫灌方式，引導農(nóng)民采用管道灌溉、溝灌畦灌和膜上灌溉等方式，在有條件的地方發(fā)展噴灌、微灌和滴灌等用水效率較高的灌溉方式。三是調整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結構，在確保國家糧食安全的前提下，根據(jù)各地土地、溫度和降水等自然稟賦和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，選擇適宜當?shù)胤N植的農(nóng)作物種類，選育推廣節(jié)水抗旱新品種。四是提高農(nóng)業(yè)節(jié)水裝備水平，開發(fā)農(nóng)業(yè)水資源管理信息化系統(tǒng)，強化農(nóng)業(yè)精準灌溉； 研發(fā)新型農(nóng)業(yè)節(jié)水設備，如智能滴噴灌設備，降低農(nóng)業(yè)節(jié)水成本，提高農(nóng)業(yè)節(jié)水效果。

3.3 加大科技創(chuàng)新與推廣應用服務，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展落地生根

以色列農(nóng)業(yè)發(fā)展實踐證明，只有依靠科技創(chuàng)新，才能實現(xiàn)投入產(chǎn)出率與資源利用率的提高，使農(nóng)業(yè)走上高產(chǎn)、優(yōu)質、低耗、高效的綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。因此，一是應加快構建完善高效的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系，推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進程，提升自主創(chuàng)新能力。通過競爭機制的引進，規(guī)范科研項目的選擇和科研資金的管理。加大對農(nóng)業(yè)科研院校等單位基礎設施的投資力度，優(yōu)化科研環(huán)境，提升與穩(wěn)定科技力量，促進地區(qū)支柱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高科技創(chuàng)新水平[12]。二是加強基層農(nóng)技推廣隊伍建設，農(nóng)技推廣人員是聯(lián)接科研和生產(chǎn)的關鍵環(huán)節(jié)，要通過基層農(nóng)技推廣體系使新技術落地生根[13]，根據(jù)農(nóng)民的反饋意見不斷完善農(nóng)業(yè)節(jié)水技術，為農(nóng)民提供節(jié)水技術指導、服務和支持。

3.4 培養(yǎng)全民節(jié)約意識，全面推動綠色生產(chǎn)生活方式

以色列人均占有水資源不到300m3，僅為聯(lián)合國所規(guī)定的人均年供水量的1/3。針對水資源極度匱乏的現(xiàn)實，以色列成為世界上第一個實行綜合全面水資源管理的國家。一方面制定水資源管理相關政策，全國實行有償用水和用水許可證、配額制，嚴格控制資源利用方式，廢水利用率高達75%，是世界水資源回收利用率最高的國家。另一方面廣泛開展節(jié)水教育，培養(yǎng)全民節(jié)水意識。以色列處處體現(xiàn)節(jié)水，不僅絕無大水漫灌的現(xiàn)象，甚至連空調滴出來的水都引入花盆進行灌溉。自以色列建國以來，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增長了12倍，而農(nóng)業(yè)用水量只增長了3.3倍?？梢哉f，以色列最大限度地利用了水資源，是當今世界發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)技術最有成效的國家之一。面對我國水土資源狀況，同時要解決13億國人提供優(yōu)質安全農(nóng)產(chǎn)品，亟需保護水土資源數(shù)量，提升水土資源質量，培養(yǎng)全民節(jié)約意識，以破解實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質量安全所需要的優(yōu)質水土資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展[14]。