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中国食粮与能源安全之我见

时间:2005-11-22 09:28来源:科技日报 作者:bioguider 阅读:
        食粮安全与能源安全两大问题关系到中华民族在21世纪能否最终立于世界发达国家之林,不能不引起每一个有社会责任感的中国科技人员的关注。本文力图在描述这两个领域的概貌之后,提出相应的以依靠科技进步替代资源和生物质(Biomass)为中心的两大发展战略和对策。  



  一、21世纪谁能来养活中国人?  

  1994年10月,时为美国世界观察研究所所长的布朗,发表了警世之作———“21世纪谁能养活中国人”,以及其后的另一片相关之作———“中国的缺水将动摇世界食物安全”。他认为,21世纪中国将每年进口3.5亿吨粮食(后调减为2.5亿吨)。  

  1、21世纪上半叶中国人民食粮需求预测  

  我国粮食总产由1亿吨提高到3亿吨用了29年,由3亿吨提高到5亿吨用了20年,今后要用17年时间,在高起点上,粮食需求量将由4.3亿吨增加到6.2亿吨(按14.3亿人口和人均433公斤计),要求单产的年均增长率由近十年的0.9%提高到2.6%;而肉类的人均年消费量由现在的24公斤提高到44公斤,年均增长率3.6%,这是一项十分艰巨的任务。  

  2、食粮供给能力前景及发展战略  

  到2020年,一面要求粮、肉产量高速增长,一面在生产条件上农业灌溉用水不可能增加(每年不到4000亿立方米);耕地面积净减(约10%),人均耕地面积由1.5亩减少到1.2亩,且整体质量下降。按水土资源的现生产力水平测算,实现2020年的粮食增产任务,水的缺口约为1200亿立方米,耕地缺口3.5亿亩。显然,保障粮食安全将是一场目标与条件十分悬殊的硬仗。  

  确保今后我国的食粮安全,最主要的战略对策是建立在“科教兴粮”基础上的替代战略。  

  土地是不可替代的,但粮田则是可以替代的。经测算,通过中低产田改良提高耕地基础生产力,以及通过均衡增产技术提高单位耕地的产出,可分别具有年新增0.4亿吨和0.5亿吨粮食当量的生产能力。鉴于未来6.2亿吨粮食总产中约55%将用作饲料,故以草地、林地、水面等替代粮田的潜力很大。因为利用南方6亿亩草山草坡以及在北方草地大力发展草地畜牧业,以生物质换饲料粮,可具有年新增0.7亿吨粮食当量的生产能力;4000万亩水面具有0.3亿吨饲料粮当量,木本粮食(淀粉类Biomass)具有0.2亿吨粮食当量的生产能力。此外,提高畜禽个体生产力可具有60%%—70%的饲料替代能力。为此,应建立“大粮食”和“大粮田”的概念,科学地开发我国丰富的草地、林地、水面、海洋等资源。  

  水是不可替代的,但灌溉水却是可以替代的。多途径替代节水是相应的技术解决方案,即不仅要改进灌区灌溉技术的“灌溉节水”,还应在提高作物自身的水利用效率上下功夫,实行生物性节水,以及提高非灌区自然降水的利用效率(“农艺节水”),加上低质水如微咸水等非常规水用于灌溉(“非常规水替代”)。经测算,以上四者的替代和节水潜力(到2020年)约分别为480、600、450和120亿立方米,累计约1650亿立方米。生物节水和提高降水利用效率的农艺措施的替代和节水潜力很大,且不需要大的工程和设施投入,农民易于掌握和应用。此外,利用不同作物在需水量及季节上的差异作空间布局调整的替代和节水潜力也相当大。  

  从战术的角度看,进一步提高粮食作物特别是四大粮食作物———水稻、小麦、玉米和大豆的单产,是对有限耕地实施替代的极其重要的途径。为此,应大力推进四大粮食作物超级种的培育(良种良法)。  

  “超级稻”本是国际水稻研究所在上世纪80年代末,针对“绿色革命”水稻优种在育成并推广25年后,品种的产量潜力徘徊不前的状况下,而提出的一项行动计划,目的是要培育出能比当时的优种再增产20%%以上的新种,日本的水稻研究人员也提出了类似的计划。但直到如今,尚未取得重大进展。  

  我国农业部科技司在1995年制定了中国自己的超级稻研发计划———“中国超级稻”。利用原有的研究基础,在科研人员的通力协作下,经过常规育种与三系育种“两条腿走路”,从1999年开始,超级稻品种陆续问世,包括“沈农265”、“协优9308”、“胜泰一号”、“两优培九”等20余个品种。2005年推广面积已达6000万亩,提前5年达到了当初制定的第二阶段产量水平指标,即2005年亩产800公斤(第一阶段2000年和第三阶段2010年的指标分别是亩产700公斤和亩产900公斤),被认为是继上世纪五六十年代的半矮秆育种和七十年代杂种优势利用为代表的水稻生产第一、第二次“革命”之后的第三次“革命”。前两次“革命”,分别使全国水稻平均亩产提高到400公斤以上和500公斤。仅此一项,全国将至少增加年水稻生产能力1500万吨。中国超级稻的实质是亚种间杂交优势利用,使生物量产量大幅提高;同时结合理想株型(Ideotype)选育,使生物量产量的经济系数进一步提高(接近乃至超过0.5)。这项成就得到国际权威机构———IRRI的认可和赞誉,称其为世界领先水平。  

  受到“超级稻”成功的启发和鼓舞,目前,“超级小麦”和“超级玉米”甚至“超级大豆”培育的动向都已经露头。所谓超级小麦,可以理解为品质比较优良,小面积亩产水平达到700公斤,大面积亩产600—650公斤,而且水分效率较高的一类品种。今年在山东省兖州市生产试验田里,山东省农科院的“济麦20”,由于良种加良法,已有小面积(1.8亩)亩实产1467斤(733.6公斤)的记录。而相比之下,不少地级市小麦平均亩产达到640斤至700斤。黑龙江省的大豆,已有良种加良法下大面积亩产500斤的记录,这一单产水平是目前全国大豆平均亩产220斤的2.3倍。吉林省农科院已突破大豆杂种优势利用的三系配套,单产潜力比常规种高出50%%以上。  

  3、对布朗的预言的客观分析及对其若干论点的反驳  

  布朗的主要论据是以下四点:  

  ———工业化快速发展阶段谷物生产力一定会下降?  

  工业化还有城镇化的快速发展确实会与农业发生尖锐的矛盾。这一点在中国正被看得越来越清楚。包括大量占地,忽视甚至漠视农业,农村有一定文化的青壮劳力大批离农,工业和城镇对农村环境的污染等,无疑都会影响到农业特别是粮食作物的生产力。但在日本、韩国和我国台湾省发生过的这些是否一定也会在中国内地发生,或者发生的程度只会更重,则不能主观地推定。事实上,自上世纪80年代我国工业化及城镇的步伐化加速以来,确实发生了对农业和农村的一系列负面影响。但也有些是正面影响。如乡镇企业对农民收入和小城镇建设的巨大作用。况且,那些负面影响已经引起了决策层的重视,正在采取若干对策。更重要的是,由于靠科技,靠政策,农业(包括粮食)生产率不仅没有出现布朗所预言的下降,相反,是在不断的提高。  (责任编辑:泉水)
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