《The Open Agriculture Journal》：Agricultural Water Management under Water Scarcity in Algeria: Practices and Future Perspectives
编辑推荐：
本文针对阿尔及利亚严峻的水资源短缺问题，评估了其农业用水管理现状与挑战。研究者整合气候、水文与农业数据，采用FAO CROPWAT 8.0模型估算作物需水量。结果表明，灌溉面积扩张是需求增长主因，地下水依赖严重，灌溉效率存在区域差异。若不提升效率，农业需水将于2030年超过可持续限度。研究强调了向高效灌溉技术和流域综合治理转型的紧迫性，对保障该国水与粮食安全具有重要战略意义。
在水资源日益紧张的全球背景下，阿尔及利亚因其干旱、半干旱的气候、不规则的降雨和高蒸发率，成为了受水资源短缺影响最严重的国家之一。农业作为该国的经济命脉，消耗了全国超过70%的淡水资源，对国家粮食安全至关重要。然而，快速的人口增长、经济发展和气候变化给农业部门带来了巨大压力，确保地中海和北非地区的粮食安全变得愈加困难。阿尔及利亚的水资源本已匮乏，加之国内、农业和工业活动的快速增长，使得水资源管理面临诸多挑战。因此，量化水资源可用性与农业用水需求，并理解这种平衡如何演变，成为了一个亟待解决的关键问题。尽管已有不少关于阿尔及利亚水管理的研究，但少有能整合气候、水文和农业数据进行全面国家评估的。为此，一篇发表在《The Open Agriculture Journal》上的研究，由Hamza Mezouane、Dalila Hank和Réda Delli共同完成，旨在评估水资源日益稀缺背景下阿尔及利亚的农业水管理状况。
为了系统评估阿尔及利亚的农业水管理，研究人员开展了一项覆盖2000年至2020年的综合性研究。他们整合了来自国家机构的气候、水文和农业数据，并利用联合国粮农组织（FAO）的CROPWAT 8.0模型来估算作物需水量（Crop Water Requirement, CWR）。研究数据涵盖了阿尔及利亚48个省份（wilaya），并汇总到该国的五个主要水文流域：奥兰尼-绍特谢尔吉（Oranie–Chott Chergui）、谢利夫-扎赫雷兹（Cheliff–Zahrez）、阿尔及尔-霍德纳-苏马姆（Algérois–Hodna–Soummam）、君士坦丁-塞布斯-梅莱格（Constantinois–Seybouse–Mellegue）以及撒哈拉（Sahara）。关键数据来源包括阿尔及利亚农业和农村发展部（MADR）发布的农业统计数据、国家气象局（ONM）提供的气象资料以及国家水计划（PNE）的预测数据。研究通过计算作物的蓝水足迹（CWRblue，指灌溉用水）和绿水足迹（CWRgreen，指有效降雨），分析了作物需水量、灌溉效率和水资源使用的区域分布，并对2030年的灌溉用水需求进行了预测。
研究结果
3.1. 不同作物的需水量
研究显示，阿尔及利亚不同灌溉作物的需水量差异显著。例如，水果作物和夏季谷物每季可能需要600毫米或更多的灌溉水，而冬季谷物、蔬菜作物和工业作物通常只需要400至500毫米。水果作物在总作物需水量中占比最大，超过45%，蔬菜作物约占19%，冬季谷物约占13%。从省份来看，埃尔韦德（El-oued）、比斯克拉（Biskra）、阿德拉尔（Adrar）等十个省份的作物需水量占全国总量的一半以上。
3.2. 生产的水足迹
水果和蔬菜作物在作物生产的总水足迹（包括绿水和蓝水）中占据主导地位，合计占比达66%。其中，蓝水足迹（灌溉水）主要由水果作物贡献，占比近50%，其次是蔬菜作物（约21%）和冬季谷物（11%）。绿水足迹（有效降雨）则主要由水果作物（31.7%）、冬季谷物（22.2%）和蔬菜作物（16.6%）贡献。有效降雨在各省份间的差异很大，从凯恩谢拉（Khenchela）的10%到君士坦丁（Constantine）的0.2%不等，南部地区有效降雨最少。
3.3. 农业需水的区域分布
研究发现，阿尔及利亚五个主要水文流域的农业需水存在显著的空间差异。总需水量（TWR）从奥兰尼-绍特谢尔吉流域的1,423 hm3到撒哈拉流域的3,315 hm3不等。撒哈拉流域占全国农业需水总量的35%，但其对粮食安全的贡献却有限，这表明水资源分配存在效率问题。灌溉面积与总需水量之间存在强相关性，表明灌溉土地的扩张是需水量增加的主要驱动力。
3.4. 对灌溉的依赖和降雨贡献
分析显示，作物对灌溉的依赖程度和降雨贡献存在明显的区域对比。在撒哈拉流域，降雨贡献仅占5.1%，意味着灌溉需满足作物95%的用水需求。而在君士坦丁-塞布斯-梅莱格流域，降雨贡献可达39.7%。这表明在阿尔及利亚，灌溉需要满足作物60%至95%的用水需求。
3.5. 地表水和地下水贡献
灌溉用水的地表水和地下水来源比例在各流域间差异巨大。君士坦丁-塞布斯-梅莱格流域主要依赖地表水（占比87.5%），而撒哈拉流域则完全依赖地下水。在奥兰尼、谢利夫和阿尔及尔等北部流域，地下水使用比例在55%至65%之间，以弥补水库储量的不足。全国范围内，约67%的灌溉需求由地下水供应，突显了过度开采含水层的风险。
3.6. 空间模式和效率差距
总需水量的空间分布呈现从北到南的梯度，南部流域需求最高而降雨最少。尽管灌溉基础设施有所改善，但效率提升未能跟上灌溉面积扩张的速度，导致用水量持续上升，加剧了地下水消耗和区域水资源压力。
3.7. 国家水平衡和未来预测
阿尔及利亚的水资源相对于国家需求仍然稀缺。研究估算，每年可用水量约为102.5亿立方米，而总消耗量预计将达到近113.5亿立方米，导致每年约11亿立方米的赤字。到2030年，在现有趋势下，灌溉用水需求可能达到118亿立方米，占总预计需求161亿立方米的73%，这将超过可持续的限度。平均而言，灌溉面积主要依赖地下水供应，约占所需水量的75%，而地表水贡献剩余的25%。
结论与讨论
本研究通过量化2000年至2020年间的水资源可用性、灌溉需求和区域差异，评估了阿尔及利亚在水资源日益稀缺条件下的农业水管理。研究结论指出，阿尔及利亚农业水管理面临严峻挑战。灌溉面积从2000年约35万公顷激增至2020年近138万公顷，其中约三分之二的面积依赖地下水，凸显了该行业对不可再生水源的结构性依赖以及转向可持续管理的紧迫性。尽管现代化努力引入了喷灌和滴灌系统，但传统的重力地表灌溉仍占灌溉面积的近一半，其效率低于60%。因此，灌溉消耗了阿尔及利亚总可用水量的近71%。若当前趋势持续，到2030年灌溉需求可能达到每年118亿立方米，超过可持续极限，威胁含水层储量和国家粮食安全。
讨论部分进一步强调了几个关键点：灌溉面积的扩张是农业用水需求的主要驱动力；对地下水，特别是南部和半干旱地区非可再生含水层的严重依赖，反映了不可持续的资源开发轨迹；尽管南部地区消耗了最大比例的灌溉水，但其对国家粮食生产的贡献有限，表明了资源分配的效率低下。
为实现可持续农业生产和高效用水的目标，阿尔及利亚必须优先转向流域尺度的综合水资源管理。关键策略包括：推广局部灌溉系统（滴灌和喷灌）并修复老旧基础设施；根据区域水资源可用性推广作物选择（例如，在干旱地区种植谷物、饲料和耐旱物种）；鼓励再生水利用和含水层人工补给；加强连接农业、水文和气候部门的数据监测与治理机制。通过采纳这些措施，阿尔及利亚可以提高每立方米水的生产力，同时保护其有限的水资源储备。这项研究更广泛的意义在于，它强调对于干旱和半干旱国家而言，农业中的可持续水管理不仅是一项技术挑战，更是关乎粮食和水安全的战略性政策优先事项。
