面对水荒、水患，中国人发明的域内治理为主专利应对有方（一）

水的域内治理为主

雷新周               
                           
    人类及生态系统、特别是作物全生育期根系对水分的直接吸收规律是个连续性函数。水在地域内的存留规律是个动态的连续性减量函数。地域内水的存留规律，受自然界水圈、地圈、气圈在太阳能量作用下大循环、大尺度的支配。地域内水的补充水源、水量主要靠天然降水。天然降水是个动态的无规律可循的人类及生态系统难以利用的脉冲式函数，只有经过地面地下水量再分配系统后才能转变成可以不断利用的连续性函数。只有将脉冲式函数转变成连续性函数，才能达到被人类及生态系统直接利用的目地。
    水、水的治理、耕地水的治理，是古今中外长期得不到快速、持久性根治的大难题。既是项涉及到多学科、多行业，多领域、多部门的极其复杂的、动态变量的、宏观和微观的巨系统科学工程，是世界上长期得不到快速、持久性根治的大难题。是能用拦堵、引流、提升、再生及堵、疏，堵疏结合就能治理了的简单问题。却也是水、水的治理、耕地水的治理问题的思路、技术、设施创新问题，是影响人类生存和命运的大问题。
    农业用水量占总用水量的80％以上，人类生活、社会活动对水的需求量所占比重甚小，耕地的水环境治理是治水的主要问题。只要能让300㎜以上年降水地域内耕地中水的存在规律，与草本植物全生育期的直接需求规律相同步即可。实质是"蓄住天上水，保住、用好地下墒"，但却是一道世界性长期得不到快速、持久性治理的大难题。因此，寻求新的农业用水、节水农业治理思路、技术、途径与设施，是突破当今世界水治理问题的关键。
    为了快速治理耕地干旱与水土流失的水环境制约农业生产,突破农民增收难点,改变农村贫困面貌,加快农村全面建设小康社会的速度，实现"三农"难题的跨越，十五届三中全会提出：大力发展节水灌溉，把推广节水灌溉作为革命性措施来抓"。 国家在北京水科院、西北农林科技大学相继成立了"国家节水灌溉工程技术北京研究中心、杨陵研究中心" ；《全国生态环境建设规划》也指出："大力发展雨水集流，节水灌溉技术研究和旱作农业"。退耕还林、植树种草 政策就属此列。中科院、中国农科院、中国农业大学、武汉大学等高等院校相继成立了《水问题联合研究中心》、《节水农业问题研究中心》、《农业用水问题研究中心》、《水问题研究中心》……。
    2002年科技部对现代节水农业重大关键技术专项攻关项目实施了可行性论证。并投入2亿元 ，实施"现代节水农业技术体系及新产品研究与开发" 重大专项攻关。（见科技部2002 年7月23日网上发布的公告和《人民日报》的权威发布）。在抗旱节水植物新品种筛选与利用方面, 选择100项技术、材料；在节水农业关健设备与重大产品研制及产业化开发方面，选择20家研究、生产节水灌溉设备的企业。在节水农业技术集成与示范方面，选择9个类型, 设立10一15个示范区……。但从论证结果和公开公告的实施重大关键技术攻关项目看，我国节水农业重大关键技术攻关研究，仍然是停留在沿用传统的"地域外治水"的思路、技术与设施，"按供定需" 的 搞扩大外延型研究，对水治理内函无实质性创新，也解决不了节水农业的难题。
    在国际上，联合国设立的世界粮食计划署等多家机构，也是在解决世界的"三农"问题。也未能解决"三农" 和饥饿问题。媒体2002年10月16日在世界粮食日前夕称，联合国世界粮食计划署原定2015年实现解决世界粮食短缺的计划落空！又据2002年12月3日联合国世界粮食计划署执行干事詹姆斯o莫里斯在联合国安理会会议上说，目前无论是非洲拉美，还是亚洲的阿富汗，都有许多家庭因自然灾害或武装冲突，面临日趋严重的粮食短缺问题。莫里斯说，由于旱灾影响，非洲之角以及南部非洲地区至少有3800万人正面临越来越严重的缺粮问题……。
    国际农业研究咨询联盟（CGlAR，由58个成员机构组成）,2002年发起了"挑战计划"（CP），提出在环境可持续发展、社会可接受原则下，有效提高农业和生活用水的利用效益。先期投入7500万美元，在世界七大典型流域（包括黄河流域），从五个主题（1提高农作物水利用效率，2流域上游水的多种利用，3水生态系统和渔业，4流域水综合管理，5全球和国家的粮食一一水系统）上，确立总体、中期、近期挑战目标。试图对域外水管理利用和地域内作物水效率提高，从多层次综合治理上找到良方。可是，这五个研究主题并未涉及水的"域内治理" 为主，也属于沿用域外治理思路、技术与设施的滞后治理，也解决不了各地域内耕地的水难题。
    无论是国内的农业用水、现代节水农业的攻关研究，还是国际上的挑战计划（cp）；都还没有在治理耕地水环境现状与作物全生育期的根系直接需水规律极不同步方面有实质性突破。不管是以地域内降水为补充水源水量，从选择植物适水特性适应耕地的自然水环境（甚至是用转基因工程）提高耕地水的作物利用效率；还是以拦堵、引流、提升地域外客流水（地下水）为水源水量，用补充灌溉方式改变地域内水环境条件适应植物需水特性提高作物的水利用效率，或是在引流灌溉、利用过程中节约用水（如滴灌等）等等，经多年多地域治水实践证明，都极难改变300mm以上年降水地域内耕地中水的存留，与草本植被全生育期的直接需求极不同步的现状。都极难消除200㎜以下日降水量在耕地表面的水流失、水带土流失和减小地域内、外的洪灾水患发生概率、降低洪灾水患的幅度。难在治理干旱时缺少补充水源、补充水量、补充时机、补充时段、补充面、补充速度；缺少供水设施，设施的建设速度缓慢、设施利用周期短、设施适用地域受限等等；在治理水流失时，缺少存留水的容器、贮存水的容器容积小小于水的变幅变量。修建治水设施时受多种自然、人文因素制约，无法达到作物直接需水规律与水在耕地作物根系直接吸收水分地层间的存留规律相趋一致；治理水流失和水带土流失的段面少； 修建拦堵水流失的工程设施容积容量，远远小于水的变幅变量等等。还没有在中尺度、中层次上找到根治良策，更没有在大尺度、大层次上找到治理良方。因此，各流域耕地的这些诸多水治理难题，使治水陷入了不可持续发展的困境。
    河南省洛宁县国家税务局雷新周
   
   
     
     
   

水的域内治理为主

挑战治水、节水、节水农业、旱作节水农业研究的经典理论
    当今世界上（我国也不例外）研究解决治水节水农业用水现代节水农业旱作节水农业经典做法有四：
    一是利用作物的适水特性，选择耐旱植物品种适应耕地的自然水环境，提高耕地中自然存留水的作物利用效率；
    二是利用地域外的水，以灌溉的方法改变地域内耕地中的水环境适应作物的需水条件，提高作物利用耕地中的水效率；或是在灌溉利用水过程中节约用水。
    三是将上述二者结合，多侧重于用灌溉方法治理耕地缺水；
    四是在地域内用拦堵方法治理地域外的多水的水流失、水带土流失及洪灾水患。
    这些利用作物品种适应地域内耕地降水的自然水环境提高水的利用效率，和利用地域外降水改变地域内耕地水环境适应作物最佳需水环境提高作物利用水的效率、或是在灌溉利用水过程中节约用水的治水、节水、节水农业研究，全都是在地域内水流失后沿用传统的常规的治理思路、方法、设施，以地域内、外水流失后的水，治理地域内的缺水干旱；以地域内的治水设施，治理地域内、外的水难题（指干旱、水流失、水带土流失、洪灾水患）。是无治理效果保障的、滞后的、减量的、被动的"域外治理"，既不能增加地域内水的存留量，也不能延长水在地域内的存留时段，更不能改变水在各地层间的分布规律、水在草本植物根系直接吸水地层间的存留规律与草本植物根系全生育期直接吸水规律的极不同步，是无法快速、持久性突破耕地水环境治理和节水农业这个难题的。我们的研究则成功的挑战了这个难题！以地域内、外水流失前的水治理地域内的缺水干旱；以地域内的治水设施治理地域内、外的水难题。称之为"域内治理" ！（域：宏观上指流域；微观上指每棵草本植物占据的地表面积和根系直接吸收水分地层空间）。
    其实，水、水的治理、耕地水的治理问题并不难解决，只是人们的治理思路、战略、策略、设施，还停留在传统的常规的基础上没有创新，才使水、水的治理、耕地水的治理成为世界上最难快速、持久性根治的大难题。现今全世界解决这一难题的径典做法有三：一是选择耐旱植物品种适应耕地自然的水环境；二用地域外的水以灌溉方法改变地域内水环境适应作物的需水环境；或是在灌溉利用水过程中节约用水。三是将上述二者结合。多侧重于用灌溉方法治理耕地缺水，用拦堵方法治理地域外的多水。灌溉利用的都是地域外的水（包括地下水）。地域外（地下水）无水用、或用没了还用什么呢？地域内的治水设施远远小于地域外水的变幅变量，这是问题的焦点和难点。这种用地域外的水治理地域内的缺水干旱；用地域内的治水设施治理地域内外的水难题显然是无法快速、持久性根治耕地水环境这个难点的。为快速持久性根治耕地水环境恶劣，我们发明的模式，称之为域内治理：用地域内的降水治理地域内长时段的缺水干旱、水危机；用地域内的治水设施治理地域内、外短时段多水的水难题！（域，宏观上指流域，微观上指每棵草本植物占据的地表面积和根系占据的地层体积）。该模式的研究就是成功的挑战了这个难点。
    "非灌溉化治理耕地干旱水土流失发展高效农业" 模式，是在总结前人治水的经验教训基础上，遵循自然规律、顺应经济运行规律、驾驭市场经济需求规律的治水思路、战略、策略、施设创新：从技术、技术和制度的结合上找到了用地域内的水治理地域内的水危机；用地域内的治水设施，治理地域内的水难题。能快速治理300mm以上年降水地域内耕地干旱、防治域内外水流失、水带土流失、水患的捷径。是持久性解决"三农"难题的思路、技术、设施、方法创新。已从30多方面改写了古今中外的治水历史（见附件1）。用高投入、快产出、获高效益模式，既能向农户提供治理耕地水环境的资金、技术、帮助建设施、教种植技术、学经营管理、会创出高效益的模式；又让农户有及时归还高投入的启动资金的途径和能力；让农户在快速改造耕地水环境后乐于"沃土" ，持久性脱贫致富奔小康。