张正斌：生物节水路在何方？
张正斌研究员做客《科学在线》栏目
嘉宾：张正斌，中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源中心，研究员
主持人：郑晨曦
嘉宾简介
张正斌，1962年生，陕西省合阳县人，男，研究员，博士生导师。1990年获中国科学院西北水土保持研究所生态学硕士学位；1998年获西北农业大学植物生理学博士学位。现在为中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心知识创新研究员。长期从事旱地和节水农业研究，主攻小麦抗旱节水生理生态和遗传育种研究，发表论文90余篇。获国家科技进步二等奖1项，陕西省科技进步一等奖2项，教育部科技进步二等奖1项，陕西省农业科技成果推广奖二等奖1项，第二届全国水土保持优秀青年，陕西省优秀科技青年提名奖等其他成果奖共8项。
中国科学院网站记者采访张正斌研究员
主持人：3月22日是“世界水日”，这个节日是1992年12月22日联合国大会的47/193号决议设立的。在2003年12月23日的58/217号决议中，大会宣布从2005年3月22日的世界水日开始，到2015年的3月22日为“生命之水”国际行动十年。
正值“世界水日”，节水是我们时刻要面临的严峻问题。欢迎张正斌研究员作客中国科学院网站科学在线栏目，访谈的主题是：生物节水路在何方？干旱是我国农业的第一大灾害，节水农业发展是我国当前的一个重要问题。我们从网上看到了由您倡议和组织的，由中国科学院主办的“第一届国际生物节水理论和实践大会”将在北京举行，我们首先从这次国际生物节水会议切入，请您能否就这次生物节水国际会议进行一些概况介绍？
嘉宾：正像您说的那样，干旱已成为21世纪和未来的世界性难题。在我国，农业用水占总用水量的60%-70%，如何对有限水资源进行高效利用，发展节水农业，提高植物自身的水分利用效率，通过生物节水和工程节水及农艺措施相配合，发展可持续农业和国民经济，已成为当前和未来的研究热点问题。
关于旱地农业相关方面的国际会议在国内外已有不少，但以生物节水为主题的国际会议目前还未见召开。为了加快生物节水研究的国际交流，提高我国生物节水的研究水平，展现我国节水农业和旱地农业的优秀成果，为我国“十一五”生物节水和节水农业的深入发展提供理论和技术支撑体系，我们2003年就有召开第一届国际生物节水理论和实践大会的动议，2004年经过中国科学院的批准，经过两年的准备，我们定于2006年5月21-25日在北京召开“第一届国际生物节水的理论与实践会议”。
本次会议由中国科学院主办，中国科学院副院长，李家洋院士担任会议主席，联合中国工程院，国家自然科学基金委员会和河北省人民政府等单位共同举办。会议主题是：1、水资源与粮食和经济及生态安全，2、生物节水研究的发展方向；3、农艺节水和工程节水；4、植物水分高效利用和抗旱的生理遗传育种；5、动物和微生物水分高效利用和抗旱的生理遗传育种；6、生物对不良水资源的改良和高效利用。
我们真诚欢迎国内外从事旱地和节水农业及生物节水研究领域方面的专家学者，节水灌溉设备生产的企业单位，参加这次会议，为生物节水研究的深入发展献计献策，共同推动生物节水研究的水平提高和成果推广应用。
主持人：我们从国家中长期规划(2006-2020)里看到，关于水资源和生物节水研究都放到非常重要的地位，我们国家在这些方面有那些战略部署？
嘉宾：国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)中在不同地方分别明确指出，把发展能源、水资源和环境保护技术放在优先位置，下决心解决制约经济社会发展的重大瓶颈问题。水资源已列到重点领域及其优先主题。重点研究农业高效节水，开发灌溉节水、旱作节水与生物节水综合配套技术。植物抗逆性及水分养分和光能高效利用机理，成为面向国家重大战略需求的基础研究问题。
这些都表明，水资源和生物节水将成为各个行业学科的研究重点和热点，也给我们从事水资源、旱地和节水农业及生物节水方面的科研人员指明了研究方向，是我们的机遇和挑战，我们必须进行知识创新和技术创新，才能在水资源和生物节水科研和应用方面做出重要成绩。
同时，也说明了我们现在召开生物节水国际大会具有重要的现实意义和长远的战略意义。我们相信可能还会有第二次，第三次，一直延续下去的国际生物节水科学大会，因为这是一门新兴的学科，也是一门与人类社会和节水农业发展息息相关的学科，我们相信生物节水的研究会越来越受到重视，研究的内容会越来越广泛，应用的成果也会越来越多，发挥的作用也会越来越大，生物节水将成为一门主流学科。
主持人：水资源短缺已经成为一个世界性的大问题，我们不妨从宏观方面谈一谈水资源的问题。地球上有那么多的水，为什么目前世界各国都喊缺水？我国缺水的情况怎样？
嘉宾：国际气象组织1997年就有个报告指出，地球又名“水星”， 70%多的面积为水所覆盖，总水量为18万亿亿升，其中海水占总体积的97.2%，但这些海水都不能被人类直接利用。
大陆水体占2.8%，只有2.5%是淡水。在大陆水体中极地和高山地区的冰体约占其体积的78.6%，河流湖泊的水仅占总量的0.01%，雨水只占总量的0.001%，而且大部分落在海洋中。陆地上每年径流总量约为41万亿m3，其中，78%以洪水形式从无人区流入大海，只有22%可供人类开发利用。
现存水储备的99%是不宜人类利用的咸水，实际上在地球上仅有1%的淡水主要来自湖泊、河流、水库以及地下层,可被经济开发为人类直接利用。这意味者在地球表面上仅有0.007%的淡水可被人类利用。
这有限的淡水资源还存在地区和年份及季节分布不均，以及随着工农业和城市发展大量用水的不良竞争，以及带来的水资源严重污染，及环境破坏，气候变暖等，使我们以前认为是可以循环利用和再生的淡水资源，特别是地下水资源日益枯竭。
从我国神州5号从太空拍下的地球照片来看，在北半球的温带以下地区，我们生活的原本大部分应该是绿色的陆地，现在都基本变成了红黄色土地，荒漠化面积越来越大，让人触目惊心。我们中国80%的地区基本都是红黄色的地貌特征，主要是在一些高山地区和南方湿润地区，才有少得可怜的绿色地貌。
世界干旱情况
没有了青山，自然就没有了绿水!水土保持的林草即土壤的皮都不存在了，毛将焉附？还会有四季长流的河流吗？没有了丰富的地表水，就只得挖掘存量很小的地下水，等地下水都没有了，井都抽干了，人类就面临生存危机。因此，淡水资源的短缺已经成为限制人类生存的头等大事。因此水土保持、植树种草，恢复生态环境，增加土壤水库，是生物节水研究的一个重要研究方向。
中国是缺水大国，中国养活着世界上22%的人口,但可用水却仅占7%。中国水资源总量为2.8万亿m3, 居世界第6位。人均水资源不足世界平均水平的1/4,是世界上13个贫水国之一，居世界109位。耕地平均分摊水量也只有世界平均数的3/4。中国水资源的分布极不平衡，水资源地区分布极为不均,81%的水资源集中在长江流域及其以南地区,占我国耕地64.1%的北方地区,人均水资源519m3,仅分别为全国的1/5和世界平均水平的1/20。 并且降水和径流年内和年际间变化较大, 江河径流水资源多为洪水，难以充分利用, 枯水季节的缺水问题十分突出。
农业产量受旱灾的影响最大。上世纪90年代以来，我国每年受旱面积0.27亿hm2左右，比50年代增加1.5倍，成灾面积增加了3倍, 减产粮食每年在75-100亿kg。
我国华北由于地表河流水资源很少，长期利用地下水发展工农业生产，目前已经成为了世界上最大的地下漏斗，是世界四个严重缺水地区之一。近年来，我国南方季节性干旱经常严重发生，许多城市水慌严重警告不断发布，这些都表明我国干旱和水资源短缺日趋严重，水资源短缺已经成为我国社会经济发展的瓶颈。因此生物节水国际会议第一个大的主题就是讨论水资源危机与粮食和生态及经济安全问题。
水资源枯竭
主持人：地球上70%的面积都是海洋水资源覆盖，但为什么讲水资源危机会成为石油危机之后的下一个危机？
嘉宾：虽然地球有巨量也许是用之不竭的海水资源，但这些海水是咸水，不能直接被人类利用。我们只好望洋兴叹!
我们要利用各种科学技术去进行海水淡化，这样的费用是非常高的，淡化的水资源也是有限的，可以满足沿海地区的部分淡水资源不足的问题，但远水不解近渴，对大面积干旱半干旱缺水的内陆地区，利用海水淡化的代价就太高了，我们无法承担，也是不现实的。
我们都知道世界上许多干旱半干旱地区的国家和地区，都有丰富的石油资源，但这些地区国家之间往往会为水资源的问题发生战争和冲突。中东地区的战争，一方面是为石油而战，另一方面也是为水而战，水源的严重短缺，很可能成为地区或全球性冲突的潜在根源和战争爆发的导火索。最有可能发生冲突的国际河流是，由以色列和阿拉伯邻国分享的约旦河、尼罗河等；南亚国际河流水的争端此起彼伏；北美、南美、北非等地，也因国际河流和开发利用问题产生裂痕。
在我国一些缺水地区和相邻省份和县区，为水资源的占有和使用权发生大规模争执和冲突，也不鲜见。例如我们都知道历史上秦晋相好，但在黄河水资源的争夺方面却由来已久，特别是黄河流域沿岸省份、上中下游地区，水资源利用方面的争夺和冲突越来越明显，我国政府已经出面统一管理调配。
在黄河中上游，地貌支离破碎，多属丘陵沟壑区，平整土地花费大，有效灌溉面积相对小，降水少，需补灌量大，抽黄灌溉水费成本又高，因此灌溉效益明显较差，而在下游华北平原，山东沿海地区，有大面积吨粮田基地县区，且经济相对发达，农业灌溉和工业用水效益明显提高。因此要遵循生态规律和经济规律，实行上游水力发电为主，中游合理利用，保证下游稳定长流高效利用的区段调控措施，使黄河水链、生态链、动力链、能量链、经济链能持续高速运转，发挥黄河的最大系统功能和整体经济效应。