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摘要 与传统耕地农业相比，戈壁农业是非耕地设施农业，不占用耕地，具有质量优、效益高等优势，其特点是“多采光、少用水、新技术、高效益”，具有可持续和循环经济的特点。甘肃河西地区戈壁分布面积广阔，从甘肃省的现实依据出发，探讨了河西地区发展戈壁农业的必要性，提出了戈壁农业今后发展的途径和方法措施以及可能存在的风险。在戈壁荒滩发展戈壁农业对调整区域农业产业结构、发展绿色、可持续的农业具有重要的意义。
关键词 戈壁农业;必要性;途径;河西走廊
Abstract Gobi agriculture is non-cultivated-land facility agriculture. Comparing with traditional agriculture， Gobi agriculture has the advantages of no occupying cultivated land， excellent quality and high benefits. It is characterized by “more light， less water， new technology and high benefits”， and it is a sustainable and circular economy. Gobi agriculture is widely distributed in Hexi area of Gansu. This paper， based on the status quo of Gansu Province， discussed the necessity of developing Gobi agriculture in Hexi area， and put forward the ways and measures to develop Gobi agriculture， as well as possible risks. The development of Gobi agriculture in the Gobi desert is of great significance to the adjustment of regional agricultural structure， and the development of green and sustainable agriculture.
Key words Gobi agriculture;Necessity;Ways;Hexi area
荒漠化是當今世界最重要的环境和社会经济问题之一。甘肃是我国沙漠化非常严重省份之一，沙质荒漠与戈壁交错分布。由于深处内陆，干旱少雨，使得河西沙漠、戈壁是我国沙尘暴主要策源地之一。沙化加剧致使沙尘暴频发，已经严重威胁着当地和邻近地区经济、社会的正常发展。“千里戈壁滩，大漠黄风起;风吹石头跑，地上不长草。”这是对戈壁荒漠最直白的描述，但是，戈壁并非“不毛之地”，在其独特的地理环境下，孕育着独特的气候、动植物、矿产和历史文化旅游资源等，如工业重地镍都——金川有色金属公司、酒泉钢铁公司，艺术宝库敦煌莫高窟、安西锁阳城，自然保护区甘肃民勤连古城、敦煌西湖国家级自然保护区等，自然和文化保护区依戈壁资源而建，而戈壁荒漠又为产业开发提供了广阔的发展空间。
甘肃河西走廊戈壁面积分布广阔，戈壁类型多样，分布范围广，砾质戈壁、砂砾质戈壁、土质戈壁等虽存在明显的东西和南北区域上的差异，但各类型戈壁基本呈相互平行的带状分布[1]。绵延上千公里的河西走廊是“一带一路”的黄金走廊，借助“一带一路”规划实施的强大助力，河西地区充分利用独特的地理环境和特有的光能资源，使得甘肃河西的光伏新能源产业发展进入快车道。而与此同时，在酒泉、张掖等地发展戈壁农业也是充分利用戈壁资源发展产业化生产，实现了“向沙漠要粮，向戈壁要地”的设想。
“戈壁农业”就是在不毛之地的戈壁沙漠上搞农业生产，充分利用戈壁上的光热资源和温差等有利条件，将有机质栽培、设施种植、高效节水等先进技术组合起来，发展生态循环农业，搞知识密集型的现代化农业产业。其特点是“多采光、少用水、新技术、高效益”，具有可持续和循环经济的特征。与传统耕地农业相比，戈壁农业是非耕地设施农业，不占用耕地，具有质量优、效益高等优势，其关键点正是利用尖端高新技术，高效节水和充分利用太阳能资源这一循环产业特点。在戈壁荒滩发展“戈壁农业”对我甘肃调整农业产业结构、发展绿色、可持续的农业具有重要的意义。
1 戈壁农业是钱学森沙产业理论内涵的外延和拓展
沙产业概念由著名科学家钱学森在20世纪80年代初提出，沙产业就是在不毛之地的戈壁沙漠上搞农业生产，充分利用戈壁上的日照和温差等有利条件，推广使用节水技术，搞知识密集型的现代化农业产业。他期望“建立在广阔沙漠、戈壁和沙漠化土地上的为国家提供千亿元产值的沙产业”一定能“为人类开拓新的食品来源。”并将引起生产体系和经济结构的变革，是21世纪在中国出现的第六次产业革命。沙产业是知识密集型农业产业，特点是“多采光、少用水、新技术、高效益”，具有可持续和循环经济的特征[2-3]。
从生物学的角度，“沙产业要追求的目标就是把干旱荒漠中‘取之无禁，用之不竭’的天赐能源最大量地留存、更多地固定和转化下来，而核心是利用附着在植物生命体上的叶绿素，通过光合作用来完成”。从生态学的角度，“沙产业愈发达，第一性产量就愈多，人们为追求生活必需品而进行的盲目开垦和放牧就会相对得到控制，脆弱的自然资源就会得到休养生息的机会”，这一著名论断为“不适宜耕作土地”发展产业提供了有力的生态理论支撑。从经济学的角度，沙产业的任务和发展要分阶段进行，在这一过程中，我们要不断地积累资金，再用来开发…… “沙产业发展后，生产能力扩大了，还要创造一些、开拓一些，因为市场需要很广[4-5]。 钱老用系统科学辩证地分析沙产业，形象地表述就是“变不毛之地为沃土”，睿智地判断“沙产业实际上是未来农业、高科技农业，服务于未来世界的农业”[6]。“戈壁农业”就是在戈壁荒滩上，将有机质栽培、设施种植、高效节水等先进技术组合起来，充分利用戈壁荒滩的光热资源，发展生态循环农业。“戈壁农业”是依托现代生物高新技术发展的知识密集型的农业型产业。基于上述核心要点，与传统耕地农业相比，戈壁农业是非耕地设施农业，即在“不适宜耕作土地”上进行的农业活动。不占用耕地，具有投入少、质量优、效益高等优势，而关键点正是利用尖端高新技术，高效节水和充分利用太阳能资源这一沙产业特点。戈壁农业向戈壁滩要土地，使曾经的“不毛之地变为沃土”的沙产业设想成为了现实，由过去传统的农业型沙产业转变为现今的知识密集型沙产业发展的新模式，由过去被动的“防治沙害”变为主动的生产需要，将寸草不生的戈壁滩打造成为具有农作物产出的供应基地，符合当前调整土地利用方式“大面积搞生态、小面积搞高效益生产”的土地利用格局的生态-生产范式，实现了“点石成金”。戈壁农业将沙产业的空间范围扩大至“戈壁滩”，包括“砂石地、盐碱地、沙化地、滩涂地等”所有“不适宜耕作的闲置土地”，在空间界限上拓展了戈壁农业的外延，既为“沙产业”大规模发展放宽了空间限制，也为戈壁农业这一新兴业态提供了更为广阔的发展前景。
2 河西地区发展“戈壁农业”的优势
2.1 国家和地方政策的保障引导
改革开放以来，国家一直致力于农业和地方经济的发展。自2004年至今，每年的中央一号文件都是有关农业发展的政策纲领，为深化我国农业经济发展提供改革方向和政策保障。十八大以来中央政府着重提出要“推行绿色生产方式，增强农业可持续发展能力”;同时“强化科技创新驱动，引领现代农业加快发展”，以此“激活农业农村内生发展动力”[7-8]。国家在《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》中对新能源开发战略特别提出了“加快戈壁沙漠地区的光能风能的产业开发和利用”。甘肃省在“十三五”规划、落实中央一号文件，结合国家“一带一路”倡议中，提出在河西戈壁地区实施发展戈壁农业，突出高新技术应用，绿色环保发展理念，为甘肃省农村经济的改革和发展提供了政策保障，也为今后“戈壁农业”发展指明了路径。
2.2 戈壁自然资源的丰富可利用性
河西走廊戈壁总面积1 453.59万hm2，占全省国土总面积的31.89%，可开发利用的戈壁土地资源充足，为甘肃省发展戈壁农业提供了可观的后备土地资源[9];同时，河西戈壁地区是太阳能资源最丰富的地区之一，太阳辐射能大，年太阳总辐射超过 6 000 MJ/m2，日照时间长，年日照时数一般都在3 033.4～3 316.5 h，是我国光伏产业发展的核心区域。风能可利用区域超过3万km2，占全省面积的6.6%[10]。广阔的戈壁为甘肃省光伏产业、戈壁农业发展提供了土地资源，而风、光、热等资源为戈壁农业的发展提供了最有利的发展条件[11]。
2.3 强大的农业高新技术支撑
戈壁农业的发展以“多采光，少用水、新技术、高效益”为目标，具有可持续和系统农业经济特征，需要高新技术的支持。目前，我国农业的发展，已经从粗放式低产出走向集约化高效益阶段，各种农业高新技术在农业产业化发展中得到普遍应用。在戈壁農业发展实践中，可充分采用已有的高科技手段发展农业经济：①现代设施农业技术[12-13]。充分利用工厂化种植和养殖、计算机农业控制等现代技术和设施，大力发展和使用棚膜栽培、节能日光温室、无土栽培技术。②多色农业技术，包括绿色和白色农业技术。戈壁农业从调整和优化农业结构入手，充分利用资源，实现高效的物质能量循环和深层次的加工与转化，保持环境、生态与经济的协调发展，属于绿色农业。戈壁地区水资源短缺和高蒸散发特征，因此各区域可根据实际条件积极发展白色农业（主要是指食用微生物、食用菌等的生产加工）[14]。③农业生物技术的不断适用。将农业生物遗传改良技术和戈壁农业结合起来，定向地、有目的地进行农作物生物遗传改良，利用不同手段选育品种，改良种质资源，为戈壁农业高效益产出提供良好的种源，创制高新技术为戈壁农业持续不断地提供种质资源和新产品、新方法。④信息和网络技术。充分运用农业信息网络化技术，进行资源管理调度，采用网络专业实用技术信息系统打造戈壁设施农业智能化，与全国共享的农业经济、资源、科技信息网络互联互通形成“产-供-销”一体化。工业、信息技术和其他行业高新技术向农业的移植，以戈壁农业为载体，将工业、信息技术和其他行业高新技术以及各种常规农业技术融合、交叉、渗透，或者相互组装与高效地配置，组成一个有机复合技术群，为戈壁农业的发展提供了必要的科技支撑。
2.4 足量的人才和资金保障
戈壁农业的发展，离不开人才资金的支持。高新农业技术需要高学历高水平的专业人才队伍，近年来我国每年培养农业与环境人才30万以上，农业科研技术的从业人员超过100万，甘肃省多所高校及科研院所也相继培养了大批的农业技术人员，为推广戈壁农业储备了足量的人才，使农业新技术得以广泛而快速的推广。同时，戈壁农业的推广实施提升了沙区农民的意识水准和技术水平，使其主动积极地参与到农业产业化过程中。近些年来，国家、省加大了农业资金的支持力度，通过多种途径保证农业，特别是高新技术在农业发展中的匹配资金。一方面，通过公司+农户的发展模式，运用市场手段获得农业产业化发展资金，另一方面，采用光伏+农户的扶贫模式，从政策上倾斜，给予一定的补贴。因此，发展戈壁农业的资金渠道众多，资金来源日趋多样化，保障有力。
3 河西地区“戈壁农业”实现的途径和方法
“戈壁农业”是相对于传统农业在新科技发展条件下衍生出来的一种新的发展模式，为戈壁的开发利用提出了一条全新的、可持续发展之路。甘肃省实现“戈壁农业”主要有以下途径。 3.1 实施节水工程，立足“节水、省水，高效用水”是戈壁设施农业发展的核心
河西内陆河流域，除了祁连山区受高山较多的降水和冰川融水影响，水资源相对比较丰富外，平原地区一方面降水稀少，蒸发强烈，水资源天然补给匮乏，加上降水分布时空不均，农业用水出现卡脖子旱。戈壁水分补充主要来自于祁连山和北部的马鬃山、合黎山、龙首山等季节性暴雨形成的洪水和冰川融水，祁连山出山口和冲积扇前缘泉眼出露，水量大小不一，河川流水的季节性水文变化对戈壁地区的水文分布和特征产生了重要的影响[15]。当前，石羊河、黑河、疏勒河等主要的几条河流地表径流量逐年减少，中下游维系绿洲稳定的生态用水矛盾突出[16]。戈壁设施农业发展要立足“节”和“省”，抓住节水这个核心，遵照循环经济发展的基本原则，有利于突破自然资源限制发展的瓶颈问题。戈壁荒漠区太阳辐射高，发展“多采光、少用水”的戈壁设施农业栽培能使沙区发挥阳光充沛的优势，克服缺水的劣势。根据区域水资源量和用水水平控制戈壁农业产业发展规模是根本原则，充分用好祁连山冰雪融水、地表径流、集雨汇流是戈壁农业发展的主要途径。首先，科学用水和管水，革新用水技术方法，采用喷灌、低压管灌、微低灌、渗灌、微喷等高新节水技术和保水材料，节约用水提高了水资源的利用效率[17];其次，采取集水汇流工程，补充设施农业需水量。利用戈壁径流和低地洼地，汇集季节性降雨径流引入棚中作为灌溉用水;同时，利用设施农业人工构建的塑棚或棚膜等介壳，集雨引流，不与农田地争水，补充生态生产用水。第三，高效用好冰川融水和浅表层地下水。河西走廊戈壁水分补充主要来自祁连山冰川融水，河川流水的季节性水文变化对戈壁地区的水分补充和浅层地下水补充也产生了重要的影响。祁连山山前出山口和冲积扇前缘泉眼出露，中下游经地下径流汇集出流或地下潜流出露、浅层井水等，水量大小不一，均可用于戈壁设施农业发展。
3.2 借助国家“一带一路”倡议发展机遇，制定优惠发展政策，做好顶层制度设计
当前，我国正在推进“一带一路”倡议实施，甘肃省河西走廊是陆上丝绸之路的重要节点和战略通道。甘肃应该抢抓“一带一路”重大发展机遇，以建设生态文明省为目标，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，推进国家生态安全屏障综合试验区建设，大力发展地区循环经济，加快建设资源节约型、环境友好型社会。地方政府制定和出台发展戈壁农业的各项配套优惠政策，加大资金和科技投入力度，努力为招商引资牵线搭桥，消除发展戈壁农业的政策障碍，做好顶层设计，为戈壁农业发展营造良好发展环境，拓宽发展资金渠道。
3.3 依托现代高新技术，发展高新技术密集型设施农业
戈壁农业是要“向荒漠要粮，向戈壁要地”，发挥戈壁荒漠在区域经济发展中的优势，就必须充分利用戈壁上的日照和温差等有利条件，推广使用节水技术，搞知识密集型的现代化设施农业。“多采光、少用水、新技术、高效益”是其典型特点，具有可持续和循环经济的特征。它是在戈壁荒滩上，将有机质栽培、设施种植、高效节水等先进技术组合起来，充分利用戈壁荒滩的光热资源，发展生态循环农业。与传统农业相比，戈壁农业不占用耕地，要充分利用大面积戈壁和光、热等自然资源，创新性地发展农业生产，是对传统农业的延伸和扩展，具备“投入大、成本高”等特点，必然追求“质量优、效益高”的结果。因此，依托现代尖端高新技术发展设施农业，进行高效节水和充分利用自然资源是实现戈壁农业的必然途径。
以色列开源節流，科学用水，是世界上成功利用荒漠戈壁发展农业的最典型例证，具有“欧洲菜篮子”之称。其成功经验就是大力发展了 “设施农业，节水农业”，使之低投入，高产出[18]。依托戈壁光热资源，大力发展光伏+设施农业大棚是发展戈壁农业的良好范例。它是集太阳能光伏发电、智能温控系统、现代高科技种植为一体的温室大棚，大棚采用钢制骨架，上覆盖太阳能光伏组件，同时保证太阳能光伏发电和整个温室大棚农作物的采光需求[19]。一方面光伏发电满足农业设施大棚的电力需求，如温控、灌溉、照明补光等，还可以将电并网销售给电网公司，实现收益，为投资企业产生效益;另一方面戈壁设施农业充分利用太阳能，多采光少用水，提高了太阳能利用率，依靠光伏电板的能源供给保证温度，实现反季种植、精品种植[12，20]。戈壁荒滩为光伏提供延绵广阔的土地资源，光伏给农业现代化带来充足的能源供给，农业作物和能源发电效益“双赢”，实现了“农光”互补，“种出”生态效益，实现了科技高效的循环生态农业。光伏大棚项目可以建设成为现代农业示范教育基地，把农业活动、科技示范等融为一体，发挥产业集群效应，繁荣地区经济，建成特色农业的样板和窗口。
3.4 良好的区域生态环境治理是发挥戈壁农业长效机制的保障
甘肃省河西地区是全国风沙危害最为严重的地区之一，风沙线长，危害面积大。生态战略重中之重，生态治理迫在眉睫。戈壁恶劣和脆弱的自然环境要求人们必须将开发建设与生态环境保护联系在一起，相互协调，必须注意采用符合其自然规律的措施[21]。发展戈壁农业主要应对的是戈壁风沙危害和流沙侵蚀。采用“点上治理小环境，面上构建防风固沙林网”的措施，是保障戈壁农业生态安全，发挥长效机制，避免风沙危害造成损失的重要措施。“点上治理”即在戈壁设施农业大棚之间进行环境治理，改良小环境;“面上构建防风固沙林网”则是在设施农业外围构建大林带，防风固沙，保障农业设施安全。在戈壁设施农业项目建设前期首先要做好防风固沙的前期准备，因地制宜地设置各类机械沙障、或采用沙障+植物组合方式等固沙措施进行戈壁风沙治理[22-24]，构建外部防护林带，保障光伏发电和设施农业建设的顺利实施;光伏发电板自身降低风速、减弱气流、具有防风挡沙的功能;设施农业大棚由于有棚膜等介壳材料也可起到阻风挡沙、集雨汇流，改善沙地表层土壤水分条件，能够有效地改善区域小环境，因此，在戈壁荒滩发展光伏+戈壁农业的过程中，可以充分地将各种优势利用和集中起来，不仅能改良区域环境，也发展了生态农业产业，扩大了绿洲面积[23-24]。通过“点”“面”上的环境治理保障了戈壁农业免受风沙危害和侵蚀，使之能够稳定长效地发挥效益。 3.5 因地制宜，“一纵多横”的产业布局是发展河西走廊戈壁农业的重要途径
河西戈壁类型迥异，环境差异明显，因此，发展戈壁农业各地区要因地制宜，科学规划，合理用地，避免大规模开发，盲目跟风发展。积极探索发掘适宜于本区域的生态发展模式，“因地制宜、适地适树”，发展多种农、林、牧、副、渔业产业，才能充分发挥整体效益，提升地区优势和竞争力。依托河西走廊地理和区位特点，大力打造“一纵多横”的产业布局。“一纵”是横贯东西的走廊通道，“多横”是依祁连山自南向北形成的多个高山-戈壁-绿洲荒漠的横向区域地带。武威、张掖、酒泉等不同区域因地制宜，发展特色戈壁农业产业;金昌市坚持政府扶持，实现“ 一业一策”。通过构建示范推广区，引进高效节水技术、大力发展苗床育苗技术，培育各种香草花卉，为金昌市香草花卉产业发展提供助力[25]。张掖地区通过科学编制，有序发展，配套健全了从育苗基质、采后处理、加工冷链、质量监测及电商平台等产业体系，戈壁蔬菜生产基地的雏形基本显现[26]。通过紧紧抓住“一带一路”发展机遇，发展多个横向产业区域，利用河西走廊的通道作用，以“串珠状”形式将多个横向发展区域连接起来，形成“一纵多横”的产业布局格式，发挥区域优势。
3.6 将多种戈壁农业产业模式组装配置发挥戈壁农业的集群效应
经过多年的探索实践，河西地区，目前以种植、养殖、加工、技术研发、推广等为一体的农业产业链已基本形成，具有地方特色的农业产业体系建设框架已经基本建成。武威市依据丰富的自然资源优势，在戈壁沙荒地种植酿造葡萄、红枣等，发展酿造业，打造“葡萄酒城”[27];民勤、金塔、临泽等沙区在构建梭梭防风固沙林带的同时发展梭梭-肉苁蓉生态资源产业;张掖充分利用戈壁上的无菌无污染环境从事锁阳-螺旋藻开发;民勤等地从野生资源中优选出品质好的沙葱进行反季节栽培开发，等等。这些均是以戈壁沙漠资源为依托，以市场为导向，以科技为支撑，以效益为纽带而形成的戈壁沙产业模式，通过多种发展模式的组装配置，一批沙产业龙头企业和特色支柱产业也异军突起，将有力地促进地方经济的振兴和发展[28]。
4 发展戈壁农业可能存在的风险
4.1 地表覆被破坏，风沙灾害频发
甘肃省戈壁以风蚀戈壁为主，分布区域生态环境脆弱，在地质时期这些区域曾是我国西部风沙活动和沙尘暴的主要源地之一。在戈壁风蚀面的发育过程中，可蚀性沙粒物质因长期风蚀逐渐减少，而不可蝕性物质，如砾石则相对富集并保留了下来，形成对下伏物质具有保护作用的不可蚀砾石层。由于这些砾石等物质对戈壁表面的覆盖，才使其保持相对稳定的生态作用。发展戈壁农业势必对其表面造成较大扰动，使原来的平衡被打破，地下沙土裸露，形成新的风沙源区，导致区域环境进一步恶化。研究表明，当戈壁表面砾石覆盖度大于 40%～50%时戈壁风蚀面在空气动力学上趋于稳定，而当对戈壁表面扰动引起砾石覆盖度减少小于60%则风沙活动加剧。钱老在沙产业发展过程中针对出现的问题他及时提醒，“沙产业发展可要有效地组织，否则就会破坏沙漠生态环境……，我们这个沙产业前途无量，但必须是要组织起来，有效地组织进行”。但是，在许多戈壁农业发展区域，破坏地表，忽视规划，不做防护措施，大搞基建的行为屡屡发生，这样的结果就是本以生态优先的戈壁农业却带来了更严重的风沙灾害。干旱缺水、生态脆弱是河西戈壁地区最基本的环境特征，经济发展与生态保护的矛盾比较突出。新时代条件下，始终要把戈壁生态保护作为前置条件。因此，发展戈壁农业进行科学规划、合理布局，采用多种防沙治沙措施防止就地起沙，避免形成新的风沙源区是戈壁农业发展面临的最重要的生态环境问题。在戈壁农业发展和新建区域，要摒弃传统的大推大建模式，创新建设手段，将风沙防护措施与农业发展相结合，将环境风险降至最低。
4.2 科技支撑体系不健全，缺乏完善的技术培训和提升机制
戈壁农业是知识密集型产业，需要大量的新技术支撑，同时更需要大量高素质农民参与，才能发挥出高效益。当前，农业科研机构和基层农技推广机构用科技支撑戈壁农业发展的水平较低，机制不活，科技支撑体系不健全，导致新建的戈壁产业园区在发展中后劲不足，后期保障乏力。戈壁农业的发展与传统的农业耕作方式截然不同，戈壁农业的发展离不开高素质劳动力的付出，尤其在持续发展的过程中，劳务人员对设备的操控、服务、维护等决定了生产效益和产出比，而当前人才流动频繁，高素质技工短缺，应对这些问题各个地区和社会还没有形成良性的发展机制。如何对当地的劳务人员进行技术培训，又如何将他们“留下来”以适应戈壁农业的快速发展，从长期发展来看，这是各地区戈壁农业和产业发展过程中面临的现实问题。因此，通过运用多种方式进行技术培训、充分利用互联网等信息技术动态演示等提高农民和务工人员的参与意识和技术水平，制定相应的鼓励措施和人才引进方案能够“引得进人，留得住人”，将技术和人才风险降到最低。
4.3 前期资金投入较多，戈壁农业农村金融保障体系尚未形成
戈壁农业主要是戈壁滩、沙漠边缘的非耕地，在这些地段发展高科技农业产业，面临的首要问题是水电路输送线长，相关的配套设施和前期资金需求量大。其次，对戈壁土壤改良等的生产投入成本要高于普通耕地农业建设成本。在戈壁农业发展的前期地方政府在政策和资金上扶持力度较大，能够配套相应的基础设施建设，这对戈壁农业的前期发展至关重要。在戈壁农业发展的中后期，要不断地进行土质的改良和品种的变换，需要持续的资金投入和支持，才能保证高效益的产出。政府对戈壁农业发展扶持资金的投入有限，而本地企业自身实力弱小，因此，融资难、融资渠道单一，资金不足将成为戈壁农业可持续发展的重要制约因素。
参考文献
[1]中国黑戈壁地区生态本底科学考察队.中国黑戈壁研究[M].北京：科学出版社，2014.
[2]刘恕.对钱学森沙产业理论的学习和理解[J].中国工程科学，2002，4（1）：9-14.
[3]陈宇宏.对钱学森沙产业的理论认识[J].西部大开发，2016（5）：29-32.
关键词 戈壁农业;必要性;途径;河西走廊
Abstract Gobi agriculture is non-cultivated-land facility agriculture. Comparing with traditional agriculture， Gobi agriculture has the advantages of no occupying cultivated land， excellent quality and high benefits. It is characterized by “more light， less water， new technology and high benefits”， and it is a sustainable and circular economy. Gobi agriculture is widely distributed in Hexi area of Gansu. This paper， based on the status quo of Gansu Province， discussed the necessity of developing Gobi agriculture in Hexi area， and put forward the ways and measures to develop Gobi agriculture， as well as possible risks. The development of Gobi agriculture in the Gobi desert is of great significance to the adjustment of regional agricultural structure， and the development of green and sustainable agriculture.
Key words Gobi agriculture;Necessity;Ways;Hexi area
荒漠化是當今世界最重要的环境和社会经济问题之一。甘肃是我国沙漠化非常严重省份之一，沙质荒漠与戈壁交错分布。由于深处内陆，干旱少雨，使得河西沙漠、戈壁是我国沙尘暴主要策源地之一。沙化加剧致使沙尘暴频发，已经严重威胁着当地和邻近地区经济、社会的正常发展。“千里戈壁滩，大漠黄风起;风吹石头跑，地上不长草。”这是对戈壁荒漠最直白的描述，但是，戈壁并非“不毛之地”，在其独特的地理环境下，孕育着独特的气候、动植物、矿产和历史文化旅游资源等，如工业重地镍都——金川有色金属公司、酒泉钢铁公司，艺术宝库敦煌莫高窟、安西锁阳城，自然保护区甘肃民勤连古城、敦煌西湖国家级自然保护区等，自然和文化保护区依戈壁资源而建，而戈壁荒漠又为产业开发提供了广阔的发展空间。
甘肃河西走廊戈壁面积分布广阔，戈壁类型多样，分布范围广，砾质戈壁、砂砾质戈壁、土质戈壁等虽存在明显的东西和南北区域上的差异，但各类型戈壁基本呈相互平行的带状分布[1]。绵延上千公里的河西走廊是“一带一路”的黄金走廊，借助“一带一路”规划实施的强大助力，河西地区充分利用独特的地理环境和特有的光能资源，使得甘肃河西的光伏新能源产业发展进入快车道。而与此同时，在酒泉、张掖等地发展戈壁农业也是充分利用戈壁资源发展产业化生产，实现了“向沙漠要粮，向戈壁要地”的设想。
“戈壁农业”就是在不毛之地的戈壁沙漠上搞农业生产，充分利用戈壁上的光热资源和温差等有利条件，将有机质栽培、设施种植、高效节水等先进技术组合起来，发展生态循环农业，搞知识密集型的现代化农业产业。其特点是“多采光、少用水、新技术、高效益”，具有可持续和循环经济的特征。与传统耕地农业相比，戈壁农业是非耕地设施农业，不占用耕地，具有质量优、效益高等优势，其关键点正是利用尖端高新技术，高效节水和充分利用太阳能资源这一循环产业特点。在戈壁荒滩发展“戈壁农业”对我甘肃调整农业产业结构、发展绿色、可持续的农业具有重要的意义。
1 戈壁农业是钱学森沙产业理论内涵的外延和拓展
沙产业概念由著名科学家钱学森在20世纪80年代初提出，沙产业就是在不毛之地的戈壁沙漠上搞农业生产，充分利用戈壁上的日照和温差等有利条件，推广使用节水技术，搞知识密集型的现代化农业产业。他期望“建立在广阔沙漠、戈壁和沙漠化土地上的为国家提供千亿元产值的沙产业”一定能“为人类开拓新的食品来源。”并将引起生产体系和经济结构的变革，是21世纪在中国出现的第六次产业革命。沙产业是知识密集型农业产业，特点是“多采光、少用水、新技术、高效益”，具有可持续和循环经济的特征[2-3]。
从生物学的角度，“沙产业要追求的目标就是把干旱荒漠中‘取之无禁，用之不竭’的天赐能源最大量地留存、更多地固定和转化下来，而核心是利用附着在植物生命体上的叶绿素，通过光合作用来完成”。从生态学的角度，“沙产业愈发达，第一性产量就愈多，人们为追求生活必需品而进行的盲目开垦和放牧就会相对得到控制，脆弱的自然资源就会得到休养生息的机会”，这一著名论断为“不适宜耕作土地”发展产业提供了有力的生态理论支撑。从经济学的角度，沙产业的任务和发展要分阶段进行，在这一过程中，我们要不断地积累资金，再用来开发…… “沙产业发展后，生产能力扩大了，还要创造一些、开拓一些，因为市场需要很广[4-5]。 钱老用系统科学辩证地分析沙产业，形象地表述就是“变不毛之地为沃土”，睿智地判断“沙产业实际上是未来农业、高科技农业，服务于未来世界的农业”[6]。“戈壁农业”就是在戈壁荒滩上，将有机质栽培、设施种植、高效节水等先进技术组合起来，充分利用戈壁荒滩的光热资源，发展生态循环农业。“戈壁农业”是依托现代生物高新技术发展的知识密集型的农业型产业。基于上述核心要点，与传统耕地农业相比，戈壁农业是非耕地设施农业，即在“不适宜耕作土地”上进行的农业活动。不占用耕地，具有投入少、质量优、效益高等优势，而关键点正是利用尖端高新技术，高效节水和充分利用太阳能资源这一沙产业特点。戈壁农业向戈壁滩要土地，使曾经的“不毛之地变为沃土”的沙产业设想成为了现实，由过去传统的农业型沙产业转变为现今的知识密集型沙产业发展的新模式，由过去被动的“防治沙害”变为主动的生产需要，将寸草不生的戈壁滩打造成为具有农作物产出的供应基地，符合当前调整土地利用方式“大面积搞生态、小面积搞高效益生产”的土地利用格局的生态-生产范式，实现了“点石成金”。戈壁农业将沙产业的空间范围扩大至“戈壁滩”，包括“砂石地、盐碱地、沙化地、滩涂地等”所有“不适宜耕作的闲置土地”，在空间界限上拓展了戈壁农业的外延，既为“沙产业”大规模发展放宽了空间限制，也为戈壁农业这一新兴业态提供了更为广阔的发展前景。
2 河西地区发展“戈壁农业”的优势
2.1 国家和地方政策的保障引导
改革开放以来，国家一直致力于农业和地方经济的发展。自2004年至今，每年的中央一号文件都是有关农业发展的政策纲领，为深化我国农业经济发展提供改革方向和政策保障。十八大以来中央政府着重提出要“推行绿色生产方式，增强农业可持续发展能力”;同时“强化科技创新驱动，引领现代农业加快发展”，以此“激活农业农村内生发展动力”[7-8]。国家在《能源发展战略行动计划（2014—2020年）》中对新能源开发战略特别提出了“加快戈壁沙漠地区的光能风能的产业开发和利用”。甘肃省在“十三五”规划、落实中央一号文件，结合国家“一带一路”倡议中，提出在河西戈壁地区实施发展戈壁农业，突出高新技术应用，绿色环保发展理念，为甘肃省农村经济的改革和发展提供了政策保障，也为今后“戈壁农业”发展指明了路径。
2.2 戈壁自然资源的丰富可利用性
河西走廊戈壁总面积1 453.59万hm2，占全省国土总面积的31.89%，可开发利用的戈壁土地资源充足，为甘肃省发展戈壁农业提供了可观的后备土地资源[9];同时，河西戈壁地区是太阳能资源最丰富的地区之一，太阳辐射能大，年太阳总辐射超过 6 000 MJ/m2，日照时间长，年日照时数一般都在3 033.4～3 316.5 h，是我国光伏产业发展的核心区域。风能可利用区域超过3万km2，占全省面积的6.6%[10]。广阔的戈壁为甘肃省光伏产业、戈壁农业发展提供了土地资源，而风、光、热等资源为戈壁农业的发展提供了最有利的发展条件[11]。
2.3 强大的农业高新技术支撑
戈壁农业的发展以“多采光，少用水、新技术、高效益”为目标，具有可持续和系统农业经济特征，需要高新技术的支持。目前，我国农业的发展，已经从粗放式低产出走向集约化高效益阶段，各种农业高新技术在农业产业化发展中得到普遍应用。在戈壁農业发展实践中，可充分采用已有的高科技手段发展农业经济：①现代设施农业技术[12-13]。充分利用工厂化种植和养殖、计算机农业控制等现代技术和设施，大力发展和使用棚膜栽培、节能日光温室、无土栽培技术。②多色农业技术，包括绿色和白色农业技术。戈壁农业从调整和优化农业结构入手，充分利用资源，实现高效的物质能量循环和深层次的加工与转化，保持环境、生态与经济的协调发展，属于绿色农业。戈壁地区水资源短缺和高蒸散发特征，因此各区域可根据实际条件积极发展白色农业（主要是指食用微生物、食用菌等的生产加工）[14]。③农业生物技术的不断适用。将农业生物遗传改良技术和戈壁农业结合起来，定向地、有目的地进行农作物生物遗传改良，利用不同手段选育品种，改良种质资源，为戈壁农业高效益产出提供良好的种源，创制高新技术为戈壁农业持续不断地提供种质资源和新产品、新方法。④信息和网络技术。充分运用农业信息网络化技术，进行资源管理调度，采用网络专业实用技术信息系统打造戈壁设施农业智能化，与全国共享的农业经济、资源、科技信息网络互联互通形成“产-供-销”一体化。工业、信息技术和其他行业高新技术向农业的移植，以戈壁农业为载体，将工业、信息技术和其他行业高新技术以及各种常规农业技术融合、交叉、渗透，或者相互组装与高效地配置，组成一个有机复合技术群，为戈壁农业的发展提供了必要的科技支撑。
2.4 足量的人才和资金保障
戈壁农业的发展，离不开人才资金的支持。高新农业技术需要高学历高水平的专业人才队伍，近年来我国每年培养农业与环境人才30万以上，农业科研技术的从业人员超过100万，甘肃省多所高校及科研院所也相继培养了大批的农业技术人员，为推广戈壁农业储备了足量的人才，使农业新技术得以广泛而快速的推广。同时，戈壁农业的推广实施提升了沙区农民的意识水准和技术水平，使其主动积极地参与到农业产业化过程中。近些年来，国家、省加大了农业资金的支持力度，通过多种途径保证农业，特别是高新技术在农业发展中的匹配资金。一方面，通过公司+农户的发展模式，运用市场手段获得农业产业化发展资金，另一方面，采用光伏+农户的扶贫模式，从政策上倾斜，给予一定的补贴。因此，发展戈壁农业的资金渠道众多，资金来源日趋多样化，保障有力。
3 河西地区“戈壁农业”实现的途径和方法
“戈壁农业”是相对于传统农业在新科技发展条件下衍生出来的一种新的发展模式，为戈壁的开发利用提出了一条全新的、可持续发展之路。甘肃省实现“戈壁农业”主要有以下途径。 3.1 实施节水工程，立足“节水、省水，高效用水”是戈壁设施农业发展的核心
河西内陆河流域，除了祁连山区受高山较多的降水和冰川融水影响，水资源相对比较丰富外，平原地区一方面降水稀少，蒸发强烈，水资源天然补给匮乏，加上降水分布时空不均，农业用水出现卡脖子旱。戈壁水分补充主要来自于祁连山和北部的马鬃山、合黎山、龙首山等季节性暴雨形成的洪水和冰川融水，祁连山出山口和冲积扇前缘泉眼出露，水量大小不一，河川流水的季节性水文变化对戈壁地区的水文分布和特征产生了重要的影响[15]。当前，石羊河、黑河、疏勒河等主要的几条河流地表径流量逐年减少，中下游维系绿洲稳定的生态用水矛盾突出[16]。戈壁设施农业发展要立足“节”和“省”，抓住节水这个核心，遵照循环经济发展的基本原则，有利于突破自然资源限制发展的瓶颈问题。戈壁荒漠区太阳辐射高，发展“多采光、少用水”的戈壁设施农业栽培能使沙区发挥阳光充沛的优势，克服缺水的劣势。根据区域水资源量和用水水平控制戈壁农业产业发展规模是根本原则，充分用好祁连山冰雪融水、地表径流、集雨汇流是戈壁农业发展的主要途径。首先，科学用水和管水，革新用水技术方法，采用喷灌、低压管灌、微低灌、渗灌、微喷等高新节水技术和保水材料，节约用水提高了水资源的利用效率[17];其次，采取集水汇流工程，补充设施农业需水量。利用戈壁径流和低地洼地，汇集季节性降雨径流引入棚中作为灌溉用水;同时，利用设施农业人工构建的塑棚或棚膜等介壳，集雨引流，不与农田地争水，补充生态生产用水。第三，高效用好冰川融水和浅表层地下水。河西走廊戈壁水分补充主要来自祁连山冰川融水，河川流水的季节性水文变化对戈壁地区的水分补充和浅层地下水补充也产生了重要的影响。祁连山山前出山口和冲积扇前缘泉眼出露，中下游经地下径流汇集出流或地下潜流出露、浅层井水等，水量大小不一，均可用于戈壁设施农业发展。
3.2 借助国家“一带一路”倡议发展机遇，制定优惠发展政策，做好顶层制度设计
当前，我国正在推进“一带一路”倡议实施，甘肃省河西走廊是陆上丝绸之路的重要节点和战略通道。甘肃应该抢抓“一带一路”重大发展机遇，以建设生态文明省为目标，坚持走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路，推进国家生态安全屏障综合试验区建设，大力发展地区循环经济，加快建设资源节约型、环境友好型社会。地方政府制定和出台发展戈壁农业的各项配套优惠政策，加大资金和科技投入力度，努力为招商引资牵线搭桥，消除发展戈壁农业的政策障碍，做好顶层设计，为戈壁农业发展营造良好发展环境，拓宽发展资金渠道。
3.3 依托现代高新技术，发展高新技术密集型设施农业
戈壁农业是要“向荒漠要粮，向戈壁要地”，发挥戈壁荒漠在区域经济发展中的优势，就必须充分利用戈壁上的日照和温差等有利条件，推广使用节水技术，搞知识密集型的现代化设施农业。“多采光、少用水、新技术、高效益”是其典型特点，具有可持续和循环经济的特征。它是在戈壁荒滩上，将有机质栽培、设施种植、高效节水等先进技术组合起来，充分利用戈壁荒滩的光热资源，发展生态循环农业。与传统农业相比，戈壁农业不占用耕地，要充分利用大面积戈壁和光、热等自然资源，创新性地发展农业生产，是对传统农业的延伸和扩展，具备“投入大、成本高”等特点，必然追求“质量优、效益高”的结果。因此，依托现代尖端高新技术发展设施农业，进行高效节水和充分利用自然资源是实现戈壁农业的必然途径。
以色列开源節流，科学用水，是世界上成功利用荒漠戈壁发展农业的最典型例证，具有“欧洲菜篮子”之称。其成功经验就是大力发展了 “设施农业，节水农业”，使之低投入，高产出[18]。依托戈壁光热资源，大力发展光伏+设施农业大棚是发展戈壁农业的良好范例。它是集太阳能光伏发电、智能温控系统、现代高科技种植为一体的温室大棚，大棚采用钢制骨架，上覆盖太阳能光伏组件，同时保证太阳能光伏发电和整个温室大棚农作物的采光需求[19]。一方面光伏发电满足农业设施大棚的电力需求，如温控、灌溉、照明补光等，还可以将电并网销售给电网公司，实现收益，为投资企业产生效益;另一方面戈壁设施农业充分利用太阳能，多采光少用水，提高了太阳能利用率，依靠光伏电板的能源供给保证温度，实现反季种植、精品种植[12，20]。戈壁荒滩为光伏提供延绵广阔的土地资源，光伏给农业现代化带来充足的能源供给，农业作物和能源发电效益“双赢”，实现了“农光”互补，“种出”生态效益，实现了科技高效的循环生态农业。光伏大棚项目可以建设成为现代农业示范教育基地，把农业活动、科技示范等融为一体，发挥产业集群效应，繁荣地区经济，建成特色农业的样板和窗口。
3.4 良好的区域生态环境治理是发挥戈壁农业长效机制的保障
甘肃省河西地区是全国风沙危害最为严重的地区之一，风沙线长，危害面积大。生态战略重中之重，生态治理迫在眉睫。戈壁恶劣和脆弱的自然环境要求人们必须将开发建设与生态环境保护联系在一起，相互协调，必须注意采用符合其自然规律的措施[21]。发展戈壁农业主要应对的是戈壁风沙危害和流沙侵蚀。采用“点上治理小环境，面上构建防风固沙林网”的措施，是保障戈壁农业生态安全，发挥长效机制，避免风沙危害造成损失的重要措施。“点上治理”即在戈壁设施农业大棚之间进行环境治理，改良小环境;“面上构建防风固沙林网”则是在设施农业外围构建大林带，防风固沙，保障农业设施安全。在戈壁设施农业项目建设前期首先要做好防风固沙的前期准备，因地制宜地设置各类机械沙障、或采用沙障+植物组合方式等固沙措施进行戈壁风沙治理[22-24]，构建外部防护林带，保障光伏发电和设施农业建设的顺利实施;光伏发电板自身降低风速、减弱气流、具有防风挡沙的功能;设施农业大棚由于有棚膜等介壳材料也可起到阻风挡沙、集雨汇流，改善沙地表层土壤水分条件，能够有效地改善区域小环境，因此，在戈壁荒滩发展光伏+戈壁农业的过程中，可以充分地将各种优势利用和集中起来，不仅能改良区域环境，也发展了生态农业产业，扩大了绿洲面积[23-24]。通过“点”“面”上的环境治理保障了戈壁农业免受风沙危害和侵蚀，使之能够稳定长效地发挥效益。 3.5 因地制宜，“一纵多横”的产业布局是发展河西走廊戈壁农业的重要途径
河西戈壁类型迥异，环境差异明显，因此，发展戈壁农业各地区要因地制宜，科学规划，合理用地，避免大规模开发，盲目跟风发展。积极探索发掘适宜于本区域的生态发展模式，“因地制宜、适地适树”，发展多种农、林、牧、副、渔业产业，才能充分发挥整体效益，提升地区优势和竞争力。依托河西走廊地理和区位特点，大力打造“一纵多横”的产业布局。“一纵”是横贯东西的走廊通道，“多横”是依祁连山自南向北形成的多个高山-戈壁-绿洲荒漠的横向区域地带。武威、张掖、酒泉等不同区域因地制宜，发展特色戈壁农业产业;金昌市坚持政府扶持，实现“ 一业一策”。通过构建示范推广区，引进高效节水技术、大力发展苗床育苗技术，培育各种香草花卉，为金昌市香草花卉产业发展提供助力[25]。张掖地区通过科学编制，有序发展，配套健全了从育苗基质、采后处理、加工冷链、质量监测及电商平台等产业体系，戈壁蔬菜生产基地的雏形基本显现[26]。通过紧紧抓住“一带一路”发展机遇，发展多个横向产业区域，利用河西走廊的通道作用，以“串珠状”形式将多个横向发展区域连接起来，形成“一纵多横”的产业布局格式，发挥区域优势。
3.6 将多种戈壁农业产业模式组装配置发挥戈壁农业的集群效应
经过多年的探索实践，河西地区，目前以种植、养殖、加工、技术研发、推广等为一体的农业产业链已基本形成，具有地方特色的农业产业体系建设框架已经基本建成。武威市依据丰富的自然资源优势，在戈壁沙荒地种植酿造葡萄、红枣等，发展酿造业，打造“葡萄酒城”[27];民勤、金塔、临泽等沙区在构建梭梭防风固沙林带的同时发展梭梭-肉苁蓉生态资源产业;张掖充分利用戈壁上的无菌无污染环境从事锁阳-螺旋藻开发;民勤等地从野生资源中优选出品质好的沙葱进行反季节栽培开发，等等。这些均是以戈壁沙漠资源为依托，以市场为导向，以科技为支撑，以效益为纽带而形成的戈壁沙产业模式，通过多种发展模式的组装配置，一批沙产业龙头企业和特色支柱产业也异军突起，将有力地促进地方经济的振兴和发展[28]。
4 发展戈壁农业可能存在的风险
4.1 地表覆被破坏，风沙灾害频发
甘肃省戈壁以风蚀戈壁为主，分布区域生态环境脆弱，在地质时期这些区域曾是我国西部风沙活动和沙尘暴的主要源地之一。在戈壁风蚀面的发育过程中，可蚀性沙粒物质因长期风蚀逐渐减少，而不可蝕性物质，如砾石则相对富集并保留了下来，形成对下伏物质具有保护作用的不可蚀砾石层。由于这些砾石等物质对戈壁表面的覆盖，才使其保持相对稳定的生态作用。发展戈壁农业势必对其表面造成较大扰动，使原来的平衡被打破，地下沙土裸露，形成新的风沙源区，导致区域环境进一步恶化。研究表明，当戈壁表面砾石覆盖度大于 40%～50%时戈壁风蚀面在空气动力学上趋于稳定，而当对戈壁表面扰动引起砾石覆盖度减少小于60%则风沙活动加剧。钱老在沙产业发展过程中针对出现的问题他及时提醒，“沙产业发展可要有效地组织，否则就会破坏沙漠生态环境……，我们这个沙产业前途无量，但必须是要组织起来，有效地组织进行”。但是，在许多戈壁农业发展区域，破坏地表，忽视规划，不做防护措施，大搞基建的行为屡屡发生，这样的结果就是本以生态优先的戈壁农业却带来了更严重的风沙灾害。干旱缺水、生态脆弱是河西戈壁地区最基本的环境特征，经济发展与生态保护的矛盾比较突出。新时代条件下，始终要把戈壁生态保护作为前置条件。因此，发展戈壁农业进行科学规划、合理布局，采用多种防沙治沙措施防止就地起沙，避免形成新的风沙源区是戈壁农业发展面临的最重要的生态环境问题。在戈壁农业发展和新建区域，要摒弃传统的大推大建模式，创新建设手段，将风沙防护措施与农业发展相结合，将环境风险降至最低。
4.2 科技支撑体系不健全，缺乏完善的技术培训和提升机制
戈壁农业是知识密集型产业，需要大量的新技术支撑，同时更需要大量高素质农民参与，才能发挥出高效益。当前，农业科研机构和基层农技推广机构用科技支撑戈壁农业发展的水平较低，机制不活，科技支撑体系不健全，导致新建的戈壁产业园区在发展中后劲不足，后期保障乏力。戈壁农业的发展与传统的农业耕作方式截然不同，戈壁农业的发展离不开高素质劳动力的付出，尤其在持续发展的过程中，劳务人员对设备的操控、服务、维护等决定了生产效益和产出比，而当前人才流动频繁，高素质技工短缺，应对这些问题各个地区和社会还没有形成良性的发展机制。如何对当地的劳务人员进行技术培训，又如何将他们“留下来”以适应戈壁农业的快速发展，从长期发展来看，这是各地区戈壁农业和产业发展过程中面临的现实问题。因此，通过运用多种方式进行技术培训、充分利用互联网等信息技术动态演示等提高农民和务工人员的参与意识和技术水平，制定相应的鼓励措施和人才引进方案能够“引得进人，留得住人”，将技术和人才风险降到最低。
4.3 前期资金投入较多，戈壁农业农村金融保障体系尚未形成
戈壁农业主要是戈壁滩、沙漠边缘的非耕地，在这些地段发展高科技农业产业，面临的首要问题是水电路输送线长，相关的配套设施和前期资金需求量大。其次，对戈壁土壤改良等的生产投入成本要高于普通耕地农业建设成本。在戈壁农业发展的前期地方政府在政策和资金上扶持力度较大，能够配套相应的基础设施建设，这对戈壁农业的前期发展至关重要。在戈壁农业发展的中后期，要不断地进行土质的改良和品种的变换，需要持续的资金投入和支持，才能保证高效益的产出。政府对戈壁农业发展扶持资金的投入有限，而本地企业自身实力弱小，因此，融资难、融资渠道单一，资金不足将成为戈壁农业可持续发展的重要制约因素。
参考文献
[1]中国黑戈壁地区生态本底科学考察队.中国黑戈壁研究[M].北京：科学出版社，2014.
[2]刘恕.对钱学森沙产业理论的学习和理解[J].中国工程科学，2002，4（1）：9-14.
[3]陈宇宏.对钱学森沙产业的理论认识[J].西部大开发，2016（5）：29-32.