China

1) 全球主要平原区

平原地区地形平坦，有利于农业生产，世界主要农业区多位于平原地区。全球十大平原中，除亚马孙平原和西西伯利亚平原以森林生态系统和草地生态系统主导外，其余八大平原均为全球重要的农业主产区，包括中国黄淮海平原、中国东北平原、印度恒河平原、巴基斯坦印度河平原、中亚图兰平原、东欧平原、北美大平原和南美洲拉普拉塔大平原，2020年8个主要平原的耕地面积为5.58亿公顷，生产的粮食产量约为10.56亿吨，占全球粮食总产量的29.7%，是全球粮食生产的重要基地。

表4-2 2020年全球主要平原耕地利用与粮食生产状况

*中国黄淮海平原和中国东北平原的边界与CropWatch农业生态分区边界一致。

1. 中国黄淮海平原

黄淮海平原是中国第二大粮食主产区，季节差异明显，冬冷夏热，年降水量为500~1 000毫米，降水时空分布不均匀，其中6—9月是降雨集中期，约占全年降水量的80%，而春季和初夏降水稀少。黄淮海平原大部分耕地为冬小麦—夏玉米双季轮作种植模式[图4-13（a）和图4-14]；仅部分种植棉花、北部种植春玉米的耕地为单季种植模式，山东中部山区和东部丘陵区也以单季种植模式为主。

图4-13 中国黄淮海平原复种状况（a）与灌溉耕地分布（b）

图4-14 黄淮海平原馆陶县典型的小麦—玉米双季轮作遥感影像变化过程

（对应图4-13a中的红框位置）

黄淮海平原是典型的复种灌溉叠加区，区域平均复种指数高达165%，约78.6%的耕地为灌溉耕地，灌溉耕地的空间分布与复种耕地空间分布高度吻合（图4-13）。灌溉措施一方面促使黄淮海平原粮食种植面积直接增加约15 651千公顷，另一方面保障黄淮海平原粮食产量稳定并增加耕地生产力水平。如区域内河北省2013年降水量仅为631毫米，较平均水平偏低14.4%，但得益于完善的灌溉设施，当年粮食产量同比增加132万吨（图4-15）。

图4-15 河北省粮食产量与降水间的关系

2. 中国东北平原

中国东北平原由三江平原、松嫩平原、辽河平原组成，地跨黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古四个省（区），是世界三大黑土区之一。东北平原几乎无复种，大部分农作物于4—5月播种，8—10月收获；该地区雨热同季，年平均降水量约为750毫米，近八成降水发生在5—9月份，与多数农作物生育期基本吻合，能够满足农作物的水分需求，仅在极端少雨年景中会对旱地作物加以灌溉。2020年东北平原粮食总产量为1.521 8亿吨，占全国粮食总产量的24.1%，承担着中国粮食安全的稳定器和压舱石的重任，区域灌溉耕地面积约占耕地总面积的16.4%，主要分布在辽河、松花江、黑龙江等河流沿岸（图4-16）；灌溉耕地生产的粮食产量为3 977万吨，占东北平原粮食产量的26.1%。

图4-16 中国东北平原灌溉耕地分布

3. 印度恒河平原

恒河平原位于印度北部，北面倚靠喜马拉雅山脉，包括北方邦、比哈尔邦、加尔克汉德邦以及西孟加拉邦的大部，是印度小麦、水稻和豆类的重要生产基地。恒河平原大部分地区属于热带季风气候，年均降水量高达1 482毫米，年积温较高，热量条件能够满足一年三季作物的生长所需，但年内降水季节分布不均匀，93%的降水发生在5—10月。

20世纪60年代以来，两次“绿色革命”带动了恒河平原农田基础设施的发展，使该区灌溉耕地面积占比达到66.9%，第二次“绿色革命”后恒河平原约5%的耕地从雨季种植—旱季休耕的单季种植模式转变为双季种植模式，促使区域实际复种指数达到149%，复种耕地的空间分布与灌溉耕地的分布基本吻合（图4-17）。灌溉措施明显提高了区域粮食产量，但大量农业灌溉耗水使得区域内的地下水位严重超采，对区域的水资源可持续发展带来巨大挑战。

图4-17 印度恒河平原复种状况（a）与灌溉耕地分布（b）

4. 巴基斯坦印度河平原

印度河平原从喜马拉雅山南麓延伸至阿拉伯海，是世界上最大的冲积平原之一，土壤肥沃，灌溉农业发达，是巴基斯坦最重要的农业产区。印度河平原是典型的复种灌溉叠加区，灌溉耕地和复种耕地的空间分布规律较为吻合（图4-18），广泛存在的灌溉设施推动了区域复种农业生产方式的发展，平均复种指数高达144%，复种耕地粮食产量占全区粮食产量的比例为74.6%,以水稻—小麦双季轮作生产模式为主。印度河平原约71.2%的耕地是灌溉耕地，大部分分布在印度河沿岸，方便灌溉取水；灌溉耕地生产的粮食产量占该平原粮食总产量的97.4%。西南季风为雨季农业生产带来充足的降水，而旱季则利用印度河中的喜马拉雅山脉冰川融水灌溉农田，满足该地区双季复种农业生产模式的用水需求。

图4-18 印度河平原复种状况（a）与灌溉耕地分布（b）

5. 中亚图兰平原

图兰平原位于中亚腹地，北及哈萨克丘陵区，南抵伊朗高原北沿，西临里海，东接天山山脉和帕米尔高原。该平原为干旱半干旱区，年降水量不足200毫米，区域内大部分耕地均依赖灌溉[图4-19（b）]，灌溉耕地面积占区域耕地总面积的比例高达81.8%，灌溉耕地占比位居全球主要平原之首，灌溉耕地生产的粮食产量占区域粮食总产量的92.3%。受严冬和极端干旱气候特征影响，图兰平原复种耕地面积较为有限，全区平均复种指数为106%，复种耕地主要分布在阿姆河和锡尔河沿岸灌溉水源有保障的地区[图4-19（a）]；复种耕地生产的粮食产量占全区粮食总产量的比重为15.9%。

图4-19 图兰平原复种状况（a）与灌溉耕地分布（b）

6. 东欧平原

东欧平原是世界第二大平原，包括乌拉尔山脉以西、黑海沿岸和大高加索山脉以北、喀尔巴阡山脉和波兰以东地区，覆盖俄罗斯西部、乌克兰、白俄罗斯等重要的农业生产国。由于东欧平原纬度较高，冬季寒冷，耕地以单季种植模式为主，仅俄罗斯高加索地区和乌克兰南部有少量耕地为双季种植模式，全区平均复种指数为106%，复种耕地生产的粮食产量占全区粮食总产量的7.1%（图4-20）。东欧平原大部分地区为大陆性气候，夏季气温适宜，降水充沛，正常年景基本可满足单季作物生长需要，灌溉耕地比例为6.8%，多数灌溉耕地分布在第聂伯河、伏尔加河和顿河三条主要河流的中游或下游区域，其中第聂伯河下游灌溉耕地最为集中（图4-20）。2022年，东欧平原内发生了较为严重的干旱，大部分地区作物长势明显偏差，8月份植被指数偏低63%，产量大幅下降，而灌溉农业区作物长势受到干旱影响较小（图4-21）。

图4-20 第聂伯河下游复种状况（a）与灌溉耕地分布（b）

图4-21 东欧平原灌溉耕地与雨养耕地作物长势与10年的平均水平偏差图

7. 北美大平原

北美大平原横跨加拿大和美国，涵盖了加拿大农业主产区和美国北部大平原农业主产区，区域粮食总产量高达2.418 1亿吨，位列世界主要大平原之首。该平原以温带大陆性气候为主，冬季气温偏低不适宜种植农作物，全区基本无复种种植模式，平均复种指数仅为101%。夏季的降水基本能够满足区域的一季作物的水分需要，部分耕地依赖灌溉，集中分布在北美大平原南部的内布拉斯加和堪萨斯州，主要采用移动喷灌设施进行灌溉，全区灌溉耕地面积占比为11.1%，而灌溉耕地生产的粮食产量占比为19.5%（图4-22）。

图4-22 北美大平原灌溉耕地空间分布

灌溉对于稳定该地区农业生产作用明显。北美大平原年际降水量差异大，灌溉耕地与雨养耕地的作物长势和产量差异明显（图4-23）。2000年以来雨养农业区的平均粮食单产为8.04吨/公顷，而灌溉农业区的平均粮食单产达到了12.60吨/公顷，比前者偏高57%。该区域在2012年发生严重干旱，8月份的降水量仅为40毫米，年降水量为平均降水量的60%。灌溉区的植被指数在8月份的植被生长高峰期为0.85，较过去10年的平均水平仅仅偏低9%，而粮食单产从2011年的11.28吨/公顷上升到了11.91吨/公顷。在雨养农业区，8月份的植被指数仅为0.41，较过去10年平均水平的0.91偏低55%，粮食单产从2011年的8.27吨/公顷下降到2012年的3.63吨/公顷，单产降幅高达56%（图4-24）。

图4-23 美国灌溉耕地与雨养耕地作物长势与10年的平均水平偏差图

图4-24 美国内布拉斯加州灌溉和雨养耕地单产与降水间的关系

8. 南美洲拉普拉塔大平原

拉普拉塔大平原位于南美洲中部，被安第斯山脉、巴西高原和巴塔哥尼亚高原包围，自北向南跨越巴西、玻利维亚、巴拉圭、乌拉圭和阿根廷五国，是南美洲最主要的农业产区，粮食产量约为2.211 2亿吨，占南美洲粮食总产量的54.7%。拉普拉塔大平原大部分区域属于热带干湿季气候和亚热带季风性湿润气候，气象条件能够满足多季作物生长而无须大量灌溉，全区平均复种指数为135%，复种耕地主要分布在巴西南部、巴拉圭东部、乌拉圭西南部和阿根廷拉布拉塔河沿岸区域（图4-25），以大豆—玉米复种轮作模式为主，复种耕地生产的粮食产量占比为31.8%。区域灌溉耕地仅占耕地总面积的14.2%，灌溉耕地粮食产量占全区粮食总产量的比例为7.2%，由于该地区灌溉耕地占比较低，在极端干旱年份异常的降水常导致部分双季种植的作物因干旱影响而无法播种、歉收甚至绝收。

图4-25 拉普拉塔大平原耕地复种状况空间分布

2) 典型三角洲

三角洲，也称河口冲积平原。由于水源充足，三角洲及周边区域适宜发展灌溉农业。根据河流流量和三角洲地区农业发展状况，选择了全球6个重要河流的三角洲区域，涵盖了极端干旱区的尼罗河三角洲，半干旱区的赞比西河、多瑙河三角洲，湿润半湿润区的长江、恒河和湄公河三角洲（图4-26），分析灌溉和复种耕地产量占比，评估区域的复种状况和灌溉发展水平。

图4-26 全球6个重要河流三角洲灌溉耕地分布

1. 尼罗河三角洲

尼罗河是世界上第一长河，其三角洲位于埃及境内。由于地处极端干旱气候区，农业生产完全依赖灌溉，灌溉耕地产量为1 924万吨，灌溉保障了广泛存在的复种生产模式，区域平均复种指数为161%，57.64%的耕地为双季种植模式（图4-26、图4-27），主要分布在三角洲中心地区，1.66%的耕地是三季种植模式，复种区域粮食产量占比达65.8%（表4-3）。区域的灌溉模式多样，既有移动喷灌机式灌溉方式，也有沟渠漫灌式灌溉方式。日益增长的用水需求加上有限的水资源，导致尼罗河流域水资源的可持续开发成为区域发展的焦点问题，节水灌溉措施有望在一定程度上缓解水资源紧张问题。

表4-3 全球重要三角洲及其周边区域耕地利用与粮食生产状况

图4-27 全球6个重要河流三角洲复种耕地分布

2. 长江三角洲

长江三角洲位于江苏省南部、浙江省北部，是世界著名的河口区域之一，以亚热带季风气候为主。区域内灌溉耕地占比高达92.9%，粮食总产量为1 990万吨，灌溉耕地产量占比达到了97.6%。区域内的灌溉耕地集中分布，种植的主要作物为双季水稻，平均复种指数为145%，复种耕地粮食产量占比为47.1%。虽然灌溉对区域的复种指数提升贡献较小，但是对于减轻极端干旱、热浪天气具有显著的效果。

3. 恒河三角洲

恒河三角洲覆盖孟加拉国南部和印度的西孟加拉邦，是世界上最大的三角洲。其汇集恒河、布拉马普特拉河、梅格纳河三大水系，河道密布，水资源丰富，是世界上著名的水稻种植区。区域的粮食总产量为2 541万吨，以水稻为主，灌溉耕地占比为59.0%，灌溉耕地产量占比达64.3%。三角洲大部分地区为热带季风气候，雨热条件支持多季种植模式，区域复种指数为154%，复种耕地产量占比为53.2%。

4. 湄公河三角洲

湄公河三角洲包括越南南部以及与之毗邻的柬埔寨部分地区，地势平坦，水稻种植历史悠久，是东南亚著名的稻米产区之一。区域粮食总产量为1 939万吨。湄公河三角洲地处热带干湿季气候区，干湿季分明，85%的降水发生在雨季（5—10月），15%的降水发生在旱季（11月—次年4月）。热量条件能够支持多季种植模式的作物生长需求，通过灌溉弥补旱季缺水问题，能实现多季作物种植，区域的平均复种指数为170%，复种区域的产量占比达61.6%。区域内的灌溉耕地占比为43%，灌溉耕地产量占比达53.3%。

5. 多瑙河三角洲

多瑙河三角洲主要位于罗马尼亚境内，少部分区域位于乌克兰境内，是欧洲面积最大、保存最完好的三角洲。多瑙河沿岸的罗马尼亚灌溉耕地占比仅为3.7%，多瑙河三角洲的灌溉耕地占比也仅为6.6%，灌溉耕地产量占比为7.6%；区域气候为温带大陆性气候，冬季不适宜种植作物，平均复种指数仅为106%，复种耕地粮食产量占比为5.1%。由于缺少必要的农田灌溉基础设施，粮食产量年际波动较大，部分年份产量变幅甚至超过25%。2022年，欧洲遭遇了罕见的高温干旱天气，罗马尼亚4—7月（秋粮作物主要生长季）的降水相比平均水平偏低52%，温度偏高0.6℃，东部地区旱情严重，给粮食生产和区域粮食安全带来了不利影响。

6. 赞比西河三角洲

赞比西河年平均径流量为2 232亿立方米，仅次于刚果河，位居非洲第二，河流入海口和三角洲位于莫桑比克境内。虽然水资源较为丰富，但是赞比西河三角洲地区的粮食产量仅52万吨，灌溉耕地占比仅为3.8%，灌溉农业占比较低，灌溉耕地粮食产量占比仅为3.0%。区域光热资源充足，但是由于灌溉水平较低，复种指数仅为105%，复种耕地粮食产量占比为6.0%。在保证河流环境流量的前提下，赞比西河流的水资源量完全可以支撑当地的灌溉农业比例提高至世界平均水平，区域农业发展潜力巨大。适当发展灌溉农业，可持续利用赞比西流域的水资源，可明显提高粮食产量，为区域粮食安全作出更大贡献。