美國是全球主要糧食生產和出口國,2024年其糧食產量為5.98億噸,僅次于中國。其中玉米產量占比高達67%,約4億噸,大豆占20%,約1.2億噸,小麥占8%,約4800萬噸,其他糧食包括稻谷、高粱、大麥、薯類等,只占不到5%,約3000萬噸。美國只有3.4億人,這6億噸糧食根本吃不完,因此每年都會大量出口。2024年,美國對外出口糧食約1.3億噸,總金額達1760億美元。其中出口最多的是玉米,約5600萬噸,其次是大豆,約4400萬噸,小麥約800萬噸。
而美國之所以能生產和出口這么多糧食,主要依靠的是其龐大的耕地面積。美國耕地總面積約22.8億畝,僅次于印度24億畝,占其國土面積18%。相較之下,中國耕地面積就少多了,僅19.14億畝,只有其84%。而美國耕地面積大,主要得益于其平原廣闊,總面積約482萬平方公里,占其國土面積超過一半。而中國平原面積僅115萬平方公里,能擠出19億畝耕地已實屬不易。美國平原包括中部的中央大平原,西部的太平洋沿岸平原以及東部的大西洋沿岸平原,其中又以大平原面積最為廣闊和具有代表性。
大平原位于美國中部,西起落基山脈,東至密西西比河谷地,北到加拿大的薩斯喀徹溫河,南到得克薩斯州的南部。其東西寬640公里,南北長約2400公里,總面積153萬平方公里,占美國國土面積六分之一,也是世界第五大平原。大平原地廣人稀,總人口僅550萬,只占全美人口3.7%,平均每平方公里只有不到5人,因此非常適合發(fā)展大規(guī)模機械化農業(yè),機械化率高達95%。這里是美國玉米、大豆、小麥和棉花主產區(qū),擁有9億畝耕地,農業(yè)用地占比極高,例如內布拉斯加州、南達科達州等都達到了80%以上。
如此龐大的耕地面積,其農作物種植勢必對水資源的需求非常大。不過,大平原大部分屬于半干旱大陸性氣候,干旱缺水,年均降水量只有300~600mm,和中國的華北平原差不多。僅靠降水,肯定遠遠不能滿足當?shù)氐霓r業(yè)用水需求。大平原有兩個主要灌溉水源,一是密西西比河,二是地下水。密西西比河年均徑流量5800億立方米,只有長江60%左右,卻要灌溉9億畝耕地,單位面積水資源量不足長江流域的三分之一,以至于其支流出現(xiàn)頻繁斷流。而為了維持產量,美國農民就不得不大量抽取地下水,據(jù)統(tǒng)計美國地下水70%都用于農業(yè)生產,此外飲用水對地下水的依賴也達到了38%。
美國水資源豐富,總量約3.1萬億立方米,僅次于巴西和俄羅斯,位居世界第三。其中地下水合計為3.3萬億加侖,也就是1.2萬億立方米,而中國大概是8600億立方米,只有其72%左右。美國擁有全球最大的地下含水層之一的奧加拉拉含水層,其位于美國大平原地底下,從德克薩斯州,一直延伸到南達科他州,占地45萬平方公里。奧加拉拉含水層自冰河時代以來,水就一直存在,因此也稱之為“化石水”。該含水層平均深度18米~300米,總蓄水量3800億立方米,占美國地下水總量接近三分之一,可以裝滿整個休倫湖。
不過,雖然美國地下水豐富,但架不住超高的消耗量。根據(jù)美國用水評估報告顯示,其2010年地下水用水量高達1095億立方米,如今仍保持在每年1000億立方米以上,遠高于地下水補給速度。而美國的農田之所以是圓形,也與它的灌溉方式有關系。這是因為其農田灌溉以地下水為主,先打一個水井,從很深的地下抽水上來。地下水開采深度普遍大于100米,部分深度甚至達到了300米。然后再以井口為圓心,用指針式噴灌機轉著圈灌溉。以奧加拉拉含水層為例,其為德克薩斯州、俄克拉何馬州、內布拉斯加州等8個州提供農業(yè)灌溉用水。
如今,美國大平原地下水已經嚴重透支,水位正在以每年1.5米的速度瘋狂下降,2022年加州有1200口水井干涸,64%的水井需要鉆探至150米以上才有穩(wěn)定水源,地下正形成巨大的空洞層,導致圣華金河谷每年地面沉降約30cm。奧加拉拉含水層正在以肉眼可見的速度枯竭,平均水位已下降30米,水資源消耗超過30%,其開采速度是補給速率的100倍以上。而一旦該含水層被消耗殆盡,至少需要6000年才能重新補滿。美國太平洋西北國家實驗室模擬數(shù)據(jù)表明,在未來25年內美國大部分地下水都將枯竭。同時,地下水水位下降,也加劇了地表干旱程度,導致大平原數(shù)億畝耕地正在荒漠化。
大平原是美國農業(yè)主產區(qū),尤其是其北部和中部的小麥產區(qū),幾乎是美國人主糧的主要獲取來源。而如今地下水尤其是奧加拉拉含水層的不斷枯竭,將直接威脅其19%的玉米以及36%的小麥產量。而如果奧加拉拉含水層完全干涸,那么美國的糧食自給率將會降到73.5%,其小麥產區(qū)將減產80%。美國現(xiàn)在有3.4億人,這意味著屆時其國內將有接近9000萬人要餓肚子。所以別看美國現(xiàn)在糧食產量很高,甚至還能大量出口,等到時候就要變成糧食進口國了,就像今天的埃及和沙特一樣,而一旦面臨糧食禁運就很容易被別人卡脖子。
不過,美國也并不是無計可施,其至少有兩條調水途徑,一是密西西比河,二是北美五大湖。不過密西西比河水量并不算大,而且其海拔要比大平原低的多,不能實現(xiàn)全自流灌溉,只能是引水灌溉。而北美五大湖淡水資源儲量22.8萬億立方米,占世界淡水總儲量五分之一。但是除了密歇根湖完全屬于美國外,其它如蘇必利爾湖、休倫湖等四大湖由美國和加拿大兩國共有,密歇根湖淡水儲量僅4900億立方米,并不算多,而像從其它湖里調水還得加拿大同意。而即使加拿大同意,要想實現(xiàn)年1000億立方米輸水量,其調水工程比中國南水北調還要大的無法想象,幾乎是天方夜譚,不可能完成。
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