美国是全球主要粮食生产和出口国,2024年其粮食产量为5.98亿吨,仅次于中国。其中玉米产量占比高达67%,约4亿吨,大豆占20%,约1.2亿吨,小麦占8%,约4800万吨,其他粮食包括稻谷、高粱、大麦、薯类等,只占不到5%,约3000万吨。美国只有3.4亿人,这6亿吨粮食根本吃不完,因此每年都会大量出口。2024年,美国对外出口粮食约1.3亿吨,总金额达1760亿美元。其中出口最多的是玉米,约5600万吨,其次是大豆,约4400万吨,小麦约800万吨。
美国农业分布
而美国之所以能生产和出口这么多粮食,主要依靠的是其庞大的耕地面积。美国耕地总面积约22.8亿亩,仅次于印度24亿亩,占其国土面积18%。相较之下,中国耕地面积就少多了,仅19.14亿亩,只有其84%。而美国耕地面积大,主要得益于其平原广阔,总面积约482万平方公里,占其国土面积超过一半。而中国平原面积仅115万平方公里,能挤出19亿亩耕地已实属不易。美国平原包括中部的中央大平原,西部的太平洋沿岸平原以及东部的大西洋沿岸平原,其中又以大平原面积最为广阔和具有代表性。
美国地形
大平原位于美国中部,西起落基山脉,东至密西西比河谷地,北到加拿大的萨斯喀彻温河,南到得克萨斯州的南部。其东西宽640公里,南北长约2400公里,总面积153万平方公里,占美国国土面积六分之一,也是世界第五大平原。大平原地广人稀,总人口仅550万,只占全美人口3.7%,平均每平方公里只有不到5人,因此非常适合发展大规模机械化农业,机械化率高达95%。这里是美国玉米、大豆、小麦和棉花主产区,拥有9亿亩耕地,农业用地占比极高,例如内布拉斯加州、南达科达州等都达到了80%以上。
美国大平原
如此庞大的耕地面积,其农作物种植势必对水资源的需求非常大。不过,大平原大部分属于半干旱大陆性气候,干旱缺水,年均降水量只有300~600mm,和中国的华北平原差不多。仅靠降水,肯定远远不能满足当地的农业用水需求。大平原有两个主要灌溉水源,一是密西西比河,二是地下水。密西西比河年均径流量5800亿立方米,只有长江60%左右,却要灌溉9亿亩耕地,单位面积水资源量不足长江流域的三分之一,以至于其支流出现频繁断流。而为了维持产量,美国农民就不得不大量抽取地下水,据统计美国地下水70%都用于农业生产,此外饮用水对地下水的依赖也达到了38%。
密西西比河
美国水资源丰富,总量约3.1万亿立方米,仅次于巴西和俄罗斯,位居世界第三。其中地下水合计为3.3万亿加仑,也就是1.2万亿立方米,而中国大概是8600亿立方米,只有其72%左右。美国拥有全球最大的地下含水层之一的奥加拉拉含水层,其位于美国大平原地底下,从德克萨斯州,一直延伸到南达科他州,占地45万平方公里。奥加拉拉含水层自冰河时代以来,水就一直存在,因此也称之为“化石水”。该含水层平均深度18米~300米,总蓄水量3800亿立方米,占美国地下水总量接近三分之一,可以装满整个休伦湖。
地下水
不过,虽然美国地下水丰富,但架不住超高的消耗量。根据美国用水评估报告显示,其2010年地下水用水量高达1095亿立方米,如今仍保持在每年1000亿立方米以上,远高于地下水补给速度。而美国的农田之所以是圆形,也与它的灌溉方式有关系。这是因为其农田灌溉以地下水为主,先打一个水井,从很深的地下抽水上来。地下水开采深度普遍大于100米,部分深度甚至达到了300米。然后再以井口为圆心,用指针式喷灌机转着圈灌溉。以奥加拉拉含水层为例,其为德克萨斯州、俄克拉何马州、内布拉斯加州等8个州提供农业灌溉用水。
美国圆形耕地
如今,美国大平原地下水已经严重透支,水位正在以每年1.5米的速度疯狂下降,2022年加州有1200口水井干涸,64%的水井需要钻探至150米以上才有稳定水源,地下正形成巨大的空洞层,导致圣华金河谷每年地面沉降约30cm。奥加拉拉含水层正在以肉眼可见的速度枯竭,平均水位已下降30米,水资源消耗超过30%,其开采速度是补给速率的100倍以上。而一旦该含水层被消耗殆尽,至少需要6000年才能重新补满。美国太平洋西北国家实验室模拟数据表明,在未来25年内美国大部分地下水都将枯竭。同时,地下水水位下降,也加剧了地表干旱程度,导致大平原数亿亩耕地正在荒漠化。
荒漠化
大平原是美国农业主产区,尤其是其北部和中部的小麦产区,几乎是美国人主粮的主要获取来源。而如今地下水尤其是奥加拉拉含水层的不断枯竭,将直接威胁其19%的玉米以及36%的小麦产量。而如果奥加拉拉含水层完全干涸,那么美国的粮食自给率将会降到73.5%,其小麦产区将减产80%。美国现在有3.4亿人,这意味着届时其国内将有接近9000万人要饿肚子。所以别看美国现在粮食产量很高,甚至还能大量出口,等到时候就要变成粮食进口国了,就像今天的埃及和沙特一样,而一旦面临粮食禁运就很容易被别人卡脖子。
美国小麦和玉米主产区
不过,美国也并不是无计可施,其至少有两条调水途径,一是密西西比河,二是北美五大湖。不过密西西比河水量并不算大,而且其海拔要比大平原低的多,不能实现全自流灌溉,只能是引水灌溉。而北美五大湖淡水资源储量22.8万亿立方米,占世界淡水总储量五分之一。但是除了密歇根湖完全属于美国外,其它如苏必利尔湖、休伦湖等四大湖由美国和加拿大两国共有,密歇根湖淡水储量仅4900亿立方米,并不算多,而像从其它湖里调水还得加拿大同意。而即使加拿大同意,要想实现年1000亿立方米输水量,其调水工程比中国南水北调还要大的无法想象,几乎是天方夜谭,不可能完成。