再谈黄河流域灾害环境变化

来源：香港中文大学    作者：徐海亮　　    发布时间：2007.02.13

　　利用黄河环境演变与水沙运行课题研究成果，综合近年有关水资源、国土资源调配开发、气候环境变化的考察调研，认为黄河的环境灾害从根本看是自然环境的产物，但人类在水土资源开发中的不合理行为恶化了地质环境，激化了人与自然的冲突。气候环境的变化，在未来一个时期可能不利于黄河及区域社会经济发展，干燥、升温，干冷气流入侵，干旱洪涝频甚，风尘“雨土”频发，黄河径流的不稳定性加剧，流域侵蚀恶化。环境、自然灾害对人类的生存与发展提出严峻挑战。

　　针对环境的挑战，在西部开发和黄河治理中，应当特别强化人文系统，强化管理，加强前期科技投入，积极地把握水、土资源调配、开发及经济调整这一纽带，整合经济、管理、法律、科技、工程、教育诸多子系统，综合改善、利用和协调生态环境，实现绿色的GDP增长，创建黄河与泛黄河的西北、华北地区水土资源安全保障体系，寻求民族发展的新机遇。必须注重黄河与西部开发的经济子系统；经济是寻求发展机遇的人文根本动力，也是解读和调适人文系统问题的关键。

　　1．环境演变的课题研究

　　近半个世纪以来，有关第四纪——特别是全新世的气候变迁、历史时期的黄河流域洪涝灾害、河流泥沙与沉积环境的许多研究，显示出黄河流域环境演化呈现周期性振荡。国家自然科学基金重大项目《黄河流域环境演变与水沙运行规律研究》及其子课题之一——《历史时期黄河流域环境变迁与水沙变化》曾系统地研究分析了有关问题。[1]、[2](以下简称环境演变《课题》)

　　1．1总体认识

　　《课题》研究成果之一认为黄河流域环境与区域水旱灾害问题、河患河道变迁问题，从本质上说是一个地质环境问题。在历史文献分析研究的基础上，采用地理科学、历史科学和水利科学相结合的方法，并吸取灰色系统、耗散结构理论的观念方法，对历史的黄河中下游河床形态、堆积形态、黄河下游河患、流域环境变化的事实进行分析，认为历史时期黄河流域曾经有过数次躁动期，有过多次黄河水、沙剧烈振动（两汉、宋金、元明、明清），相应背景是黄河流域性和广泛区域的气候环境震荡，水旱灾害频甚。[3]

　　第四纪“黄土与古土壤的多次交替，与之相应的草原和森林草原环境以及干冷和温湿气候的多次演变，是这一时期黄土高原地质事件的主要特征”（刘东生等，《黄土与环境》，科学出版社，1985）。从黄土记录的环境波动，既有百万年、数十万年、十万年的巨大时间尺度变化，也蕴含了数万、数千年乃至更短时间尺度的次级、子级旋回。历史时期势必存在再次级的、子属的环境波动、冷/暖、干/湿的周期性变化。[4]洪业汤等研究黄河水沙脉动周期，认为黄土侵蚀存在一个强大的宇宙作用背景，从根本上制约黄土侵蚀的强度和周期。（《黄河沙量记录保存的环境信息》，辑于《环境地球化学与健康》，贵州科技出版社，1990）

　　1.2水沙波动与河患

　　《课题》研究指出历史上黄河小北干流对于中游环境变异反应最为敏感，粗沙主要来源区的气候波动、降雨-产沙变化，也最先在黄河的这一出口段体现出来。小北干流在唐宋以前尚非游荡性河道，唐中叶到宋元时，河道横向变化增加，不稳定性上升；明清时游荡性加剧，河势摆幅达到5-10km，最宽达19km。汇入的支流涑水、汾河大致也在宋金时水沙出现变化，明代出现重大转折，来沙激增，河患不已。汾河中游湖泊也在唐宋时期一一淤淀消失。桃花峪以上河段曾经是稳定的，但是宋金时期游荡加剧，河床渐宽，流路散乱，河道展宽40-140%，广武、敖山被严重冲蚀。说明唐宋以来，中游河道也进入了躁动不安期，来水变幅加剧，而明清正处于其颠峰时期。[5]

　　通过下游河道决溢频率的统计分析，进行低通滤波处理，初步划分出15个河患决溢频繁的阶段，考证确认了37次重大河患、决溢事件。黄河的灾害在时间分布上集中在某些阶段，呈现跳跃状况；而且河患有随时间加速的趋势。造成跳跃的原因大致如下：1）气候变化，尤其是流域降雨的变化；2）下游河道的演变和不同发育阶段对河患造成影响；3）人类活动对河流的影响；4）不同时期河道比降、入海边界条件、三角洲发育模式的影响。[6][7]对明清时期黄河下游来水、来沙研究说明：明清黄河下游（利用复原的三门峡站天然年径流）具有1479-1595年、1596-1782年、1783-1908年三个长周期，对天然径流序列采用最大熵谱分析，认为存在23年的主周期、73年的次主周期。认识到1534-1595年、1643-1782年、1798-1908年的偏丰时期，也大致是下游河道的三次加积时期。在丰水时期，平均年径流距平为20-100×108m3，增幅4-20%，特大丰水年增幅50%；枯水时期平均径流距平为负的20-115×108m3，特枯年径流减幅也为50%。

　　研究建立水沙组合的四个系列，参照和对比钱宁提出的6种水沙组合类型，筛选出与钱宁（2）型可比的上大下中典型（1954年），三门峡站输沙距平达92%；上大下小典型（1966年），输沙距平达53%。与钱宁（4）型可比的上大下大典型（1958年），三门峡输沙距平高达124%。研究认为，这种典型大致上表征了明清时期丰水阶段和典型事件的状况；此时中游主要产沙区以侵蚀产沙为主，导致下游河床淤积（特别是淤滩）；而干旱、干燥时期（或阶段）黄土高原的沙尘、黄土优势堆积，为丰水时期（或阶段）的暴雨侵蚀，或干冷气候向温湿多雨的急剧转化阶段，提供了加速侵蚀的物源。[8]这一问题应当引起应用研究和应用的充分关注。

　　1．3历史气候变化序列的重建和环境波动

　　《课题》研究从鄂尔多斯高原的北大池湖泊沉积分析，推断出近13000年来河套及临近地区的降水变化，多雨期以距今600年为代表，降水量最多比现今平均值高出50%，而少雨期以距今5000年或3000年为代表，降水量比现今少出30%，其时气候环境干燥、风沙活动频繁，250mm等雨量线摆动到现今300mm等雨量线左右，而当时300-350mm地区，现代降水则为400mm；荒漠草原东南迁移达180km。在鄂尔多斯北部东胜泊江海子对湖泊沉积物理化性质和孢粉分析，认为最近1000多年大部分时间处于少雨时期，出现在距今510-140年，降水较今少20-25%。[9]

　　长达1724年的西安旱涝变化序列，显示出存在7个旱涝相间时段：偏旱时段——288-689年、1000-1229年、1420-1639年；偏湿时段——265-287年、690-999年、1230-1419年、1640-1989年。其间，似应存在更短的波动变化时段。[10]在黄河流域各省同类工作的基础上，将全流域近500年旱涝变化分为6个相对旱期——1480-1530年、1570-1640年、1690-1700年、1780-1790年、1860-1870年、1910-1930年；6个相对湿期——1540-1560年、1650-1680年、1710-1770年、1800-1850年、1870-1900年、1940-1970年。流域上中游地区存在多个主要旱涝时期（吴祥定等，1991）[11]：

　　表1
 
　　突变分析显示，至少有三个地区在15世纪末或者16世纪初曾经出现特旱特涝的气候突变，渭河区和陕晋区在1492年有一突变，内蒙区1502年出现突变；中游极其邻近地区存在一个明显的由旱转涝的时期，大体在16世纪初。大旱与大涝出现最多的是内蒙区，最少的是鲁淮区。

　　从小冰期气候分析，黄河流域的小冰期气候前后，出现明显的温度变化，旱涝状况出现突变。在流域的较为寒冷时期，大旱、大涝出现的几率较大。[12]王绍武（1990）重建了1380年以来的华北气温10年平均距平序列，认为16-19世纪至少有两个明显的寒冷期，即从16世纪50年代-17世纪90年代，从19世纪初-60年代。张丕远（1979）统计出近500年的寒冬年及其频数，划分出1500-1550，1601-1720，1831-1900年三个寒冷时期。

　　环境演变《课题》研究发现，“黄河下游的决溢较频繁发生在气候的冷暖转折期”。[13]此外，统计现代7-8月西安与呼和浩特平均温差和中游来水来沙，认为“近70年水沙变化与盛夏该区南北气温梯度的年代变化趋势完全一致，即南北气温梯度大，则中游水沙量偏多；反之亦然”；而6-9月延安、绥德、横山的相对湿度和黄河中游的水、沙量值的相关分析，相关系数都在0.60以上。[14]

　　赵德秀等统计研究了近500年黄河中游（及海河）大旱年（65年），与日食的关系。认为大旱年与该年日食在中午见食的区域存在良好的相关性，统计特大旱年的见食区域多集中于南太平洋、大洋州、东亚至印度尼西亚一带，以及西非。赵的观点得到M.I.布德科《地球热平衡》里海洋面向下层水体传递的热通量年等值线分析的支持。（赵德秀等，《论日食与水旱灾害的关系》，西北工业大学出版社，1992）诚然，从天文、大气物理等角度研究黄河水旱变化的方法、成果不仅仅限于这些。

　　1．4沙漠演化与风尘变化

　　中国沙漠的演化透记录了冷暖演变的信息，以及降尘高发时段的沙源扩展的一个背景。距今7000-3000年的气候最宜期，是近万年来“沙漠退缩的主要时期”……“沙漠或固定沙地的北界比今天北移2-4个纬度”[15]；其后至今，相当于欧洲新冰期与现代小冰期，我国西部山地冰川出现三次冰进，沙漠区土壤发育中止、减弱，风沙盛行。公元4-5、10-11、14-16、18-19世纪，出现多次干旱、大风和沙漠化发展（陈玉琼，1986），峰值出现在4-5、14-18世纪，以致发展到赤地千里，井河干涸，人口南徙，战乱不已。乌兰布和沙漠北部的沙化是近1000年中形成的，河西走廊流沙起于唐代以后，内蒙额济纳旗的古居延垦区，在西夏时业已沙化，黑城文化被明中叶之后的沙漠掩覆。毛乌素沙漠，汉代遗址延伸最远，唐代次之，宋又次之，明代则退居沙漠南沿。伊克昭盟以及比邻地区，在前1、2世纪，2-3世纪，5、11、13世纪，16世纪以来，都处于干旱的峰期，5世纪、11-12、13-14、16-18、19-20世纪，出现大风霾[16]。

　　比邻黄河的塔里木盆地的克里雅河流域环境演变，也是一个参照。距今8500-3000年的暖期，导致该流域多次绿洲化，但17世纪中叶以来，天然绿洲向南萎缩，遂被沙丘替代。1736年以来，克河于田站年径流滑动平均值趋于由大变小。祁连山敦德冰芯的研究，展示楼兰、喀拉敦古城消亡正值低温冷谷。低气温、水源短缺、沙尘暴喧嚣，导致绿洲衰败、沙漠化发展。[17]

　　沙漠化与风尘变化对黄河中游产沙环境意义重大，证实了10世纪以后旱涝灾害加剧、风尘“雨土”频发、黄河来沙增多的一个背景。研究标出黄河中游异动、躁动时间，与下游来水来沙急剧变化、河道变徙时间完全同步，可见黄河流域性的水旱灾害、河道变异存在全流域系统的宏观背景。前述37次的下游重大河患和变迁事件，绝大多数发生在业已划分出的河患频发阶段之中。间冰期和小冰期的雨土现象，既帮助理解黄土的成因、冰期的环境，也有助于间冰期自身的环境波动。张德二（1984年）分析指出公元1000年以来，中国雨土频发期为1060-1090年、1160-1270年、1470-1560年、1610-1700年、1820-1890年；据此点绘雨土频次曲线，给以低通滤波处理，并以黄河下游河患频次序列对比，作出灰色关联分析：公元前2世纪以来，河患决溢与雨土的灰色关联系数为0.80，经50年滑动平均处理，显示10世纪以来二者的关联，滞延20-30年取得最大值0.816。这一分析得到河患序列分析、沙漠化分析的关联支持。从总趋势看，11世纪以来气候干冷趋势加剧，寒冷期加长、程度加重，雨土频次加大，相应地河患频次加大，河道糜烂程度加大。同时说明风沙的近代补源性振荡、黄河中下游来水来沙条件波动，与河患变化，具有一致的趋势。[18]对当代尘暴和大气活动研究说明，中高纬度冷高压活动、东亚温带气旋活动、中亚内陆干旱地带与黄土高原上空西风带活动、季风活动的强弱，直接影响近代的新黄土沉积。风尘雨土的频发与低发交替出现，实质上是近代干冷气候环境变化、黄土堆积的信号。

　　2.近期有关调研和分析反映的一些问题

　　基于近年一系列有关水资源、国土开发，气候变化和开发、管理模式实际问题的调研、分析，提出一些有关黄河环境、灾害和对策的看法。

　　2．1气候环境变异

　　地球气候环境系统包括了太阳、日地关系、大气、陆地、海洋和生物圈；影响任一系统的任何重要扰动都可能导致不同尺度的气候振动变化。

　　中国北方地区正面临持续干旱。20世纪末的冬暖，并未遏制2000年（50年来未有的）奇寒，内蒙遭遇暴风雪灾；今年入春，北方面临持续数年的大旱，许多地区出现50年来的高温，北京录到1915年以来同期最高值。联合国“政府间气候变化工作组”（IPCC）提交报告认为，20世纪是近千年来北半球气温升幅最大的一个世纪，90年代又是最热的10年。乞力马扎罗山积雪已融化82%，祁连山雪线上升，西北典型冰川区在“小冰期”最盛以来，冰川面积减少20-46%；青藏高原的普若岗日冰原过去20年退缩了50米，但1999年至2000年，就退缩了5米。40年来，青海省年降水量呈现增加，90年代后期却明显减少，气温每10年上升0.15度，高于全国气温变化趋势，且超前5、6年，可能成为全国气候变化的“先兆区”。21世纪气温将持续升高，足以引发更频繁的洪灾、旱灾、虫灾、疾病和“环境难民”；亚洲北部和中部、美洲北部气温增幅又高于全球增幅40%。40年来乍得湖面积缩小95%，朝鲜半岛至蒙古面临几十年来最严重的干旱；灾难具全球性。全球变化对我国水文影响将导致淮河以北径流变幅加大，南方降水将可能更多，水资源极其短缺的北方将可能更为干旱。模拟认为黄河河龙间年径流将减少2.1%，产沙增加4.6%。黄河上中游无论降水增减多少，气温升高导致陆面蒸发量加大。

　　环境演变《课题》的姐妹课题，《中国气候和海面变化及其趋势和影响》通过系列研究也结论认为：到2030年左右以前，西北季节性积雪将趋于减少，冰川将继续后退萎缩。“对于西北工农业主要集中地区的干旱平原区来说，由于年均气温较高，将使流经平原区的河流径流量丰枯变化增大，加重了洪旱现象”；“若未来西北干旱化的趋势还会继续，则多数内陆湖泊明显收缩，有的则趋于干缩”。（施雅风主编，《气候变化对西北华北水资源的影响》，山东科技出版社，1995年）

　　国外一些研究认为，即使没有人类干预，地球气候也不稳定，可能在短期突然发生冷暖变动振荡。

　　许多迹象说明，全球四大沙尘暴区的中亚区是活动最剧烈地区，近期正进入一个新的活跃期。独联体境内荒漠化面积从过去10-20%，上升到50%以上；我国塔克拉马干、腾格里、巴丹吉林沙漠提供了尘暴的近处物源。1952-2000年，西北及内蒙中西部共发生强或特强沙尘暴130次，60-70年代呈波动上升，80年代略有减少，90年代后期呈现急剧上升。我国可能进入沙尘暴的新一轮活跃期，特别是其多发区有从南疆及河西向内蒙西部、宁夏北部北移的趋势。沙尘暴频繁是干冷气候条件的产物，但专家们同时注意到它与全球增暖、海温变化的关联，特别是与冬季东亚大气环流的关系。近2年春的高频沙尘暴发生，似预告一个新的气候“不适宜”时期的来临。北方主要沙尘暴中心和沙源区是河西走廊及内蒙阿拉善盟、南疆塔克拉马干沙漠周边、内蒙阴山北坡及浑善达克沙地比邻地区、蒙陕宁长城沿线，沙尘暴形成对黄河流域和整个北方的威胁。

　　考察和调研认为，沙尘暴既是气候-干旱条件的产物，也是生态环境被人为干扰破坏所致。近20年来，我国沙尘暴源区的无度垦殖、牧放、樵采，无序、过度开采水资源，滥挖矿、滥挖药，经济活动频繁、剧烈，导致草场退化、沙漠边沿隔离带缩小，内陆河湖干涸，沙漠化正以每年2460平方公里的速度发展。贺兰山以西，表现为水资源调配不当，下游农耕缺水撂荒，以及沙漠绿洲过渡带盲目开垦樵采和过牧，贺兰山以东，沙漠化发生在农牧交错带，冬春干旱季节，由于滥垦、草场严重超载引起土壤沙化。（中科院寒区旱区环境与工程研究所，2001）王涛等研究认为，人类土地利用方式与沙漠化关联，在沙漠化和逆转交替过程中，“人类活动总是在自然条件的基础上起诱发作用，表现在历史上沙漠化的发生期往往与一些重大事件相关联”，社会动荡与民族征战时期，“都是沙漠化的发发展期。而这些时期也正与气候较为冷干相吻合，这也加剧了沙漠化的过程，减弱了退化土地自我恢复的能力”。[19]

　　国家科委、计委、经贸委自然灾害综合研究组《综合减灾与示范》专题研究概括预报：“20世纪末至21世纪初将是气象灾害相当严重的时期”；“根据地球自转速度的变化，20世纪末期、21世纪初期和中期，可能为地球自转速度变化较大的时期，即地震活跃期”；“根据张先恭的资料，近500年来大体可分为三个阶段：1479-1691年为干旱期，共213年；1692-1890年为湿润期，共199年，1891年至今为干旱期”。1891年至今仅110年，超长的干旱仍可能持续。张先恭等人认为“在太阳活动行星周期的减弱阶段旱灾增多”[20]；洪业汤等人认为目前处于长周期的干旱升温期，导致全球升温的主导因素是太阳辐射的长周期变化。（《近5000a的气候波动与太阳变化》，《中国科学》，1998，6期）

　　2.2环境恶化对黄河水资源问题的挑战

　　“八五”国家重点科技攻关项目“黄河治理与水资源开发利用”的专题之一，就水资源利用存在的主要灾害环境问题，概括为：严重水土流失依然任重道远，入黄泥沙减少还不稳定；汛期输沙水量减少，下游河道淤积相对加重；洪水没有得到根本的控制，水患危险依然严峻；现有水库调节能力不足，断流和弃水并存，供水矛盾日益突出。（苏人琼等，《黄河流域灾害环境综合治理对策》，黄河水利出版社，1997年）20世纪最后几年的诸多实际问题，证实这一概括是恰当的，而且问题的复杂性和多样性还超出简练的文字涵盖。

　　黄河的“四不”目标提出，字面看目标似乎并不很高，而且，近两年全河乃至黑河、塔河调水，下游避免了断流。但是如前所言，几个问题都依然十分严峻。在90年代，年均耗用径流量达300亿m3以上（最高达330亿），年实际缺水25-50亿m3；1997年，流域水资源利用率103%（耗水67%）。黄河水资源的开发几近极限，因为还有维持起码生态环境的资源要求。与下游断流同样可怕的是，河源的玛曲也已面临断流，玛曲的生态环境正处于临界：90年代降雨量较前减少100-200mm；6、7万公顷沼泽湿地，如今不到2万；玛曲草原退化面积在46%以上，沙化面积达4万公顷；流域泉、溪干涸，湖泊、地下水位下降，径流锐减，玛曲黄河段补给径流量比90年代初减少了15%。沙化的草场再不治理，黄河的源头将成为高寒荒漠。

　　黄河山陕段资源开发和建库控制的呼声很高，但今年小北干流的汛期恰好成为枯水期，7月上中旬无区间来水，吴堡、龙门、潼关均先后出现历史最小流量（潼关0.95立方米/秒！），头道拐径流距平-92%。所以出现全河性的断流威胁，已再不是危言耸听。黄河流域生产、生活用水量已经超出她自身的承载能力。前述的恶劣气候环境继续发展，对黄河和中国都将提出最严峻的生存挑战。

　　据测算，黄河流域到2010年缺水40-100亿m3，2050年缺水160-220亿m3。水资源是黄河上中游地区生态环境的核心，社会经济发展的决定因素。21世纪世界水委员会报告认为，在20年内，世界上生产更多粮食所需要的水可能超过所能找到的水；在未来20年中人类的用水量将增加约40%，其中17%用于增加粮食产量。尽管目前种种预测方案认为未来20年由于灌溉定额调整和节水落实，西北地区用水结构中农业用水趋于下降，按照“九五“国家重点科技攻关项目《西北地区水资源合理开发利用与生态环境保护研究》分析成果，农业灌溉需水量在1997-2020年，陕西累增627万m3，甘肃累增661万m3，青海累增150万m3，宁夏为104万m3（高方案）[21]，其总和是同期国民经济需水累增值的0.25%，或许过于乐观。实际上，同一报告预测到2020年，四省区农业需水仍占总额的70%左右，农业用水始终是西北水资源消耗的大头，西部大开发势必拉动农业水耗。加上现状灌溉用水占总用水量的90%上下，灌渠利用系数偏低，亩均用水量除陕西之外，均高于全国平均水平，宁夏高达1635m3/亩。如果说因为降雨较少、蒸发量大，农业耗水受自然环境影响，但西北地区工业用水万元产值水耗高于全国平均1-3倍，兰州市一年生活用水就浪费2362万吨！这里就有深层的问题了。节水，首先灌溉节水大有可为。宁夏去年干旱少雨，但是努力少引河水9亿m3，节水率10%，同时节约水费上千万元。奥秘恰在水费提升，用水下降了。青铜峡市采取压缩水稻面积，作物轮作从两（年）旱（作）一年水（稻），调整为三旱一水。宁夏节水是有潜力的；西北节水也是有潜力的。

　　生态用水的概念正在受到重视。作为生态环境脆弱地区，生态用水必须首先满足。中国社会科学院经济文化研究中心“水资源调配与国土整治”课题组的考察研究[22]认为，在北方植树种草、坡地平整、筑坝拦沙、修筑水库，汇总成为庞大的水资源消耗部门，“而在水资源需求的大多数预测中”未引起足够重视。文献[21]认为，西北地区“生态需水刚性大，水资源可利用量相对较少”，特别是“在绿洲天然生态系统中发展起来的人工生态，耗用了原属于天然生态的部分水资源”。在资源开发利用程度较大时，流域（按：乃至流域比邻区域）水循环被明显改变。因此，如果忽略生态用水，仅仅考虑人类活动需水，就可能影响甚至破坏生态平衡。也有人认为“不能违背水资源规律和生态规律，盲目地进行植树造林”，“生态建设中，退耕还林还草和水土保持工作要密切结合当地的降雨等气象条件，原则上不宜依靠人工供水来维持植被的生长”。对于黄河一种计算方法是：水土保持生态用水30-35亿m3，中上游植被建设生态用水17亿m3，维持干流河道水沙平衡生态用水170亿m3，维护河流生态系统的基流（枯季）60亿m3。（王礼先，2001）

　　据悉陕西省提出水资源有效利用的三大台阶，即分别在2010、2020、2030年实现人均综合用水量300、400、500m3，比目前人均量增加一倍多。此规划可能与否？按文献[21]的预测，陕西省2020年低方案人口4305万人，需水111.8亿m3，人均约262m3，如果实现400m3标准，那末需新增供水约60亿m3，而实际上1997年需水总量才82亿，规划增幅超过了资源承载和工程实施的可能。所以计划与开发必须强调量力而行，超越了可能性，会导致资源的耗费、资金的无效占用，以及对生态的冲击。不过陕西省内南水北调很有意义，该省具有省内从长江水系改善自己的调水条件，陕西规划近期将嘉陵江、汉江水系的支流，调到秦岭以北，约7-10亿，中期再增50亿。文献[21]计算，中远期两江联合可调23-25亿。省内调水工程相对较小，对生态冲击也相对较小，政策调整与经济核算相对简易一些，值得放在南水北调的总体规划之下研究与开展。

　　黄河支流大通河年径流量仅25.5亿，甘、青两地在建拟建引大济秦，济西，济黑、湖、湟，调出水量25-28亿，资源开发调配尽皆合理吗？黄河中上游全部治理开发规划的项目实施后的联合运用，可能产生对生态环境的什麽影响乃至冲击？我们的调水调沙计划尽皆可行吗？塔里木河上兴建了5座大型水库，下游的径流量从12亿减到2亿，320公里河道断流；黑河干流，修筑了鸳鸯池、解放村水库，流域兴建水库40座，引水口66处，黑河就断流了，红崖山水库似乎也促使石羊河下游径流锐减，不得不加大地下水开发力度，生态环境发生巨变。这些，都是今天我们体会“资源型水利”概念时应该认真反思的。

　　2．3人文系统的努力与调整

　　黄河上中游地区正面临西部大开发、水土资源重新调配的大变动，而且这种变动是在自然形势相对不利的态势下开展的，吸取东部沿海地区在过去20年发展的经验教训，这个变动必须在加强宏观管理的前提下进行，而并不仅仅是一个纯技术层面和经济层面的问题。许多意想不到的问题正出在管理的失控上。

　　从管理意义上说，必须加强流域管理，乃至是与周边地区开发的协调。近20年来，地区经济开发和发展，在一定程度上普遍形成对流域规划、防洪减灾的一些负面影响，下垫面变化导致灾害形势变异严峻，一些“富贵病”产生，流域机构和国家整体、长远利益——权威性削弱。这些在东部业已出现的问题，切忌西部再犯。而且，GDP的增长，决不能再靠自然资源与生态环境的超度支出乃至“透支”来实现。

　　黄河流域在管理中的成功经验，如重大问题、重要河段、控制工程的直接管理，流域管理与行政区域管理的有机结合，建立协调组织、建立特定流域管理机构（如黑河管理），加强法制建设等等，需发扬光大。除了我们习惯使用的工程和科技手段之外，行政管理、经济管理、法制管理手段，必须下力强化。从我国防洪安全保障体系的研究，人们也得到一种宽泛的启示：如何针对黄河流域的环境演化、生态条件和水环境容量，实现水资源与社会经济发展的协调？如何建立干旱期危机管理机制，开展水资源匮乏的风险管理，建设枯水危机预警系统和管理系统，确认用水优化方案、强制性配水方策、地下水开采控制等等。和防洪安全体系一样，我们需要建立水资源安全保障体系，目前工程技术界采用得比较多的技术、工程手段，仅是其中的部分含义，为了科学、合理地调整存在于人与自然、人与人、区域与区域之间基于水资源开发利用及可持续发展的利害关系，必须综合利用法律、行政、经济、教育与科技的手段。从单纯使用工程手段遏制旱灾，加大水资源利用，发展到水资源综合管理，这是应对资源与环境恶化，保证社会经济稳定持续发展的根本所在。

　　经济政策的调控是一重要手段。对于“四荒”治理承包户的调查说明，与南北方农村体制改革、农业结构改革同样处于十字路口，如何完善和维系市场化的驱动转变一些问题：“个体承包”势头有所减缓，老承包者留存的不多，致富途径增多，而“四荒”治理投入多，见效慢；政府与业务部门主动性降温；管理工作松懈，政策落实到位差，出现开荒破坏生态环境问题和国有集体资产流失；国家、地方和集体缺乏扶持资金，治理显得粗放。榆林市的治沙模范石光银，希望将营造的生态林转交国家，还贷款再扩大生产；但目前尚未形成活立木转让市场，生态效益补偿政策还出不了台。国家在治沙中承担的角色，即构建框架、制订规划和通过法律与经济政策调控，还未真正形成。退耕还林，产出如何化为商品，进入稳定发展的市场？如果洛川“红富士”仅能5分钱一斤的收购价，那麽刚开始形成的多个万亩经济林，还会被限制发展，被农民自己砍掉！[22]

　　一些专家提出沙漠化的另一面，即发展“沙产业”，一些企业正在以经营方式治理山川和开发沙漠；这无疑是一种新的途径，而且是市场经济发达成熟国家早已实践和成功的“产业治土”。西安兴昌牧工有限公司，用“以面换地”形式在延安搞农业综合开发与水土治理试验；光彩事业国土绿化整理有限公司，正着手在乌兰布和沙漠治理开发200万亩沙地，无疑都是一种创新。不过，塔里木有个泰昌公司，以开发荒地名义砍伐10万亩胡杨林，用以种植棉花。企业进入沙漠荒山是企业行为，重在经济效益，企业的介入必须从长计议，有科学规划，有技术经济和环境评价，不能一哄而上，政府坐等收税。[22]

　　南阳市委书记提出，在规划和建设“南水北调”工程时，要与农业结构调整相结合，走可持续发展道路。制约问题之一就是移民问题。我国移民历来采用行政组织，经济补偿，后遗症不少；能否利用市场机制，从改变人的传统生活方式入手，引导、组织农民和移民转入二、三产业，促进城市化？这个老大难问题不另辟蹊径，涉及国土资源开发大幅度调整、水资源重新配置，就难以出现根本转机。

　　经济调整自然也包括产业结构的根本性变化。各种对策方案都提出干旱区大力发展植草业问题。黄河流域和中国北方的生态恶化，一个重大背景就是草场退化。植草所需水量较少，草原本来也就是干旱半干旱地区的适宜植被，科学家早就提出中国应立草为业，我国仅家畜、家禽饲养，就需要干苜蓿粉200-300万吨，现今中国草业落后发达国家50年，作为一种产业发展需求，也作为生态适应的需要，下力气调整北方的种植结构，是大有可为的。我国将水资源的70-80%用来浇地灌田，按这种灌溉农业模式，是不可能搞好新世纪的西部开发的。近年在内蒙、宁夏、陕北和甘肃大规模转变生产方式，禁牧休牧，退耕还林还草，还有待数年的实践来考验其经济效益和环境效益。这一问题上，黄河上中游和河外干旱地区的产业变革，不能囿于粮食自给自足这一思维定式。粮食安全立足于国家、区域宏观而言；笔者研究了60-70年代的农业水利化过程，认为当年国家为了彻底改变南粮北运的局面，以及防止出现重大灾害和饥谨冲击，在黄淮海地区和西北地区，给予农业水利以巨大投入，这一目标在70年代末期实现，水利化在一定程度上也奠定了农业现代化和农村经济的基础[23]，但是，70年代的水利化，在资源经济的意义上是有其局限的，就是对于水土的开发过于粗放，仍旧是工程水利传统农业水利的产物，华北地下水的超量开采形成大面积漏斗，就是一个教训。所以，在中国粮食形势基本稳定且供大于求，中国即将加入世贸，中国北方农业产业结构面临战略调整、生态环境改善关键之时，水资源规划与北方的生存——发展问题如何结合，还大有文章可作。

　　产业的调整直接关乎开发的利弊、程度和资源利用的适度优化，决定西部开发的成败。文献[21]披露：“在人工生态和自然生态之间存在着用水竞争性，人工生态系统的扩大，挤占了天然生态系统的水资源，导致了天然生态的萎缩”，通过70、90年代两代遥感资料分析对比，认为过去20年里，绿洲荒漠交错过渡带中，“19%转化为人工绿洲，81%退化为荒漠化难用土地……常常是新建一小块绿洲，退化一大片稀疏草地”，导致荒漠化面积几倍于绿洲的增长。问题虽然是河外的西北干旱区调研所得，但予黄河、中国北方人与环境问题有直接的作用，而且这种得不偿失的开发模式，在黄河的过去、现在，以及今后的西部开发，都仍然可能存在。专家们提出“拯救黄河”，那麽首先急需对北方土地开发利用布局与方式进行大刀阔斧的，又是细致的调整。

　　3．一些体会认识

　　3．1正确认识黄河的环境与灾害在宏观地质-气候环境中的位置

　　黄河流域的生态环境恶化，灾害频繁，有其宏观的地质环境背景。从较长历史尺度看，流域环境与灾害，伴随欧亚大陆、全球气候的变化，冷暖干湿的振动（或波动），存在旱涝起伏旋回。未来一个时期，中国北方和黄河流域，都可能处于一个较长的干燥、枯旱时期，黄河的侵蚀、产沙以及灾害性洪水与干涸断流频度增加。这一较不适宜的环境变化，对社会经济发展乃至人的生存，造成威胁。在分析强调历史与现今人类活动对自然环境干扰破坏问题同时，在充分重视与调适人类自身不合宜的行为的同时，应该把黄河环境问题，放在更加宏观，更大的动力系统中来认识。比如，黑河的环境恶化，是北方与黄河生态环境变异的一个参照范例。数十年来对黑河水资源的不科学开发，加速了这一过程。但是，额济纳旗的生境恶化，并非近几十年的事，而是几百年的问题；1932年范长江到居延海，已记录胡杨林的成片死亡。[24]、[22]

　　3．2人类在相对“适宜期”与相对“不适宜”灾害期的战略、对策

　　黄河中上游来水来沙的剧烈变化，水旱灾害迭起反复，也是和人类在流域及河外区域的活动密切关联的。每一次在适宜的自然条件下农牧界线的北进，人类急功近利的开发，都造成高原腹地的生境急变；而在另一特征的自然条件（特别是气候条件）时期来临，地表干燥度加大，土地沙化，干湿距平激增，侵蚀条件强化。恰恰是在生境特别不利时，人类谋取生存空间、环境的恐惧、急燥和掠夺性破坏也愈加严重。人类反科学地掠夺水土资源，加速小气候恶化和土地侵蚀、沙化，就与新黄土堆积—侵蚀造成的冲击一样，往往成为水沙变异被恶劣激化的关键触媒。在相对适宜阶段，应该充分利用较好的环境条件，正确处理生态链中农林水发展的构建环节，扩大生态型系统，统筹作好长效性的工程。在相对恶劣的气候环境阶段，人类当然不能在威严无情的自然力面前无所作为，而是要能动地去缓解环境恶化的不利，尽可减轻一些自然的惩罚。从建国50年来黄河治理目标初步达到，榆林市能够拼搏做到沙退人进，中国人是能够面对生存挑战的。现在从水资源重新调配、配置，从国土开发、产业结构调整着手，从改变生活方式、生产方式着手，中国人是可以在生存的挑战中寻求民族发展新机遇的。[25]

　　3．3加强面对环境的人文系统和科技投入

　　面对环境的恶化，环境的再造，科技必须当先。在气候与环境、黄土与环境、灾害与社会、水资源开发优化与社会发展等方面，科学家和工程技术工作者已经作了很多。黄河、北方、西部的开发，核心在于一个“水”，在于人类——水——土地的协调。从我国水资源和经济发展的过程看，生态环境受到冲击是不可避免的，50-70年代如此，80-90年代也是如此；问题是接受不接受历史教训，如何接受？从黄河比邻的石羊河流域的荒漠化发展，看到了建国后传统农业工程水利的弊端：武威盆地发展，民勤盆地衰落，进入民勤的地表水从50年代的5.78亿，锐减到1999年的0.8亿[22]。黄河上中游地区城镇化水平偏低，1997年城市化率陕西是27.8%，甘肃是23.1%，青海是32.5%，宁夏是28.9%；预期到2050年，各省区城市化率将分别发展到55.7%，46.6%，54.7%，52.5%。[21]未来几十年，西北发展面临城市化率30-50%的最敏感时期。尽管城市人口发展，一定程度上可能缓解农村的生态环境压力，但是，从内地、沿海发展的模式参考，这一时期，将是水资源的量、质要求最为艰难的阶段，城市化、交通厂矿发展也最可能引起下垫面的急剧改变，导致水文环境巨变，地面径流、地下水的量级、过程出现重大改变，导致异常旱涝洪灾害频甚，导致水质性缺水问题恶化。对于开发而言，科技理应走先一步，且必须是科学论证，而不是伪科学唯心的技术附炎趋势，不要再出现相对发达地区那种问题成堆再来分析做工作的被动情况。

　　而且，东部与沿海的发展模式也未必适宜于西部开发，西部的水资源、能源与国土开发调配，大多是资金密集、技术密集、影响深远的巨型工程，必须统筹兼顾，不能照搬沿海经验，不能简单“短平快”，把资金分散，任有市场调节。（邓英淘等，《西部大开发方略——再造中国续编》，文汇出版社，2001年，另参阅[22]）

　　这是一个面对环境，以水为纽带的社会改革，而且发生在生态链极其脆弱的黄河流域，只有强化人文系统，强化流域的、全局的科学管理、法制管理，重视经济转型、经济结构改革、经济规律，不仅在技术范畴探求而且在经济模式上探寻，才能保证改革的成功，而不再是对资源、环境的破坏。

　　同时，西部地区的重大人类活动，犹如水资源的重大调整、农林牧生态环境的变动，都对西部、华北的水-气耦合、输运产生难以估计的影响，科学的看，还必须从大气物理的宏观角度综合、审慎地评估活动的环境后效。

　　要注重经济，只有经济才是寻求机遇的人文根本动因，决定与制约着行政、法制、科技与教育等等子系统；它们都是经济的反映，某种意义上，只有经济才是解读与调适人文大系统奥秘的金钥匙。

　　如全国七大江河中下游地区防洪安全保障体系的探讨一样，我们也应探索与建设黄河中上游——乃至泛黄河的西北、华北地区的水资源安全保障体系。