注册 · 登录 · 发表文章 · 短消息 · 设为首页 · 加入收藏 ·  ·
毛泽东与未来 | 网站首页 | 文章中心 | 全站文章索引 | 最新文章 | 最新置顶 |最新热门
乌有之乡
您现在的位置: 乌有之乡 >> 文章中心 >> 时代观察 >> 正文 今天是:
苏拉密:“制度性干旱”--论中国北方恶性水源危机的社会成因
作者:苏拉密    文章发于:乌有之乡    点击数:    更新时间:2008-8-31  
      ★★★ 【字体:
http://www.wyzxsx.com

 

  

               

 

 

全文目录清单

 

正文:

内容提要

第一章  从黄河开始---大水荒的形成与定量描述

    一、黄河的恶性断流与枯竭

    二、水源与储量的大规模消失

 

第二章  大水荒以往成因的否定和社会制度成因的提出

    一、气候因素不是大水荒的成因

    二、工业和城市是增加水源的因素

    三、大水荒和森林植被无关

    四、社会制度成因的提出

 

第三章  毛泽东时代:灌溉革命保水农业

     一、中耕保墒---中国古典农业的核心和特征 

    二、毛泽东时代伟大的中国农业灌溉革命---农业现代化的起步

    三、精耕细作、八字宪法、大寨道路

       ---灌溉条件下对保水传统的继承和发展

       

        (一)毛泽东发明成语精耕细作---对古典农业保水耕作的继承

       

        (二)农业八字宪法---对古典农业保水传统的发展

              袁隆平时令问题

        (三)大寨道路---治山、改土、保水的光辉典范

 

第四章  大逆转:保水农业的终结和大水荒的降临

    一、建国以来田亩制度回顾

    二、包产到户---保水农业的终结

    三、水荒的降临

    四、保水农业瓦解的经济、政治、社会基础

         (一)包产到户后,农业转变为经营

         (二)包产到户破坏了保水农业的生产组织结构

         (三)农田细碎化加大地表面积,促使保水耕作终结

         (四)保水农业的全方位终结

         (五)免耕法---中国农业的耻辱!

 

第五章  无解---市场环境中的水源危机

    一、南水北调杯水车薪、成本昂贵

    二、节水灌溉不节

    三、虚拟水源---河流也进口?

     四、路在何方?---放弃灌溉农业粮食自给...

 

第六章  生存还是死亡?---崩溃的海河

    一、喝断了黄河、喝干了海河、喝尽了地下水

    二、超级漏斗、地沉降、地裂缝、海水入侵、咸水下移...

     三、疏干,2014---空前的灾难!

    四、---水源争夺战已打响!

 

正文注释 [01]-[70]

 

附文:

附文一黄河流域水源亏损分项计算

附文二 工业耗水率分析和市区耗水量计算

附文三 森林减水效应监测资料选

附文四 松土保墒实验成果

 

 

 

制度性干旱

 

---论中国北方恶性水源危机的社会成因

              

孟凡贵(苏拉密)

 

 

北京大学中国与世界研究中心特约研究员

 

               

内容提要:

 

   20世纪80年代后期以来,中国北方陷入了持续的、规模空前的恶性水源危机。十河九干、大河断流、地下水位大尺度下降;人类生存环境受到严重威胁。

 

   长时间以来,主流认为,气候变暖变干、工业用水增多、森林植被减少等因素是大水荒的主要成因。通过深入的量化研究,本文否定了这些成因。

 

  

   本文认为:

  

   包产到户终结了中国古典农业中耕保墒体制,逆转了毛泽东时代建立的灌溉保水农业方向,从而加大了农田蒸发。根据实验成果,仅黄淮海流域,因放弃保水耕作而加大的农田蒸发高达890亿m3接近于1条黄河再加2条海河,相当于10条南水北调中线!这才是大水荒最根本的成因。

 

   在市场环境内,尚找不到克服水源危机的途径,除非放弃灌溉农业粮食自给

 

 

 

第一章 从黄河开始---大水荒的形成与定量描述

 

   在中国北方,正发生着持续的、规模空前的恶性水源危机。危机起始于20世纪80年代后期(1987年[01]),并以愈演愈烈的势头向未来蔓延。大水荒席卷了西北、华北的全部和其它部分地区;涉及国土面积、人口、经济的1/3。按流域计,囊括了全国6大流域中的3大流域---黄河、海河的全部和淮河的大部。

 

 

一、黄河的恶性断流与枯竭

 

   黄河,---中华民族的母亲河;诗人曾用黄河之水天上来”“黄河万里触山动的壮丽诗句来描绘黄河的雄浑激越。但当历史进入20世纪80年代后期,黄河却年年断流,入海水量急剧减少。国人早已用黄河成了季节河!的惊呼来表达黄河的现状。

 

   根据1919年以来的水文观测资料,60年代以前黄河也偶发过断流:一次是1938年蒋介石扒开花园口造成的主河道连续多年断流,一次是1960年三门峡大坝落成在枯水期试闸断流。

 

   20世纪70年代,中国完成了人类历史上最为辉煌壮丽的农业灌溉革命,建成了世界最大的灌溉农业体系(后文详述)。就黄河来说,是在流域内和下游黄淮海平原兴建了规模巨大的引黄灌溉工程。因抗旱用水集中,而水库蓄水能力相对不足,出现了轻度的季节性断流。年均断流时间仅为14天,断流时间也只发生在春旱时节。

 

   80年代后期,黄河断流发生恶变,断流时间由春旱季节向全年度弥漫,跨年度断流已屡见不鲜。年均断流天数扩大为100天,断流河道从山东延伸至河南境内。1997年,利津站断流226天,河口连续330天无滴水入海;开封以下800公里河道一马平川,断流直逼黄河中游的界碑---郑州花园口。

 

图表01-黄河断流情况统计表[02]

  

   伴随着断流性质的恶变,黄河在入海水量上呈现了急剧衰竭的过程。图表02是1949-2005黄河利津站的实测径流量变化,大略反映了河口的实际入海水量。

 

图表02[03]

  

 

   图表01、02客观反映了建国以来的黄河水情史:

 

   50-60年代,灌溉农业刚刚起步,黄河流域同时进行着以治理洪涝、积水、盐碱等恶劣环境为主的农业生态革命[

请参阅《孟凡贵(苏拉密):万流归海见桑田----从华夏5000年农耕文明的大视野仰望毛泽东》

 ----北京大学中国与世界研究中心《研究报告》( No.2007-02)http://www.wyzxsx.com/Article/Class14/200710/25660.html] 水源利用十分有限,500亿m3黄河水白白流入大海。

  

   70年代,因灌溉革命的发生,黄河入海水量出现了第一次大幅度衰减;但仍保持了310多亿m3的入海水量,除了满足输送泥沙所需200亿m3生态流量外,尚有100多亿m3因水库储调能力不足而被迫弃水。一方面是弃水,一方面却又因抗旱取水集中而发生了一些断流;---这是在小浪底水库建成前仅靠三门峡水库无法解决的矛盾。这个时期发生的断流时间短,未引发明显的生态后果,更不存在水源危机问题;而是属于工程调度性断流 。若刻意限水,断流应可避免。这个时期,黄河处于适中的良性开发阶段

 

   不可否认,70年代的断流还包含了一定的理念性因素---对断流缺乏足够的重视。但人类对自然世界的认识是循序渐进的,我们似无理由苛求前人。

 

   实际上,对于环境问题,新中国在发展中国家、乃至和发达国家相比都是积极而富有远见的。

 

   1962年,美国女学者蕾切尔·卡逊出版《寂静的春天》一书,标志着现代生态环境理念进入人类视野。

 

   1972年,联合国召开第一次人类环境会议并发表《人类环境宣言》(即世界环境日宣言 ),标志着生态环境进入了人类管理程序。

 1971年,中国成立环境保护办公室,标志着中国的环境保护先于世界被列入管理程序;

 1973年,国务院环境保护领导小组成立,并召开第一次全国环境保护会议

 1974年,国务院颁布第一部生态环境法规:《中华人民共和国防治沿海水域污染暂行规定》;

 1975年,黄河水源保护办公室成立[04]

 

 

   80年代后期-90年代,黄河水量发生了第二次大幅度衰减,年均入海从70年代的310亿m3顿减为140亿m3,已大大低于200亿m3的生态流量。1997年,实际入海13亿m3,仅为天然水量的2.2%;黄河已经没有了汛期洪峰的概念,说黄河了丝毫不为夸张,已经完全是贫水性质的水源性断流

 

 

   进入21世纪,在小浪底和三门峡联合调控的基础上,1999年启动了黄河不断流项目:以50m3/秒为断流预警流量---当黄河干流某断面逼近这个数字时,立即关闭其上游的一切引水设施。在2005年元旦之际,《人民日报》宣称:2000年以来至今,黄河未发生过断流现象,成为迄今为止全世界唯一解决断流问题的大河[05]

 

   但是,黄河断流引发的生态后果,主要是下游河床泥沙沉积,其次是三角洲退化问题。根据大水冲刷,小水淤积的原理[06],50m3/秒的流量对于黄河来说不过是涓涓细流,和2500m3/秒的冲、排沙流量相距甚远。这种小水不断除了浪费冲刷流量的积累形成、徒增河床的泥沙外,尚可喜悦的就是听说东平湖的刀鱼又游到郑州啦!

 

   显然,这种不断流象征意义大于实际意义,充其量也就是个刀鱼工程即便如此,2000年以来的年均入海水量仍继续减少,由90年代的140亿m3再降到120亿m3,甚至经常达不到50m3/秒的断流预警流量。2002年,实际入海水量仅为34.5亿m3;即使把汛期行洪流量平均进去,也仅能勉强维持不断流

 

   稍往深处看,调控只能解决水源分配问题,并不能改变黄河径流枯竭的本质。严格限制河道取水,倒是可以确保不断流了,但势必增加地下水的开采量;过度开采地下水带来的生态问题并不比断流轻松。

 

   过度开采地下水最直接的后果就是水位下降。从国家战略考虑,地下水位属于重要安全指标。如有战争水库被提前疏泄至安全水位、恰遇大旱又河道干涸,地下水就成了唯一的保命水。现在地下水位已被透支过深,农业不得不采用潜水泵取水,潜水泵靠水下扬程工作,必须用电。这样,原本因面积分散而缺乏打击目标的农业,届时将因被绑定在高压塔上而成为战略打击目标;2008年雪灾时高压塔带给城市的厄梦,将毫不留情地降临到农田,一发导弹就足以让百万亩庄稼绝收。这对于中国以灌溉农业为主的粮食生产体系来说即危如累卵。只有将地下水位恢复到7米内(大气压=10.30m,水泵连续工作时井内还将产生3.0米左右的井壁水位降),紧急时刻农民才可能用柴油机-离心泵人力压泵等多种灵活手段取水保命;否则就只能望水止渴,不要说灌溉了,连吃水都是问题。对于高尚人士 ,这或许还没有吃不到黄河刀鱼重要。

 

   用牺牲地下水和冲刷流量的方法刻意维持象征性的不断流是得不偿失的;和70年代的因忽视而断流相比,不见得就高明。

 

 

二、水源储量的大规模消失

 

   在地表水源枯竭的同时,黄河流域的地下水及其它水源储量也同时大规模减少。水源储量到底减少了多少?多年来官方的口径是收支基本平衡,但这种说法无法面对20多年来地下水位大尺度下降的历史事实。笔者根据官方文献披露的相关数据,进行了详细的分项计算,得出的结果十分令人吃惊。为了不影响正文的可读性,这里只导出计算结果。计算所依据的资料与方法,见《附文一:黄河流域水源亏损分项计算》供专家和工程类读者审证。

 

 

1、地表径流损失

 

   根据图表02,以70、80年代平均水平计算,仅1990-2005的16年间,黄河入海总量减少2650亿m3

 

 

2.浅层地下水储量损失

 

   80年代以来,黄河流域平原的浅层水位平均下降了14米,流域16.70万平方公里平原所含浅层优质淡水(含矿化度≤2克/公升)储量减少1470亿m3

 

   同时,国家调查资料还显示:1985-2004年20年间,黄河流域平原浅层淡水面积减少1.45万平方公里;究其原因往往是淡水区开采过度,周边咸水入侵的结果。淡水区盐化后,则很难恢复,可视为对水源的一次性破坏。

《附文一:黄河流域水源亏损分项计算-浅层地下水》

 

 

3、深层地下水储量损失

 

   根据资料计算,流域深层地下水储量减少930亿m3《附文一:黄河流域水源亏损分项计算-深层地下水》

   深层水源远流长,补给量很小。水质点运移大约需要1-3万年的时间,从地表至深层补给区的水循环需要数百年、以至千年时间[07]。一般将深层水视为不可开采资源[08]不到万不得已就轻易动用,实属对后辈不负责任、得过且过的掠取行为。而且深层水的开采极易引发地层沉降等地质灾难。

 

   深、浅层水的巨额支出,使黄河流域形成了较大的地下水漏斗区65处,漏斗面积6000平方公里。其中,最大的运城漏斗,面积达1800多平方公里,水位埋深110米。

 

 

4、土壤水库储量损失

 

   除地表、浅层、深层水外,还有隐性水源---土壤水,也在巨量损失。

 

   土壤水指的是浅层水位以上的地层含水,由水位下降后土壤吸附的水分构成。因这段地层含有空气,因此也叫包气带

 

图表03-包气带水分示意图

 

 

   20多年来,黄河流域平原的浅层水位由平均3米下降到了17米(《附文一:黄河流域水源亏损分项计算-浅层地下水-水位变化》);相应,包气带加厚了14米。这14米包气带在形成时都吸附有一定的水分,但包气带水分会因向上蒸发或被树木根系吸取而减少。20多年来,黄河流域地表水源日趋枯竭,包气带损失的水分得不到足量的渗补,日积月累,造成土壤水库储量的严重亏损。

 

   据估算,20多年来黄河流域土壤水储量亏损1000亿m3《附文一:黄河流域水源亏损分项计算-土壤水》

 

   土壤水虽然不是能集中开采的水源,却是维系地表、地下水源的纽带和缓冲储量。地层干燥会减少地表、地下水的产出。近年来,在同等降雨条件下,形成的地表径流却比70年代小许多,说是下渗了吧,地下水位却无升反降。这种奇特的水文现象,就是土壤水空库了,降水被强行补库的结果。---欠帐是迟早要还的。

 

   假如读者有兴趣用树木枯死百度一下,可找到相关网页28万篇,大部分是深层土壤干旱导致的树木死亡。

 

 

图表04-20多年来黄河流域水源亏损累计

 (注:仅为1990-2005年16年合计)

 

   20多年来来黄河流域水源累计亏损为6000多亿m3

 

   这些尚不包括一些因资料缺乏无法计入的项目。如:山丘地下水与平原地下水不重复部分的储量亏损、高原冰川积雪的储量亏损、流域内天然湖泊萎缩的储量亏损、矿化度≥2的微、轻咸水的储量亏损...等。这些未计入部分的亏损总量也应在千亿立方米的量级。

 

   6000多亿m3到底是个什么概念?应一些非工程类读者要求类比如下:

10多条黄河的天然流量,3000条长城的体积、全国每人95万瓶矿泉水。

 

   如此庞大的水源为什么会在短短20年间忽然消失?本文将给出可计算可验证的回答。

 

 

   水源的巨量亏损是灾难性的。

 

   按1997-2002年均入海不足50亿m3,黄河何至还是季节河那么轻巧?简直就成了十足的内流河!若不是靠每年透支100多亿m3的地下水储量来补充地表,它哪里还有50亿m3入海?恐怕一进入山东境内就湮干了。

 

   2002年,山东省500万人吃水困难,近5000万亩农田无水灌溉,760万亩绝收[09]。胜利油田也因缺水而多年限产。由于黄河入海水量过少,泥沙得不到有效冲刷,导致下游河床以每年抬升10厘米左右。1998年,4700流量的洪峰水位竟相当于1958年的30000流量和1982年22000流量的高度[10]

 

   然而,本文的重点还不在于追究水源危机的恶果。

 

 

 

 

第二章 大水荒以往成因的否定

        社会制度成因的提出

 

 

   为什么中国北方会在短短20年内水源全面枯竭?各种学说虽莫衷一是,但主流的观点均围绕以下几个方面展开:

 

1、降水减少,气温增高;

2、工业与城市用水增多;

3、森林植被减少。

 

   雨下少了,水用多了,自然就缺水了,答案多么简明啊!但如果仅仅停留在表层,不进行更加深入的研究,就难免得出一些似是而非的结论。本文认为这些因素不仅不是导致水荒的主要原因和次要原因,甚至根本就是反面原因比如,城市与工业的扩张增加了用水,但用水并不等于耗水。而城市与工业的扩张还必然伴随着农田的减少,同样面积的农田和城市哪个耗水更多?这些问题若不经定量研究,结论就难免流于想当然。再比如,按照一些人的信仰,森林是增加水源的;但所有的观察资料都表明,森林的腾发(土壤蒸发、植物蒸腾)强度大于荒坡裸地;在同等降水条件下,所之水从何而来?我们还知道,任何生命的生长发育都需要消耗水分;森林作为庞大的生命群落难道就可以例外?不耗水反而增水?

 

 

一、气候因素不是大水荒的成因

 

   无庸质疑,近20年来中国北方确实存在着降水减少和气温升高的趋势。就黄河流域而言,90年代年降水量较60年代减少了4.2%;气温平均升高了0.58℃[11]

   但是,一个地区的水源盈亏并非仅仅取决于降水一个因素,而是取决于降水(收入)和蒸发(支出)的总体作用。

 

   降水减少了4.2%,收入是减少了;但水源是否应当减少,还要看支出的情况。

 

   根据多方面资料和研究成果,黄河流域的天然气候蒸发能力---水面蒸发量,80-90年代较60-70年代下降了7.5%[12]

 

   当然,水面蒸发还不等于实际蒸发;因为实际蒸发还要受土壤供水情况、色泽、质地、植被、粗糙度、等多种地表因素的影响。但是,在地表条件不变的情况下,实际蒸发量和水面蒸发量成正比关系[13]。也就是说,如果没有发生重大地表变化,实际蒸发也当同时减少7.5%。

 

   降水减少了4.2%,蒸发却同时减少了7.5%;收入少了,支出更少,库存就没有减少的理由。也就是说,包括气温、日照...降水、天然气候蒸发在内的总体气候因素并不是水源减少的原因。

 

   若按干燥度=年水面蒸发量/年降水量的气候学公式,分子(水面蒸发量)减少了7.5%,分母(降水量)只减少了4.2%,干燥度数值是缩小的。也就是说,黄河流域的气候不仅没变干燥,反而稍微湿润了。

 

   在气候趋于湿润的情况下,流域水源却大规模减少,那就不应该简单地归罪于气候因素,而应当到影响蒸发的其它因素---地表条件变化中去寻找原因。

 

 

二、工业和城市是增加水源的因素

 

   在中国北方的水危机中,往往首先引起人们关注的是水质的严重污染。但如果仅仅只是污染,我们就应该能看到满河污水流入大海的景象;而中国北方的现实情况却是大河断流、十河九干、连污水也没有那么多。这就说明,中国北方的水问题已经不止是停留在污染层次上,而是演进为更为深刻的水源危机了。

 

   以水源作为研究对象,本文着重于了,到哪里去了而忽略了,怎么弄脏了的---本文定义的水源是不区别水质的。

 

图表05-中国用水情况变化表[14]

  

    图表05表明:1980年以来,农业用水基本持平或略有下降,工业与城市用水快速增加。但是,用水并不等于耗水

 

   按照流域水资源研究采取的一般性定义:耗水是指在输、用水过程中,通过蒸腾蒸发、土壤吸收、产品带走、居民和牧畜饮用等形式消耗掉,而不能回归到地表水体或地下含水层的水量。

 

   严格地讲,只有蒸发才是真正的耗水土壤吸收、产品带走、居民和牧畜饮用不见得就是耗水。土壤吸收可能有一部分渗入地下,作为地下水、土壤水储量;居民和牧畜饮用将有一大部分通过排便回到污水系统,只有呼吸、皮肤分泌才造成蒸发;矿泉水、西瓜等产品携水也只是水量转移。其他生活用水比如洗衣服,用水哗啦啦看着不少,可真正能被称为耗水的是经甩干后、晾晒过程蒸发掉的水分,其它的也进入了排水系统。

 

   直觉告诉我们,工业和生活只能把水弄,而不能把水弄;计算证实了直觉。水的比热汽化热都非常大,蒸发水需要很大的能量。经简单计算,在热效50%的情况下,一吨标煤可蒸发初始温度为摄氏15℃的水5.6m3。而2005年中国能源总消费为折合标煤22.2亿吨[15];即使把这些能源全部用来蒸发水分,也只可蒸发124亿m3;仅占当年工业、生活用水的6.3%。

 

    《附文二:工业耗水率分析和市区耗水量计算》通过对占工业用水量50.0%火电业和另一用水大户---造纸业的耗水环节进行分析,得出结论为:工业用水的蒸发耗水率不超过10%。这个结论和海河水利委员会李彦东的论断不谋而合。---工业与生活用水可以是水质污染的祸首,却不能够是水源枯竭的罪魁。

 

   进一步研究认为,工业与城市的扩张必然伴随着同样面积的农田减少。同样面积的市区耗水量只相当于农田人工灌溉用水部分的1/3。在天然降水方面,农田和市区降水虽然是同量的,但农田降水将被耕作层土壤吸收后用于田间腾发;而农田转化为市区后,地表将被水泥屋顶、水泥路面覆盖,天然降水非常容易在这些不透水面上形成地表径流,通过城市排水系统进入江河湖泊或在其它地方下渗形成水源总量。而且,水泥覆盖下的土壤含水也不容被蒸发。降水的去向只有三种途径:蒸发、下渗、径流;只要不被蒸发就形成水源。其实,这个道理很容易通过生活验证:在电视里,我们经常可以看到在强降水发生时农田未涝城先涝的画面。

 

   《附文二:工业耗水率分析和市区耗水量计算》以北京市为模型,通过对市区与农田用、耗水现状的比较,计算出结果:每平方公里农田转化为市区、工业区后,若能完全水泥化,则每年每平方公里可减少蒸发耗水32万m3,同时增加54万m3的地表径流;综合水源效益为86万m3/平方公里/年。若新建一座与北京同规模、同工业程度的大都市,每年可增加水源11.6亿m3(10亿立方米库容为大Ⅰ型水库,即特大型水库)。

 

   深入的量化分析说明:工业与城市不仅不是水源枯竭的原因,反而是水源形成的重要因素以往认为工业与城市扩张、用水增加造成水源枯竭的结论是不经推敲的。

 

   这里还有一个问题:既然城市单位面积水耗远比农田小,对水源的贡献远比农田大,为什么往往城市的地下水位要比周边的深?

 

   这是因为,城市取水比农业密集,但取水不等于耗水;城市取水使用后,对外转移了水量;我们经常可以看到使用城市排出水灌溉农田的情景。也就是说,城市的水量输出造成了水位的下降。

 

   据不完全调查,目前中国农田污染约1.5亿亩;其中,污水灌溉已形成污染的就有3250万亩[16]。这就是城市对外输水量的结果。

 

 

三、水源危机和森林植被无关

 

   一些人坚持要从信仰出发,认定森林可以增水。似乎只要有了森林,就要水有水要云有云。说这种信仰渊源于五行相生吧,可连业余的术士也知道是水生木而不是木生水

 

   毕竟,水文、环境科学是实证科学,不是术士哲学和迷信。唯物主义的自然观、人类对生命本质的认识、农林业的生产实践都一致告诉我们:任何生命的生长发育都需要消耗水分,森林作为庞大的生命群落,也不可能例外。就因果而论,森林是水源丰富的结果,而不是水源丰富的起因

 

   从统计数据看,自建国以来,除1980年左右因过度宣传森林保持水土、梯田流失水土造成森林面积一度下降外,其余都是增长的。说20多年来的水荒是森林减少造成的,不具有统计学依据。图表06反映了1949年以来中国森林覆盖率变化

 

图表06[17]

  

 

   就森林的作用而言,森林土壤的丰厚腐植质和腐死根系所遗留的孔道可以比荒坡更快、更多地入渗降水,使得森林具有蓄水减洪作用;林地入渗的水分还有望在旱季缓慢释放为枯水期径流,使得森林具有调水作用;森林的根系可以固定土壤以免冲蚀,使得森林具有保土作用。我们丝毫不怀疑森林的防洪、蓄水、调水、保土、固沙、防风等作用;但是,说森林可以增水,却是南辕北辙的。

 

   大量的、长期的检测表明,在干旱、半干旱地区,林地水分的腾发要远远大于荒坡裸地。裸地50%以上的降水可以形成地表、地下或土壤水资源,而乔木林地的降水腾发率接近、甚至超出100%。超出部分就通过透支土壤水分的方式维持,当土壤水分被长期透支到接近或低于蔫萎系数后,树林就退化为小老树---灌木化,甚至成片枯死。

 

   保得洛夫在《森林改良土壤学》引述了在中亚细亚营造松林的一段经过是非常一致的:松林自栽植至第十年一直生长良好,忽然成片死亡。[18]

 

   虽然林区土壤具有较好的入渗和蓄水条件,有望形成细水长流的局面,但前提是降水要足够大,雨季吸纳的水分自身消耗不完。即便是细水长流,但全年总径流量也是减小的。在降水较小的中国北方,由于森林自身的腾发已将所吸纳水分耗尽,使得山青水绿的企盼成了山青沟干的尴尬。

 

   美国科罗拉多州从1910年起,就在车轮山口两个自然地理相似,面积各在一千亩左右的小流域进行了8年的实验。一个流域森林保持原状,另一个全部砍光。后者全年流量增加17%。以后森林逐渐恢复,两个流域全年流量的差额亦逐渐缩小,以至完全消失。1934年,美国森林局在阿帕拉契亚山的柯威他三十个小流域(面积共26100亩)进行大规模试验,直至1964年才告结束,所得结果亦大致相同。1967年国际森林水文学讨论会上,希伯尔特汇集全世界所有记录加以分析,进一步肯定了砍伐森林一般能增加河流全年流量,增加幅度可大至65%。在有些事例中,甚至增加最多的季节正好是低水期。[18]

 

    《附文三:森林减水效应监测资料选》引用了较为全面的资料,多方位描述了林地的减水效应。把20多年来的水荒归结于森林植被减少,既没有统计学依据,也和监测成果相矛盾。

 

 

   在逐个排除了水源危机的气候、工业、森林等主流成因后,笔者提出一个全新的社会制度成因

 

 

社会制度成因的提出

 

   让我们再次审视黄河年均入海水量变化图

 

  

   上图显示,新中国成立以来,黄河水量发生了2次剧烈衰减,第一次发生在60-70年代,衰减188亿m3,衰减率为38%;第2次发生在80年代后期-90年代,衰减144亿m3,衰减率为51%。

 

   前文说,在黄河第一次衰减背后,隐藏着伟大的中国农业灌溉革命。这次革命对于黄河来说是适中地开发利用了白白流入大海的那部分水量,并没有带来生态和水源危机

 

   那么,在带来了严重水源危机的第二次衰减背后又隐藏着什么呢?是气候、工业、森林吗?我们已经一一排除了,都不是。

 

   是灌溉面积再次扩大了么?也不是。

 

图表07[19]

  

    图表07显示,在80年代,中国的灌溉面积不仅没有增加反而因人民公社的解体平均每年减少了736万亩。

 

   那么,它的背后到底隐藏了什么巨大变故?

 

   农业,仍然还是农业。郑州的年水面蒸发量为1300mm,也就是说在自然日照与气候条件下,每平方米农田每年可蒸发水1.3m3。假如换算为工业蒸发,相当于每亩每年耗电60万度(按水温初始温度摄氏15℃)。以郑州为标准,全国18亿亩耕地的天然蒸发能力相当于1100万亿度电力。这是个什么概念?2005年,中国电力总消费才2.5万亿度,只达到农田蒸发能力的2‰。这就意味着,农田蒸发的任何微小变化所带来的水量消失,都是工业难以比拟的。

 

   但是,我们在否定水源危机成因的气候论一节里曾指出:中国北方的水面蒸发量是大幅下降的。然而,这并不矛盾;农田的实际蒸发不仅取决于水面蒸发量,还取决于地表的保水条件。比如,在土壤供水充分的情况下,即使水面蒸发量减小,实际蒸发也可能加大;把农田覆盖一层薄膜,即使水面蒸发量增大,实际蒸发也可能减小。用煤灰把土壤染成黑色,改变土壤辐射性能;或者把土壤表面弄得凸凹不平,改变地表面积等;都可以造成虽然水面蒸发量下降,但实际蒸发量却可能增大的结果。

 

 

   笔者大胆地假设:

 

   莫非是20多年来中国社会制度的改变使农田条件发生了变化?从而造成农田蒸发加大?以至于形成宏观水源枯竭?

 

   回答是肯定的本文将展开系统的论证和提供具体的实验成果。

 

   我们将从中国古典农业的保水耕作体制在灌溉革命发生后、所遭遇截然不同的两种命运入手论述;进而揭示耕作体制改变对水文环境的重大影响

 

 

 

第三章 毛泽东时代:灌溉革命保水农业

 

 

一、中耕保墒---中国古典农业的核心和特征

 

   在中国北方广大的干旱、半干旱农业区,作物年需水量为1000mm左右,年降水量却只有200-600mm,而且降水的季节分布极不平衡。在社会尚不具备能力组织大规模灌溉的古代中国,为解决这种十分尖锐的供、需水矛盾,劳动人民发明了以保墒为核心的耕作体制。

 

   ,指的是土壤水分。

 

   保墒,在古代文献中也称为务泽务泽,就是经营水分

 

   所谓经营,就是通过深耕、细耙、勤锄等手段来尽量减少土壤水分的无效蒸发,使尽可能多的水分来满足作物蒸腾。

 

    锄禾日当午一句童孺皆知,若要问农民为什么要冒着炎炎烈日终日锄禾不止?通俗的回答是除草

 

   实际上,除草只是较为浅显的原因之一,锄地的核心是松土保墒《齐民要术》就特别强调锄不厌数,勿以无草而中缀 ;就是说,锄地是不论次数的,没有草也要锄。这是为什么呢?

 

   近代土壤学揭示,土壤在过水后会形成通往地表的毛细管,还会在缩水过程中开裂;松土,就是切断毛细管,堵塞裂缝;从而保墒---抑制水分沿毛细管上行至地表蒸发和直接经裂缝蒸发。

 

   松土保墒,一般在雨后土壤表面干燥到不泥泞时进行。用锄头在土壤表面松出10厘米左右厚的暄土,暄土不会开裂;暄土层与下层之间的毛细管也被切断了,不再能从下层获得水分,因此会迅速干燥成无水分可供蒸发的被子,把下层水分牢牢地在土壤中。

 

   中国最早的农学论文《吕氏春秋.任地》论述到:人耨必以旱,使地肥而土缓意思是:锄地的目的是为了防止土壤干旱,具体做法是把土壤弄脂腻、酥松。

 

   农谚锄板底下有水锄头自有三寸泽就是对松土保墒功能的生动总结。

 

   松土保墒,又被现代农业称作暄土覆盖法覆盖,也是防止一切水分蒸发的最有效途径。分布在中国甘肃、青海等地区的砂田就使用卵石来覆盖地表,竟然也能在极度干旱的环境中生产出西瓜、蔬菜等高水产品。正宗白兰瓜,就出产于砂田。毫无疑问,和石片覆盖、秸秆覆盖、塑料薄膜覆盖相比暄土覆盖具有同质覆盖的无比优越性;这也是中国古典农业的超前性所在。

 

   松土保墒的原理又和枪支等精密钢铁制件的发蓝工艺很有点类似。发蓝就是以氧制氧:让金属表面迅速氧化成致密的四氧化三铁薄膜,保护下层不再被继续氧化 。松土保墒则是以表层干燥化来防止深层干燥化

 

 

   中国古典农业发端于春秋时期。走出了石器时代刀耕火种的华夏先农,开始有意识地提高土壤对水分的保持能力,逐步建立起深耕-易耨的耕作体制。

 

   深耕,就是逐年加深耕作层厚度。可以打破常年耕作踩塌形成的坚实犁底层,减小作物根系下扎阻力,扩大作物的水、肥空间;可将下层死土翻起,熟化其结构,风化其养分,提高土壤的耕作性能、保水性能和肥力。深耕还可加强雨季吸纳降水,以供作物旱季消耗,可称为深耕蓄墒

 

   易耨耨:nòu),就是经常锄地。松土除了保墒、刈草外,还可提高地温;因为蒸发消耗热量,减少蒸发就积累热量。农谚说的多锄地发暖,勤锄地不板就是这个道理。

 

 

   在古代中国,人们甚至把锄地作为判断国家制度的标准。

 

  深耕易耨演化为成语源自《孟子·梁惠王上》。孟子表达了儒家学派的政治主张:王如施仁政于民,...深耕易耨...就是说让老百姓能够经常锄地的政治制度才是好的政治制度

 

   在孔、孟之前,杰出的政治家管仲则以法家的国治观深耕易耨作为国家安全的标志。

 

    《管子.八观》写到:

行其田野,观其耕耘,计其农事,则饥饱之国可知也。其耕之不深,耘之不谨,...以人猥计其野,...虽不水旱,饥国之野也。

 

   这段话的大意是:只要看一下它怎么耕地、锄地就知道这个国家的安全状况了。不能让百姓深耕勤锄,而是让百姓们凑到非耕作场所猥计其野)去打麻将、赌六合、选超女,即使不发生旱、涝等自然灾害,也依然要被饥荒和动荡笼罩。

 

   到北魏时期,出现了贾思勰的农学巨著---《齐民要术》,进一步把耕作体系发展为耕-耙-耱-压-锄,标志着中国以保水为核心的古典耕作体制的成熟和完善。是用铁齿将犁耕翻起的土块切碎,兼有减小播种阻力和松土保墒的目的;是无齿耙,着重于将地表拖细碎、平整;镇压是通过碾压或拍打的方式将耕、播、锄造成的坷垃支翘压实。在《齐民要术》体系中,都以保墒为直接目的。

 

   在世界范围内,中国古典农业又被称为中耕农业中耕指的在播种与收获之间、在植株间进行的田间耕作管理。主要包括锄草、松土、培土、镇压、间苗等环节。中耕,是中国传统农业的独具特征;特别是锄头,作为中国古典农业的标志,是镰刀和犁铧不可篡越的。

 

   中耕保墒耕作体制之所以单独在中国形成,除了中国北方干旱、半干旱的气候背景迫使华夏先农去探索、实践这条道路外,还得力于在2000多年前的西汉就普及的条播(耧播)技术。---整齐、有间隔的分行栽培,使得中耕成为可能。而欧洲公元17世纪前都还是手工撒播,乱七八糟的植株间根本就没有人的立足之地和下锄空间;到18世纪欧洲才普遍采用条播技术。直到1731年,农技推广家杰思罗·塔尔还在努力劝说欧洲农民采用他的马拉锄地法[20]。当宋代中国已经成功地将北方古典农耕技术移植于南方、改革为江南稻作体系、取得平均亩产量343市斤的成就时,欧洲作物的亩产才约合76市斤[21]。毫不吹牛地说,直到18世纪,欧洲才知道什么是真正的农业;什么叫intensive cultivationintensive and meticulous farming

 

   在日本,农学史家熊代幸雄、西山武一等认为:《齐民要术》所代表的旱农的经验原理与现代旱农的科学原理已十分接近[22]。学者神谷庆治则惊叹不已:即使用现代科学的成就来衡量,在《齐民要术》这样雄浑有力的科学论述前面,人们也不得不折服...现代日本旱地农业所采取的最先进的技术理论与对策和《齐民要术》中讲述的农学原理,却几乎完全一致,如出一辙[23]

 

 

   中国北方农民数千年来面向黄土背朝天,日复一日地锄地,锄地,为的就是用有限的水分生产出尽可能多的粮食。为了提高锄地效率和改善孤单枯燥的劳动环境,人们还结成锄社。在元代大农学家王祯的《农书》中,我们可以看到一幅农民用传统手工方法结社锄地的乡村风俗画:

      在北方的村庄里,农民常结为锄社,一般由10家结为一社。先锄一家的田地,这家就为其余各家来锄地者提供饮食。其余各家轮流照此办理,在10 天内轮流完...这是完成锄地任务的快速方法而且是一件乐事。如果有一家患病,或出了什么事,其它各家就合力相助。...秋收之后,锄社社员们都拿出酒和猪蹄来,参加庆祝丰收的盛宴。

 

 

二、毛泽东时代伟大的中国农业灌溉革命---农业的现代化的起步

 

水者,地之气血,如筋脉之流通者也。

---《管子·水地》(公元前7世纪)

 

水利是农业的命脉。

---毛泽东

 

   中国古典农业对水采取的态度,其实是落后的生产力和落后的社会形态面对干旱环境的被迫选择。,只可能减少水的损失,而不能根本解决降水过少的恶劣条件。因此,将人工灌溉引入耕作过程就成为中国农业从古典向现代迈进的最重要的步骤。

 

   早在4000年以前,中国先农们就懂得临河引水和挖井汲水,并产生了以都江堰为代表的水利工程和人工灌区。令人惋惜的是,受生产力和社会组织方式落后的桎梏,没有能完成农业的灌溉革命;中国农业长期停留在自然状态。至1949年,自大禹起的4000年间,旧中国共累计完成灌溉面积2.4亿亩,约为总耕地面积的1/10,而且多分布在江南稻作区;在干旱缺水、更加需要灌溉的北方,灌溉面积所占比例可忽略不计,蓄水能力近似于零。经两千多年陆续扩建的都江堰河套等灌区面积直到1949年均未超过300万亩(现存的千万亩规模皆为新中国前30年扩建)。

 

   1957年,毛泽东主席发出水利是农业的命脉的时代强音。此时的中国,由于工业革命才刚刚起步,水利建设最初所依赖的是新生的先进社会组织方式---农业合作化、集体化制度。中国农民就是靠人众心齐、大锤铁锹、手推肩扛,拉开了中国农业灌溉革命的辉煌大幕。水利部长傅作义曾做了一个题目为《四个月的成就等于四千年的一半》[24]的总结,说截止到1958年1月31日,四个月扩大灌溉面积一亿多亩,相当于旧中国四千年以来所积累灌溉面积的一半。在以后的十几年岁月里,随着工业革命进程所提供的机械、能源、技术的强有力支持,到70年代,中国完成了人类文明史上规模最为宏大的农业灌溉革命。

 

   截止五五计划结束时的1979年,全国拥有有效灌溉面积7.3亿亩,占世界灌溉面积的1/4,居世界首位;人均灌溉面积超过了世界人均水平。把灌溉密度(灌溉面积占实际耕作面积的比例)提高到了46%,处世界领先地位(美国目前灌溉密度仅为13%[25])。同时还完成2.6亿亩的除涝和6200万亩的盐碱地治理。其间,共建成大、中、小(10万m3以上)型水库8.6万座,数百万座被民间称作水库的塘坝(10万m3以下)不在统计之列。总库容4千多亿m3。人工河渠总延长300多万公里,已配套机井220万眼,各类堤防总长16.5万公里。[26]

 

   新中国1949-1979年水利建设的工程总量---体积合多少土石方?

 

   根据《水利部:建国40年水利建设经济效益》[27]提供的数据:1949-1987全国水利工程总投入按1980年不变价格计算为2164.11亿元;劳动力投入折合1137.03亿元。

 

   80年代是中国水利建设的黑暗时代。水利建设投入占基本建设投入份额由1958-1979的7.08%降低为2.7%;这么低的投入恐怕连工程维护都完不成,就别提新建项目了。我们有理由认为:在1949-1987的2164.11亿元投入中,有1800亿左右、甚至更多为1949-1979的投入。特别是1137.03亿元的劳动力投入,完全是人民公社时期靠生产队记工分完成的。

 

   按当年国家搭骨头,群众填肉的建设模式,国家与各级政府的1800亿大致是用来完成占工程体积30%左右的核心、枢纽、骨干、框架、钢筋混凝土等项目施工,和规划、设计、组织、配套、后期维护等支出的;群众的1137.03亿劳动力投入大致是用来完成其余70%土石方体积的。根据史料,当年基建土石方的概算为0.45元/立方米[28]。也就是说,靠群众记工分完成的工程体积为2527亿立方米,靠国家和各级政府投入完成的工程体积为1083亿立方米,总计为3610亿立方米

 

   由于资料不足,笔者曾做出过最保守估算,工程总量土石方也当在300亿立方米以上的判断,被广为引用;保守系数竟高达12倍!有误导读者的嫌疑,特在此修正并道歉。

 

   3610亿立方米这个天文数字是个什么概念呢?万里长城的工程量为2亿立方米;倾举国之力、历经15年建设还没有完工的三峡工程,到最后的土石方开挖、回填、混凝土浇注总量不超过3亿立方米。

 

   也就是说,在1949-1979的30年间,新中国水利建设的工程总量为1200座三峡工程,平均每年40座。

 

 

   巨大的工程不仅是灌溉面积的数倍增加,也是灌溉结构的战略调整。灌溉要解决的是天然降水与作物的需水矛盾,这个矛盾在降水丰富的南方远没有北方尖锐。虽然受水源短缺的限制,在干旱地区实施灌溉要比湿润地区困难得多,但增产效果却更为强烈。因此,在新中国新的灌溉面积中,有2/3增加在北方。比如,华北平原的灌溉密度就一跃提高到了74%[29],超过了南方平原地区,也超过了都江堰等经典灌区。

 

   籍此,中国一举扭转了南粮北调的被动局面,彻底圆解了用7%的土地养活24%人口的千年梦想;中国农业的现代化迈出了坚实的第一步。

 

 

 

 

三、精耕细作、八字宪法、大寨道路

    ---灌溉条件下对保水传统的继承和发展

 

   农业与工业有着本质的差别;至今,人类还不能象合成聚乙烯颗粒一样合成大米。这就意味着,农业的现代化只能是用工业的、科技的、社会的手段来加强和改善农业,而不能彻底取而代之。同时,农耕的对象是幅员辽阔的地表和体积庞大的土壤地层、水源水体;一旦把现代工业、科技、先进的社会组织方式等威力巨大的因素加入进来,特别是在灌溉革命条件下对环境水源的大规模转移;农业就不再是简单的粮食生产问题了,甚至会引发环境的变迁;这将关系到整个社会的水源安全。

 

   灌溉的本质是摄取环境水源补充农田水源。环境水源取决于大气降水等气候、地理因素。也就是说,在特定区域内,环境水源的储量和盈余能力都是一定的。

 

   一个区域(一般按大流域计)的环境水源盈余量有多少?---在水源储量不透支、水位不下降的情况下,通常就是除去维持河道生态最小水量以外的入海水量。假如灌溉耗水超出了环境盈余量,靠透支地下水、土壤水等水源储量或克扣生态需水来维持,其灌溉就是不可持续的;终有一天会因储量耗尽、生态恶化,导致灌溉体系崩溃。假如能够有效地减小单位面积的蒸发耗水,就可能维持较多的灌溉面积。

 

   在毛泽东时代,随着灌溉革命的进程,中国在环境水源盈余能力很小的北方拥有了大规模、高密集的灌溉农业;然而,正如《黄河年均入海水量变化图》所揭示:并没有发生透支水源储量和生态需水的问题!---截止70年代末,黄河流域平原的浅层水平均埋深为3.0米,---这是最适合农业耕作的优选水位(耕作带1米+毛管带2米+过渡带0米,见图表03-包气带水分示意图);年入海水量依然保持300多亿m3,扣除河道生态需水200亿m3,还有100多亿m3的盈余可供以后扩大灌溉面积。

 

   我们在惊叹之余回观历史,意外地发现:奇迹诞生于对中国古典农业优秀传统的继承和发展。

 

 

 

(一)、毛泽东发明成语精耕细作

        ---对古典农业保水耕作的继承

 

   1955年,在完成了暴风骤雨般的土地革命和简短的战乱恢复后,新中国开始规划农业的现代化远景。自1955至1960的6年里,毛泽东主席在广泛调查、深入研究、集思广益的基础上,亲自起草、多次修改[30],主持制定了全国农业发展纲要》农业40条),提交人民代表大会公布实施。在这部具有法规性质的纲领性文件中,发展灌溉精耕细作同时被列入条款。

 

  《纲要》规定:

       第五条:  兴修水利,发展灌溉,防治水旱灾害。

       第十一条:  一切农业合作社都应当实行精耕细作,改进耕作方法,...及时锄草间苗,加强田间管理,...

 

   倍受史家推崇,毛主席创用了一个新词---精耕细作 。遍览中国古代文献,并没有精耕细作一词;管子使用的是深耕谨耘、孟子使用的深耕易耨、《齐语》使用的是深耕疾耰。显然,先贤们都局限于具体工序的耕作要求,而精耕细作高度概括了包括整个中国古典农业体系在内的全部技术原则,其涵盖要深广得多 [31]。从深耕易耨精耕细作,反映了中华民族思想的深化和超越。

 

   文献研究还发现,在1956年的《纲要(草案)》里,毛主席使用的还是耕细作 ,但到1957年《<纲要>(修正草案)》公布前,毛主席就在其它场合使用精耕细作了:中国就是靠精耕细作吃饭...靠精耕细作...,人多一点,还是有饭吃[32]。透过一字之差,我们看到了毛主席书房的彻夜灯光。毛主席为此还通篇研读了威廉斯的《农作学及土壤学原理》等技术专著[33]。之后精耕细作便取代了深耕易耨,成为成语。

 

   精耕细作虽然作为中国古典农业的基本原则早已确立千年;但是,若缺乏必备的社会机制保障,再好的原则也很难被普遍遵行。比如锄地就经常被看作是有空可以多干、无空可以少干闲活有草锄草,无草松土看不到搭锯见末的经济效益的;汗滴禾下土既没有桑拿的痛苦,锄禾日当午也没有敲锣打鼓求雨好玩;没几个农民一定要把齐民要术进行到底。也难怪,贫下中农没几垄地可侍侯;地主家又舍不得铜子儿和窝头雇人从事这种不紧要活计;也就几个中农家的婆姨、半大小子还在东一犁沟西一垄地从事着锄地的勾当,幺幺俩俩散落在孤独的田野。这种现象越是到王朝末期就越是明显。王祯笔下的田园牧歌也只是在田亩兼并尚不十分尖锐、乡社功能良好的社会环境中或可存在。

 

   真正使精耕细作得到全面实行的是社会主义运动。农民们成群结队、忘乎所以,为一成不变的劳作参合了许多不本分的内容。先在田间出一出风头、赛一赛干劲,再到地头去扫文盲、念报纸、大批判、提觉悟。甚至连广播体操太极拳击鼓传花丢手绢也被搬到了田边地垄。民兵干脆就带着枪支,在坟包青纱帐间展开军事行动。一时,女人的尖叫、男人的粗吼交织一片。

 

   后来,有人为这种劳动形式取了一个外号叫大呼隆;虽不十分雅听,倒也相当贴切。据说,这种劳动出工不出效。说实在话,在灌溉革命以后,中耕保墒比较效益而论就毫无意义。有草锄草尚能节约肥料阳光,在除草剂不发达的年代还算可以;无草松土就有点劳民伤财。你保持的那点水分在灌溉条件下只要轻松推上马达、从容提起闸门就完全可以省略。虽说是节约了一点电力,但怎么也抵消不了体力活动对粮食的消耗;而且还磨损农机具、鞋底子。

 

   然而,若不经历史的深刻启示和水源危机的明确昭示,谁也不会想到:正是这种无效劳动减少了灌溉对环境水源的耗散,保证了灌溉的规模和持续;成为劳动转化为资源的典范。也正是大呼隆方式,在漫长的播种与收获间隔期为相对闲余的人力提供了有乐趣、有约束、能普遍参加、能持之以恒的社会主义人性化劳动,为精耕细作从原则到制度建立了组织保障。

 

   同在1957年,毛主席先后提出水利是农业的命脉精耕细作,科学地解决了在灌溉条件下,还要不要坚持耕作保水的问题。古老的中耕保墒技术,在中国农业现代化的起跑线上获得了崭新的生命,被放到了和灌溉同样重要的地位上。

 

   60年代,著名庄稼把式劳动家陈永贵,还借鉴深耕原理,将浅锄改革为深刨。在玉米、豆类等行距较宽的作物中间,锄耕深度可达25-40厘米。蓄、保墒兼顾,取得了良好的增产效果,作为大寨经验被学习推广。

 

   农业的根本出路在于机械化。为了把广大农民从繁忙的手工锄地中解放出来,新中国在50年代就开始生产新型畜力和动力锄草机。但中耕机械和翻耕、普播、收获机械相比,有着在棵间运行、要求