生態(tài)水工學(xué)的哲學(xué)思考

黃膺翰 周 青

(鄭州大學(xué) 水利與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450001)

1 生態(tài)水工學(xué)基本簡(jiǎn)介

水利水電工程在防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)、養(yǎng)殖和旅游等諸多方面對(duì)于保障社會(huì)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了巨大的作用。然而這些工程設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行在為人類社會(huì)進(jìn)步作出貢獻(xiàn)的同時(shí)卻對(duì)生態(tài)系統(tǒng)具有雙重的影響。因此，有必要對(duì)傳統(tǒng)的水利水電工程進(jìn)行反思，使其可持續(xù)化，生態(tài)化?；谝陨媳尘?，水利水電工程學(xué)者提出了生態(tài)水利工程學(xué)(簡(jiǎn)稱生態(tài)水工學(xué))學(xué)這一概念。董哲仁認(rèn)為:“生態(tài)水利工程學(xué)(eco－h(huán)ydraulic enginnering)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支，是研究水利工程在滿足社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)?！盵1]而在1993年，美國(guó)科學(xué)院所主辦的生態(tài)工程研討會(huì)上根據(jù)Mitsch的建議，把“生態(tài)工程學(xué)”定義為:“人類社會(huì)與其自然環(huán)境相結(jié)合，以達(dá)到雙方受益的可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)建設(shè)問(wèn)題[1]。

2 人類對(duì)河流的影響

人類社會(huì)的文明，是伴隨著對(duì)水資源利用開(kāi)發(fā)而發(fā)展的。早在幾千年前，人類就開(kāi)始了對(duì)水的利用與治理。而近100年以來(lái)，隨著工程技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)河流進(jìn)行了大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)，也對(duì)天然河流形態(tài)產(chǎn)生了巨大的影響。這些影響可歸結(jié)為以下兩個(gè)方面。

2.1 非工程措施影響

伴隨著城市化與工業(yè)化的進(jìn)程，人類制造的生活污水與工業(yè)污水越來(lái)越多，而這些污水中的絕大部分都流入了河流、湖泊等水體。最終引發(fā)了一系列嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難。其次，由于人類對(duì)湖泊等的圍墾，改變了岸邊的生態(tài)環(huán)境，使原有的水域面積縮小，致使河湖生態(tài)系統(tǒng)退化。此外，大量的毀林開(kāi)荒加劇了水土流失，使得河流的含沙量增高，進(jìn)而引發(fā)了河床抬升，河口三角洲變更。這同樣也改變了河流天然形態(tài)。

2.2 工程措施影響

至今，全世界大約有60%的河流經(jīng)過(guò)人工改造。而這樣的改造也對(duì)河流原有的自然面貌產(chǎn)生了根本性的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[1]:①大壩的修建使流動(dòng)的河水變成了相對(duì)靜止的湖水，降低了水體的自凈能力，還增加了水體的蒸發(fā)量。②由于庫(kù)區(qū)流速的變緩，導(dǎo)致泥沙及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的沉積，不僅使上游河床升高，還使庫(kù)區(qū)水體表面出現(xiàn)水華現(xiàn)象。③由于水庫(kù)對(duì)徑流的調(diào)節(jié)，改變了自然的豐枯變化，使年內(nèi)徑流趨于均一化，洪峰減小或消失。一方面，這改變了水中生物原有的脈沖式的周期發(fā)生變化，另一方面，這也會(huì)使泛洪區(qū)因失去洪水及其攜帶的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而造成生態(tài)功能退化。④由于人類對(duì)天然河流的“渠道化”，改變了河流原有的蜿蜒、深淺相間、急緩流交替的天然格局，改變了水體中生物的生存環(huán)境，使生物群落的多樣性降低。⑤由于河床表面的硬質(zhì)化，岸邊植物失去其生存環(huán)境，同樣會(huì)引發(fā)河流生態(tài)系統(tǒng)的退化。

3 生態(tài)水利工程的發(fā)展及其存在的問(wèn)題

3.1 發(fā)展歷程

在歐洲，由于傳統(tǒng)的水利工程興建后，生物的種類和數(shù)量都明顯下降，人居環(huán)境質(zhì)量有所惡化。至20世紀(jì)50年代，德國(guó)正式創(chuàng)立了“近自然河道治理工程”，形成了河流治理的自然工程理論，隨后開(kāi)展的一系列包括“鮭魚——2000計(jì)劃”在內(nèi)的國(guó)際研究計(jì)劃[1]，為生態(tài)治理提出了很多經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。而在1990年，日本的建設(shè)省河川總局也向全國(guó)發(fā)出了《有關(guān)推進(jìn)〈多自然型河流治理〉》的通知。這些研究計(jì)劃以及工程實(shí)踐積累了寶貴的工程經(jīng)驗(yàn)，使該學(xué)科有了質(zhì)的飛躍。不僅恢復(fù)規(guī)模由山區(qū)的小型河流發(fā)展到了大型河流。而且恢復(fù)理念也從最初的單一的水質(zhì)恢復(fù)發(fā)展到了以流域?yàn)槌叨鹊恼w生態(tài)恢復(fù)。

3.2 存在的不足

雖然生態(tài)水利工程學(xué)在近五十年來(lái)發(fā)展迅速，已經(jīng)積累了豐富的理論知識(shí)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但是該學(xué)科仍然存在不成熟的地方。主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)[1]:①人類社會(huì)是發(fā)展的，而人類對(duì)環(huán)境的要求也在隨之變化。并且，生態(tài)環(huán)境是人的主觀感受，雖然能將其數(shù)字化，但也是模糊的。此外，由于生態(tài)工程涉及涵蓋了多個(gè)學(xué)科，涉及范圍廣。所以，很難對(duì)河流及其工程進(jìn)行客觀、綜合、準(zhǔn)確地評(píng)估。②由于不同的地區(qū)有著不同的氣候、生物種群以及人文環(huán)境，所以生態(tài)水利工程具有“多樣性”。它的建設(shè)不像傳統(tǒng)水利工程一樣，有全國(guó)統(tǒng)一的規(guī)范。再加上工程經(jīng)驗(yàn)的缺乏，所以生態(tài)水利工程的建設(shè)理論框架還需進(jìn)一步完善。③工程目標(biāo)不明確。河流生態(tài)被破壞，應(yīng)該改善，但是究竟要改善到什么程度，目前尚沒(méi)有統(tǒng)一的定論。而這一定論的缺失，正是生態(tài)水利工程發(fā)展及推廣的最大障礙。

4 從哲學(xué)角度分析生態(tài)水利工程

4.1 生態(tài)水利工程與“天地人”三才

哲學(xué)雖然不是工學(xué)，但卻是自然科學(xué)的前身，其本身也包含了自然科學(xué)。因此從哲學(xué)的角度出發(fā)來(lái)看待生態(tài)水利工程，雖不能解決實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題，卻能在宏觀上得到重要的指導(dǎo)。

生態(tài)水利工程與傳統(tǒng)工程有一個(gè)最大的區(qū)別:它自身是參與生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)的，是變化的，并且將會(huì)在環(huán)境中達(dá)到一種動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定，這也就是“易”。《系辭》道:“易之為書，廣大悉備，有天道焉，有地道焉，有人道焉。兼三才而兩之?！倍胧股鷳B(tài)水利工程，也應(yīng)該兼得“三才”。

首先，“天道”可認(rèn)為是自然運(yùn)行的道理，也就是說(shuō)應(yīng)解決技術(shù)問(wèn)題。而生態(tài)水利工程學(xué)是一個(gè)綜合性學(xué)科，一個(gè)工程的建設(shè)涵蓋了水利工程學(xué)、力學(xué)、水文、生物、環(huán)境、氣象、人文、自然演變等多方面的知識(shí)。因此生態(tài)水利工程的發(fā)展是建立在這些學(xué)科的發(fā)展上的。所以說(shuō)，生態(tài)水利工程的評(píng)估方法、設(shè)計(jì)施工以及恢復(fù)目標(biāo)也應(yīng)該隨這些學(xué)科的發(fā)展而動(dòng)態(tài)變化。

而“地道”則可認(rèn)為是其所屬的環(huán)境，也就是說(shuō)生態(tài)水利工程應(yīng)與其所在地的氣候、生物、環(huán)境相適宜。

至于“人道”，則可認(rèn)為生態(tài)水利工程應(yīng)該符合當(dāng)下社會(huì)對(duì)待自然的觀念，而這也是水利工程與生態(tài)之間的一個(gè)主要矛盾。生態(tài)水利工程的發(fā)展，取決于一個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)、文明。經(jīng)濟(jì)是實(shí)行生態(tài)水利工程的前提和基礎(chǔ)，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑。所以說(shuō)，只有經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度的社會(huì)才能有足夠的經(jīng)濟(jì)力量來(lái)推進(jìn)生態(tài)水利工程的發(fā)展，而當(dāng)生態(tài)水利工程發(fā)展到一定程度同樣會(huì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。至于文明，則是生態(tài)水利工程必不可少的生長(zhǎng)環(huán)境。社會(huì)文明程度高了，生態(tài)水利工程才會(huì)被重視，得以發(fā)展。反之，即便有先進(jìn)、成熟的生態(tài)工程也會(huì)被逐漸遺棄。

4.2 生態(tài)水利工程與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文明之間的矛盾

生態(tài)水利工程與社會(huì)經(jīng)濟(jì)、文明之間矛盾的焦點(diǎn)則是工程目標(biāo)，因?yàn)楣こ痰哪繕?biāo)決定著工程的經(jīng)濟(jì)投入以及建成后對(duì)社會(huì)的影響，而這些影響多表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)和文明方面。所以一個(gè)合理的，符合當(dāng)前技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、文明的目標(biāo)能直接影響到生態(tài)水利工程未來(lái)的順利發(fā)展，甚至影響到它的存亡。而這也符合著黑格爾在《法哲學(xué)原理》序言中的哲學(xué)命題:“凡是合乎理性的東西都是現(xiàn)實(shí)的，凡是現(xiàn)實(shí)的東西都是合乎理性的?！?/p>

當(dāng)前學(xué)術(shù)界對(duì)于目標(biāo)主要有著以下表述[1]:①完全恢復(fù)(full restoration，Cairns，1991):“使生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能完全恢復(fù)到干擾前的狀態(tài)”。②修復(fù)(rehabilitation):“環(huán)境質(zhì)量有一定程度的改善?！雹蹌?chuàng)造(creation，National Research Council，1992):“開(kāi)發(fā)一個(gè)原來(lái)不存在的新的河流生態(tài)系統(tǒng)，形成新的河流地貌和河流生物群落”。④自然化(naturalization，Rhoads and Herricks，1990):“在承認(rèn)人類對(duì)于水資源利用的必要性的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)要保護(hù)自然環(huán)境質(zhì)量，通過(guò)河流地貌及生態(tài)多樣性的恢復(fù)，達(dá)到建設(shè)一個(gè)具有河流地貌多樣性和生物群落多樣性的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的、可以自我調(diào)節(jié)的河流系統(tǒng)?！?/p>

顯然，這四種目標(biāo)表示著四種不同的對(duì)待自然的態(tài)度，也代表著不同的歷史背景。一些學(xué)者對(duì)于“完全恢復(fù)”和“創(chuàng)造”提出了質(zhì)疑:“完全恢復(fù)”太過(guò)于強(qiáng)調(diào)水利工程的缺點(diǎn)，沒(méi)有正視這些工程的防洪作用、經(jīng)濟(jì)效益，以及在生態(tài)上的一些正面作用;另外，對(duì)于大多數(shù)河流來(lái)說(shuō)，由于資料的缺乏，要弄清河流被干擾前的狀態(tài)是十分困難的[1]。而“創(chuàng)造”則不符合當(dāng)前的技術(shù)背景以及經(jīng)濟(jì)條件，也就是不得“天時(shí)”。

至于“修復(fù)”和“自然化”，從哲學(xué)上來(lái)看，是“合乎理性”的，也是當(dāng)前歐洲和日本在河流恢復(fù)實(shí)踐上所傾向的。因?yàn)檫@樣的目標(biāo)規(guī)劃，充分利用了生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計(jì)、自我組織功能，所以只需要一些少量的、必要的人工輔助措施，而這也正好與當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展程度相協(xié)調(diào)。比如在日本進(jìn)行多自然河流治理時(shí)，最主要的工程理念就是給“生物一個(gè)生長(zhǎng)環(huán)境”，必要時(shí)再修建人工浮島，或種植柳樹(shù)等植物。

但是，這幾個(gè)目標(biāo)都只注重于恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能，卻沒(méi)有特別重視人這一主要因素，也就是沒(méi)有完全把握“人道”。從生態(tài)水利工程的實(shí)踐上看，很多工程的建設(shè)僅僅局限于生態(tài)修復(fù)，但人與工程的互動(dòng)性卻沒(méi)有得到足夠的重視。比如在日本的多自然型河流治理中，工程多著眼于將河流恢復(fù)到自然狀態(tài)，卻沒(méi)有建設(shè)便于當(dāng)?shù)鼐用裼H近河流的設(shè)施。也就是說(shuō)，在河流生態(tài)系統(tǒng)中，“人”這一因素被獨(dú)立出來(lái)了。

人是生態(tài)水利工程的規(guī)劃建設(shè)者，也是它的使用者，甚至有可能參與到這個(gè)工程所形成的生態(tài)系統(tǒng)中。自古以來(lái)，人類行為影響自然生態(tài)系統(tǒng)的例子就有很多，比如在南方水資源充足的地區(qū)，由農(nóng)民開(kāi)墾出了大量的水田。而這一淺水環(huán)境則使螺類，以及克氏螯蝦(俗稱小龍蝦)大量繁殖。此外，在一些山區(qū)廢棄的公路上，白天由于日照，路面溫度會(huì)高于土壤溫度，而這也吸引了很多冷血?jiǎng)游镌谏厦鏁裉?yáng)。因而，合理地考慮人類活動(dòng)，讓人類參與到河流生態(tài)系統(tǒng)中，形成一種新的、非完全自然型的生態(tài)系統(tǒng)才是更實(shí)際的。

因而，在規(guī)劃建設(shè)生態(tài)水利工程時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮人類因素。而這具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:①使工程更加“親民”。比如在修建城市生態(tài)水利工程時(shí)，可適當(dāng)修建游道和親水平臺(tái)，讓市民親近自然，而這也能使市民在于自然親近的過(guò)程中形成生態(tài)意識(shí)。②在技術(shù)條件允許的條件下，可以在恢復(fù)生態(tài)的同時(shí)，使工程具有自然河流所不具有的能力，比如更強(qiáng)的凈化能力、養(yǎng)殖能力等，這能讓工程更加適宜于人類社會(huì)。③應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，人類社會(huì)是發(fā)展的，科學(xué)技術(shù)也是發(fā)展的，而生態(tài)工程自生也是會(huì)隨時(shí)間而生長(zhǎng)的。因此應(yīng)當(dāng)將三者有機(jī)結(jié)合，根據(jù)不同的人文背景、科技條件來(lái)規(guī)劃建造工程，使之更加符合對(duì)應(yīng)的歷史階段。比如，隨著科技的發(fā)展，在當(dāng)下被否定的“創(chuàng)造”這一河流生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)也許在未來(lái)就會(huì)成為主流。

[1]董哲仁.生態(tài)水工學(xué)探索[C].北京:水利水電出版社，2007