許漢奎

中國科學(xué)院水利部水土保持研究所的山侖院士曾在《大自然》（2012年1月刊）上撰文指出"旱災(zāi)是一個全球性問題，旱災(zāi)對經(jīng)濟(jì)和社會所造成的損失相當(dāng)于其它各種自然災(zāi)害之總和。"我國是旱災(zāi)較多的國家，從秦漢至明清的2000多年間大、小旱災(zāi)多達(dá)1022次，如唐朝晚期（即公元850年之后）就是由于干旱，終于導(dǎo)致盛唐的衰??；而南美洲瑪雅文明的消失，也與大旱有關(guān)。有如在晚清光緒元年至5年（即1875-1879），山西、河南、陜西、河北、山東連續(xù)5年出現(xiàn)百年不遇的旱災(zāi)，光山西就餓死1000余萬人，逃荒至外地有2000多萬人，當(dāng)年真是赤地千里，餓殍遍野、慘不忍睹……。1991年，廣東遭遇了近百年來少見的大旱，不少地方河水?dāng)嗔?，大部分水庫蓄水到?死水位"以下……。若當(dāng)年沒有猛抽地下水救急，后果將不堪設(shè)想！2011年上半年一場大干旱竟席卷了北半球的德國、法國、美國、中國等，這些國家都深受其害，連水資源豐富的法國都不得不下令全國限制用水。所以當(dāng)今社會由于人類活動和氣候變暖，水已成為一個國家的重要資源。1996年世界銀行一份報告指出：目前占世界人口40%的80多個國家正面臨水荒威脅！全球2500個大中城市被列為水荒城。而我國407座大中城市中，已被列為水資源缺乏的就有230座，占一半還多，而且其中40多座為水荒城。隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，全球?qū)λ枨?，每?0年就將增加一倍，所以1996年在北京召開的國際城市水資源管理會議上，聯(lián)合國助理秘書長恩道博士大聲疾呼："全球性的水危急正在來臨，20世紀(jì)人們?yōu)闋帄Z石油而發(fā)動戰(zhàn)爭，在即將到來的21世紀(jì)人們將為爭奪水資源而戰(zhàn)！"這不是危言聳聽！如近年來埃塞俄比亞為解決缺水而在青尼羅河（尼羅河上游）建立了大型水壩，但這卻危及了埃及和鄰國，致使非洲尼羅河"水資源戰(zhàn)爭"已成燃眉之急！

地球并不缺水，但地球絕大多數(shù)為海水，淡水僅占地球總水量的2.5%，而人類能利用的淡水僅占全球淡水總量的0.3%，其余淡水主要以冰雪形式存在于地球南、北極及高山冰川等和存在于地下水里，如此少的淡水在地球上的分布又很不平均。我國是個缺水的國家，平均擁有淡水量僅為世界平均擁有量的1/4，尤其我國北方，如河北、山東的海河流域，近年統(tǒng)計，人均水資源只有293立方米，不足全國的1/7，世界的1/24，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界人均1000立方米的緊缺的警戒線。據(jù)2013年我國公布的"第一次全國水利普查公報"稱：近30年來，由于干旱，我國有2.7萬條河流已消失，占全國河流總數(shù)的一半還多。而今河北的海河流域已成為有河皆乾，水資源匱乏的代名詞，包括我國眾多湖泊不是變小就是干涸，如華北明珠白洋淀已從過去湖面360平方公里降至現(xiàn)在100多平方公里，并多次發(fā)生干涸現(xiàn)象，天津市已連續(xù)8年干旱了……真是令人憂心不已！連國際著名的尤蘭達(dá)林投資公司的負(fù)責(zé)人邁克爾科梅薩羅夫都說：他看好中國，但如果有一件能推毀中國的故事，那就是水！2013年聯(lián)合國也首次提出："水資源應(yīng)被視為與國防同等重要的事。"曾擔(dān)任過我國水利部部長的汪恕誠甚至都發(fā)誓："要么為每一滴水而戰(zhàn)，要么滅亡，這就是中國面臨的挑戰(zhàn)！"

我國北方干旱氣候始于何時？今后的趨勢如何？我國南方是否也面臨水資源危機(jī)？如何解決我國的水資源危機(jī)？這些是人們極關(guān)心的問題。

一、我國北方干旱氣候始于何時？

中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所陳旭院士、樊雋軒研究員長期關(guān)注世界古氣候的研究，近年來他們與外國學(xué)者合作，分析了自寒武紀(jì)（距今5.42億年）以來世界各地、各個時期的數(shù)萬個古氣候敏感沉積物等資料點，如指示濕熱氣候帶沉積物的紅土、鋁土礦或鋁土頁巖、紅土型錳礦、鮞狀鐵質(zhì)巖、高嶺土或高嶺石；溫暖潮濕氣候條件下沉積物的煤、韻律層（潮濕氣候和干旱氣候交替出現(xiàn)的沉積地層）；寒冷氣候下沉積物的鈣芒硝狀方解石、冰磧巖、落石（冰川漂礫，海冰融化的底部漂礫等），干旱氣候條件形成的鈣質(zhì)殼，蒸發(fā)鹽、粘土礦物、鋁土礦物；溫?zé)釒С练e物的棕櫚、紅樹林、鱷魚等，撰寫了《顯生宙全球古氣候重建》一書（2009年），書中配有自寒武紀(jì)至中新世（距今500萬年前）的各個地史時期全球古氣候帶的分布圖27幅，并指出地史各個時期的古氣候帶的分布主要受南、北極冰蓋或聯(lián)合大陸的形成和發(fā)展所控制，如南、北極為冰蓋或寒帶為主導(dǎo)的冰期或冷期時，地球上緯向氣候分帶就明顯；而以聯(lián)合大陸為主導(dǎo)的暖期時，全球緯向氣候帶的格局就被打破，導(dǎo)致北半球高緯度地區(qū)出現(xiàn)了似熱帶區(qū)。

圖2.塔里木中新世古地理（據(jù)陳丕基等，1990年）

據(jù)他們的研究，從距今1.6億年的晚侏羅世開始，至距今中新世中期500萬年為止，他們共繪制了9幅古氣候帶分布圖，從圖中清楚標(biāo)明，從那時起南、北極已為寒帶區(qū)，所以我國北方從那時起也就處于北偉30度的干旱帶，因在這一地區(qū)的漫長地質(zhì)時期的地層中發(fā)現(xiàn)了許多指示乾旱氣候環(huán)境的蒸發(fā)鹽、鈣質(zhì)殼……等（見圖1-1），到了距今2000萬至1400萬年的中新世，南、北極仍為寒帶，雖未形成今天的大范圍冰蓋區(qū)（從距今250萬年以來至今，地球進(jìn)入了第七次大冰期，南、北極形成了冰蓋區(qū)），但全球緯向氣候分帶仍很明顯，我國北方仍為干旱區(qū)（見圖1-2）。盡管他們的研究并未涉及距今1400萬年以來的古氣候研究，但從我國北方大量地層資料也表明，我國北方區(qū)仍屬于干旱氣候帶，如據(jù)中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所陳丕基研究員等（1990年）的研究，在距今500萬年時，新疆塔里木盆地還是一望無際，碧水藍(lán)天的巨大湖區(qū)，但由于干旱今天已成為我國最大的沙漠區(qū)（見圖2）！據(jù)南京地質(zhì)古生物所盧輝楠等考查，新疆準(zhǔn)噶爾盆地在距今6500多萬年前，也是一個巨大的湖區(qū)，所以在這里還可以發(fā)現(xiàn)了以吃魚為生的大型準(zhǔn)噶爾翼龍。以后湖區(qū)逐漸縮小，到了距今500萬年前后，其南部，即天山之北，還有不少河、湖，但如今全部也成為干旱的戈壁區(qū)！

二、我國北方今后氣候發(fā)展趨勢

在距今4000萬年前印度板塊與我國西藏碰撞、拼合而形成青藏區(qū)和印度大陸區(qū)時，由于當(dāng)時青藏區(qū)地勢不高，印度孟加拉灣的暖濕氣流還可以到達(dá)我國西北地區(qū)，后來由于印度板塊不斷向北擠壓，致使青藏高原不斷隆起，阻擋了孟加拉灣暖濕氣流到達(dá)我國西北地區(qū)，從而加劇了我國北方的干旱。另隨著青藏高原的升高，高原在冬天會形成一巨大冷原區(qū)，從而形成冷高壓區(qū)、高原的南、東、西三面為低壓區(qū)，因而形成了高原的冬季季風(fēng)，使高原西邊的巴基斯坦、伊朗、阿富汗等地盛行偏南的暖濕氣流、造成這些地區(qū)冬天溫暖多雨的氣候，與此相反，高原南面的印度、北面的哈薩克、新疆、青海、甘肅等和高原東面的四川、云南、貴州、廣西等地盛行偏北的干冷氣流，故冬天寒冷少雨；而到了夏季、高原由于強(qiáng)烈陽光照射而形成了熱低壓區(qū)，從而形成了夏季季風(fēng)，此時高原西邊的巴基斯坦、伊朗、阿富汗，北面的哈薩克、新疆、青海、甘肅等盛行偏北的干熱氣流，形成干旱少雨，而高原南面和東南面的印度、我國四川、云南、貴州、廣西等地盛行偏南的暖濕氣流而溫暖、多雨?？傊?，青藏高原季風(fēng)不僅導(dǎo)致我國西北地區(qū)在冬季、而且在夏季都干旱少雨，并且隨著高原不斷升高，這種不利影響，只會越來越大。

圖3.未來氣候的預(yù)測（據(jù)孫建中，2005年）

除此，地球在距今250萬年以來進(jìn)入了第七次大冰期后，也加劇了我國北方的干旱。在每次大冰期時間里又可根據(jù)氣候冷暖不同而分成許多小的冰期和間冰期（即相對溫暖期）。在冰期里由于氣候寒冷，中亞和我國西北地區(qū)風(fēng)大、沙塵暴多，沙塵在甘肅、陜西、山西等地黃土區(qū)沉積下來的黃土層就厚；而間冰期時氣候較溫暖潮濕，發(fā)生沙塵暴少、且范圍小，在黃土區(qū)沉積下來的黃土層就薄，加上有植物生長，所以黃土層就變成含有機(jī)質(zhì)較高，顏色較深的古土壤層。我國黃土區(qū)在世界上是范圍最大、沉積黃土最厚、也是黃土地層年代最連續(xù)的地區(qū)。經(jīng)我國學(xué)者研究在距今250萬年至150萬年的100萬年間，我國北方黃土區(qū)沉積了10層黃土層（代表小冰期沉積物）和10層古土壤層（代表小間冰期沉積物），平均每10萬年為一小冰期和小間冰期周期，這一時期小間冰期和小冰期的溫差不大，在間冰期也較溫暖潮濕，降水量每年可達(dá)600-700毫米（比現(xiàn)在多100-200毫米），沙塵暴也不強(qiáng)，每百萬年才沉積1.7米厚的黃土層，植物也較茂盛。距今150萬年至70萬年的80萬年間，沉積了15層黃土和古土壤層，多數(shù)以4萬年為一冷暖周期，少數(shù)為10萬年或2萬年為一周期，在此80萬年間的氣溫較低，降水減少、沙塵暴增多、增強(qiáng)、每百萬年沉積的黃土增至3.1米厚。從距今70至1.1萬年的69萬年間，共沉積12層黃土和土壤層，這期間有10萬年，也有4萬年或2萬年為一周期，氣候變化較大、氣溫更低、降水更少、沙塵暴更多，更強(qiáng)，每百萬年沉積黃土高達(dá)5.5米厚。也就是說250萬年以來中亞和我國北方氣候是在逐漸變冷、變干、黃土層的厚度也在逐漸增加。

距今1.1萬年至今，地球進(jìn)入小間冰期，故氣溫稍高，沙塵暴稍減弱，平均每百萬年沉積黃土只3米厚，但令人驚奇的是從這1.1萬年來，我國北方氣候卻趨向干旱，如上世紀(jì)50-60年代，我國北方沙化土地每年擴(kuò)展1560平方千米，發(fā)生沙塵暴5-6次；70-80年代，每年擴(kuò)展沙化面積1200平方千米，沙塵暴每年13-14次，90年代以來，每年擴(kuò)展沙化達(dá)2460平方千米，沙塵暴23次，近年來北方沙化已逼近北京。當(dāng)然這除了氣候因素外，更有人為的因素。如今地球是處于較溫暖，潮濕的小間冰期，按以前氣候演變規(guī)律，它在不久后將進(jìn)入小冰期，但到底何時進(jìn)入？誰也說不清，這是地球一個未解之謎（也就是地球變冷或變暖的原因迄今并未完全破解）。2008年俄羅斯學(xué)者推測50年后地球?qū)⑦M(jìn)入冰期，并認(rèn)為受災(zāi)居民將占全球人口的80%，我國學(xué)者孫建中（2005年）根據(jù)外國學(xué)者繪制的未來10萬年氣候變化預(yù)測圖（該圖表明，再過約3-4千年后，現(xiàn)代間冰期才會結(jié)束而進(jìn)入新的小冰期）。有學(xué)者認(rèn)為，由于人類活動CO2的大量排放，可能導(dǎo)致小間冰期延長上千年（見圖3）。當(dāng)然還有其他學(xué)者的推測，究竟孰是孰非，確實難定。

地球進(jìn)入小冰期，使氣候變冷、變干比小間冰期氣候變暖危害更大，因它不利于動、植物的繁衍生息，如公元4世紀(jì)（距今1600年）前后發(fā)生過一次小規(guī)模的變冷，就引起中亞各民族南下或向西大遷徙，若小冰期真的來臨，其后果恐不堪設(shè)想。

三、中國南方是否面臨水資源危機(jī)？

據(jù)陳旭院士等的研究，我國南方在距今1400萬年的中新世前，也常為氣候干旱帶（因接近北緯30°）但之后就為暖溫帶區(qū)，這可能得益于青藏高原隆起形成的季風(fēng)和東海、南海的暖溫氣流，所以我國南方區(qū)水資源相對較多，但也面臨水資源危機(jī)，原因有以下幾點：

1.長江及南方一些河流的來水將會減少。長江是世界第三大河，每年為我國南方帶來大量水源，但可能由于喜馬拉雅山不斷增高，使高原北部水汽減少或由于全球氣候變暖，高原冰川加速融化，使長江源頭的水少了，如據(jù)陳昌毓報道（《大自然》2012年1月刊），1993年至1995年的短短三年間，光長江源區(qū)因冰川變薄、冰川末端退縮、就使水資源減少7億多立方米，許多地區(qū)的雪線升高400-800米，如祁連山北坡雪線高度現(xiàn)已達(dá)4000-5000米，高原湖泊也在不斷減少或干涸，如在長江和瀾滄江源頭區(qū)，原有數(shù)千個大小湖泊，多年來已有約2/3消失了，尚存的也明顯萎縮，許多河流流量減少或斷流，如青海曲麻萊縣50%河流已斷流，沒斷流的水量也少了50%，由于水少，沙化土地已占全縣草地的28%。我國南方降水也在減少，湖泊也在萎縮，如洞庭湖唐宋時面積達(dá)17900平方公里，至1995年僅剩下2632平方公里（部分原因是圍湖造田）。其次由于我國北方缺水，今后南水必須北調(diào)，開始每年調(diào)水約170億立方米，至2050年每年調(diào)水可能增至448億立方米，這也是南方水資源減少的原因之一……。

2.農(nóng)業(yè)發(fā)展大量耗水。我國用水總量中，農(nóng)業(yè)用水占總量62%，由于采用落后的漫灌式，故浪費極為嚴(yán)重，如我國生產(chǎn)一公斤糧食需耗水1300公斤，而發(fā)達(dá)國家不到1000公斤，漫灌式至少有2/3的水浪費掉。美國是水資源豐富的國家，但全國一半以上農(nóng)田采用先進(jìn)的滴灌，而我國采用滴灌僅有7%。加上各地盲目發(fā)展水田，因水稻產(chǎn)量高，價格也高，而水田耗水量大、又難采用滴灌，故農(nóng)業(yè)耗水將會不斷加劇。

3.工業(yè)大量耗水。我國工業(yè)過去不重視節(jié)水，也成耗水大戶，據(jù)水利部統(tǒng)計2009年我國每萬元工業(yè)增加值，其耗水量達(dá)116立方米，是發(fā)達(dá)國家的2至3倍，而工業(yè)用水重復(fù)率比發(fā)達(dá)國家低15%至20%，由于多年來我國南方工業(yè)發(fā)展迅速，其中許多又都是耗水產(chǎn)業(yè)，所以將耗費大量的水，而且這個勢頭還將不斷加劇。

4.我國南方經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，故城市化加快，而城市化、城鎮(zhèn)化必將大量耗水。城鎮(zhèn)化本身耗水就大量增加，再加上我國水費便宜，人們節(jié)水意識淡薄，導(dǎo)致大量水被白白浪費，如前些年上海、深圳、杭州、南京等地盛行水幕電影，由于某些領(lǐng)導(dǎo)頭腦發(fā)熱，未經(jīng)調(diào)查，測算就瞎決定，所以光在南京就建有幾處，每一處耗資都在千萬元以上，而放一次電影用水竟高達(dá)2萬噸。幸虧由于耗水、耗電太大，終于一個個很快夭折了；又如現(xiàn)在許許多多住宅區(qū)，賓館……都要建觀水池、噴水池、洗浴中心、公園建大型滑水池、城市水漂……真是不一而足。令人痛心不已。

圖4、中國7大水系水質(zhì)狀況分布圖（據(jù)《中國環(huán)境狀況公報2003》數(shù)據(jù)）

5.不重視環(huán)保，造成大量水被污染而使我國南方成了典型的水質(zhì)型缺水。前些年太湖由于污染造成蘭藻大爆發(fā)，使水鄉(xiāng)無錫出現(xiàn)了用水危機(jī)；浙江新安江由于一工廠苯酚泄漏影響了下游百萬人用水安全；福建紫金礦業(yè)污水造成沿江魚蝦大量死亡；江漢平原許多河湖、溝塘幾乎成了垃圾場，臭氣燻天，百姓只好改用自來水（見圖4），……這類事真是不勝枚舉，就連上海也難逃厄運，著名的、美麗的蘇州河過去已成了污水河、上海原來的兩處自來水取水地：陳行水庫和黃埔江上游已無法使用了，現(xiàn)只好取遠(yuǎn)道的長江水。我國南方許多地方成了守著江、河，卻沒水喝的痛心局面！

四、如何緩解我國的水資源危機(jī)？

如何緩解我國的水資源危機(jī)，國內(nèi)外學(xué)者，有識之士都提出一些方法，現(xiàn)簡述如下：

1.我國一定要建立節(jié)水型的社會。20世紀(jì)80年代中期，著名的美籍華裔作家韓素音在福州向大學(xué)生演講時，就曾語重心長地希望大學(xué)生，每天要從注意擰緊水龍頭開始，因中國是個缺水的國家！國務(wù)院前總理朱镕基在"十五計劃"中也特別強(qiáng)調(diào)，節(jié)水是我國首選事項，只有節(jié)水才能緩解我國水需救的矛盾。建立節(jié)水型社會看似容易，但實際推行極難，因它涉及全國人民，所以必須加大宣傳力度，如實把我國困境用一切手段，如影視、報刊、網(wǎng)絡(luò)、辦干部培訓(xùn)班……加以宣傳，不僅如此，還要下決心提高水費，不能一邊宣傳水珍貴，一邊又在用國家補(bǔ)貼的老辦法賤賣水，這如何叫人信服！難怪外國學(xué)者老提中國沒下決心。加拿大淡水資源比中國多了許多倍，但水費卻比中國貴5倍！美國和歐洲水資源也比中國豐富，但美國的水費比中國貴10倍，中國的水費也僅及歐洲的1/10！我們常說應(yīng)利用市場經(jīng)濟(jì)手段，而我國恰恰在這方面沿用了幾十年前的水補(bǔ)貼的老辦法！實在令人費解！我國應(yīng)提高人們的生活水平，而不宜搞水補(bǔ)貼，個人和家庭能用多少水？用水大戶是單位和富人！

2.要制定嚴(yán)格法律，對排污者和單位一定要嚴(yán)懲。毛主席早在60年代就發(fā)出號召："一定要把淮河治好！"但我國治理淮河10年，投入600多億元，但卻見效不大，有些外國學(xué)者仍稱其為"死亡之河"。究其原因應(yīng)在執(zhí)法不嚴(yán)。廣東是我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的身份之一，但由于過去不重視保護(hù)環(huán)境，致使每年排入珠江的污水就達(dá)7億多噸，垃圾1.3萬多噸，致使原來美麗的珠江成一污水河！歐洲的萊茵河流經(jīng)七國，最后流入北海，過去也是條污染嚴(yán)重的河流，現(xiàn)卻成為世界上管理最好的河流，人們喜歡在河邊休息，野鴨、天鵝在河中嬉水、尋食……。為何變化如此之大，關(guān)鍵就在該河流經(jīng)的七國共同制定了極其嚴(yán)格的法律：即每一段流經(jīng)國的河流由每一國的高官、也就是"河長"負(fù)責(zé)，所以誰污染誰就得負(fù)責(zé)清理！而清理費用一般比污染省下的費用要高幾十倍，所以一些排污者，最后都傾家蕩產(chǎn)，名譽(yù)掃地！除此，每年七國部長都要開會一次、雷打不動！而治河委員會的秘書長必由荷蘭一國掛帥，因荷蘭位于萊茵河最下游，一切污染它都會遭受，所以他最積極、也最公正！另外還有由每一國的民間和政府組成許多河水監(jiān)測組，經(jīng)常檢測水體，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)污染，那怕輕微污染，馬上尋找源頭，進(jìn)行嚴(yán)歷處罰！并馬上負(fù)責(zé)治理！……（見圖5）。

3.要對全球氣候、尤其是災(zāi)難性氣候進(jìn)行綜合研究，尤其是如何提前采取應(yīng)對的措施！一定要未雨綢繆！我國水利部在2011年已表示在未來10年，將投入4萬億人民幣建設(shè)水利基礎(chǔ)設(shè)施……。但這恐還不夠，重要是要在國務(wù)院有關(guān)組織的領(lǐng)導(dǎo)下，制定出全國如何保護(hù)國家水資源的措施，且公諸于世，并組織全國院、校、工農(nóng)業(yè)專家及全國人民進(jìn)行監(jiān)督……。如治理河流，德國每條河都有污水處理廠。我國七大河流的水量都在減少，且污染都很嚴(yán)重，所以一定要好好治理，這是百年大計，但不能光靠水利部，因它還涉及環(huán)保部、工業(yè)部、農(nóng)業(yè)部、地方政府……。

圖5.萊茵河水系示意圖（據(jù)單之薔，2004年）

4.綠化大地也是解決水資源缺乏的重要途徑之一。據(jù)廣東地質(zhì)礦務(wù)局辦公室主任湯發(fā)龍多年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)：每綠化一畝地可多蓄水20立方米。500畝地蓄水量便相當(dāng)于一座容量1萬立方米的水庫；而且有林區(qū)比無林區(qū)的降雨量多25%，地表水蒸發(fā)量少15%，土層含水量增加20%，……。

最近黨中央已決定，各地政府的政績一定要和治理環(huán)境污染、保持良好生態(tài)環(huán)境和政府的業(yè)績掛鉤。特別是習(xí)近平總書記執(zhí)政以來，非常重視環(huán)境保護(hù)，他一再強(qiáng)調(diào)："我們不僅要金山銀山、更要綠水青山、綠水青山就是金山銀山！"，我們深信不久的將來，一個擁有美麗的藍(lán)天、清沏的河湖和沒有水資源危機(jī)的環(huán)境，將會重回我們這片國土！