我國有一半國土屬於幹旱或半幹旱土地。西北一些地區經常處於風沙侵襲之中。近數十年來,由於土地開發利用不當,現代沙漠化土地不斷增加。中國的沙漠麵積本來就不小(包括沙漠、沙漠化土地麵積約1533萬km2),而過度的墾荒、毀林和過量開采地下水又導致沙漠化的加劇。
近半個世紀以來,我國北方形成的5萬km2的沙漠,主要原因就是由於人為的不合理經濟活動造成的。濫墾、濫牧、濫伐的結果,使植被大量減少,土地失去保護,風蝕日益加劇,沙化加速進行。準噶爾盆地內原有梭梭林750萬hm2,鬱鬱蔥蔥,林間黃羊成群,野驢、羚羊、野兔出沒,狐狸和狼時有所見。但20多年來,由於墾荒和樵采,梭梭林麵積隻剩下100多萬hm2,植被疏落,沙化嚴重,羚羊和野驢大量減少,狐狸罕見,對梭梭危害極大的沙鼠橫行。全新疆五六千萬畝紅柳林,現已大半被砍。植被破壞還使這裏的沙漠迅速發展,流沙移動。從敦煌至柳園的公路,流沙如瀑,常阻塞公路。流沙移動還不斷地吞噬農田和村莊,形成可悲的沙進人退局麵。
寧夏是我國土地沙漠化嚴重的地區之一,土地沙漠化麵積為168萬km2,占寧夏總麵積的323%,占全國沙漠化土地總麵積的95%。土地沙漠化嚴重破壞土地資源和生物資源,直接影響農牧業生產,風蝕將地表細粒物質吹走,有機質和養分損失,地力下降、農作物減產,草場植被退化、草質變差、覆蓋度降低。風沙打死、打傷禾苗,造成重播、減產、絕收。如鹽池縣高沙窩鄉20世紀60年代初可種小麥,由於風沙的危害,目前已無法種植小麥。造成寧夏土地沙漠化的自然原因主要是:幹旱多風的氣候;強烈的物理風化作用;地表沙質物質組成和沙性土壤;稀疏的植被。人為因素主要為:大量開墾草原;過度放牧;過度樵采,濫挖藥材,以及人口大量增加。
石漠化(裸岩)是一種新的環境地質災害。它是指地表土層在長期侵蝕、溶蝕作用下,表層受到風化剝落,導致基岩大麵積裸露後形成石質山或石質地。在石漠化地區,一無土壤,二無植被,泱泱大地,裸岩遍布。廣西桂中、桂西北一些地區,裸露著大麵積岩溶石山,且以驚人的速度向裸岩——石漠化演進,嚴重地威脅著上述地區的自然生態環境平衡。近10年來的裸岩——石漠化麵積以年均2%~3%的遞增速度逐步擴大。若按此速度,100年後,從貴州高原到廣西桂西北一帶岩溶石山地區,其裸岩麵積將增加到70%以上,最終將溶化成為典型的亞熱帶岩溶荒漠。
森林破壞,水土流失
森林能有效地防止土壤流失。國內外的專家一致認為,形成水土流失的決定因素有3個:雨滴衝擊;流水衝刷;土壤滲透性差。而森林可以有效地克服這些因素。森林林冠可以減弱雨滴對表土的直接衝擊和侵蝕;枯枝落葉層也可避免流水衝刷,林地良好的滲透性,則有助於減少徑流及其速度。大量的研究都證實了森林防治水土流失的功效。還有研究表明,覆蓋率30%的林地較無林地減少土壤流失60%。
唐守正在研究“中國森林資源及其對環境的影響”後指出,我國長江、黃河、珠江三大流域森林覆蓋率分別為22%、85%、267%,年平均土壤侵蝕模數分別為512、3.700、190t/km2,從中可以看出森林對防止水土流失的宏觀作用。對於小地域來講,森林的作用更明顯。森林的“自然化”程度越高,保土能力就越強。以長江中上遊為例,植被覆蓋度為09時,土壤流失量幾乎不受坡度影響,約60t/km2;覆蓋度為06時,在22度坡地上土壤流失量增加5倍以上,覆蓋度為03時,在33度坡地上土壤流失量增加50倍以上。由於長江中上遊地形複雜,坡陡山高,森林的破壞會急劇增加河流的泥沙含量。
長江上遊森林過量砍伐的情況,直到擬稿前仍未停止。目前森林企業下放給地方,其龐大的職工隊伍還不得不靠大量采伐來維持。非主要林區的情況更為可怕,福建每年生長木材1.800萬m3。但砍伐量達2.500萬m3,民間燒掉近1.000萬m3。目前福建用材林已所剩無幾,這使各河流輸沙量劇增。1967~1977年,閩江下遊年均輸沙量比1951~1966年高16倍,11年間流失的泥沙約8.976萬t,相當於流失64萬畝土地的全部表土。..自1970年以來,秦嶺等地森林麵積已減少159%,天然森林線又普遍後退了一二十裏。整個陝西寶雞地區1954年以來造林240萬畝,實際保存者僅31萬畝,保存率隻有128%。按此,要250年才能把該地宜林荒山綠化起來。
據統計,我國因植被破壞,造成嚴重的水土流失麵積已達367萬km2,每年流失土壤約50億t,目前仍有增無減。目前,黃河下遊的河床已高出地麵3~10m,成為一條空中“懸河”,一旦遭到特大洪水的衝擊,估計在流量超過223萬m3/s的情況下,隨時有決堤危險。黃淮平原的各種建設有可能因此被毀於一旦,幾千萬人正在受到嚴重威脅。太湖流域麵積僅占全國總麵積03%,耕地亦隻占13%,工農總產值卻占10%以上(達千億元),財政收入占全國1/5,人口3.400多萬,城鎮上百個。但1983年因洪水淹浸農田500多萬畝(占耕地1/5),其中219萬畝成災,損失8億元以上。黃河年輸沙量高達16億t,(377kg/m3,尼羅河為1kg/m3)早被外國學者稱之為中國的“主動脈出血”。1957年動工的三門峽工程更加重水庫區泥沙淤積,回水淹浸,危及關中八百裏秦川乃至西安市,成了一次重大的決策失誤,致使工程改向,到1980年還未完全收尾。目前,長江支流湘、資、沅、澧水係,含沙量大增,每年輸入洞庭湖的泥沙達12億t,湖底年年增高,容積正日漸減少。
造成土壤流失的主要原因是地表植被缺乏。在有較好植被保護的處女地上,受雨水侵蝕每年每公頃土地流失的泥沙不過025~148t,這樣的侵蝕速度尚能夠由岩石風化所補償。但在農業土地上,為了消滅雜草和蟲害,並使土壤疏鬆以保持水分,通常都要進行翻耕。翻耕的結果是徹底破壞了地麵植被,使土壤完全裸露。當雨水降落時,雨滴的衝擊能夠擊碎土壤團粒,使土壤粒子分裂,並被拋離地麵。由雨滴濺起的土壤細粒可在土壤表麵遷移或滲透到深土中,從而堵塞了土壤疏鬆的孔隙,導致板結或淤積,壓蓋其他表土,或者隨地麵徑流而幹脆流失掉。在低強度侵蝕下,首先使最表層細小的土壤顆粒流失。這部分土壤所含有機質最多,肥力最高。它的侵蝕導致土壤結構和組分的改變,使土壤變得粗糙,貯水能力下降。在高強度侵蝕下,表土受地表徑流衝刷而大量流失,不僅衝走土壤表層最肥沃的成分,而且殃及深層土壤。由於土壤的團粒被破壞或衝走,土壤滲透性下降,在雨水的進一步侵蝕下,土壤的流失會不斷加劇。
嚴重的水土流失使土壤有機質大量損失,破壞了作物賴以生存的物質基礎。水土流失還使林地植被向下演替,造成亞熱帶地區的常綠闊葉林與落葉闊葉林逐漸被強陽性的馬尾鬆和禾本科草類代替,影響到整個生態係統。水土流失還造成泥沙淤積湖泊、河道、水庫以及灌溉渠網,造成巨大的經濟損失和潛在威脅。洞庭湖因泥沙淤積使湖底每年平均抬高3~4cm,湖床比江北平原高出5~7m。至於水庫淤積,良田淤塞,造成的損失更無可數計。
厚度為30cm的表土,每畝隻有30t土壤,如果每年流失1t,那麼二三十年就可流失殆盡。山東省不少山丘地區,土壤厚度少於30cm,水土流失已使一些地方出現大片大片的石板區,寸草不生。四川一些縣,每年剝蝕表土厚度05~06cm,使許多地方岩石裸露,變成光山禿嶺。現在,全國很多地方已是光山禿嶺,溝壑縱橫。分布在鬆嫩平原的108萬km2的東北黑土地,是世界著名的高產土壤。然而,這片黑土地由於嚴重的水土流失和掠奪式經營方式,土壤生產力正呈下降趨勢。專家指出,東北地區水土流失麵積已占1/3以上,成為我國商品糧基地中水土流失最嚴重的地區之一。古代的黃河流域曾經是林木茂盛、富庶繁榮的地區,到商代時其森林覆蓋率還達到50%以上。但如今,曾經孕育了燦爛文明的黃土高原卻是滿目荒涼,成為中國最貧困的地區之一。寧夏屬黃土高原水土流失區,水土流失麵積279萬m2,占寧夏土地總麵積的538%,年侵蝕量達1億t。水土流失破壞水利設施,使水庫淤積、灌溉麵積下降,幹旱加劇。1959年以來,寧夏黃土地區修建230餘座中小型水庫,到1989年由於淤積、洪水衝垮降為塘壩有49座,其餘181座水庫淤積相當嚴重,減少庫容設計44%,灌溉麵積減少46%,平均每年因泥沙淤積損失有效庫容1.500萬~2.000萬m3,相當於損失一座中型水庫。土地資源和水利設施破壞導致土地貧瘠、農林牧業全麵衰退,生態環境惡化,自然災害頻繁。大量泥沙進入黃河,給下遊造成威脅。水利條件優越、自然資源豐富的長江流域,長期來由於土地利用不合理,土壤資源受到嚴重破壞,土壤侵蝕現象呈增長趨勢。1949年以來長江流域的土壤總侵蝕量達24億t以上,相當於每年毀土地720萬畝。長江上遊每年輸入長江的泥沙總量達54億~9億t。這不僅毀壞土壤土地資源,破壞農林業生產,嚴重的泥沙淤積還直接危害水利、航運事業。目前,流域內因土壤侵蝕已出現“紅色沙漠”、“白沙崗”“光石山”等侵蝕劣地和“地上河”,有些地方因“土壤危機”村民們不得不遷移他鄉!..自從中華民族開墾這片美麗的國土以來,水土流失以及風沙災害已使我們損失了大約1/3的耕地。在今天人口劇增、糧食需求日益增加的情況下,水土流失卻仍在剝蝕著僅存的寶貴土地,這是多麼令人擔憂的大事!“黃河流的不是泥沙,而是中華民族的血液。黃河平均每年泥沙流量高達16億t,這也不再是微血管破裂,而是主動脈出血。”這番尖銳而又生動的話,是《2000年地球》主編,美國未來學家巴爾尼博士訪華時,在看到黃河泥沙時說的。是的,東流入海的,正是“中華民族的血液”。
長期以來,由於不合理地開發利用資源,砍伐森林、陡坡開荒、亂采濫挖、亂采濫棄,使水土流失不斷加劇。由於水土流失在我國的分布廣,麵積大,危害重,治理難,同時貧困與水土流失互為因果,形成惡性循環,給國民經濟和社會發展帶來了極大危害。人口劇增和耕地銳減,是我國麵臨的突出矛盾。水土保持可以新增耕地,並保護、改造土地資源;水土保持可以因地製宜發展糧果林草,改善生態環境;水土保持還可以使節水灌溉得到推廣,實現高產。一些水土流失嚴重、生態環境惡化的地區,經過水土保持綜合治理變得山清水秀,林茂糧豐。地處沙漠邊緣的陝西榆林地區堅持綜合治理,營造了大規模的水土保持防風固沙林,建設了大批水利設施,使得800萬畝流沙有600多萬畝得到固定、半固定,自然麵貌和生態環境得到全麵改善。由此可見,水土保持又是改善生態環境的根本措施。而水土流失則是江河險情的禍根。1998年長江、嫩江、鬆花江發生的特大洪水足以說明,治理江河必須把水土保持工作放在首位,防患於未然。水土保持也是江河治理的根本措施。水土資源是人類賴以生存的基礎,而水土保持是我國長期堅持的一項基本國策。通過50年的實踐,我國已探索出了一條具有中國特色的水土流失綜合防治的道路。
水源貧乏、超量開采、水質惡化
進入20世紀90年代,在世界麵臨水成為嚴重的自然資源問題的情況下,過去一直以“富水之國”著稱的我國,也毫無例外地要麵對這一嚴峻的現實。1993年夏,參加中國水利學會水資源專業委員會成立大會暨學術討論會的幾十位水利專家,已經提出了告誡:20世紀內,我國將同“取之不盡,用之不竭”的陳舊水觀念決裂,同“富水之國”告別。
據我國原地礦部1993年6月通報的近年我國地下水的動態與發展趨勢看,目前地下水開發利用中突出問題,是超量開采和地下水水質受到汙染。
地下水是我國主要的供水水源。從開采情況看,1.243個地下水水源地已采832個,其中有擴大開采潛力的占52%。基本平衡的占25%,超采的占17%。據對全國主要城市和地區地下水動態監測資料分析,地下水的總趨勢是水位持續下降,資源量有所減少。初步統計超采區有150個,形成了區域性超采漏鬥,最嚴重的是河北平原。華北其他地區地下水水位亦仍以下降為主。據1999年48期《瞭望》報道,幾年來河北省每年超采地下水50億m3,80年代以來,全省累計超采地下水600億m3,其中深層地下水300億m3已無法補充。
石家莊地下水15年就能采完,邯鄲則更淺。水利專家英若智說:“我們是用這個慘重的代價維持了今天的‘苟安’,虛假的綠色,使我們依然悠然自得”。據了解,華北平原已擁有世界麵積最大的地下複合漏鬥區,達4~5萬km3。長江三角洲地下水水位一直處於下降狀態,地下水資源量持續虧損,蘇錫常地區比較嚴重。西北地區地下水的水位也在下降。據2000年1月15日《經濟日報》報道,北京是水資源嚴重緊缺的城市,人均水資源不足400m3,是國內人均水資源量的1/8,世界人均水資源量的1/30,在世界120個國家的大都市中居100位之後。缺水程度跟處於沙漠地區的以色列相似。國家和北京市統計資料證實,北京已成為我國嚴重缺水的30個大城市中的一個特大型城市。
21世紀,我國水資源的興利除害問題是十分嚴峻的。水資源的供應關係著經濟建設和人民生活,洪澇災害又威脅著人民生命財產,所以必須重視水資源問題。在西部地區,經濟發展和生態環境保持的最大製約因素是缺水,扶貧任務仍十分繁重,關鍵是水資源的開發利用。水資源涉及社會、經濟、環境等各個方麵,問題比較複雜。我國廣大地區工農業生產的發展在很大程度上受製於缺水,不少地區因缺水出現了劇烈的城鄉間、地區間的爭水矛盾。近年來黃河下遊斷流均在100天以上,給上、下遊人民生活和經濟發展帶來了嚴重影響。目前,一方麵缺水,水環境遭到人為的破壞,另一方麵開源節流的投入不足,水利經濟沒有理順,使水資源問題日益成為我國社會經濟發展的重要製約因素。
進入21世紀,我國人口繼續增長,根據有關方麵預測,2030年前後,將達到16億高峰,其中城鎮人口將占一半左右。要滿足16億人的基本需求,並達到中等發達國家的水平,對土地資源的開發將達到臨界狀態,對水的需求也將進一步增加。由於我國耕地的開發潛力主要在北方,新增加的供水有相當大的部分將用於北方。除了東北和西北內陸河流域在區域內尚有部分水源可調配外,黃、淮、海三流域2010年以後,隨著人口的增加,人均水資源將不足400m3,當地水源已無潛力可挖,缺水問題隻有遠距離從長江上、中、下遊調水才能得以解決。而長距離調水成本高、投資大,資金籌措困難,並還受到社會和環境因素製約,工程的實施難度極大。因此,首先需要采用各種高新技術,通過節約用水、汙水處理回用、海水利用等途徑,千方百計提高工農業用水的效率。
21世紀中國麵臨的水資源問題,其規模和複雜程度將超過世界上其他任何國家。我國水資源可持續發展戰略,一方麵要考慮水資源的開源節流,使用水供需平衡,另一方麵要考慮水旱災害的防治,包括防洪、除澇、水土保持等。我國江河防洪、除澇標準很低,洪澇災害頻繁,還受到特大洪澇災害的威脅。水土流失不但破壞土地資源,還將增加江河湖庫的泥沙淤積,減少調蓄洪水的有效容積,加劇防洪除澇的困難。因此,水資源應結合防洪、發電、航運、供水和環境方麵的需求,綜合開發利用,充分發揮水資源的綜合利用效益。
目前世界上已有26個國家缺水(指每人每年供水量小於1.000m3的國家),預計到2010年還將有8個國家加入缺水國行列。中國是缺水國家之一。我國的水資源總量並不算少,為28萬億m3,但其人均占有水量卻很低,隻有全球人均占有水資源量的1/4,畝均占有水資源隻有世界平均值的4/5。由於用水量的急劇增加,加之水資源在時間和空間上分布極不均勻,故目前許多地區已出現供水緊缺的局麵。目前年缺水達300億~350億m3,水資源短缺已嚴重影響工農業生產和人們的生活。因此,解決缺水問題已是中國社會和經濟發展的當務之急。
我國水資源在地域上分布的不均勻性主要表現在:長江流域及其以南地區的河川徑流量要占全國年總徑流量(2.600億m3/a,米3/年,下同)的82%,但其耕地麵積隻占全國的36%;黃、淮、海三大流域的河川徑流量隻占全國的河川徑流總量的65%,而其耕地麵積卻占全國耕地總麵積的40%。地下水資源的分布狀況也基本類同。而我國的地下水灌區卻主要分布於黃河以北,特別是黃、淮、海平原。
我國水資源除了在地域分布上的不均勻性外,南北方水資源的構成亦有明顯差異。地表水與地下水資源的比例,在長江流域及其以南地區為4∶1;而在北方地區則為1∶06。鑒於我國水資源的以上特點,水資源的合理開發利用,特別是從時空兩個方麵進行水資源的科學調度和分配,將是解決我國水資源緊缺的重要措施。
中國人口眾多,水資源相對貧乏,人均占有水量在世界上列第109位,且空間分布極不均勻,故缺水城市很多。有些城市建設規模過大,缺乏有效的保護和管理,致使一些城市超量開采地下水,水位下降產生嚴重後果。中國城市缺水現象始於20世紀70年代末,從北方和沿海城市開始,逐步蔓延到內地。
我國西北幹旱地區的許多內陸湖泊,如青海湖、博斯騰湖等皆因四周河水及地下水被大量開發引用,而使湖水水位逐年下降,湖泊麵積逐年縮小。而我國北方地區的岩溶大泉,則因泉域內的地下水被過量抽取而麵臨流量衰減以至斷流的威脅。如我國著名的泉城——濟南市,由於過量開采岩溶水,聞名中外的趵突泉自1974年後開始出現不定期的斷流,到降雨量較小的1989年時,該市著名的七十二泉一度全部幹涸,使以湧泉為核心的風景點黯然失色,給當地旅遊業帶來極大損失。