苏拉密:“制度性干旱”

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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: 11714    更新时间:2008-8-31      热 荐  ★★★ 【字体:小大】
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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  对“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”与“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、大“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”节“水”不节“源”
三、“虚拟水源”---河流也进口?
四、路在何方?---放弃“灌溉农业”和“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、“抢”与“包”---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”和“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的“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”和“洪峰”的概念,说黄河“干”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”的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。
见《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。见《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(见《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。见《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 对“大水荒”以往成因的否定
和“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“增”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“水‘没’了,到哪里去了”?而忽略“水‘脏’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“脏”,而不能把水弄“没”;计算证实了直觉。水的“比热”和“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%的“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”。
四、“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”与“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。
“墒”,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“捂”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”把“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。“耙”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;“耱”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,“耱”、“压”、“锄”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 cultivation”或“intensive 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“保”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。“保”,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”和“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”则“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”到“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“深耕细作” ,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“深”和“精”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”的“闲活”。“有草锄草,无草松土”是看不到“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”的活计;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”就“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”和“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“灵活准确”的特点和难点;在“大跃进”中,中耕机和“水稻插秧机”同成为攻关重点。经不懈努力,至60年代,已推广使用“通用架万能中耕机”---可更换多种工作部件:锄草铲、松土凿、松土轮、培土器、镇压磙、垄作铧、开沟铧等。至70年代,由小汽油机直接驱动工作部件、类似于“田间机器人”的水稻中耕机已批量生产。[34]
(二)农业八字宪法---对古典农业“保水”传统的发展
假如说“精耕细作”是对中国古典农业“保水”传统的继承;那么,“农业八字宪法”---“土、肥、水、种、密、保、工、管”就是继承基础上的发展。
“水”,说的是“灌溉”;“管”,就是以“中耕保墒”为核心的田间管理。把“水”和“管”同时纳入“八字”,毛主席再次对灌溉条件下继续坚持“保持耕作”提出明确要求。
在“八字”里,除了“管”,至少还有“土”、“肥”和“保水”有密切关系。
“土”,指的是农田基本建设,包括平整土地、改良土壤、土地规划等。土地凹凸、界埂密布不仅无法顺利实施灌溉;而且扩大地表面积,加大水分蒸发。土壤板结,则毛细作用加剧---深层水分很容易通过毛细管“潮”到地表蒸发。
靠集体制度,农民们铲除了条条人为的“私有界埂”、削去高地、填平低洼,营造出一片片“水平方”。也只有“产权”和“经营管理权”皆属于集体,农民们才有权力对不同土质的地块进行“客土互换”,黏土掺沙土,沙土掺黏土,配兑出不易开裂、不易板结、不易粘连、不易扬沙,保水条件、耕作性能均佳的人工“壤土”田。
前文指出,毛泽东时代水利投入的工程量是巨大的;但是,水利建设的目的物是“水”,“工程”只是实现目的的手段。而农田基本建设的目的物就是“土”、“石”本身,这就决定了农田基本建设所动用的工程量更加巨大。
《河南省志》(1994)载:在1971—1975的“四五”期间,河南省大规模地开展了农业学大寨、农田基本建设运动。每年冬春4个月,最高上工人数达到800—1600万人,占全部农业整、半劳力的50-60%,共完成土方25.79亿立方米。[35]
25.79亿m3,大约就是10座三峡大坝的工程量。这还仅仅是一个省的一半农业劳力、在5年内用每年4个月冬春农闲时间干的活!
《当代湖南简史》(1997)则客观地对这段历史进行了文字描述:“在‘农业学大寨’的推动下,为改善农业生产条件,湖南连续几年组织几百万人在冬、春两季开展农田基本建设,声势十分浩大……” [36]
“肥”,我们这里要突出强调的是“有机肥”的“保水”性能。
有机肥的主要成分是“腐殖质”,土壤中腐殖质的含量越高,水分就越不易蒸发。
腐殖质的主要成分是“腐殖酸”。腐殖酸有什么作用?现代最常用的农业抗旱剂---“旱地龙”的学名就叫“黄腐酸”。黄腐酸能和水结合为分子量极大的“凝胶”,就如同“果冻”、“凉粉”一样。凉粉中的水,“炒”都“炒”不出来,但埋到花盆里,却可以缓慢释放,为植物吸收。
在“婴儿一次性尿片”和“妇女卫生巾”中经常可以发现一些比白糖细小的颗粒,这些颗粒通常是学名为“聚丙烯酰胺”的“高分子吸水树脂”;这玩意在以色列、日本等国经常被用来改良土壤或沙漠。腐殖酸的水合性能就和“高分子吸水树脂”类似。
除了能够胶合水分,腐殖质还可以改良土壤结构,克服板结,减缓土壤的毛细作用。
在建国之初,毛泽东主席在积极主导化肥工业的同时大力提倡有机肥。1955年,毛主席在关于“兰溪上华合作社养猪厂”的按语里,发出了“养猪积肥”的号召[37]。1959年在给《人民日报》的信中毛主席写到:“农林牧三者互相依赖缺一不可,要把三者放在同等地位。农、林业是发展畜牧业的祖宗,畜牧业是农、林业的儿子。然后,畜牧业又是农、林业(主要是农业)的祖宗,农、林业又变成儿子了。这就是三者平衡、互相依赖的道理。...一人一猪,一亩一猪,如果能办到了,肥料的主要来源就解决了。这是有机化学肥料,比无机化学肥料优胜十倍。一头猪就是一个小型有机肥工厂”[38]。这里,毛主席已经清晰地勾勒出循环农业、生态农业的基本框架。
《全国农业发展纲要(1957修正草案)》还明文规定,“绿肥种植”可计入“复种指数”。1958年,毛主席在武汉,安徽等地视察农村沼气时号召: “沼气又能点灯,又能做饭,又能作肥料,要大力发展,要好好推广”。
到60、70年代,中国在努力建设化肥工业并取得长足进步的同时,有机肥料的推广使用也达到了前所未有的程度。厩肥、绿肥、堆肥、沤肥、老塘水、河淤泥、沼气渣...等广泛肥源被用于提高土壤腐殖质。在有“煤苗”的地区,“风化煤”还被农民们用土法制成“腐殖酸铵”、“腐殖酸磷”等较高等的产品。一场学习大寨、建造“海绵田”的群众运动在全国展开。大寨改出的“海面壤”就可以漂浮在水面上,足见腐殖质含量之高。
“农业八字宪法”是中国古典农业优秀传统与现代先进科学技术的结晶,标志了“毛泽东农业思想”的建立。“八字宪法”比较全面地概括了自然要素与人类劳动在农业生产中的关系。在“八字宪法”里,农业不再是单一的粮食生产,而成为农业、工业、科技密切联系,城乡相互促进,农、林、牧、渔循环发展,农业生产与自然环境友好的系统工程。
有“好事者”杜撰了“袁隆平PK毛泽东”的传说,说是袁院士早在50年代就指出“八字宪法”里少了一个“时”;还说袁院士为此受到了“毛粉丝”们的“无理批判”。实际上,并不是毛泽东不知道“时节”、“时令”,一个出身农家、通篇研读了《土壤学与农作学原理》、发明了“精耕细作”成语、起草了农业发展大纲的人怎么可能不考虑“时”呢?不信自己看:《全国农业发展纲要》就有“不违农时,及时播种”的条文(第十一条)。但是,谁一定要把“时”写进“八字宪法”,用老百姓的话说:那可真是相当的“白脖子”(方言:外行)。
“八字宪法”---“土、肥、水、种、密、保、工、管”的前四个字说的是农业劳动的对象、也是作物生长的基本要素,后四个字说的是人类劳动。要把“时”写进去的无非是想说“时”也是“基本要素”。可是,在人类已经达到的认识成果中,偏偏“时”已经失去了作为“基本要素”的资格。
随手翻一下中学教材或普及型的植物辞书,无论是“五要素”还是“七要素”都不包括“时”。“五要素”说的是“光、气、水、温、肥”,“七要素”说的是“光、气、水、温、肥、土、种”;就是没有被念念不望的“时”。
这是为什么呢?
现代科学认为:“时令”或“时节”已只是现象而非本质。“时”的本质对于“天文学”是天体运动的周期,对于“历法学”是赤道、黄道;...对于“农业学”则是光照强度、时间、长短和空气的温度、湿度。恐怕只有在“阴阳学”那里,“时”还是神秘的“阳气上升”、不可解析的“基本要素”;---或曰“时去金变土,运来土成金”。只要光照、温度、湿度符合要求,什么“时不时”的我都可以种西瓜。作为农学家,袁院士不至于“白脖子”到连这都不知道吧!
当然,毛泽东不是神。“八字宪法”在最初确实少了一些“还不具有农业生产普遍实践意义”的因素。后来,毛泽东告诉竺可桢:他已看到竺可桢的《论我国气候的几个特点及其与粮食作物生产的关系》一文的摘要,因此想到,农业八字宪法“是管地没管天”,在八字外,还应加上“光”和“气”两个字。看来,不是神的毛泽东还是很能接受“人间烟火”的。
与其不懂装懂、强人所难、假托院士还“穿帮”,还不如多了解一些科学发展的进程。
(三)大寨道路---治山、改土、保水的光辉典范
作为贯彻落实“农业八字宪法”的典范---“大寨道路”的主要物质成果是“治山改土”---“人工水平梯田”(包括“水平竹节沟”)、“人造小平原”、“人造海绵田”等。后二者的耕作性能、灌溉性能、保水性能没人敢提出“质疑”;但对于“梯田”,长时间以来主流都宣传说是“水土流失”。
客观地考查,“梯田”并不就是大寨的发明,在中国汉文化区,“梯田”之名出现于宋代。菲律宾的“伊富高梯田”距今已有2000多年的历史,1995年被列入世界遗产名录。中国著名的云南“哈尼梯田”、湖南“紫鹊界梯田”也都在为“申遗”忙得不亦乐乎。这些梯田一个个景色绮丽。怎么那么巧,偏偏“大寨梯田”就和“水土流失”联系上了?现在大寨的“虎头山”、“狼窝掌”也都成了旅游景点,一眼看去山清水秀、郁郁葱葱,“水土流失”不知道是什么时候发生的。
梯田到底是“水土流失”还是“水土保持”?
科学的监测和研究表明,在同等水文、地理环境中,梯田“蓄”水能力要远大于林地、草地!如果科学使用,其“调”水功能更具有林地不可比拟的“潜力”。
图表08是“黄河上中游管理局”多年、多点的观测资料。
图表08[39]
 
图表08反映,对于一般的降水(频率≥50%),森林的拦蓄能力尚能接近于梯田;但降水越大、越需要拦蓄洪水时,林地、草地就越不如梯田。
对于10年一遇的洪水(频率10%),梯田的平均减洪率是林地的1.82倍,是草地的3.51倍;
对于20年一遇的洪水(频率5%),梯田的平均减洪率是林地的2.16倍,是草地的3.77倍。
图表08还反映,在土质较好的延安大砭沟,森林与梯田之间的差距还没有那么大,但在土层瘠薄的离石王家沟,森林与梯田的差距越发被拉大。这就说明起到拦蓄作用的主要是土壤。而“水平梯田”就是通过以“梯度”取代“坡度”、以加厚土壤层提高吸附能力的方式来克服重力下滑、稳定水体的。我们日常上楼梯也都是采用“梯度”克服重力,只有在坡度不大时,才会把坡面“打毛”,象森林一样靠“摩擦”来克服重力。
我们在否定“大水荒”成因的“森林论”时,曾援引监测资料:北方乔木林地拦蓄的水分还不够自身消耗,从“调”水功能看,它的“可调量”是“零”。
那么梯田呢?
梯田的“蓄”水能力虽然大于林地,但梯田在耕种情况下腾发量并不比林地小,同样无“可调量”。但是,农作物生长周期短,梯田因此获得良好的“机动性”。
所谓“机动性”是说:在梯田建成后,可根据具体情况决定休耕、轮耕。在粮食充足,水源紧缺的情况下,可将梯田放荒。这时,梯田的“蓄”水能力仍然不变,但腾发量却减小为“荒坡裸地”,荒坡裸地的年腾发量仅为降水的48%。这样,放荒的梯田既有大于森林的蓄水能力,又有一半以上的降水成为“可调量”---或缓慢释放为径流,或下渗为土壤水、地下水,形成水源。在水源充足或粮食紧张的情况下,梯田可随时复耕播种。
通过对比,梯田在水土保持、水源形成、抗击洪涝、粮食安全方面的优越性都是森林所不具有的。
发展灌溉、精耕细作、八字宪法、大寨道路,在一系列的方针政策推动下,中国农业由“中耕保水”的自然农业演进为“开源保源”的“灌溉保水农业”。一条清晰可鉴的可持续发展道路展现在中国面前。
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
继70年代中国发生人类历史上最为恢弘的农业灌溉革命之后,在80年代,中国农业再次发生了令史家瞠目结舌的巨大变故:中国农业实行了“土地家庭承包制” --- “包产到户”,农田被分割为人类农耕史中从未出现过的“极度细碎化”,其细碎程度甚至影响到了汉语语汇系统---连描述土地的不定量词都由“块”变成了“条”。
在此30年之前,中国也曾经发生过一次“农田细碎化”运动,那就是新中国成立之际的“土地革命”;地主、庄园主的连片土地被夺取了了政权的农民切割为适合家庭耕种的块块,地主的“四驾马车”被农民瓜分为“单驾车”。按照马克思的定义,这或许应算是某种意义的“生产力倒退”,原本就不多的庄园式集约化生产因素被迫终止。但是,局部的、有限的倒退却换来了“耕者有其田”的巨大社会进步和劳动力解放,百年动荡的历史终告一段落。掌握了土地的农民焕发出从未有过的生产热情,中国的粮食产量得到了显著的提高。
然而,毛泽东主席很快意识到:不改变落后的生产方式和生产手段,仅靠“人体劳动力”的“热情”、“勤劳”、“积极性”不可能带来持久的、稳固的农业发展与社会进步。继而,毛主席推动了农业合作化、集体化运动。在这种先进的生产方式基础上,中国农民仅用短短20年时间就先后完成了2次人类历史上最为空前宏大的农业革命:一次是60年代完成的以治理洪涝、积水、盐碱为内容的“农业生态革命” (请...) ,一次就是70年代完成的“农业灌溉革命”。
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)
/Article/Class14/200710/25660.html
农业集体化是既能超越低级的“庄园集约模式”,同时又不引发新一轮土地垄断的唯一途径。没有集体化,土地革命只是一次简单的“劳动力解放”和“生产资料”再分配过程;有了集体化,土地革命成果才能转化为推动农业工程技术革命的巨大动力。从生产力与生产关系相互适应的原理,农业集体化是土地革命的合理延续和必然结果。
但是,发生在80年代的“农田细碎化”和50年代土地革命时的条件相比却颇为不妙,因为此时的中国已经发生了“灌溉革命”。---土地与水源的关系已经非常复杂。土地可以分割,灌溉工程却不可分割;土地可以“包产到户”,水源却不能界定在固定位置。强行把集体化大生产产生的灌溉革命成果应用于众多分散的小农经营,就如同把一件为“大个子”量身定做的衣服拿过来给几个“小个子”合穿,难免会出现有的把脚蹬进袖子里、有的把头套进裤裆里,衣服最终被撑破也不是不可想见的。
二、“包产到户”---保水农业的终结
中国农业的“个体经营”上可追溯到奴隶社会末期,距今已有2500年的历史。正是连续2000多年的农业“家庭经营”,塑造了中国古典农业的“保水耕作”;---分散的小农不具有灌溉工程能力,再不保水,靠什么吃饭?而当20世纪80年代,小农虽说回归了他们祖辈的本来面目---已同样不再具有工程能力,但却可以坐享“灌溉革命”的成果。那么,一个问题出来了:
作为“利益经营者”,小农们会不会停止“高成本”的“保水耕作”?单靠“低成本”的灌溉来解决吃饭问题?
这个问题至关重大,它关系到整个社会的水源安全!
---中国有960万平方公里,耕地18亿亩,合120万平方公里,刚好占国土面积的1/8。假如还没有发生“灌溉革命”,大不了就“豁出去”这1/8头顶的降水,任小农们“爱保不保”。而现在可大不一样了,有“灌溉革命”留下的8.6万座水库、几百万座塘坝、300多万公里引水河渠、百万座提灌站、220万眼动力机井;农业已可以“千里引动黄河浪、百米汲取地下水”,全部960万平方公里头顶的降水和脚下的地下水都难逃农田的摄取。此时,“灌溉能力”已成为一把“达摩克里斯之剑”,掌握在数以10亿计小农的手中,挥舞在“众水源们”的头上;万一他们不肯为整个社会的水源安全而“保水”,那可真要命!
很不幸,这种担心在80年代成为了现实。
自“包产到户”后,小农们纷纷扔掉手中的“牢什子”锄头,撇开祖辈们干了两千多年的“松土保墒”,在播种与收获之间的漫长等待中开始从事另外一种古老而新兴的“农业”---麻将。
借助于形态研究,笔者认为“麻将”是对农业全过程“开荒-种植-成熟-收获-储藏-发达”的模仿;或按时髦的说法,干脆就叫它“虚拟农业”。
麻将的三种主牌:
“萬”,原始含义是“长满了野草的大荒地”。“萬”的数量词含义就来源于“像荒地里的野草那么多”
“条”,最容易让人想到竹子,实际上它表示的是庄稼的节节生长。我们通常叫做“幺鸡”的,既不是鸡也不是鸟,而是一棵刚刚萌发的幼苗---形如豆芽。
“饼”,代表一粒粒成熟的谷子,特别是“七饼”的形状和一支沉甸甸的谷穗惟妙惟肖。
再看它的副牌:
“白” ,代表一块麦场空地。
“风” ,就是借风力扬场。
“中” ,“内也、入也”(《说文解字》释语)。就是把打好的粮食搬到仓库内,注入囤子里。
“發” ,借典于《孟子》:“舜發于畎畝之中”。这是鼓励农人:只要能把地种好,同样可以“成王成圣”。孟子在这篇文章的结尾发出了他著名的警世格言:“生于忧患,死于安乐”!
也许,前人发明“麻将”是为了喻教于乐,在游戏中强调农业的重要,没想到它却成了肢解中国农业的一个平台。80年代,曾有“顺口溜”流行于坊野间:“10亿人民9亿赌,还有1亿在跳舞”;这个“赌”,指的就是麻将。“忽如一夜春风来”,“自摸平和”代替了“精耕细作”;延续了两千多年、昨天还在“灌溉革命”中得到继承和发展的“保水耕作”传统在一夜之间土崩瓦解。
有人会诘问:不是还有很多耕地不能灌溉么?小农为何也要放弃“保水耕作”?
是的,至70年代末,中国耕地约有一半已被“革命”成了“灌溉农田”,还有一半仍停留在“雨养”阶段。但是,在全国范围内,“灌溉农田”的粮食产出已占到总产量的2/3以上;在华北、西北、“黄淮”地区,“灌溉农田”的平均亩产是“雨养农田”的2.75倍[40];特别是在“黄淮海”平原,粮食产量的近9成(88.7%,以灌溉密度74%计)生产于“灌溉农田”。仅凭“灌溉农田”小农已可保障吃饭;剩几垄“雨养农田”再怎么也“鼓捣”不出“先富”来。就一个村庄的农田布局看,“雨养农田”往往是分布在距村庄较远的坡地、滩地、洼地。与其为几垄“望天收”“爬山涉水”跑5里路去动一次“干戈”,还不如憋足运气来张“自摸”。这样,小农们在放弃“灌溉农田”保水耕作的同时,也无顾忌地捎带荒废了“雨养农田”的保水耕作。
三、大“水荒”的降临
从“精耕细作”、“保水耕作”到只管种、浇、收的“懒汉耕作”,会损失多少水源?笔者进行了田间实验。实验结果为:放弃“松土保墒”可加大“1/2的棵间土壤蒸发”,或者“1/4的田间总腾发”。证实了民间“锄三省一”的说法;---锄三遍可少浇一水。见《附文四:“松土保墒”实验成果》
这可不是个小数字!
不包括东北在内的中国北方---“黄淮海流域”现有耕地面积7.0亿亩[41](另一资料为5.85亿亩[42]);年均降水566mm[43] ;灌溉面积3.46亿亩[44],2005年的灌溉用水为915亿m3[45] ;7亿亩农田包括降水和灌溉用水在内的总“受水”为3556亿m3。
因放弃“松土保墒”加大的田间腾发总量每年为:3556亿m3×1/4=890亿m3;接近于1条黄河再加2条海河的天然水量;相当于10条“南水北调”中线一期工程!
890亿m3的数字,揭示了中国北方发生“大水荒”最直接、最根本的原因。
这个数字不仅印证了本文第一章关于“黄河流域20多年来水源总量减少6000多亿m3”的计算结果;也注解了为什么“大旱荒”起始于80年代后期---80年代初,“包产到户”对“耕作体制”的瓦解在经过“潜伏期”后表现出征状来了。之所以有3-5年的“潜伏期”,是因为水源巨大储量的缓冲能力。
假如我们留心考查,还会发现80年代中期后还有许多东西在农村“不期而至”。除了“麻将”的普及,比如还有“基督教”兴起、“刑事犯罪率”飙升...等等。
“大水荒”形成后,各界均对其成因进行了广泛的探讨。除了经本文第二章重新研究并予以排除的“气候论”、“工业论”、“森林论”等主要观点外,还是众说纷纭。
有观点认为:在“先富论”指导下,人民积极发展经济,纷纷在江河上游挖“虫草”、采“发菜”、刨“甘草”,制造了不少“人工掘坑”,再加之“鼠洞兔穴”,导致土壤水分暴露、地表面积扩大,蒸发加剧,阻碍了水源生成。这个结论局部是成立的。比起“气候”、“工业”、“森林”等诸论来,它触及到了问题的要害---“地表蒸发”。但是,挖“虫草”的能有多少人?算他几百万吧;都用些什么工具?不过是些撅头铲子;再怎么折腾也十分有限。难道能和10亿农民动用140万台大中拖拉机、1500万台小拖拉、800万台柴油机、5000万台水泵在18亿亩耕地上放弃“保水”原则,只管“浇”、不管“保”的“超级折腾”相比?
还有的研究独辟蹊径,认为干旱和“月全食”的发生有某种联系。
在已有文献中,惟有“海河水利委员会”李彦东的研究《控制ET(蒸发蒸腾)是海河流域水资源可持续利用的保障》接近了“大水荒”的本源。文章说:海河流域多年平均降水1700亿m3,能形成地表径流和地下水的只有370亿m3,仅占降水量的22%。其余78%直接成为农业和环境生态用水或消耗于无效蒸发。文章疾呼“减少ET是水资源可持续利用的唯一解”。
笔者以为,与其千离迢迢去高原考察“人工掘坑”、“鼠洞兔穴”,甚至连“吴刚嫦娥”也难逃其咎;还不如散步到郊外,去仔细揣摩一下农民都还在怎么种地!
四、“保水农业”瓦解的经济、政治、社会基础
我们无意将责任推给素有勤劳传统的中国农民;但我们有义务探讨都是些什么因素导致了“保水耕作”的终结?我们还有没有办法改变这些因素,重新恢复“保水农业”?
(一)“包产到户”后,农业转变为“经营”
既然是“经营”,农民就有权利考虑“利润”和“成本”。人工锄1亩地大约需要2个劳动日,在80年代初一个农业劳动日的平均价格为1.20元,锄4亩地是8个劳动日,工资成本为9.60元;“锄”4亩地减少的水分蒸发为50m3(相当于“浇”1亩地使用的水),50m3水用机井灌溉为用工1.5小时、工资0.23元、用电6度、电费0.72元(“农用电”单价为0.12元/度),总成本0.95元。
也就是说, “锄”与“浇”的“效益比”为10倍。浇地还可以省出时间去“打麻将”或“投机倒把”,要是运气好来张“自摸”,或是“倒”赢了一平车蔬菜,那可就“发”了。
有人问,不会使用中耕机械吗?“包产到户”后集体保留的机械没人维护、管理;农机员也是人,他也要“打麻将”、也要“投机倒把”;结果就是机械瘫痪、生锈、最后被孩子们偷拆部件卖废铁换烟抽。就是不瘫痪,一台机器让谁用不让谁用?打起架来还影响社会和谐。
《石家庄地区志》载: “机引镇压器---1955-1979年(使用期间),平原多数社队使用于耕后镇压、碎土、保墒、镇压地表。1980年后多数地方停用”。[46]
“市场主义”者认为:可以通过“市场手段”,用“机井加盖子上锁”、“收取水资源费”的方法来调整水关系。那么收多少合适呢?按照“市场原则”,“水价”要高于“保水成本”才能起到调节作用。比如,保1吨水的投入是10元,而水价提高到11元,农民就会为了“自身利益最大化”主动保水。
这个办法不错。我们刚才说,保水50m3需投入8个劳动日。目前(2008年7月),农民在县城建筑工地打工的日平均工资是50元,8个劳动日价格400元,保水成本为400/50=8元/m3。也就是说只要把水价提高到8元/m3以上,就可以让农民主动锄地保水。锄地的劳动强度比工地要小许多,而且工伤事故率低,粉尘少,噪音小,还可欣赏田园风光。
非常好。假如水价提高到8元/m3以上,农民就可以卖水啦!怎么卖?5亩地,在地的一角修一个深10米、长宽各15米的池子,其余地表用塑料膜处理为“沟格式”集水场,按年600mm降水计算,每年可集水2000m3,售买16000元。既为社会创造水资源,又为国家拉动GDP,还不耽误个人奔“小康”。还用种什么粮?锄什么地?把“农民”全都转化为“水民”,“三农”问题就迎刃而解了。
顺便说几句,若按“市场主义”的思路,当年人民公社社员锄地保下的水岂不是创造了天文数字的价值?根据本文第一章的计算,80年代以来,仅黄河流域水源减少量能给出“清单”的就有6000多亿m3;“改革开放”岂不是挥霍了黄河流域“6000亿m3×8元=4.8万亿元”的财产积累?那么全国该有多少?按黄河流域面积占全国的1/12算,全国就是58万亿元,比2007年全国GDP的2倍还多。这可都是纯利润!折合为GDP岂不是要远远超出改革开放30多年来创造的所有GDP总和?
(二)“包产到户”破坏了“保水农业”的生产组织结构
中耕虽然是劳动强度不怎么大的工作,却非常枯燥、单调。既没有播种的踌躇满志,也没有收获的喜悦。面对满眼的绿色、浩瀚的庄稼地、无尽头的活计,一种难以排遣的孤单、寂寞、渺小、绝望会时时袭上心头。找不到感觉的读者去读一读《老人与海》吧!
连安全也成问题。村语“麦梢黄,卧下狼”是说当庄稼超过2尺深具有“隐蔽性”时,里面就充满了凶险。解放前,时常有在地里被土匪绑票、仇家伤害、中暑暴倒...直到50年代,都还有在地里被狼吃掉的事。80年代以来,狼的事倒没有,但在青纱帐里被强奸、在村外路上被抢劫、在田头被偷了自行车、少男少女被引诱学坏...这些事还少吗?
人是社会动物,不可以像老虎一样在一个山头“独处”几年,直到繁殖需要。笔者1976年初中毕业,14岁就参加集体生产劳动(后来联合了好几个村子的初中毕业生自己动手建起了“民办高中”方才复学)。因年龄小,多被安排一些“特殊”的活计。比如,大人们锄地,我在家烧开水,按“赤脚医生”给的方子,仁丹、薄荷、绿豆、生地、清凉合剂什么的摆弄一番。约莫快工间休息了,就平车拉上大茶筒、茶碗筐送往地头。车上还有一件“宝贝”---“学习箱”。说“学习”吧,里面除了十来本到大队图书室来回调换的连环画、故事书之类还有象棋、军棋、“建设牌”(扑克。“桥梁牌”的“大鬼”是“南京长江大桥”)虽然简陋,却也能给劳作的人们带来不少欢乐。
“包产到户”瓦解了“人性化”集体劳动的社会组织单元。
(三)农田“细碎化”加大地表面积,也促使“保水耕作”终结
“土改”是按“块”分地,“包产到户”则是按“垄”分地。按华北通常的情况:1个生产队有150人、25户,250亩地分为10块,每块平均25亩。假如25亩的“大块”地呈“黄金分布”,是约为100米×166米的矩形;假设每户人口相等,每户在10“大块”的每块中分得1亩“4米×166米”的“条”地。
为什么要这样划分?首先,10“大块”的形成是一个村子划分为多个生产队的结果。土地是按距村子远近、道路交通状况、肥力、土壤、水利条件、平整度、坟头密集度、所接壤村子的民风...等多种标准划分为不同等级的。每个生产队可在各等级中分得一块。同样,“包产到户”也必须遵循这个原则。“丑媳妇近地家中宝”,你不能把村边的一“大块”好地分给两户,而让其他户去分远、差的;只能是在每“大块”中给每户各分一“份”。而这一“份”还必须是“条” ;因为只有“条”才能让每“份”都“就接”到横贯地头的道路和水渠。没听说过么?当时一“条”鞭子都是要剁成25“节”分的,一“口”水缸也是要砸成25“片”分的。
地还是那么大,为什么“细碎”就加大蒸发呢?因为“边界长度”发生了改变。集体“大块”地除去两头的道路渠道,和两边接壤方共用2条“产权边界”,自己均摊1条,边界长度就是地块长度166米。“包产到户”后“产权边界”总长扩大为4150米。有“边界”就有“界埂”,“界埂”比一般的“耕作埂”要高大许多,就扩大了地表面积。
那一年春节回老家,酒桌上有人“诉”笔者的远房堂兄,说他“不浇水不施肥”;笔者说,那他就“不打粮食不吃饭”。“诉者”一笑说:“不打?人家不比谁打的少,人家是‘活墒’,很先进。不过和他相邻的倒霉,要多浇两水”。
原来,水分在土壤中是可以“侧向补给”的。地只有4米宽,两邻只要施肥浇水后,水肥就渗透到他的地里;一边2米,4米宽很容易就“渗灌”了;还带着化肥。花卉爱好者经常把花盆“坐”在浅水里,靠盆底的洞渗水,获得“活墒”。干燥后不板结、不开裂。
这个故事梢带出一个问题:既然水分可以在土壤中“侧向补给”,“松土保墒”又叫“暄土覆盖”;你“盖”他不“盖”,他那里的水分蒸发了,你这里辛辛苦苦“盖”住的水分就补给他,他再蒸发,你再补给...这里“盖”住那里“漏”,这岂不是“筛子当锅盖”,等于就没“盖”吗?从此,也就没人再“盖”了。
(四)“保水农业”的全方位终结
还不只停留在耕作体制的荒废上,下面几则资料展现了中国“保水农业”全面终结的几个景点。
为提高土壤长远肥力,增加有机质含量,《全国农业发展纲要》不惜在粮食还相对紧缺的建国初期,就将“绿肥”纳入“复种指数”。“有机质”是抑制水分蒸发的。可80年代后,绿肥已踪影不见。残存的水生绿肥“水葫芦”等,因无人管理利用,反成为环境灾害。
安徽滁州《定远县志》载: “绿肥...70年代中后期,全县绿肥面积发展到20万亩以上,1976年突破40万亩;70年代末,由于实行了家庭承包责任制和扩大了麦油面积,大量施用化肥,绿肥面积急剧下降,到80年代几乎无人种植绿肥。[47] ” (笔者注:定远县70年代后期拥有耕地156万亩,40万亩绿肥占耕地总面积的26% )。
沼气作为有机肥源和新农村建设综合项目,曾经在70年代得到迅速发展,到80年代却也和绿肥同命相连。1978年全国农村拥有沼气池750万口,1984年减少为400万口,几乎减半。[48]
土壤有机质含量的下降,使得耕地全面板结,从白山黑水到南海之滨,莫不如此。
图表09反映了吉林省舒兰市土壤有机质下降的情况。
图表09-舒兰市土壤有机质含量变化[49]
 
据《南方农村报》报道:2002-2004年珠江三角洲地区开展耕地地力调查与质量评价调查结果表明,与第二次土壤普查(1979-1986)相比,5个市土壤有机质下降了15%-20%。[50]
(五)“免耕法”---中国农业的耻辱!
70年代末,正值中国“真理大讨论”之际,著名国际主义战士和农场经营者---韩丁先生,带着他全新的耕作理念---“免耕法”再度来到中国。这次,韩丁先生取得了空前的“成功”。---中国最重要的政论媒体《人民日报》和最重要的学术媒体《光明日报》,均以整版篇幅介绍了韩丁先生关于“免耕法”的谈话。中国农民首次听说了这种“洋种地”,也透过介绍对美国的私有农场有了最初的“向往性”了解。
“免耕法”是一种新兴的“保水耕作”方法,以“最小耕作-腐殖覆盖”构成体系。“最小耕作”是说要尽可能减少耕作,以免扰动土壤,造成水分暴露、蒸发。“腐殖覆盖”是说通过“免耕”将作物残茬、秸杆保留在地表,任其腐烂;经多年累积后形成一个“腐殖层”,覆盖地表。
可以看到,虽然在“耕”的问题上完全对立,但在“覆盖保水”方面“免耕法”和“精耕细作”又是完全一致的。“松土保墒”靠“暄土”覆盖,“免耕法”靠“腐殖层”覆盖。离开“覆盖”,就没有“保水”。
“免耕法”有一定的优点,也有致命的缺陷。说不定在漫长的农耕文明进程中,中华民族就曾经尝试过这种方法,后来又被淘汰了。
先说“覆盖”。和“暄土覆盖”相比,“腐殖覆盖”存在着管理上的缺陷。“暄土覆盖”是以土盖土的“同质覆盖”。过水后覆盖层“板结”了,就再浅锄一遍,维护一次;不存在“覆盖物”的损坏问题。而“腐殖层”在播种、灌溉、追肥、播药、采踏等过程中会损坏,从而暴露土壤。比如,中国直到现在都还普遍使用“漫灌”,水流会把“腐殖层”漂浮起来、冲集到灌溉末端,使灌溉前端缺乏“腐殖层”;灌溉时土壤已经成为“泥”状,农民挽着裤腿赤脚在膝盖深的泥里管理水流,会将“腐殖层”与“泥”搅拌,或把“腐殖层”踩到耕作层的底部,使“腐殖层”混入土壤,成为土壤的一般腐殖质含量。“盖子”没了,还怎么“覆盖”?除非你采用“扇型往复式”(退着喷)或“架空式”喷灌,否则“腐殖层”就不可避免要被“踩泥”(“落地圆周式”挪动设备时也要“踩泥”)。70年代,喷灌虽说被列入国家重点推广项目,到1977年中国已拥有喷灌面积290万亩[51],但若不再经过至少10的“跳跃式”发展,就远远不足以支撑“免耕法”的推广。等到80年代,地都分成了“4米宽”了,还喷灌个屁!
再说“免耕”。“免耕”固然可以减少因扰动带来的水分散失,但在大动力播种机普及之前,未经翻耕的坚实土壤能“条播”得“动”吗?别说“条播”,连“穴播”恐怕也不能实行:密密麻麻地挖坑,那还不如“翻耕细耙耧播”呢。不能“条播”,也不能“穴播”,莫不是要让中国农业倒退到“裸撒播”阶段?因此,“免耕”在70年代的农业“半机械化”条件下是没办法推广的,更不要说80年代连“半机械化”也夭折了。直到现在,也没听说有多少小麦是“免耕”播种的。玉米等株距较大的作物是可以“免耕点播”,那是在70年代中期以前就早已普及了的,和后来宣传“免耕法”毫无关系。但玉米的生长季节是全年降水最集中的七、八、九三个月,“免耕”的土壤过于“瓷实”,不利于“渗水蓄墒”,这才有陈永贵发明“深松锄”来弥补这个缺陷。
在70年代中期,韩丁先生就曾到大寨推广过他的“免耕法”,老陈没有接受。这倒不是因为老陈思想保守、不敢突破管圣人、孟圣人、毛圣人们“钦定”的“精耕细作”;而确实是“免耕法”不适合中国国情。
且不说“免耕法”作为一种新兴的耕作体制尚待接受“实践检验”,连它的诞生地---美国,直到2005年都还只有13.4%的耕地实行“免耕法”[52],70年代更是少得可怜,和中国当时几乎100%实行“精耕细作”无法相提并论。而且美国农业也不是“灌溉农业”,它的“灌溉密度”到2005年才13%,中国在70年代就得到了46%。中国在“灌溉革命”发生后实行什么耕作体制都必须紧紧围绕着“灌溉”这个中心。单凭“免耕法”对灌溉方式的苛刻要求,就足以让老陈驳回老朋友的“面子”了。当然,这并不影响70年代在中国普遍实行的玉米“免耕点播”和“海绵田”接受了一些“免耕法”的合理成分。
“海绵田”是“农业学大寨的”一项重要内容。“海绵田”建造就是大量提高整个耕作层的“腐殖质”含量,而不是象“免耕法”要求的仅仅在地表形成“腐殖层”。“海绵田”才是能让“免耕法”在中国真正推行的基础。“海绵田”土壤蓬松,播种前可以“免耕”;“海绵田”不易板结,可将“松土”次数降低到“最少”(即“免耕法”要求的“最小耕作”);“海绵田”耕作层上下均质,不怕灌溉“踩泥”。可惜,全国“海绵田”建设项目也在1979年夭折了。
1974年老陈率“中国农业代表团”访问墨西哥,蹲在人家的“滴灌”前长长不舍离去,以至于延误参观日程。弄得陪同的总统埃切维里亚只好许诺送他2套“带回去慢慢研究”。回国后,把这2套“国家礼品”锁进礼品库吧,就“禁锢”了生产力;留在中南海灌园子吧,又过于奢华。经周恩来总理批准,安置在大寨进行实验,这也是中国最早引进的“微灌”技术。
后来有人说大寨红旗是“假”的,是靠国家投资“树”起来的,投资中就有滴灌。说这话的人听说过什么叫“指鹿为马”吗?不错,国家是在大寨有投资;---大寨出名后共接待134个国家、2288批、25000人、22位国家元首(或政府首脑)的外宾。国家当然应该在大寨投资建设展览厅、宾馆、旅行社、邮电所、银行所、道路、桥梁...这些设施国家使用国家投资,天经地义;和大寨有什么关系?能指出大寨人吃饭、住房、农田基本建设化了国家的钱吗?你“国家”也不能昧着良心说话吧?
为什么在距70年代中期老陈婉拒“免耕法”仅仅只有短短的3、4年,到70年代末期,中国就轻易而举地接受了“免耕法”?倘或是因老陈“霸占”了中南海浇园子的“滴灌”引起不满?有人要借“免耕法”给他“好看”?还是已经有人准确地“预见”到了中国的“精耕细作”体制必将在80年代初被全面终结?从而提前做好“理论准备”工作?这也太“用心良苦”了吧。
虽然前面指出了“免耕法”的缺陷和推广的困难,但既然“精耕细作”“内定”要被终结,那么假如能对“免耕法”积极改进方法,创造条件推广,也仍不失为一种选择。
然而,历史对如此善良的意愿也不肯放过它的嘲弄:在“精耕细作”被终结后,我们丝毫没有看到要建立“免耕法”体制的迹象。
“免耕”对“腐殖质”的依赖要远远大于“精耕细作”。 “免耕”之所以敢“免”,就是全凭有“腐殖层”覆盖!然而,80年代后,野蛮疯狂的“秸秆焚烧”席卷全国。燃烧使植物遗体释放了一生“光合作用”积累的能量,失去了全部有机成分,仅剩下一点点矿物质无机盐---灰烬;没了有机物,土壤去哪里获得“腐殖质”?更别提“腐殖层”了。80年代后,每当夏、秋收时节,从北京到武汉,到济南,到太原,到西安...广大的北方因秸秆焚烧“狼烟滚滚” 。一开始是没人管的,后来造成高速公路封闭、影响到城市空气质量,政府才开始干涉。特别是2000年以后为了申办奥运会,政府更加大了“禁烧”力度。国家为此专门动用了“卫星遥感监测”,各级政府也纷纷出台法规法令禁止,但收效甚微。每到夏、秋收,市、县、乡各级地方政府都要组织“禁烧工作队”,白天硬是驻守在地头,但夜里“偷烧”却禁止不住。“逼”得政府连“臭命昭著”的“连保制”都使了出来---大标语赫然写到:“一处冒烟,全村受罚!” 。
这是农民“逼”政府吗?集体时秸秆全身都是“宝贝”,连秸根都要集中到地头用大功率切草机切碎沤制,等来年再还田做底肥。这还不够,还要按比例轮流一定面积专门种植“绿肥”---不长粮食、专长“秸秆”的作物用来翻耕掩埋、以提高土壤长远肥力。集体解散后,个体农民既没有切草机,也没有沤肥池,政府硬要求“禁烧还田”,怎么“还”?“掩埋”吧,则需要大型翻耕机,“埋深”才不至于影响播种,才能不因秸秆腐化产热将禾苗“烧”死。没有物质力量支撑,农民们除了“偷烧”还有啥出路!
2007年09月27日,济南为“秸秆焚烧”关闭了高速公路,普通公路上的车辆也不得不开启雾灯缓行。《齐鲁晚报》报道说:“晚上10点多,一位农民大声喊:‘现在没人啦,赶快再烧一堆吧!’”。[53]
也许,等到2008年秋收,农民们经过“奥运洗礼”,情况就会好转。最近2、3年来,随着玉米收割机的使用,“秸秆禁烧”是看到了点希望,处理方法是“粉碎掩埋”,和“免耕法”要求的保留在地表没有任何关系。
根据“中国科学院东北地理与农业生态研究所”提供的资料,截止2005年,中国已推广“免耕法”面积1500万亩[54]。也就是说从1979年开始宣传“免耕法”以来,中国平均每年推广57.7万亩。这个速度不慢,再过3120年,中国的18亿亩耕地就全部实行“免耕法”啦!
把前人制订的“耕作保水”体制破坏掉,自己宣扬的“免耕保水”又全无踪影,中国农业一下子就倒退到“原始无体制耕作”阶段。出现这种后果不能不让人对当初苦心宣传“免耕法”的用意产生遐想。
无论是“耕作保水”,还是“免耕保水”,只要能保水就是好体制;这是符合“黑猫白猫原理”的吧?但在这里不适用;光“忽悠”不实行是违背“实践检验原则”的吧?但在这里不违背!
《全国农业发展纲要》在80年代初被终结了,中国作为最大的农业生产国、最大的农业人口国、最大的灌溉国,该不该出个人象毛泽东一样“广泛调查、深入研究、集思广益、亲自起草、多次修改”重新再制订一部新的“农业发展大纲”?30年了,没有订;《中国桥牌竞赛规则》倒是修订了多次。中国有这么多的政治家、管理家、科学家,是不是也该有一个人“时而沿书架渡步若有所得,时而在书中查找如获至宝,时而驻伫留窗前沉思,时而奋笔伏案疾书” ---象毛泽东较真“深”和“精”那样,为“耕”和“免”叫一叫劲?也没有。“有”还能闹出“实行‘免耕法’需要3120年”的笑话?“国务院农村发展研究中心”是最早建立的政府智囊机构,这些年除了净听他们扯着嗓子满大街喊“‘包产到户’就是好,就是好!”外,没见谁出来说明一下目前中国农业属于什么耕作体制!
出现这种烂局面怎能不让人重又想起那首《山西民歌》:
千山那个万水连着天安门,
毛主席是咱社里人。
春耕夏锄全想到,
防旱排涝挂在心,
八字宪法亲手定,
丰产的道路细指引。
在经过以上的全面分析后,可得出中国北方大规模、持续、恶性水源危机的成因链:
“包产到户”→保水农业瓦解→农田土壤蒸发加大890亿m3→恶性水源危机。
第五章 无解---市场环境中的水源危机
面对恶性水源危机带来的深重灾难,国家也试图采取措施缓解;除了已于2002年开工的“南水北调”工程外,还有“限额灌溉”、“节水灌溉”、“提高水价”等方案。但仍然是杯水车薪、治标不治本。
一、“南水北调”杯水车薪、成本昂贵
“南水北调”是说从长江等外流域近期调200多亿、远期调400多亿m3的水到中国北方。
然而,调水只能解决用水的燃眉之急,并不能改变本地水源枯竭的严峻生态。在干旱、半干旱、半湿润地区存在“高密集灌溉农业”,又不能控制农田腾发;那么,河流更加干涸、水位继续下降、水源储量最终被“掏”空就应该是这个地区的“常态”。这就如同“盆”底漏了洞,“不存水”就是这个盆子的常态一样。中国北方恶性水源危机产生与存在的根本原因---是农田土壤蒸发比70年代“平白”加大了890亿m3这个巨“洞”,只要这个“洞”一天不堵住,200亿也好,400亿也好,进去就会被“漏”得无影无踪。
“南水北调”工程巨大,成本昂贵。东、中、西三线总投资2000年估算为5000亿元;还要移民40多万人,永久占用耕地100多万亩。
按“世界自然基金会”的估算,假如投资按“全市场模式-贴现8%”计算,从“南水北调-中线”调水到北京的水价为15.8元/m3、天津为13.6元/m3[55]。按2008年的物价就不知该是多少了。实际上,“世界自然基金会”的“估算水价”只是理论存在。因为“南水北调”作为国家战略项目,投资的55%以国家资本金方式注入,不需要“偿本付息”;其余45%贷款也不按8%贴现,而是按贷款实际利率计算的。即使这样算,通水时“实际水价”仍可望达到10元/m3。
那么,我们可否设想:将调水工程的巨大投入作为“水源补贴”补给农民,鼓励农民重返“保水农业”轨道,从根本上解决水源危机呢?
回答是“不可能”。
人民公社解体后,分散的小农已不再成为承载国家战略的元素。农业“田间管理”是整合闲散劳动力而进行的“软性”生产劳动,个体劳动成果不具有明确的“可计量性”和直接经济效益。国家可以“出钱”,但谁来“接钱”、谁来组织、如何实施、如何管理、如何计量、如何报酬?单是“机制建设”都不知要比调水工程大多少倍!“市场体制”对这种不规范的大规模“零散劳动”,不能象调水工程一样靠“招标”解决。
现在想来,当初解散人民公社,何止只是消解掉了一个“经济实体”,何尝不是直接砍断了国家的一条“臂膀”,使国家失去了农业社会的综合调动能力?进而联想到,2008年初的雪灾,整个南中国陷入瘫痪。试想人民公社还存在,别的不敢说,道路肯定是堵不住的。---沿途数千万农村民兵能在一夜之间用撅头把国家主干道的积冰全部砸开。现在呢?“动手前先谈‘钱’,谈不好‘钱’咱去玩”。面对2亿户分散小农,“谈钱”都不知道该和谁“谈”。离开了“人民公社”这个载体,农村民兵只不过是“名义存在”而已。
既然“发动群众、耕作保水”不可操作,工程调水就成了必然的选择。
外流域的水源也不是无限可调的。根据世界银行的平估[56],“南水北调”近期工程只能解决华北45%的水短缺,在其余短缺中,30%靠“节水灌溉”、9%靠“污水处理”、16%靠“提高水价”解决。其中,提高水价只能产生“惜水”效应,本身不产生任何水源;污水处理也只能改变水源的质量,并不能“无中生有”产生新水源。而且“9%靠污水处理”是建立在把海河现有入海污水全部处理回收,不让一滴水入海的预案上的。这二者和“水源盈亏”都没有本质关系。
二、“节水灌溉”节“水”不节“源”
“节水灌溉”承担了30%的缺水份额,比“调水”小一些;但投资规模和成本却要高很多;这是超出很多人想象的。
世界银行平估,“南水北调”近期工程的“投资-效益比”为1:2.16,即投资1元可获得2.16元的效益;而“节水灌溉”的“投资-效益比”仅为1:0.3,投资额却是“南水北调”近期工程的2.33倍!就“比较效益”而论,这可是桩天大的“赔本买卖”。
即便国家狠心愿“赔”,“节水灌溉”能改变中国北方的“水源危机”么?
回答依然是否定的。
节水灌溉(water-saving irrigation):以最低限度的用水量获得最大的产量或收益,也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。
从定义可以看到,“节水灌溉”的重点在于“用水”的“用”字上。然而,“用”水并不等于“耗”水,节“水”并不等于节“源”。
以节水灌溉中最易推广的“喷灌”为例:喷灌施水量要小于漫灌。但“漫灌”除了提供“耕作层”的“田间持水量”外,超量的水也没有耗散,而是向“耕作下层”渗透,成为“包气带”含水或地下水。而喷灌却要把水体“粉碎”成“粉粒”状,水体表面积顿时就扩大了几万甚至几百万倍,喷洒过程就是一个严重的蒸发过程。一些细小颗粒或者被风吹散至别处蒸发。
喷灌虽然减小了“用”水,却增加了“耗”水,还浪费动力。表面是“节水”,实质是“耗源”。
“限额灌溉”也是如此。水源紧缺后,为了给工业“让水”,开始推行“限额灌溉”;于是就造成了80年代以来农业用水持平或略有下降的趋势。但是,在农田蒸发加大的情况下,灌溉用水减少,无非是减少了对“包气带”或地下水的渗补。结果只能使包气带越来越干,水位越来越深。
因此,任何不立足于“保源”的“节水”措施,都有可能使水源危机“雪上加霜”。
这个论断可提前回复“80年代以来,农业实际用水减少,怎么能说‘包产到户’耗散了水源?”的质疑。
三、“虚拟水源”---河流也进口?
众多“匹夫有责”的学人们也纷纷献计献策。其中,“虚拟水源”就非常具有“震撼力”。“虚拟水源”是说对一些“高耗水”产品,可将水源虚拟在产品中,通过进口“高耗水”产品的方式,来弥补本地水源不足。比如,中国每生产1公斤粮食,就需耗水1m3;粮食就是最大的“高耗水”产品。
按“虚拟水源”理论,2007年中国单是进口大豆就达3000万吨,等于进口了300亿m3的水源,相当于1条半海河。总支出才1050亿元,单是“买”水就比“南水北调”和“节水灌溉”划算,还白“拣”了3000万吨大豆。
四、路在何方?
在“小农经营”和“市场体制”环境下,尚看不到解决水源危机的途径。除非放弃“灌溉农业”和“粮食自给”。
第六章 生存还是死亡?---崩溃的海河[57]
一、华北喝断了黄河、喝干了海河、喝尽了地下水
和黄河相比,海河流域的水荒更加惨烈。若黄河流域的水源环境尚且属于恶化,而海河流域的水环境则已经崩溃。人们分别用“有河皆干”、“华北底下空荡荡”来描述海河流域的地表水源枯竭、地下水被采空的悲惨局面。
我们可以通过与黄河流域的对比,来认识海河流域水源危机的严酷。
1998-2005年,海河流域年均入海水量18.6亿m3,仅占天然径流量的7%;同期,黄河尚可保持20%。在1999-2002的4年里,除了工业排出的3亿立方米左右臭水外,海河流域无水入海。
黄河的地表水源已经十分枯竭了,但黄河每年还必须从原本就已经缺口很大的生态流量中“拼”出43.5亿m3来接济海河;在海河流域可利用的全部地表水源中,有1/3靠黄河输入;包括挽救“华北明珠”白洋淀,都是靠黄河输水。也可以说黄河断流在很大意义上是受了海河的拖累。
华北不仅喝断了黄河、喝干了海河、还喝尽了地下水。
在官方公报中,我们是看不到黄河流域地下水大规模透支的数据的,至少还可以让人在心理上感觉黄河的情况尚不十分糟糕;但在海河流域,官方则已经承认:地下水累计超采1000多亿m3[58]。然而,这仍然不是真实数据,实际情况还要严重许多。
单是深层地下水一项,根据年均(1999-2005年)开采深层地下水70亿m3计算,20年来的超采总量就超过了1000亿m3[59]。
在浅层地下水方面,虽然海河流域平原面积只有黄河流域平原面积的80%左右,但海河流域平原的漏斗规模却是黄河流域的15倍。所以,海河流域浅层水的超采,应不小于黄河1500亿m3量级。
二、超级漏斗、地沉降、地裂缝、海水入侵、咸水下移...
在论述海河流域水源危机的诸多文献中,有几个令人惊愕的名词频繁进入读者的视野:超级漏斗、地沉降、地裂缝、海水入侵、咸水下移、海水倒罐...等,其中最为骇然的一个叫“疏干”。
截止2004年,海河流域各类漏斗面积为9万多平方公里[60];和2001年的6万平方公里相比[61],每年扩张1万平方公里。按这个势头,海河流域的全部12.8万平方公里平原,应在2007年连片形成举世罕见的超级大漏斗,横跨京、津、冀、鲁、豫。
由于地下水的恶性超采,华北平原地面沉降面积已达6万多平方公里,天津市区下沉2米以上,塘沽下沉超过3米。
图表10[62]
 
大面积地沉降,还制造了奇特的“地裂”景观(图表11)。据调查,华北地区出现了500多处这样的“地缝”[63],短则数百米,长则几千米;位于河北柏乡县寨里村的地缝,长达8公里,穿越数个村庄,地缝所过之处建筑折断,房屋倾斜开裂。
图表11[64]
 
地下水位的大幅度降落,使得淡水区被海水入侵或咸水下移(咸水下移:指因开采处于咸水层以下的淡水层,造成上层咸水侵入下淡水层)。2004年,华北平原已有55%地区的地下水位低于海平面[65]。河北、山东两省的海水入侵面积已达3000多平方公里[66];大连、秦皇岛的海水入侵面积均在500平方公里以上。咸水下移则更为广泛。
三、“疏干”,2014---空前的灾难!
更骇人听闻的是,山前平原已有1万多平方公里的浅层地下水被疏干(2004年)。疏干,就是没有了,被采空了。
浅层水目前还只是局部已经被疏干,而深层水则面临着在2014年前被全面疏干的绝境[67]。
2014年至今还有6年,华北的深层水就要宣布告罄了;之后的20年里,浅层水也将被全面疏干[68]。
空前的灾难迫在眉睫。
早在50年前,毛泽东主席就规划了“借点水到北方”,把渤海湾建成“长江三角洲”的宏伟蓝图并领导完成了先期基础工程和部分兴利工程;他万万没有料想到后人是在如此火烧眉毛的事态前才痛下决心,重启在80年代被荒废的“南水北调”工程的。
50年前,在华北良好的生态基础上调水进来是积极主动的锦上添花,而目前把南水北调当成挽救华北的最后稻草,则充满了凶险。假如遇到象2007年冬季连长江、汉江都无水可调,或者战争期间穿黄隧道受到打击,对于自身已没有了地下水储备的华北来说,真可谓“命悬一线”啊!
四、“抢”与“包”---水源争夺战已打响!
由于缺水,河北等地出现了新兴“水产业”,一种承包水井搞批发,一种制备罐车登门零售给农户。CCTV“中国财经报道”2007年6月4日播出节目《华北保水战》以“邢台卖水人”为内容介绍了这种“新兴产业”的运营方式[69]。据介绍,这种“市场水”到达农家水窖的价格为2.5-3.0元/m3。虽说超过了中、小城市的水价,却活跃了农村经济,提高了GDP;而且还为每个水井承包人创造了7-8万元的年利润。
这种情况非华北仅有,电影《天狗》就成功了刻画了一段情节:西北某地,村霸“二黄世仁”承包水井后,对护林员实行“拒卖”,以此胁迫护林员默许他盗伐国有森林;护林员被逼得用可乐洗脸、煮饭。
节目还评论说:“水资源‘透支’的问题正在直接影响着华北地区的用水安全。最新的数字显示,仅河北省地下水累计超采近千亿立方米,接近2条黄河的径流量。面对这样惊人的数字,很多人用‘忧心忡忡’来形容自己的心情。华北地区的水危机,自然而然地引发着一场声势浩大的‘平原保水战’”。
根据节目反映的内容, 拟把标题《华北保水战》改为《华北“抢”水战》似更妥帖。实际上,比报道内容严重得多的情况并不少见:在红旗渠和西门豹治水的故乡,漳河上游自90年代年以来,因抢水多次发生大规模武装冲突,说是战争也未尝不可。1999年春节,竟动用了“重装武器”---抗日时期的火炮!河北省涉县境内的跃峰渠、机井、生产桥、民房等生产、生活设施被击毁,牲畜被炸死[70]。
当年“凿红旗渠、唱《龙江颂》;劈山引水战天斗地,一方有难八方支援”的优秀素质已荡然无存。
中国再次来到生死抉择的十字路口,水源环境给中华民族留下的时间已非常紧迫......
正文注释
[01]
关于黄河断流性质恶变的时限,“黄委会山东水文水资源局”程进豪等5名前线水文工作者认定为“1987年” 。
水利学报 1998年 第5期 >>>程进豪等:《黄河断流问题分析》
http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.articles/slxb/980515.htm
[02]
黄河水利委员会水文局>>>王玲:《黄河水资源开发利用的问题与对策》http://www.chinawater.net.cn/CWSnet/meeting-7thhxla/wang%20ling.doc
[03]
资源科学>>>2006年02期 >>>《黄河水资源统一管理效果与综合管理对策》>>>中国科学院地理科学与资源研究所 姚治君等
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZRZY200602004.htm
[04]
1)人民网>>>时政>>> 《国务院机构改革方案拟新组建五个部》>>>历史沿革
http://politics.people.com.cn/GB/30178/6990480.html
2)百度百科:黄河流域水资源保护局
http://baike.baidu.com/view/894503.htm
[05]
人民日报>>> 2004年12月31日 第五版 >>>《5年没断流,企盼常奔流》
[06]
中国水利水电科学研究院学报>>>2004年02期 >>>《黄河下游河道洪水冲淤临界水沙条件的研究》>>>1.中国水利水电科学研究院防洪减灾研究所梁志勇  2.黄河水利委员会勘测规划设计研究院 刘继祥 张厚军
http://www.ilib.cn/Abstract.aspx?A=zgslsdkxyjyxb200402012
[07]
地球学报>>>2003年03期 >>>《300年以来太行山前平原地下水补给演化特征与趋势》>>> 国土资源部水文地质工程地质研究所 张光辉
http://www.ilib.cn/Abstract.aspx?A=dqxb200303011
[08]
水规总院水利规划与战略研究中心>>>中国水情分析研究报告2000年 第7期>>>《黄河水资源情势分析》>>>中国水利水电科学研究院水资源所贺伟程 教授:
“从可持续利用的观点考虑,深层地下水不应计入可利用量中。目前深层地下水年开采量已达47亿m3,今后要限制开采,逐步由其他水源代替。”
http://www.hwcc.com.cn/tech/static/zhongguoshuiqingfenxibaogao/200007.htm
[09]
《北京晚报 》2002-09-23
[10]
地理研究-2000年19卷4期 -377-382页>>>《黄河下游河川径流的变化趋势与对策》>>>中国科学院地理科学与资源研究所 吴凯等
http://www.cqvip.com/content/citation.dll?id=4948115&SUID=
[11]
国家重点基础研究发展规划项目:黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理研究(黄河973)>>>《2003年度总结报告》>>>第一课题 >>>一、2003年研究进展>>> 4、水循环研究进展>>>中国科学院 院士 刘昌明等
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参考:
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1)同[11]“1960-2000年黄河流域水面蒸发有明显下降趋势,80-90年代较60-70年代下降幅度为7.5%。”。
2)我国北方干旱化发展趋势研讨会>>>《我国北方气候变化趋势及其成因》>>>中国气象局国家气候中心 任国玉:
“长江、黄河、淮河、海河流域的水面蒸发量都有明显减小,其中最明显的是淮河和海河流域”。
http://pd973.tea.ac.cn/download/integrated/predicate/008.pdf
3)水科学进展 >>> 2005年05期 >>>《黄淮海流域蒸发量的变化及其原因分析》>>>天津市气象局气候服务中心 郭军等:
利用研究区1956-2000年117个气象台站的小型蒸发皿观测资料,分析了黄淮海流域蒸发量的变化趋势及其可能原因.结果表明,近50年来本区蒸发量减少十分显著,其变化速率一般在-50 mm/10a,平原地区最大变化速率达到-80mm/10a以上.蒸发量下降最明显的季节是春季和夏季,其中春季减少最大区域主要在海河流域的东南部和黄河下游,而夏季的减少主要在淮河流域.造成蒸发量减少的直接气候原因可能是日照时数及太阳辐射的减少,平均风速和气温日较差的降低可能也起着重要的作用。
http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/
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E=αE0(式中E为农田需水量,E0为水面蒸发量,α为经验系数)
2)国家教委高等学校理科地理教学指导委员会>>>水文-气象教材建设组>>>黄锡荃主编>>>《水文学》>>>第二章地球上的水循环>>>第三节 蒸发>>>三、蒸发量的计算>>>(四)区域(或流域)总蒸发量的估算>>>奥里杰科普公式:
 (式中E为区域蒸发量,Ep为水面蒸发量)
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1)1980年数据来源:
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中华人民共和国水利部>>>《2005年水利统计公报 》>>> 四、水资源利用与保护
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2) 建国以来毛泽东文稿 >>>第五册-478页>>>《征询对农业十七条的意见》>>>一九五五年十二月二十一日
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3) 建国以来毛泽东文稿>>> 第六册-1页>>> 对《一九五六年到一九六七年全国农业发展纲要(草案)》稿的修改和给周恩来的信>>>一九五六年一月七日--九日
中央文献出版社
4) 建国以来毛泽东文稿>>> 第六册-604页>>> 对《一九五六年到一九六七年全国农业发展纲要(草案)修改稿》的批语和修改>>> 一九五七年十月十二日
中央文献出版社
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2) 建国以来毛泽东文稿>>>第八册-572页>>>关于发展畜牧业问题>>>一九五九年十月三十一日
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农业工程>>>农业机械>>>中耕机械
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同[26]
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建国以来毛泽东文稿>>>第五册-519页>>>《中国农村的社会主义高潮》按语>>>这里养了一大批毛猪>>>一九五五年九月、十二月
中央文献出版社
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建国以来毛泽东文稿>>>第八册-572页>>>关于发展畜牧业问题>>>一九五九年十月三十一日
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定远县志>>>第四章 农业>>>第五节 农业技术>>>一、土壤肥料>>>(二)肥料>>>绿肥
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比对文本提供的“1980年723万口”数字,目测曲线值1978年约为750万口;比对文本提供的“1986年453万口”的数字,目测曲线值1984年约为400万口。
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齐鲁晚报>>>农民焚烧秸秆浓烟笼罩济南城 高速公路也被封(图)http://news.qq.com/a/20070927/002564.htm
[54]
同[52]
[55][56]
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http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-NSBD200401007.htm
[57]
本章引用数据、资料,除另标注出处的,均来源于:
水利部海河水利委员会>>>《海河水资源公报》(1998-2005)>>>中国水利.国际合作与科技网>>>数据中心
http://www.cws.net.cn/database_center/index.asp
[58]
《海河水资源公报》(2001)>>>重要水事>>>(5)海河流域地下水超采严重:
“截止到2001年,全流域平原区已累计超采地下水约900亿m3。目前,已形成各类(深层、浅层、复合)漏斗近30个,漏斗区总面积约6万平方公里,占流域平原区面积的47%。”
[59]
张光辉等的研究认为:海河流域深层地下水每年可补给13亿m3。见:
《水文》2002年22卷3期 >>>《海河流域中东部平原区深层地下水补给与释水机制探讨—兼谈深层地下水资源可利用性》>>>国土资源部水文地质工程地质研究所张光辉等
http://www.cqvip.com/content/citation.dll?id=6396726&SUID=29A9FD2423E8801FC440CA6B0166F924
因此,开采70亿m3等于超采57亿m3。
[60]
中国环境报>>>2004年05月27日>>>《海河下面空荡荡》
http://news.sina.com.cn/c/2004-05-27/09432641045s.shtml
[61]
同[56]
[62]
中华人民共和国国土资源部 >>>《中国地质环境公报》(2006年度)>>> 地面沉降
http://www.mlr.gov.cn/zt/2006dizhihuanjinggongbao/
[63]
《地质勘查导报》>>>(2006.07.27 2版)>>>《河北地裂缝:都是“水”惹的祸》
http://www.cigem.gov.cn/dzyj_ReadNews.asp?NewsID=7979
[64]
同[62]
[65]
同[60]
[66]
中华人民共和国国土资源部 >>>《中国地质环境公报》(2006年度)>>> 海水入侵
http://www.mlr.gov.cn/zt/2006dizhihuanjinggongbao/
[67]
水文地质工程地质 >>> 2005年32卷4期 2005.7.15 >>> 《海河平原地下水资源可持续利用前景评价》>>>中国地质科学院水文地质环境地质研究所.王金哲等
http://www.cqvip.com/qk/90596X/200504/16137187.html
[68]
在[67]引用的文献里,王金哲等关于浅层地下水几十年被疏干的时限,是根据现有开采和补给条件估算的,没有考虑到在深层地下水采空后,浅层地下水被集中成为唯一开采目标的情况。届时,在补给条件不变的情况下浅层地下水超疏干速度将提高为3倍。(目前,海河流域深层地下水年超采量约为浅层地下水的年超采量的2倍)。
[69]
CCTV>>> 2007年6月4日 中国财经报道>>>《华北保水战》
http://www.cctv.com/program/cbn/20070604/106568_1.shtml
[70]
1)水利部海河水利委员会>>>《海河流域水资源公报》(1998)>>>六、重要水事http://www.cws.net.cn/cwsnet/gazette/haihe/1998/6.html
2)《中国水利报 》2001-12-24>>>《为了群众的根本利益——河北省解决漳河上游水事纠纷纪实 》
http://shuizheng.chinawater.com.cn/ssjf/20021021/200210160063.htm
附文一  黄河流域水源亏损分项计算
一、浅层地下水
(一)水位变化
1、80年代中期以前浅层地下水位确定
80年代中期以前黄河流域的浅层地下水位平均埋深的数据,未见准确数据。但根据一般的生活经历、取水机具使用情况、特殊历史事件推算,黄河流域的浅层地下水位平均埋深当在2.0~4.0米间,取平均数为3.0米。
说2.0米,是因为经常“掘墓见水”。
说4.0米,其一是因为平原农村生活取水多用“钩担”“摆”水,“钩担”担长1.5米,两链钩每个长0.4米,加人体手臂下探0.5米,总计2.80米。其二是因为农业最常见的井用灌溉设备是6-8吋“离心泵”;“离心泵”的理论吸程为10.30米,扣除地面以上轴高和因密封、摩擦带来的减程,实际吸程不超过9.0米。6-8吋泵出水量大,抽水机连续工作后井内还将产生3-4米的“井壁水位降”,若浅层水的静埋深超过5米,6-8吋离心式水泵就不能连续工作。
1974年3月,临潼西杨村社员抗旱掘井时发现了秦始皇兵马俑。人力临时开挖无壁水井,深度不超过5米。
以下资料也可佐证此观点。
“新乡市人大常委会”的调研报告[01]说 :“据新乡县部分乡村的调查,上世纪末,井水离地面仅3—4米,用离心泵就行了,浇1亩地一次4元钱的电费,而现在水泵扬程需要20米,要改用深井泵,浇1亩地一次需要电费10多元。”
笔者对“上世纪末”的时限是持怀疑态度的,但至少可以说明直到90年代,在一些海拔较低的平原盆地,仍保持着3~4米的水位。
姜文来等人对内流域区水位的研究[02]认为:民勤盆地的地下水埋深由1979年的0.5—8米左右,下降到2000年的12.8 ~20.3米左右,地下水位下降了4~17m。
2、2005年流域浅层地下水位确定
2005年流域浅层地下水平均深埋,根据下统计表计算得出。
2005年黄河流域主要平原(盆地)区浅层地下水动态统计表[03]
 
设统计表“合计”项内18个平原区片的面积分别为S1、S2...S18;年末平均地下水埋深分别为H1、H2...H18;加权平均为:
H平均=(H1×S1+H2×S2...+H18×S18)÷(S1+S2...+S18)≈17.0(米)
3、水位变化值
由3.0米到17.0米,也就是说,水位平均下降了14米。
2005年关中平原的平均水位是27米,下降了22米以上。
(二)、黄河流域平原平均重力释水系数的计算
设统计表中13个“上升区”、13个“下降区”、18个“相对稳区”,共计44个监测单元的储量变量分别为Q1、Q2...Q44;水位平均变幅的绝对值分别为H1、H2...H44; 各单元的面积分别为S1、S2...S44;加权平均得“黄河流域平原平均重力释水系数”:
η=(Q1+Q2...+Q44)÷[(S1×H1)+(S2×H2)...(S44×H44)]≈0.063
“η=0.063”的含义为“水位每下降1米可释放63mm深的重力水”。
(三)、黄河流域含浅层地下水的平原面积
据2002~2004年全国水资源综合规划的调查成果[04]:在黄河79.5万平方公里流域面积中,含矿化度≤2克/公升优良淡水的平原(包括沿河谷地、山间盆地、沙地、台塬)面积1985年为16.70万平方公里,2004年减少为15.25万平方公里。
(四)、1985-2004黄河流域平原浅层优良淡水储量亏损
根据以上水位变化数值、计算面积、平均重力释水系数:
Q=η×S×H=0.063×16.7万平方公里×14米≈1470亿m3
二、深层地下水储量透支计算
根据“水规总院水利规划与战略研究中心”援引的1994~1998年水资源公报资料,“黄河流域深层地下水的年均开采量为47亿m3[05]”推算,1986--2007年21年间,黄河流域的深层地下水开采总量为1030亿立方米。
关于深层地下水的再生性问题,目前存在着两种不同的观点。传统的观点认为:深层地下水的补给量极小,在以千年计的周期中才具有意义,因此深层地下水的开采即为超采;即补给率接近于0。但张光辉等人认为[06]:在海河流域每年开采的深层地下水中,有13亿立方米可以获得补给。再根据“1998-2005海河水资源公报”计算,海河流域深层地下水年均(1998-2005)开采量为70亿m3,补给13亿m3,补给率为18.6%。移植到黄河流域,本文采取“折中偏保守”态度将黄河流域深层地下水的补给率取为10%,以此计算20多年来的超采总量:
Q=1030×90%≈930亿立方米
三、土壤水亏损计算
土壤水是指存于包气带孔隙中的吸湿水、薄膜水、悬着水、毛管水等。
包气带水分示意图
 
在包气带里,“耕作带”的水分变化是最为活跃的;但以较长的周期观察,它的平均含水量又是基本不变的。耕作带的平均含水量取决于作物的水属性,通过大气降水、灌溉和排涝得到保持。
“毛管水带”因下垫潜水浸润将一直保持恒定的含水量。
土壤水分的损失主要是“过渡带”水分的损失。在过渡带形成之初或补足时,含水量相当于“田间持水量”。由于壤中空气与地表大气存在着微弱的交换,壤中水分会向地表缓慢蒸发;树木等深根系植被的吸取,同样导致过渡带含水量的下降。树木的根系长度和树高大体相当,根系体积10倍以上于树冠体积。
过渡带补充水分的主要方式是耕作带的水分下渗,但只有耕作带含水量超过“田间持水量”才会下渗。以黄河流域最普遍的重壤土为例,以重壤土的田间持水量为24%,土壤容重为1.3计,假如在土壤含水量14%(田间含水量的60-65%)时进行灌溉,需水130mm才能渗透1米的土层,超过了100mm/日的大暴雨标准;130mm水深,相当于87m3/亩,也超出了50m3/亩的灌溉常量。
黄河流域的年均降水量不足450mm,即使用灌溉补足全年作物需水量也只有980mm[07],这些水要分十几次补给耕作带,用于地表蒸发和作物腾发,下渗超过1米的机会不多。就算偶尔在局部地区发生超过250mm/日的特大暴雨,也因土壤的渗透能力不足,大部分只能形成地表径流泛滥、冲毁农田。
因此,在缺乏地表稳定水体的情况下,过渡带是很难得到充分渗补的。
中国水利水电科学研究院杨贵羽等人的研究表明:黄河流域土壤水分的亏损总量为1370亿m3[08]
对于这1370亿立方米的土壤水亏损,本文虽不敢放言都是近20年造成的,但土壤水分可能亏损的只能是过渡带水分。在前面的计算中,80年代以前黄河流域平原的过渡带平均厚度为0米(潜水位3米),除了水位大埋深的黄土峁外,不存在土壤水的亏损问题;2005年过渡带增厚为14米(潜水位17米),这应是土壤水亏损的主要部分。
本文保守地采取1000亿m3,作为近20年来黄河流域平原土壤过渡带水分损失。
附文一注释
[01]
“新乡市人大常委会”调研报告>>>《关于我市统筹利用水资源情况的调查报告》
http://www.xxrd.gov.cn/ArticleShow.asp?ArticleID=1271
[02]
《民勤盆地水资源可持续利用多方案研究》>>>中国农业科学院农业资源与农业区划研究所姜文来  唐曲  陶陶  罗其友
http://www.jwater.cn/luenw/minqin.htm
[03]
水利部黄河水利委员会>>>《2005年黄河水资源公报》
http://www.yellowriver.gov.cn/other/hhgb/
[04]
人民黄河 >>> 2005年09期 >>>《黄河流域平原区地下水可开采量分析》>>>黄委会水文局研究所潘启民等
[05]
水规总院水利规划与战略研究中心>>中国水情分析研究报告2000年第7期>>>《黄河水资源情势分析》>>>中国水利水电科学研究院水资源所贺伟程 教授
“http://www.hwcc.com.cn/tech/static/zhongguoshuiqingfenxibaogao/200007.htm
[06]
《水文》2002年22卷3期 >>>《海河流域中东部平原区深层地下水补给与释水机制探讨—兼谈深层地下水资源可利用性》>>>国土资源部水文地质工程地质研究所张光辉等
http://www.cqvip.com/content/citation.dll?id=6396726&SUID=29A9FD2423E8801FC440CA6B0166F924
[07]
中国水利>>>2004年1期 >>>36-38页>>>《21世纪我国粮食安全保障与灌溉需水预测》>>>[1]廖永松中国水利水电科学研究院水利所助理研究员 [2]黄季煜 中国科学院中国农业政策研究中心研究员
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[08]
《土壤水资源评价原理及其在黄河流域的应用》>>>中国水利水电科学研究院>>>杨贵羽王浩 贾仰文 秦大庸 王建华
http://www.iwhr.com/special/05jlh/thesis/w2.doc
附文二工业耗水率分析和市区耗水量计算
一、工业耗水率
2005年,火电用水635亿m3占当年工业用水总量1277亿m3的50%[01]。
火电厂的主要工作就是制造高温高压水蒸汽推动汽轮机,但是,火电厂的动力蒸汽(工质水)是在闭合的系统内循环使用的,理论上不存在蒸发耗水。火电耗水主要是冷却水的蒸发(包括风力吹散)。使用循环水冷的冷却水蒸发耗水率大约为2%(蒸发占1.2%-1.6%,风损小于0.5%[02]),使用直流水冷和空气冷却方式的不存在冷却水的蒸发问题。
根据2000~2005年火电厂用水数据,2005年全国火电行业不包括排污在内的蒸发耗水及其它“耗水”共43.8亿m3,占火电用水总量的6.9%。[03]
造纸行业是火电外的工业第二用水大户,2005年,全国纸品产量为5600万吨,用水58亿m3[04]。但是,造纸的主要蒸发耗水环节是对湿纸页的烘干脱水;在烘干前首先要经过物理挤压脱水,一般经复合压榨的纸页干度为43%以上,使用直通靴式压榨干度可达48~52%。也就是说,经过挤压脱水的纸页,还含有和成品干纸重量大致相当的水分需要烘干蒸发。全国纸品产量为5600万吨,造纸行业的烘干蒸发耗水也就0.6亿m3左右,只相当于用水总量的1%。即使考虑到蒸煮过程的余汽排放、粉碎过程的溅失、漂洗过程的暴露蒸发等诸多因素,造纸的蒸发耗水率无论如何都不会超过火电6.9%的蒸发耗水率。
“ 海河水利委员会”李彦东在《控制ET是海河流域水资源可持续利用的保障》[05]一文中:“工业和生活用水的蒸发耗水率不超过10%”的判断是谨慎而有根据的。 为了便于计算和留有余地,我们沿用“不超过10%”当作工业与生活用水的平均蒸发耗水率。实际上是达不到10%的,我们在正文已经计算过:即使把社会全部能源用来蒸发水,最多也只能蒸发工业、生活用水的6.3%。
二、城市与农田耗水率对比
1、人工取水部分
以北京市为例;2005年,北京市城镇人口为1286.1万人[06],北京市2005年的城市面积为1350平方公里(包括中心城、新城、组团城)[07]。
2005年,北京市用水总量为34.5亿m3,其中工业和城市生活用水18.0亿m3(按全市人均生活用水标准扣除农村生活用水。实际的情况可能是农村人均生活用水略低于城市)农业用水13.2亿m3[08]。
按照工业与生活蒸发耗水率10%计算,蒸发耗水1.80亿m3,相当于北京1350平方公里市区面积水深133mm。
对比农田,海河流域农作物的全年需水量为1050mm[09],也就是说,至少要1050mm水深用于农田腾发才能够满足作物生长。因此,我们假设天然降水的600mm全部用于腾发,至少还需人工灌溉补充450mm。而北京市区工业和生活蒸发耗水仅为133mm,还不到农田最小人工灌溉需求量的30%。
2、天然降水部分
城市和农田的雨量是相等的,但农田腾发了所有天然降水(我们刚才是假设600mm降水全部用于腾发,否则灌溉用水就还要比450mm加大);而城市的大部分面积是水泥房顶、水泥地面,它们几乎不吸收水分,也就没有水分供后期蒸发(压实的泥土地面吸收很小)。城市不透水面的径流系数一般为ψ=0.9,也就是说,降雨量的90%将形成地面径流[10]。 这些水或者进入城市排水系统,排入河川成为径流量;或者在某些土壤通透面集中渗入地下形成土壤水或地下水。
3、结论
因此,在华北灌溉农业区,每平方公里农田(包括城市绿地)转化为市区、工业区后,每年可减少蒸发耗水32.0万m3,同时形成54.0万m3的新水源,综合水源效益为86万m3/平方公里.年。
城市还有一部分绿地上没有被转化,还保留了农田的基本性质,我们只须认为是统计中把这部分特殊的“农田”“误”统计为城市面积并把其用水“误”作为城市用水了,此“误”不影响计算结果。
工业和生活蒸发耗水远远小于同样面积的农田腾发(80年代以来的工业与城市扩张,都是围绕着原有城市展开的,所占用的农田几乎全部是灌溉条件最好,耗水量最大的农田);城市面积的扩大,意味着蒸发耗水的减少。同时,城市天然降水是形成地表、地下、土壤水源的重要来源,起着增加水源总量的重要作用;城市面积越扩张,水源就越丰富。
以往认为工业与城市扩张、用水增加造成干旱的结论是不经推敲的。
附文二注释
[01]
国家发改委>>>《电力行业节水工作取得进展》
http://www.sdpc.gov.cn/zjgx/t20061116_93679.htm
[02]
电力建设 >>>2003年05期《基于高压电场的降低蒸发水水耗的方法》>>>宁康红 侯铁信 舒乃秋郑凌蔚
http://www.ilib.cn/Abstract.aspx?A=dljs200305020
[03]
国家发改委>>>《电力行业节水工作取得进展》
http://www.sdpc.gov.cn/zjgx/t20061116_93679.htm
[04]
国家发展和改革委员会>>>《造纸产业发展政策》
http://www.sdpc.gov.cn/zcfb/zcfbgg/2007gonggao/W020071101607983780920.pdf
[05]
海河水利 >>> 2007年01期 >>> 《控制ET是海河流域水资源可持续利用的保障》http://www.cws.net.cn/zt/06haixia/lw/3.doc
[06]
北京市人民政府网站>>>首都之窗>>>北京风貌
http://www.beijing.gov.cn/rwbj/bjgm/bjfm/t648265.htm
[07]
北京城市总体规划>>> 第三章 城市规模>>>第19条 城镇建设用地规模>>>城镇人口人均建设用地105平方米
按此标准推算,北京市2005年的城市面积为1350平方公里(包括中心城、新城、组团城)http://www.cityup.org/case/general/200709/2549.html
[08]
中国水利网>>>《北京工业用水总量五年下降53.9%》
http://www.chinawater.com.cn/newscenter/cmss/t20060219_170970.htm
[09]
《中国水利》>>>2004年1期 >>>36-38页>>>《21世纪我国粮食安全保障与灌溉需水预测》>>>廖永松[1] 黄季煜[2]>>>[1]中国水利水电科学研究院水利所助理研究员 [2]中国科学院中国农业政策研究中心研究员
http://www.cqvip.com/qk/90820X/200401/9008776.html
[10]
任伯帜:《城市雨水作为中水原水在中水工程中的应用》http://www.eedu.org.cn/Article/es/envir/envirtech/waterinfo/200608/9536_2.html
附文三 森林“减水效应”监测资料选
长期的监测数据表明,林地对水分的腾发要远远大于裸地荒坡。图表01为“中国科学院水土保持研究所”杨文治研究员《黄土高原土壤水资源与植树造林》[01]一文提供的陕西安塞地区林地与荒坡草地土壤水分的对比图表。
图表01
 
图表01说明,因森林水分消耗过大,形成土壤干旱。作者表述:“在一个相当长的序列中,虽然经过多次丰水年,土壤水分无疑会得到多次补偿,但都未能改变人工林下已被干燥化的土壤水分呈负补偿效应的生态环境” 。
图表02是“北京农业大学水土保持学院-国家林业局水土保持重点实验室”王礼先 、张志强等《干旱地区森林对流域径流的影响》提供的对山西西部黄土区森林植被及裸地的水量平衡监测结果(1988~1990)[02]。和杨文治的监测结果不谋而合。
图表02
 
图表02反映:裸地腾发占降水的 48.44%,草地占 66.22%,灌丛占88.89%,油松和刺槐分别占 97.21% 和 100.96%,刺槐蒸发散超出了当年的降水量。
图表03记录了刘向东等对黄土丘陵区黄龙山区25龄人工油松林砍伐前、后土壤含水量变化。[03]
图表03
 
附文三注释
[01]
国土资源部信息中心>>>资源网>>>《黄土高原土壤水资源与植树造林》>>>中国科学院水土保持研究所杨文治 研究员
http://www.lrn.cn/economic/environmenteco/200606/t20060622_87934.htm
[02]
自然资源学报 >>> 2001年16卷5期>>>《干旱地区森林对流域径流的影响》>>>北京农业大学水土保持学院、国家林业局水土保持重点实验室>>>王礼先、张志强
http://www.cqvip.com/content/citation.dll?id=5472220&SUID=
[03]
《黄土丘陵区油松人工林地土壤水分特征分析》>>>中国科学院、水利部西北水土保持研究所集刊,1991(14):71~78)>>>刘向东等
转引自:农业工程学报>>>第16第2期>>>2000年03月>>>《黄土高原土壤水分与水土保持措施相互作用》>>>中国科学院水利部水土保持研究所>>>穆兴民
http://www.xibudata.com/article/uploadfiles/200692211242605.pdf
附文四:“松土保墒”实验成果
2007年04月,笔者进行了“松土保墒”实验。
一、裸地实验
实验用地南北长15米,东西宽12米;面积180平方米;
属“壤土”型;
实验采用烘干、称重法。
1、实验前测得:
土壤干容重=1.28
田间持水量=26.60%
2、4月26日,按50m3/亩的常规灌溉,对实验田施水75mm漫灌。(管接水表度量13.50m3)
3、4月29日,以南北中线为界,对南部土壤表层进行50-100mm浅锄,作为“实验组”;北部保持原状态作为“对比组”。
4、设灌溉前土壤含水率为“田间持水量”的60%,
根据:
土壤干容重=1.28、
田间持水量=26.6%、
施水量=75mm
计算得:
理论灌溉深度---灌溉后获得“田间持水量”土壤深度的理论值:h=550mm。
5、实验期间无降水,5月15日,“对比组”出现旱情。即对“实验组”、“对比组”分别各3点、在0-550mm土壤深度内,按50mm垂度分布取样。
6、分别将“实验组”36个样品同取20克混合形成“实验样”;将“对比组”36个样品同取20克混合形成“对比样”。
7、称重、烘干测得“实验样”含水率21.60%,为田间持水量的81.2%;“对比样”含水率15.80%,为田间持水量的59.4%。
二、裸地蒸发结论
设灌溉前土壤含水率为“田间持水量”的60%
灌溉前550mm深土壤含水量=550×1.28×26.6%×60%=112.5mm
“实验组”550mm深土壤蒸发失水量=(112.5mm+75mm)×[(26.60%-    21.60%)÷26.60%]=35.24mm=23.50m3/亩
“对比组”550mm土壤蒸发失水量=(112.5mm+75mm)×[(26.60%-15.80%)÷26.60%]=76.13mm=50.80m3/亩
“松土保墒”较“放任开裂”减少的土壤蒸发量为(76.13-35.24)=40.89mm=27.30立方米/亩。
若视“放任开裂”为常态,“松土保墒”减少土壤蒸发率为:(50.80-23.50)÷50.80=54.0%;大于1/2。
三、农田蒸散发推论
农田蒸散发ET,包括棵间土壤蒸发E和作物蒸腾T。
在中国北方最为普遍的“冬小麦-夏玉米”种植制度中,一般认为E和T大致相当。著名植物生理学家和农业学家娄成后院士认为:“在耘锄不力的大田中蒸发与蒸腾保持平衡” [01] ;--- 即棵间土壤蒸发和作物叶面蒸腾各占农田总散发的50%。
马永良等的研究认为冬小麦的棵间土壤蒸发占48.9%,作物蒸腾占51.1%。[02]
王健等的研究认为,夏玉米的棵间土壤蒸发占47%。[03]
程维新等的研究认为,冬小麦和夏玉米的棵间蒸发均占总蒸散量的比例均为50%,大豆和棉花为45%。[04]
董振国等的研究认为 ,冬小麦棵间蒸发占蒸散量的40%~50% ,玉米棵间蒸发占蒸散的5O%。[05]
也有的观点偏差较大。
孙宏勇等的研究认为,小麦整个生长期间棵间蒸发占蒸散量31.43%。[06]
Zhang L的研究认为,夏播作物的棵间蒸发占蒸散量的 61.2% ~77.4%。[07]
总结多种观点,在中国北方“冬小麦-夏玉米”种植制度中,娄成后院士把棵间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例定义在1/2是有充分根据的。
棵间土壤蒸发占农田总蒸散量的1/2, “松土保墒”又减少棵间土壤蒸发1/2以上;因此, “松土保墒”减少的棵间土壤蒸发量,在把作物蒸腾视作常量的情况下,应占农田总蒸散量的1/4以上。
附文四注释
[01]《覆盖耕作》>>>中国科学院 娄成后院士
http://www.cqan.com.cn/content/detail.php?cid=10&id=58
[02]
《小麦三高栽培实用技术》>>>第六章节水高产栽培技术>>>第二节 节水高产栽培主要技术措施>>>六、松土保墒技术
马永良 等编著  中国农业大学出版社  1998-10-1
[03]
农业工程学报>>>2007年04期>>>《夏玉米棵间土面蒸发与蒸发蒸腾比例研究》>>>王健等西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室
http://www.ilib.cn/A-nygcxb200704004.html
[04]
《农田蒸发与作物耗水研究》>>>程维新 气象出版社 1993
[05]
《农田作物层环境生态》>>>董振国 北京 中国农业科技出版社
[06]
中国生态农业学报>>>2004年03期>>>《华北平原冬小麦田问蒸散与棵问蒸发的变化规律研究》>>>中国科学院石家庄农业现代化研究所孙宏勇刘昌明等
http://www.ilib.cn/A-stnyyj200403017.html
[07]
Zhang L,Lemeur R.Evaluation of daily evapotranspi—
ration estimated from instantaneous measurements[J].
Agric For Meteorol,1995,74:139— 154.