制度性干旱

制度性干旱——中国北方水资源危机的社会成因孟凡贵No.2009-01日期：2009年1月31日北京大学中国与世界研究中心CenterforChinese&GlobalAffairs,PKU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。长期以来，主流观点认为气候变暖变干、工业用水增多、森林植被减少等因素是“大水荒”的主要成因。但通过深入的量化研究，可以发现在大干旱的背后隐藏着一个重要的“社会制度成因”：“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农业“灌溉保水”方向，从而加大了农田蒸发，才是导致“大水荒”最根本的原因。《研究报告》是北京大学中国与世界研究中心（CCGA）的刊物之一，展示就重大问题所做出的研究成果。一、“大水荒”——以黄河为例中国北方正发生着持续的、规模空前的恶性水资源危机。这场危机起始于20世纪80年代后期，正在以愈演愈烈的势头蔓延。“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、人口以及经济总量的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是中华民族的母亲河，诗人曾用“黄河之水天上来”？“黄河万里触山动”的壮丽诗句来描绘她的雄浑激越。但自20世纪80年代后期以来，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！”的惊呼来描述黄河的现状。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，造成断流。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）。其中在黄河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，此后出现了轻度的“季节性断流”。但年均断流时间仅为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。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1：黄河断流情况统计表【1】伴随着断流性质的恶变，黄河入海水量出现急剧衰竭。图表2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2：黄河平均入海水量变化图【2】图表1、图表2客观反映了建国以来的黄河水情史。20世纪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，水源利用十分有限，500亿立方米黄河水白白流入大海。20世纪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多亿立方米的入海水量。除了满足输送泥沙所需的200亿立方米“生态流量”外，尚有100多亿立方米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，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。20世纪80年代后期至90年代，黄河水量发生了第二次大幅度衰减。年均入海水量从70年代的310亿立方米锐减为140亿立方米，已大大低于200亿立方米的生态流量。1997年实际入海13亿立方米，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。断流已经完全是贫水性质的“水源性断流”。在小浪底和三门峡联合调控的基础上，1999年国家启动了“黄河不断流项目”。但2000年以来的年均入海水量仍继续减少，由90年代的140亿立方米再降到120亿立方米，甚至经常达不到50立方米/秒的“断流预警流量”。2002年，实际入海水量仅为34.5亿立方米，即使把汛期行洪流量平均进去，也仅能勉强维持“不断流”。（二）水源储量的大规模消失1.地表径流损失根据前引图表2，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2650亿立方米。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1470亿立方米。3.深层地下水、土壤水储量损失深、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。图表3：20多年来黄河流域水源亏损累计（1990-2005）20多年来黄河流域水源累计亏损为6000多亿立方米。这还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的轻微或轻度咸水的储量亏损等。这些未计入部分的亏损总量也应在千亿立方米的量级。6000多亿立方米到底是个什么概念？它相当于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？二、“大水荒”的成因辨析为什么中国北方水源会在短短20年内全面枯竭？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：降水减少,气温增高；工业与城市用水增多；森林植被减少。笔者认为这些因素不仅不是导致“水荒”的主要原因或次要原因，甚至根本就是反面原因。（一）“气候因素”不是“大水荒”的成因近20年来中国北方的确存在着降水减少和气温升高的趋势。黄河流域90年代的年降水量较60年代减少了4.2%，气温平均升高了0.58℃。但是在另一方面，根据多方面资料和研究成果，黄河流域的水面蒸发量80-90年代较60-70年代却下降了7.5%。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。【3】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”虽少了，但是“支出”更少，“库存”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，流域水源的大规模减少，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。（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。图表4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”。图表4：中国用水情况变化表【4】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，成为地下水、土壤水。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，用水看着不少，可真正能被称为?耗水?的是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5.6立方米。而2005年中国能源总消费为折合标煤22.2亿吨。【5】即使把这些能源全部用来蒸发水分，也只可蒸发124亿立方米，仅占当年工业、生活用水的6.3%。根据有关数据统计，工业用水的“蒸发耗水率”不超过10%。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蒸发。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易蒸发。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导致用水增加，造成水源枯竭的结论是未经推敲的。因此，虽然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城市水位深于农村。据不完全调查，目前中国被污染的农田约1.5亿亩。其中，污水灌溉已形成污染3250万亩。【6】这就是城市对外输出水量的结果。（三）水源危机和森林植被无关一些人坚持认定“森林可以增水”，似乎只要有了森林，就要水有水要云有云。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。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，森林面积除1980年左右一度下降外，其余时间都是增长的。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5反映了1949年以来中国森林覆盖率变化。图表5：中国森林覆盖率变化表【7】大量的、长期的检测表明，林地水分的蒸发要远远大于荒坡裸地。在干旱、半干旱地区，裸地50%以上的降水可以形成地表、地下或土壤水资源，而乔木林地的降水蒸发率接近、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。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，由于森林自身的蒸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。在逐个排除了水源危机的气候、工业、森林等主因后，本文提出一个全新的“社会制度成因”。（四）“社会制度成因”让我们再次审视黄河年均入海水量变化图：该图显示，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188亿立方米，衰减率为38%；第2次发生在80年代后期至90年代，衰减144亿立方米，衰减率为51%。60-70年代，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这些因素。是灌溉面积再次扩大了么？下图显示，在20世纪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减少了736万亩。图表6：中国1978-1997年灌溉面积变化【8】那么，它的背后到底隐藏了什么巨大变故？我们将从中国古典农业的“保水耕作”体制在“灌溉革命”发生后所遭遇的截然不同的两种命运入手，揭示耕作体制改变对水文环境的重大影响。三、毛泽东时期的“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