中国科学院资深院士　陈梦熊

四、水资源的天然平衡受到严重破坏

　　如前所述，每条河流自山区流入的径流量，基本代表全流域的总水资源。河流上下游盆地，由河流串联组成一个相互联系而又统一的水资源系统。全流域的总水资源与各盆地消耗水量的总和基本保持平衡；通过长期的历史演变，各盆地之间水资源的分配，也逐渐形成一个比较稳定的天然平衡状态。

　　自大量水库修建以后，由于缺乏统一规划与科学管理，上游地区为开拓新绿洲不断扩大灌溉面积，水资源的消耗量日趋增长，而下游地区的来水量则相应日益减少，已成为西北干旱地区的普遍现象。因而上、下游之间水资源分配的矛盾、水资源开发与保护生态环境之间的矛盾都日益激化。例如石羊河下游民勤盆地，50 年代的来水量为 5.47 亿立方米/年，90 年代末已下降到 1 亿立方米/年左右。黑河流域下游的额济纳旗盆地，50 年代来水量不小于 8 亿立方米/年，自 80 年代以来，逐渐下降到 2 亿立方米/年以下。塔里木河干流上游年径流量为 50 亿立方米，由于任意截流引水，至中游已下降到 10 亿立方米，下游卡拉水文站 50 年代年径流量 13.5 亿立方米，1997 年已降至 1.94 亿立方米，以致下游 300 公里的“绿色长廊”因河流断流大部分已沦为一片沙漠。

　　水是维持荒漠绿洲生态系统的决定因素，水资源的重新分配，不仅打破了水资源系统的天然平衡，同时也严重破坏了全流域的生态平衡，导致生态环境严重恶化。下游地区来水量的急剧减少，造成河流流程缩短、湖泊萎缩或干涸，地下水位持续下降、水质恶化，绿洲被沙漠侵占的范围日益扩大，部分耕地撂荒，外围草场、灌木林等大片植被退化或死亡，最终形成土地大面积荒漠化。

　　自然界许多自然现象的演变，往往需要几百年或上千年才能看出它的变化，可是人类的各种活动往往只需几十年或上百年，就能对生态环境造成严重影响。例如黑河下游的终端湖，历史上著名的居延海，1940 年的水上面积尚有 120 平方公里，但 80 年代就完全消失，沦为沙漠。孔雀河的终端湖罗布泊，1940 年水上面积尚达 1900 平方公里，60 年代缩小为 530 平方公里，80 年代全部消失。以上巨大变化，仅经历不到 100 年的时间。

　　河流断流与湖泊消亡，促进气候更趋向干旱化，地下水位持续下降与水质恶化，加快大片植被的死亡。我国西北干旱地区十分珍贵的胡杨林，在全球已所剩无几。此类林木当地下水位低于 5 米，矿化度超过 5 克/升以上时，就开始枯萎；当水位下降至 10 米以下，矿化度升高至 10 克/升以上时就全部死亡。黑河下游约近 600 万亩的乔、灌木次生林，在近几十年内全部枯萎死亡；塔里木河 1958 年尚有 780 万亩胡杨林，到 1995 年仅余 213 万亩。下游地区地下水位由 2—3 米下降到 12 米，矿化度上升至 5—10 克/升，50 年代尚有 81 万亩，到 1995 年仅余 11 万亩。如果亲自到现场看一看，那茫茫一片光秃秃的枯木，满目凄凉，令人触目惊心。如此巨大变化，只是半个世纪内发生的事。大片土地的沙漠化，造成强烈的沙尘暴天气，其发生频率及强度一年胜过一年，造成重大经济损失；不仅直接威胁河西走廊及宁夏河套等地区，而且也影响到华北地区。

五、还草、还林，首先要还水

　　干旱地区生态建设离不开水资源，水资源是生态建设的前提和基础。生态环境建设，必须与水资源利用综合考虑，统筹规划。在水资源分配上，不仅要考虑上、下游水资源的合理配置，还要考虑农业用水、城市和工业用水，以及生态用水之间的合理配置。

　　为了保护和改善生态环境，特别是防止下游地区生态环境继续恶化，实行还草、还林、还地，必须首先要还水；重新调整上、下游之间水资源的比例关系，逐步压缩上游地区的耗水量，逐步扩大下游地区的流入量，达到一个比较合理的新的平衡关系。压缩耗水量主要有两个途径，一个是防止浪费，提高水的利用效率，实行高效节水农业。另一途径是对新建立的人工绿洲，凡耗水量大而经济效益低的耕地，以及盐渍化严重而又缺乏治理措施的耕地，坚决实行弃耕。把以上这两部分水还给下游被撂荒的老绿洲，或还给被掠夺水源、改用井灌而又严重超采的老绿洲，如石羊河流域的武威地区。

　　对于生态环境已遭严重破坏的地区，如石羊河下游的民勤盆地、黑河下游的额济纳旗盆地，以及塔里木河下游 300 公里的“绿色长廊”，要进行生态建设，实现还草、还林、还地是一项非常艰难的生态工程，需要 10 年、20 年、甚至半个世纪的漫长时间才能看到效果；而且需要地学（特别是水文地质学）、生态学、农学、水利学等各方面专家，进行联合攻关，才有可能完成这项长期而又复杂的系统工程。为了保护和改善生态环境，水资源的合理分配，首先要考虑生态用水的需要，特别是大力保证为维护绿洲外围的草地、灌木林、沙枣林，以及胡杨林等植被的用水需要，并积极抢救正在枯萎或已死亡的灌木林或胡杨林。例如为了抢救正在枯萎的胡杨林，那么必须保证引入足够的水量，能满足使地下水位由 5 米以下抬升到 3—5 米，矿化度由 5 克/升以上淡化到 5 克/升以下。要恢复正常的生态环境，必须首先恢复合理的水环境，两者相辅相成。因此研究地下水与地表植被之间的生态关系，至为重要。如果缺乏必要的水资源条件和必要的生态环境，那么盲目的种草、植树，都必然要遭到失败。

　　为了保护生态环境，还必须合理开发利用水资源，把地表水、地下水作为一个整体，统一规划，联合调度，综合开发，合理利用。长期以来，片面以开发地表水为主，而忽视地下水在干旱地区所具优势，以致原来的泉灌系统受到不必要的破坏。今后应适当限制修建地上水库，或采取拦河坝的形式，以扩大地下水的补给来源，同时拦截部分地表水，解决春旱期间的农业用水。充分利用戈壁带天然地下水库的调蓄功能，大力保护泉水资源，根据泉灌、渠灌、井灌、河灌相结合的原则，因地制宜，重新建立新的灌溉系统。绿洲带以泉灌为主，河灌或井灌为辅，盐土带以实行井灌、井排为主，渠灌为辅。凡单一的井灌系统又严重超采的地区，应改为井、渠结合，互相调剂；必要时应采取人工补给等措施，以保证地下水的补给来源。充分利用地表水、地下水相互转化的关系，以提高水的重复利用率。根据水资源的承载能力，在不影响天然绿洲的前提下，容许在具备开垦条件的地区，适当发展人工绿洲；但要严格防止片面为发展经济而损害生态效益，或以牺牲下游地区的社会、经济效益作为代价，以满足上游地区发展经济的需要。

六、结束语

　　内流盆地的每条河流，从上游到下游，从山区发源地到终端湖泊，是一个完整的不可分割的整体；包括统一的水文系统、水资源系统与生态环境系统，彼此相互制约，相互影响。因此全流域的生态建设，必须与水资源的开发利用，综合考虑，统筹规划，实行全流域的可持续发展。

　　保护西北干旱地区的生态环境，加强生态建设，已是一项刻不容缓的紧迫任务，但又是一项艰巨、复杂，需要一代人甚至几代人，才能完成的长远任务，非短时间内可见效。对生态环境遭受严重破坏地区，必须采取紧急抢救措施，遏制其继续扩大。当前应以保护绿洲及其外围的草地或乔、灌木林为重点，实行还草、还林、还地，但关键首先要还水，对水资源重新进行优化分配，并在此基础上，建立新的生态平衡。

　　地表水、地下水两者互相转化，是不可分割的统一体，必须统筹规划，综合开发，合理利用。应当看到地下水在干旱地区所具有的特殊优势，纠正长期以来重地表水、轻地下水的倾向，把地下水放回其应有的地位。充分利用山前巨大的天然地下水库其调节功能及实际效益，均远远优于地上水库。根据地表水、地下水综合开发的原则，应合理调整现有灌溉系统，实行泉灌、渠灌、井灌、河灌相结合，按照生态环境水平分带规律，因地制宜，采取各种不同组合。

　　必须严格限制扩大耕地，而以提高单位产量作为主要目标。坚决放弃高耗水、低效益的人工绿洲，建立高效节水农业，作为重新调整水资源平衡关系的主要措施。水资源的科学规划与优化分配，如果没有强有力的管理机构恐亦难以实现，特别是跨省、跨地区流域，甚至包括跨国流域。因此如何改进管理体制，完善有关法规，建立具有权威性、超脱性的管理机构，真正实行科学管理，值得进一步深入研究。

　　西北干旱区的生态建设、生态环境保护、水资源开发的合理规划与科学管理，都是非常复杂、科学性极强的新课题，需要组织多学科共同合作，进行综合研究。例如全球变化对干旱区水循环及生态环境影响的研究，干旱区河流水文系统、水资源系统与农业生态系统相互关系的研究，山前地下水库开发利用的研究，地表水、地下水联合调蓄、统一调度的研究，水资源的优化分配与供需平衡的研究，流域水资源与灌溉系统合理规划的研究，流域水资源与多目标决策管理模型的研究，干旱区地下水与植被生态系统的研究，干旱区土地荒漠化、盐碱化治理研究，干旱区地方病与水文地球化学的研究，干旱区高效节水技术的研究，等等。