栗方 赵清爽
“立场坚定、业务精通、体格健全、作风正派。”这16个字是李佩成院士的座右铭,是他奋进的力量源泉。今年77岁的李佩成院士至今仍然工作在科教一线,他已培养硕士和博士生近100人,其中15人成为教授博导。
李佩成先生是我国著名的水资源与环境专家。他长期在我国大西北从事农业水土工程,水资源与环境及国土整治等方面的教学、科研与工程实践,多有建树。近年来,他主持了国家项目西北地区生态建设与再造山川秀美研究。他创立的“三水统观”、“多维治水”、“三态平衡”等理论在社会上引起热烈反响,在学术界产生了重要影响。
水文生态关乎治水成效和国土安全
记者:近年来,您一直投身于干旱半干旱地区水文生态与水安全学科创新研究,能给我们介绍一下什么是水文生态系统吗?水文生态的科学概念大约是在什么时候提出的?
李佩成:水文生态的概念形成于20世纪80年代初。1982年,我目睹并研究了陕西渭北因不良灌溉引发的严重渍涝灾害;接着,于1982年、1987年,我又考察了日本、美国一些地区因过量抽取地下水引发的地沉地裂现场;1988年,我又前往苏联考察研究因截引其补给河水而引发的咸海萎缩问题。
这些触目惊心的涉水事件使我觉悟到,水文系统的变化必然引发生态环境的变化,人们应当用一种新的视角和新的理论——水文生态,看待和分析水文问题和生态环境问题。
所谓水文生态,实际上就是水文生态系统,它由水文系统和生态系统复合而成,是集水循环与生态进化及其共同的自然环境、人工环境于一体的,具有耗散结构和远离平衡态的、开放的、动态的、非线性的复杂巨系统。1995年,我指导的博士生冯国章教授以“水事活动对区域水文生态系统的影响”为学位论文选题开展研究,该论文获2000年全国百篇优秀博士学位论文奖。
水是生命的源泉,是生态环境的基本要素。因此,生态要素中包括水,水文系统也必然影响生态系统;而生态系统的变化——如退耕还林、修造梯田、建坝蓄水、引水灌溉、绿洲开发等,也必然影响原有的水文系统并形成新的水文生态系统。水文系统和生态系统相互影响,具有明显的关联性和协同性,应当是一个统一的水文生态系统。
随着自然演化和人类认识的发展以及指导生产的实际需要,把水文系统与生态系统视为一个耦合整体——水文生态系统加以研究和对待,具有重大的理论意义和实用价值。在干旱半干旱地区尤其如此。
水文生态系统不仅是动态的,而且具有层次性,有大有小。可以把地球看成一个大的水文生态系统。一条大江大河可以构成自己的水文生态系统,而其支流、相应的流域也可构成相应的水文生态系统。
一个不和谐的水文生态系统必然伴生水安全问题,可能使水旱灾害加重。因此,人们在改变水文系统时,要特别警惕可能引发的生态变化。水利工程应进行全面的水文生态评价,以保证实现水安全,即水量安全、水质安全和生态环境安全。
节水与养水相结合,提高水资源综合效益
记者:您长期扎根西北和黄土高原地区从事水利事业,取得了丰硕的成果。您近几年还主持了西北地区生态环境与再造山川秀美的项目。西北地区是一个十分缺水的地区,请问您怎么看待西北的缺水问题,应如何保障水文生态系统的健康和安全呢?
李佩成:西北地区水问题的主要矛盾是干旱缺水。中国大西北的降水量,多数地区为每年200~400毫米,在占全国33.1%的面积上仅分布着10%的水,而且无论是降水还是径流,时空分布十分不均。因此,建设发达繁荣的未来西北,必须首先通过解决缺水问题加以实现。其中的哲理本来十分清楚,因为水是生命之源、生产之要、生态之基,世界上的万事万物都不可能离开水而发展。西北之所以生态严重脆弱,就是因为十分缺水,致使万物缺乏生机,种下的草难活,栽下的树难长,企业因缺水而难办,建起的城市常因缺水而处于水荒之中,就像5年前名城西安出现的水荒那样。许多史实证明,一些古时西域名城的凋零和毁灭,大都与缺水有关。通过研究发现,即使在正常发展情况下,西北未来供水量的缺口仍会增大。现今,西北五省区的供水量为每年790.2亿立方米,需水量是每年857.4亿立方米,缺口是每年67.2亿立方米;如果不建新的工程,不增加供水量,则2020年缺口将增大到每年204.2亿立方米,2030年的缺口将是每年230.8亿~255.8亿立方米。如果考虑西部大开发和再造西北的山川秀美,则缺口会更大。
还需强调,由于西北特殊的自然条件,西北水问题的解决不仅要大力推进节约用水,强化科学管理,而且应当积极实现南水北调西线工程。世界上的成功经验表明,开发缺水地区的最英明之举便是区外调水,美国、原苏联、以色列的历史都证明了这一点。
西线南水北调存在较多困难,但都是可以克服的,绝不应成为久拖不干的理由,何况西部大开发和再造山川秀美本身就是与最大困难搏斗的事业。如果我们真正拥护西部的开发与西北的再造山川秀美,如果我们真心要发展西部,从而推进全国的发展和国家安全,则应在党中央的领导下,下定决心,排除万难,狠抓西北缺水问题的解决,真正做到顾全两个大局。
我国是一个水资源相对缺乏的国度,我们十分强调节水,这无疑是十分必要的,因为面对日益严重的浪费水的行为,节水成为主要矛盾。但是,根据水的循环转化规律分析,单纯地强调节水而忽视养水,就会影响水文生态健康。对灌溉节水的某些做法尤其值得深思,特别是在地下水作为灌溉补充水源而地下水又受制于灌溉水入渗补给的条件下更是这样。在我国北方不少灌区,地下水在灌溉中发挥着巨大作用,而地下水的大部分即是由灌溉水的渗漏所形成的。对于这种渗漏,人们原以为是坏事。后经井渠结合联合运用,坏事变成了好事,入渗的地下水便成为重要的抗旱水源。灌区水文生态的这种变化,正说明事物都是一分为二的。作为水科学家,一定要全面地看问题,不能只看到地面水的渗漏,而忽视了它对地下水的补给;不能不加分析地批评“大水漫灌”,殊不知在地下水人工补给方式中最有效的方法便是地面引渗回灌,也就是大水浸灌。关键在于因地制宜地科学用水,综合调节,节水与养水相结合,提高水资源综合效益。
通过对开源与节流辩证地分析,在当前和今后一段时期,我们应花大力气建立节水与养水相协调的具有中国特色的生态灌区。这种灌区应具有如下的基本特色和功能:(1)灌区能够充分运用耕作、栽培、施肥等现代农业措施以及抗旱育种方面的最新成果,通过综合的农业措施,尽量减少蒸腾和蒸发,以保证最大量的农业节水和最高农业收益,而不是过分依赖灌水技术的节水。(2)灌区要实现“三水”统管、井渠结合,划分出“宜井灌区”、“宜渠灌区”、“宜渠灌期”和“宜井灌期”,实现水资源在时间和空间上的综合调节,做到以渠养井、以井补渠,使生态环境处于良性循环,综合效益最高。
认识水利工程的两面性,充分调动其积极面
记者:您刚提到了要一分为二、全面地看待问题。自古以来,水利建设便在历史进程中起到了不可替代的作用。但是,水利建设也会带来对生态系统的破坏,您是怎么看待这个问题的?
李佩成:水利工程具有两面性,从哲学上讲没有问题,因为事物都是一分为二的。但在水利工作者面前,提出水利工程也是一把双刃剑,听起来很不顺耳,事实确实如此。次生盐碱化、渍涝灾害、地沉地裂、滑坡泥石流、水土流失、河湖萎缩甚至地下水衰竭、井枯泉涸等,这些灾难常常与不科学的水利建设有关,最典型的事例古今中外都有:西安市大量抽取地下水曾使地沉地裂、雁塔倾斜;日本、美国等国也出现过同样的教训;中亚的咸海萎缩引发大面积沙漠化,是由于过度截取阿姆河和锡尔河补给水源的结果;我国新疆、内蒙古一些绿洲的萎缩甚至消亡,大多由于河流上游过多截引水量所致。
因此,在我们实施大规模水利建设的当今,在规划和工程建设中,要特别认识水利工程的两面性,充分调动其积极面,使其真正发挥发展生命、推动建设、保护和改善生态环境的作用,努力限制其消极面。
按水的三大规律办事,实现人水和谐
记者:您提出的“三水统观统管”、“多维治水”等理论在社会上引起热烈反响,在学术界产生了重要的影响,您能给我们介绍一下这方面的情况吗?
李佩成:在水问题震撼全球、各种见解众说纷纭、各种对策争相现身之际,从哲学层面对水资源的合理开发利用、对水害的防治及水的科学管理等加以观察和分析研究,是十分有益的。
治理水事要遵循水的基本规律。这些规律主要包括水循环规律、水的生态规律和水的经济规律。
首先,要深谙水的循环规律与水量守恒定律,做到“三水”统观统管。所谓水循环规律与水量守恒定律,是指自然界的水在太阳能的作用下进行着大循环和小循环。水可以改变存在空间——天上、地表和地下,可以改变存在形态——固态、液态和气态,周而复始,变化不息;但其量守恒,这是水的基本运动规律。根据这一规律,当代的治水方略应当是“‘三水统观统管、综合调节,‘时空治水”。
“三水”是指天上水、地表水和地下水(包括土壤水)。“三”在汉字里还有众多的意思。我在1973年提出“三水统观统管”,就是说要把自然界的一切水体作为一个不断转化的统一整体,加以全面观察、看待和管理,做到“时空”治水。为达到人水和谐之目的,人们在水事活动中一定要遵循水的自然规律,做到“三水”统观统管。
其次,要领悟水的生态规律,做到生态治水。
“水是生命的源泉”,“万物皆生于水”,“水是万能溶液”,“水无孔不入”。水最易受到污染,而又最能把污染物带向四面八方。人类通过水事活动能够影响水文条件进而使生态环境发生变化,从而恶化了环境又会使水文生态进一步发生灾变;而生态环境的改变将会引发水文系统的变化,从而形成新的水文生态系统。
随着人类活动规模的扩大,水事活动涉及的不仅是水体本身的问题,而且涉及经济、社会和生态环境问题。因此,今后在治水事业中,除遵循“三水”转化规律外,还要综合考虑人(人类环境)—水(水体动态)—环(环境变化)—发(经济发展)—社(社会进步)的关系,实现“多维治水”。
人与自然和谐发展,实现“三态”平衡
记者:您曾经提到人与自然的和谐相处要实现“三态平衡”,能简单地给我们介绍一下这方面的情况吗?
李佩成:“三态平衡”的论点,是我在1997年在陕北考察生态环境问题时提出的。“三态”是指生态、心态、世态。
所谓生态,是指生物与环境的关系及其相互作用的态势;人类生态学所说的生态是指人与环境的关系及其相互作用的状况和态势。所谓心态,是指驱动人的行为的心理态势。影响心态的因素包括:人的世界观、人生观、伦理道德素养、行为准则及习惯、信仰等。所谓世态,是指驱动众人行为、影响人际关系和天人关系的社会态势。影响世态的因素包括:属于社会主流为社会所倡导的世界观、人生观、社会风气、文化教育、社会信仰、伦理道德、政策导向以及社会成员的精神文明素质等。“三态”的失衡会严重危害两个和谐的实现。
人的心态与其世界观有关;众人的心态必然作用于世态,而世态又影响和决定着心态。如果社会人的心态失去平衡,又抱着“人不为己,天诛地灭”之自私目的,把享受第一、发财第一作为处世哲学并受到世态的唆使或认可,则这种心态失衡的人便会只顾交易、只顾获利和只顾赚钱。他们以获取最大利润为目的,以掠夺资源为手段,以破坏生态环境为代价。在交易市场上,这些人很难顾及别人和后人,甚至也不会认真考虑自身的明天和后天。一些人为破坏生态环境的行为,大多是受某种心态和世态驱动所致。他们一味地向他人掠夺、向自然掠夺,也向后人掠夺。
大自然存在“报应规律”和“易毁原理”。生态一旦遭受破坏,就难以恢复,人类就会遭受劫难和大自然的报复。如野蛮采矿和过量开采地下水会造成地面沉陷、不科学修坝会导致河库干涸、过度放牧会引发沙漠化、随意捕杀野生动植物将导致生物多样性丧失等生态灾难。报应规律有时具有滞后性和再加性。所以,不能只顾眼前利益而忽视长远。易毁原理是说人和事物成长建成很难,毁灭、毁坏很容易。就像培养人才,从入幼儿园到长大成人,培育过程很艰辛,但毁灭起来只需一刀一枪,十分容易。所以,每逢决策要十分审慎,要想想报应规律,要多想想易毁原理。
加快水利改革发展的几点建议
记者:对于2011年颁布的中央一号文件——《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》,您有什么想法和建议?
李佩成:这个文件是一个十分重要的文件,它不仅涉及水利事业的发展和4万亿元资金能否合理有效地利用,而且关系子孙后代的祸福。为此,作为从事水利事业近60年的一位老兵,我提出几点建议:
⑴面对大规模水利建设,需要深刻认识水利工程的两面性,增利防害。已如前述,水利工程也是一把双刃剑,在水利建设中要极力防止它的消极面,使水利建设充分发挥其水利是现代农业建设不可或缺的首要条件、是经济社会发展不可替代的基础支撑、是生态环境改善不可分割的保障系统作用。
⑵要在科学发展观的指导下,从战略高度认真总结过去,扬长补短。水利建设是中华民族的强项,我国的都江堰、郑国渠(今陕西的泾惠渠)都是举世闻名的。新中国成立后的60年间成就更大。但是,也有偏差乃至失误。因此,为了落实一号文件,应在科学发展观的指导下,认真地对过去进行总结和反思。特别是在战略方面更应如此,因为战略上的失误是最大的失误。
人们应以史为鉴,对于过去的水利建设,特别是重大的工程建设,要根据认识的提高和技术的进步重新研究评价。这种基于反思的决策在国外已有先例,美国因危害生态、不利公共安全等原因对500多座有害库坝实施拆除就是证明。又如在我国提倡“节水”,本意是好的,但概念有些模糊。什么叫节水?谁来节水?为谁节水?节水的人得到什么报酬?享受节水的人承担什么义务?节了河里的水放入海洋,却吸干了当地的地下水,算不算节水?节水要不要节能、节钱?单喊节水而忽视养水,能不能获得最佳综合效益?如此等等。命题不清,便很难取得理想效果。
深刻反思过去,是为了正确把握现在和对待未来。可以预见,在中央如此重视之下,我们迎来的必然是一个更大规模的水利高潮。为了少花钱多办事、办好事,我们应当总结过去。这种总结应当是不同层面的,从乡(镇)、县、市直到国家层面都应当总结,包括对具体工程,要具体问题具体解决,该拆的拆、该修的修、该建的建,要全面总结,不能用“工程老化”概括全部问题。
我还觉得落实好中央一号文件光靠水利部门是不行的,必须农业、牧业、林业、环境、国土、教育乃至能源、交通、商业、金融、国防各部门,党政军民、全社会都要在中央的领导下,群策群力,团结协作。
⑶要认真做好规划,要与新农村建设规划相协调,联合作战。规划是十分重要的,特别是农田水利建设。尽管我们的工作是在原来的基础上进行的,但也存在一个完善规划问题。国家准备在不到10年时间内,拿出4万亿元用于水利建设。其中,相当部分要用于农田水利建设。这是一个很大的投资,我们应当把它用好。用好的第一个条件是要有一个好的规划。对此,我也提几点建议:①要以科学发展观为指导,以人和自然和谐相处、建立和谐社会为理念,还应具有全局观点和综合效益最大的要求。②水利工程不是一项单一的涉水工程,以农田水利工程为例,要全面考虑山、水、林、田、路,渠、树、电、井、村。要把农田水利工程与新农村建设密切结合起来,通过国家大量投资的水利工程带动和促进新农村建设;而新农村建设以及生态环境建设也要促进水利工程建设,把各种投资扭在一起解决“三农”问题,不要各花各的钱、互相干扰。这就要求水利部门、农业部门、环保部门乃至电力、交通、商务各部门密切协作,通过贯彻中央一号文件,使我国农村面貌焕然一新,使“三农”问题得到有效解决。
⑷正确处理灌溉农业与旱地农业的关系,水旱并举。灌溉农业与旱地农业长期存在孰优孰劣的争论,有时甚至影响决策。在当前强调灌溉农业的情况下,尤应处理好它们之间的关系。“旱地农业”主要是指在半干旱和半湿润易旱地区主要利用自然降水,通过建立合理的农业机制,采用一系列旱作农业技术,不断提高地力和天然降水的利用效率进行农业生产。我国旱农地区面积约为国土陆地面积的56%,旱作耕地面积约为7.575亿亩,与灌溉农业面积相当。随着旱农技术的进步,我国旱地农业已成为十分重要的农业组成部分,而且在蓄水保墒、高效用水方面积累了成功的经验和技术。现代灌溉农业应当学习和吸纳旱地农业中适用的先进技术,旱地农业也应当吸取灌溉农业中的适用技术,“能走水路走水路,能走旱路走旱路”,取长补短,互相学习,互相促进,共同促进我国农业的发展和粮食安全。
⑸要以人为本,下决心限期解决农民吃水问题。新中国成立后我国农村水利事业有了很大发展,但在一些地方很可能片面理解和执行了“水利是农业的命脉”的方针,重视庄稼用水而轻视了人饮工程建设,没有充分体现以人为本,造成“大水门前过,群众没水喝”的不协调局面;加之水源污染,灌区不少群众喝不到干净可靠的水,人饮工程落后,这在近年南方的旱灾中表现尤为突出,灾情的严酷表现不是群众没粮吃,而是没水喝!其实,地下水当地就有,地面水也并不遥远,为什么群众“逃水荒”呢?因为缺失可靠的人饮工程,临渴掘井不及,家有存粮闹水荒!
我国广大农村人饮供水设施相当落后,存在严重的水安全问题,这也应成为水利工作者特别是有关部门决策者反思的问题之一,也是贯彻一号文件的重要着力点之一。如果农民群众能喝到量足、质优的水,他们一定会饮水思源,十分感恩党和政府!