中国的水资源危机

许汉奎

中国科学院水利部水土保持研究所的山仑院士曾在《大自然》（2012年1月刊）上撰文指出"旱灾是一个全球性问题，旱灾对经济和社会所造成的损失相当于其它各种自然灾害之总和。"我国是旱灾较多的国家，从秦汉至明清的2000多年间大、小旱灾多达1022次，如唐朝晚期（即公元850年之后）就是由于干旱，终于导致盛唐的衰败；而南美洲玛雅文明的消失，也与大旱有关。有如在晚清光绪元年至5年（即1875-1879），山西、河南、陕西、河北、山东连续5年出现百年不遇的旱灾，光山西就饿死1000余万人，逃荒至外地有2000多万人，当年真是赤地千里，饿殍遍野、惨不忍睹……。1991年，广东遭遇了近百年来少见的大旱，不少地方河水断流，大部分水库蓄水到了"死水位"以下……。若当年没有猛抽地下水救急，后果将不堪设想！2011年上半年一场大干旱竟席卷了北半球的德国、法国、美国、中国等，这些国家都深受其害，连水资源丰富的法国都不得不下令全国限制用水。所以当今社会由于人类活动和气候变暖，水已成为一个国家的重要资源。1996年世界银行一份报告指出：目前占世界人口40%的80多个国家正面临水荒威胁！全球2500个大中城市被列为水荒城。而我国407座大中城市中，已被列为水资源缺乏的就有230座，占一半还多，而且其中40多座为水荒城。随经济发展，全球对水需求，每隔20年就将增加一倍，所以1996年在北京召开的国际城市水资源管理会议上，联合国助理秘书长恩道博士大声疾呼："全球性的水危急正在来临，20世纪人们为争夺石油而发动战争，在即将到来的21世纪人们将为争夺水资源而战！"这不是危言耸听！如近年来埃塞俄比亚为解决缺水而在青尼罗河（尼罗河上游）建立了大型水坝，但这却危及了埃及和邻国，致使非洲尼罗河"水资源战争"已成燃眉之急！

地球并不缺水，但地球绝大多数为海水，淡水仅占地球总水量的2.5%，而人类能利用的淡水仅占全球淡水总量的0.3%，其余淡水主要以冰雪形式存在于地球南、北极及高山冰川等和存在于地下水里，如此少的淡水在地球上的分布又很不平均。我国是个缺水的国家，平均拥有淡水量仅为世界平均拥有量的1/4，尤其我国北方，如河北、山东的海河流域，近年统计，人均水资源只有293立方米，不足全国的1/7，世界的1/24，远远低于世界人均1000立方米的紧缺的警戒线。据2013年我国公布的"第一次全国水利普查公报"称：近30年来，由于干旱，我国有2.7万条河流已消失，占全国河流总数的一半还多。而今河北的海河流域已成为有河皆乾，水资源匮乏的代名词，包括我国众多湖泊不是变小就是干涸，如华北明珠白洋淀已从过去湖面360平方公里降至现在100多平方公里，并多次发生干涸现象，天津市已连续8年干旱了……真是令人忧心不已！连国际著名的尤兰达林投资公司的负责人迈克尔科梅萨罗夫都说：他看好中国，但如果有一件能推毁中国的故事，那就是水！2013年联合国也首次提出："水资源应被视为与国防同等重要的事。"曾担任过我国水利部部长的汪恕诚甚至都发誓："要么为每一滴水而战，要么灭亡，这就是中国面临的挑战！"

我国北方干旱气候始于何时？今后的趋势如何？我国南方是否也面临水资源危机？如何解决我国的水资源危机？这些是人们极关心的问题。

一、我国北方干旱气候始于何时？

中国科学院南京地质古生物研究所陈旭院士、樊隽轩研究员长期关注世界古气候的研究，近年来他们与外国学者合作，分析了自寒武纪（距今5.42亿年）以来世界各地、各个时期的数万个古气候敏感沉积物等资料点，如指示湿热气候带沉积物的红土、铝土矿或铝土页岩、红土型锰矿、鲕状铁质岩、高岭土或高岭石；温暖潮湿气候条件下沉积物的煤、韵律层（潮湿气候和干旱气候交替出现的沉积地层）；寒冷气候下沉积物的钙芒硝状方解石、冰碛岩、落石（冰川漂砾，海冰融化的底部漂砾等），干旱气候条件形成的钙质壳，蒸发盐、粘土矿物、铝土矿物；温热带沉积物的棕榈、红树林、鳄鱼等，撰写了《显生宙全球古气候重建》一书（2009年），书中配有自寒武纪至中新世（距今500万年前）的各个地史时期全球古气候带的分布图27幅，并指出地史各个时期的古气候带的分布主要受南、北极冰盖或联合大陆的形成和发展所控制，如南、北极为冰盖或寒带为主导的冰期或冷期时，地球上纬向气候分带就明显；而以联合大陆为主导的暖期时，全球纬向气候带的格局就被打破，导致北半球高纬度地区出现了似热带区。

图2.塔里木中新世古地理（据陈丕基等，1990年）

据他们的研究，从距今1.6亿年的晚侏罗世开始，至距今中新世中期500万年为止，他们共绘制了9幅古气候带分布图，从图中清楚标明，从那时起南、北极已为寒带区，所以我国北方从那时起也就处于北伟30度的干旱带，因在这一地区的漫长地质时期的地层中发现了许多指示乾旱气候环境的蒸发盐、钙质壳……等（见图1-1），到了距今2000万至1400万年的中新世，南、北极仍为寒带，虽未形成今天的大范围冰盖区（从距今250万年以来至今，地球进入了第七次大冰期，南、北极形成了冰盖区），但全球纬向气候分带仍很明显，我国北方仍为干旱区（见图1-2）。尽管他们的研究并未涉及距今1400万年以来的古气候研究，但从我国北方大量地层资料也表明，我国北方区仍属于干旱气候带，如据中国科学院南京地质古生物研究所陈丕基研究员等（1990年）的研究，在距今500万年时，新疆塔里木盆地还是一望无际，碧水蓝天的巨大湖区，但由于干旱今天已成为我国最大的沙漠区（见图2）！据南京地质古生物所卢辉楠等考查，新疆准噶尔盆地在距今6500多万年前，也是一个巨大的湖区，所以在这里还可以发现了以吃鱼为生的大型准噶尔翼龙。以后湖区逐渐缩小，到了距今500万年前后，其南部，即天山之北，还有不少河、湖，但如今全部也成为干旱的戈壁区！

二、我国北方今后气候发展趋势

在距今4000万年前印度板块与我国西藏碰撞、拼合而形成青藏区和印度大陆区时，由于当时青藏区地势不高，印度孟加拉湾的暖湿气流还可以到达我国西北地区，后来由于印度板块不断向北挤压，致使青藏高原不断隆起，阻挡了孟加拉湾暖湿气流到达我国西北地区，从而加剧了我国北方的干旱。另随着青藏高原的升高，高原在冬天会形成一巨大冷原区，从而形成冷高压区、高原的南、东、西三面为低压区，因而形成了高原的冬季季风，使高原西边的巴基斯坦、伊朗、阿富汗等地盛行偏南的暖湿气流、造成这些地区冬天温暖多雨的气候，与此相反，高原南面的印度、北面的哈萨克、新疆、青海、甘肃等和高原东面的四川、云南、贵州、广西等地盛行偏北的干冷气流，故冬天寒冷少雨；而到了夏季、高原由于强烈阳光照射而形成了热低压区，从而形成了夏季季风，此时高原西边的巴基斯坦、伊朗、阿富汗，北面的哈萨克、新疆、青海、甘肃等盛行偏北的干热气流，形成干旱少雨，而高原南面和东南面的印度、我国四川、云南、贵州、广西等地盛行偏南的暖湿气流而温暖、多雨。总之，青藏高原季风不仅导致我国西北地区在冬季、而且在夏季都干旱少雨，并且随着高原不断升高，这种不利影响，只会越来越大。

图3.未来气候的预测（据孙建中，2005年）

除此，地球在距今250万年以来进入了第七次大冰期后，也加剧了我国北方的干旱。在每次大冰期时间里又可根据气候冷暖不同而分成许多小的冰期和间冰期（即相对温暖期）。在冰期里由于气候寒冷，中亚和我国西北地区风大、沙尘暴多，沙尘在甘肃、陕西、山西等地黄土区沉积下来的黄土层就厚；而间冰期时气候较温暖潮湿，发生沙尘暴少、且范围小，在黄土区沉积下来的黄土层就薄，加上有植物生长，所以黄土层就变成含有机质较高，颜色较深的古土壤层。我国黄土区在世界上是范围最大、沉积黄土最厚、也是黄土地层年代最连续的地区。经我国学者研究在距今250万年至150万年的100万年间，我国北方黄土区沉积了10层黄土层（代表小冰期沉积物）和10层古土壤层（代表小间冰期沉积物），平均每10万年为一小冰期和小间冰期周期，这一时期小间冰期和小冰期的温差不大，在间冰期也较温暖潮湿，降水量每年可达600-700毫米（比现在多100-200毫米），沙尘暴也不强，每百万年才沉积1.7米厚的黄土层，植物也较茂盛。距今150万年至70万年的80万年间，沉积了15层黄土和古土壤层，多数以4万年为一冷暖周期，少数为10万年或2万年为一周期，在此80万年间的气温较低，降水减少、沙尘暴增多、增强、每百万年沉积的黄土增至3.1米厚。从距今70至1.1万年的69万年间，共沉积12层黄土和土壤层，这期间有10万年，也有4万年或2万年为一周期，气候变化较大、气温更低、降水更少、沙尘暴更多，更强，每百万年沉积黄土高达5.5米厚。也就是说250万年以来中亚和我国北方气候是在逐渐变冷、变干、黄土层的厚度也在逐渐增加。

距今1.1万年至今，地球进入小间冰期，故气温稍高，沙尘暴稍减弱，平均每百万年沉积黄土只3米厚，但令人惊奇的是从这1.1万年来，我国北方气候却趋向干旱，如上世纪50-60年代，我国北方沙化土地每年扩展1560平方千米，发生沙尘暴5-6次；70-80年代，每年扩展沙化面积1200平方千米，沙尘暴每年13-14次，90年代以来，每年扩展沙化达2460平方千米，沙尘暴23次，近年来北方沙化已逼近北京。当然这除了气候因素外，更有人为的因素。如今地球是处于较温暖，潮湿的小间冰期，按以前气候演变规律，它在不久后将进入小冰期，但到底何时进入？谁也说不清，这是地球一个未解之谜（也就是地球变冷或变暖的原因迄今并未完全破解）。2008年俄罗斯学者推测50年后地球将进入冰期，并认为受灾居民将占全球人口的80%，我国学者孙建中（2005年）根据外国学者绘制的未来10万年气候变化预测图（该图表明，再过约3-4千年后，现代间冰期才会结束而进入新的小冰期）。有学者认为，由于人类活动CO2的大量排放，可能导致小间冰期延长上千年（见图3）。当然还有其他学者的推测，究竟孰是孰非，确实难定。

地球进入小冰期，使气候变冷、变干比小间冰期气候变暖危害更大，因它不利于动、植物的繁衍生息，如公元4世纪（距今1600年）前后发生过一次小规模的变冷，就引起中亚各民族南下或向西大迁徙，若小冰期真的来临，其后果恐不堪设想。

三、中国南方是否面临水资源危机？

据陈旭院士等的研究，我国南方在距今1400万年的中新世前，也常为气候干旱带（因接近北纬30°）但之后就为暖温带区，这可能得益于青藏高原隆起形成的季风和东海、南海的暖温气流，所以我国南方区水资源相对较多，但也面临水资源危机，原因有以下几点：

1.长江及南方一些河流的来水将会减少。长江是世界第三大河，每年为我国南方带来大量水源，但可能由于喜马拉雅山不断增高，使高原北部水汽减少或由于全球气候变暖，高原冰川加速融化，使长江源头的水少了，如据陈昌毓报道（《大自然》2012年1月刊），1993年至1995年的短短三年间，光长江源区因冰川变薄、冰川末端退缩、就使水资源减少7亿多立方米，许多地区的雪线升高400-800米，如祁连山北坡雪线高度现已达4000-5000米，高原湖泊也在不断减少或干涸，如在长江和澜沧江源头区，原有数千个大小湖泊，多年来已有约2/3消失了，尚存的也明显萎缩，许多河流流量减少或断流，如青海曲麻莱县50%河流已断流，没断流的水量也少了50%，由于水少，沙化土地已占全县草地的28%。我国南方降水也在减少，湖泊也在萎缩，如洞庭湖唐宋时面积达17900平方公里，至1995年仅剩下2632平方公里（部分原因是围湖造田）。其次由于我国北方缺水，今后南水必须北调，开始每年调水约170亿立方米，至2050年每年调水可能增至448亿立方米，这也是南方水资源减少的原因之一……。

2.农业发展大量耗水。我国用水总量中，农业用水占总量62%，由于采用落后的漫灌式，故浪费极为严重，如我国生产一公斤粮食需耗水1300公斤，而发达国家不到1000公斤，漫灌式至少有2/3的水浪费掉。美国是水资源丰富的国家，但全国一半以上农田采用先进的滴灌，而我国采用滴灌仅有7%。加上各地盲目发展水田，因水稻产量高，价格也高，而水田耗水量大、又难采用滴灌，故农业耗水将会不断加剧。

3.工业大量耗水。我国工业过去不重视节水，也成耗水大户，据水利部统计2009年我国每万元工业增加值，其耗水量达116立方米，是发达国家的2至3倍，而工业用水重复率比发达国家低15%至20%，由于多年来我国南方工业发展迅速，其中许多又都是耗水产业，所以将耗费大量的水，而且这个势头还将不断加剧。

4.我国南方经济较发达，故城市化加快，而城市化、城镇化必将大量耗水。城镇化本身耗水就大量增加，再加上我国水费便宜，人们节水意识淡薄，导致大量水被白白浪费，如前些年上海、深圳、杭州、南京等地盛行水幕电影，由于某些领导头脑发热，未经调查，测算就瞎决定，所以光在南京就建有几处，每一处耗资都在千万元以上，而放一次电影用水竟高达2万吨。幸亏由于耗水、耗电太大，终于一个个很快夭折了；又如现在许许多多住宅区，宾馆……都要建观水池、喷水池、洗浴中心、公园建大型滑水池、城市水漂……真是不一而足。令人痛心不已。

图4、中国7大水系水质状况分布图（据《中国环境状况公报2003》数据）

5.不重视环保，造成大量水被污染而使我国南方成了典型的水质型缺水。前些年太湖由于污染造成兰藻大爆发，使水乡无锡出现了用水危机；浙江新安江由于一工厂苯酚泄漏影响了下游百万人用水安全；福建紫金矿业污水造成沿江鱼虾大量死亡；江汉平原许多河湖、沟塘几乎成了垃圾场，臭气燻天，百姓只好改用自来水（见图4），……这类事真是不胜枚举，就连上海也难逃厄运，著名的、美丽的苏州河过去已成了污水河、上海原来的两处自来水取水地：陈行水库和黄埔江上游已无法使用了，现只好取远道的长江水。我国南方许多地方成了守着江、河，却没水喝的痛心局面！

四、如何缓解我国的水资源危机？

如何缓解我国的水资源危机，国内外学者，有识之士都提出一些方法，现简述如下：

1.我国一定要建立节水型的社会。20世纪80年代中期，著名的美籍华裔作家韩素音在福州向大学生演讲时，就曾语重心长地希望大学生，每天要从注意拧紧水龙头开始，因中国是个缺水的国家！国务院前总理朱镕基在"十五计划"中也特别强调，节水是我国首选事项，只有节水才能缓解我国水需救的矛盾。建立节水型社会看似容易，但实际推行极难，因它涉及全国人民，所以必须加大宣传力度，如实把我国困境用一切手段，如影视、报刊、网络、办干部培训班……加以宣传，不仅如此，还要下决心提高水费，不能一边宣传水珍贵，一边又在用国家补贴的老办法贱卖水，这如何叫人信服！难怪外国学者老提中国没下决心。加拿大淡水资源比中国多了许多倍，但水费却比中国贵5倍！美国和欧洲水资源也比中国丰富，但美国的水费比中国贵10倍，中国的水费也仅及欧洲的1/10！我们常说应利用市场经济手段，而我国恰恰在这方面沿用了几十年前的水补贴的老办法！实在令人费解！我国应提高人们的生活水平，而不宜搞水补贴，个人和家庭能用多少水？用水大户是单位和富人！

2.要制定严格法律，对排污者和单位一定要严惩。毛主席早在60年代就发出号召："一定要把淮河治好！"但我国治理淮河10年，投入600多亿元，但却见效不大，有些外国学者仍称其为"死亡之河"。究其原因应在执法不严。广东是我国经济最发达的身份之一，但由于过去不重视保护环境，致使每年排入珠江的污水就达7亿多吨，垃圾1.3万多吨，致使原来美丽的珠江成一污水河！欧洲的莱茵河流经七国，最后流入北海，过去也是条污染严重的河流，现却成为世界上管理最好的河流，人们喜欢在河边休息，野鸭、天鹅在河中嬉水、寻食……。为何变化如此之大，关键就在该河流经的七国共同制定了极其严格的法律：即每一段流经国的河流由每一国的高官、也就是"河长"负责，所以谁污染谁就得负责清理！而清理费用一般比污染省下的费用要高几十倍，所以一些排污者，最后都倾家荡产，名誉扫地！除此，每年七国部长都要开会一次、雷打不动！而治河委员会的秘书长必由荷兰一国挂帅，因荷兰位于莱茵河最下游，一切污染它都会遭受，所以他最积极、也最公正！另外还有由每一国的民间和政府组成许多河水监测组，经常检测水体，一经发现污染，那怕轻微污染，马上寻找源头，进行严历处罚！并马上负责治理！……（见图5）。

3.要对全球气候、尤其是灾难性气候进行综合研究，尤其是如何提前采取应对的措施！一定要未雨绸缪！我国水利部在2011年已表示在未来10年，将投入4万亿人民币建设水利基础设施……。但这恐还不够，重要是要在国务院有关组织的领导下，制定出全国如何保护国家水资源的措施，且公诸于世，并组织全国院、校、工农业专家及全国人民进行监督……。如治理河流，德国每条河都有污水处理厂。我国七大河流的水量都在减少，且污染都很严重，所以一定要好好治理，这是百年大计，但不能光靠水利部，因它还涉及环保部、工业部、农业部、地方政府……。

图5.莱茵河水系示意图（据单之蔷，2004年）

4.绿化大地也是解决水资源缺乏的重要途径之一。据广东地质矿务局办公室主任汤发龙多年的调查发现：每绿化一亩地可多蓄水20立方米。500亩地蓄水量便相当于一座容量1万立方米的水库；而且有林区比无林区的降雨量多25%，地表水蒸发量少15%，土层含水量增加20%，……。

最近党中央已决定，各地政府的政绩一定要和治理环境污染、保持良好生态环境和政府的业绩挂钩。特别是习近平总书记执政以来，非常重视环境保护，他一再强调："我们不仅要金山银山、更要绿水青山、绿水青山就是金山银山！"，我们深信不久的将来，一个拥有美丽的蓝天、清沏的河湖和没有水资源危机的环境，将会重回我们这片国土！