书城科普生命之水在哪里(别让地球抛弃我们)
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第6章 谁动了我们的水?(3)

根据1991年国务院批复的《1991-2000年全国治沙工程规划要点》,全国防沙治沙工程建设以西北、华北和东北西部为主线,以保护、扩大林草植被为中心,以科技示范为支撑,按照“以防为主、防治结合,适度开发、综合治理,统一规划、分步实施,先易后难、循序渐进,全面防护、突出重点,稳步推进、协调发展”的原则,依靠沙区广大干部群众,动员全社会的力量,经过几年不懈努力,生态环境保护和建设工程取得了很大成绩。

据统计,中国从1998年至2000年6月,累计植树造林86万hm2,封育治理17万hm2,治理水土流失面积2.6万km2,治理荒漠化土地7500km2,治理退化、沙化、碱化草地26万hm2。俗话说“寸草能遮百丈风”。风小了,沙的流动性也小了,沙丘就不会移动了。所以,大规模栽种沙生植物,是治沙的根本办法。如今陕西榆林地区与20世纪50年代相比,林草覆被率由1.8%提高到38.9%,沙丘高度平均降低了30%~50%,沙丘年前移速度从5~7.7m降到目前的1.68m,每年流入黄河的泥沙减少了一半以上;通过治沙和对沙区资源开展综合开发,粮食总产较20世纪50年代初增产6倍,以畜牧业为龙头的毛纺、皮革和皮毛肉等年产值达到2.8亿元,有10万多户60多万人在沙漠腹地新辟绿洲,重建家园。同样,内蒙古赤峰市综合治理开发沙地14.6hm2,使森林覆盖率由解放前的5%提高到现在的21.6%,与20世纪60年代相比,无霜期延长了5.3d,平均风速降低了0.52m.s/-1,沙尘暴天数下降了60%;目前已经具备了年产粮食25亿kg和饲养1000万头大牲畜的农牧业综合生产能力,是建国初期的10倍以上。

多年来,中国的沙漠化综合治理工作也得到了国际社会的大力支持。亚洲开发银行官员在“21世纪论坛--绿色与环保2001年会议”上表示,亚行、全球环境基金及其国际和双边捐助者将在未来5年内向中国提供8亿多美元,帮助中国治理西部地区的土地退化。亚行环境与社会发展局局长罗夫·泽留斯说,从20世纪90年代开始,亚行总共提供了23亿多美元贷款和6200万美元的技术援助赠款,援助中国改善生态环境。我们相信,在国际社会的大力支持下,随着中国西部地区退耕还林草等改善生态环境工作的进一步深入,一个山川秀美、生态环境良好的新西部必将展现在世人面前。

全球水资源开发利用状况

人类对水资源的开发利用的认识经历了一个漫长的历史时期。在古代社会努力适应水环境变化,力图达到趋利避害、增利减害的目的;在近代社会为了兴利除害,追求对水资源进行多目标开发;在现代社会,对水资源的利用进入了密切协调社会与自然关系的阶段,更加注意社会、经济效益和生态平衡,以期获得最大的综合效益。

在过去的300年中,人类用水量增加了35倍多,尤其是在近几十年里,取水量每年递增4%~8%,发展中国家增加幅度最大,而工业化国家的用水状况趋于稳定。由于世界各地人口、社会经济发展及水资源数量的差异性,人均年用水量地区性差别较大,发达地区(如北美)的人均年用水总量高达1700~1800m3,是发展中地区和工农业落后地区(如亚洲、非洲)的3~8倍。

1980年的统计结果表明,全球水资源的利用量总体上为0.324×104km3,其中69.5%用于农业,14.9%用于工业,14.6%为居民用水,剩余1.0%为生态环境。世界各地用水量差异极大,在工业发达的欧洲,用水量有近54%用于工业,而在亚洲和非洲地区,农业用水量占总用水量的80%以上,主要用于农田灌溉。20世纪90年代以来,发展中国家工业用水量、生活用水量在不断增加,但对全球水资源利用量的影响十分有限,全球水资源与工、农业和生活中的分配比例的大的框架仍没有较大的改变。

(1)农业用水

农业用水一直占全部用水量2/3以上。不同自然条件、不同作物组成、不同的灌溉方式,用水量的差别十分显著。随着灌溉面积的增加,用水量大幅度增加。而灌溉方式的改变,在一定程度上降低了农田灌溉水量。相比较而言,传统的灌溉方式--漫灌和畦灌,灌溉用水量一般在7500m3/hm2,喷灌和滴灌仅为3000m3/hm2,可降低灌溉用水量60%左右。20世纪70年代以来,在发达国家,如日本、美国等,集约高效农业的发展,节水灌溉措施的加强与节水灌溉技术的应用,使得农业产量增加而用水量基本稳定。20世纪80年代以来,以色列在农业灌溉普遍采用计算机自动控制的滴灌与喷灌技术,农业用水减少了30%。并将全国70%的废水处理后用于灌溉,大大提高水资源的利用效率。

(2)工业用水

工业用水是全球水资源利用的一个重要组成部分。工业用水取水量约为全球总取水量的1/4左右。工业用水的组成是十分复杂的,用水量的多少取决于各类工业的生产方式、用水管理、设备水平和自然条件等,同时取决于各国的工业化水平。

20世纪50~80年代初,发达国家工业生产的迅猛发展,使得工业用水量经历一段快速增长的过程。工业用水比例由8%迅速提高到占总用水量的28%左右。随着工业结构调整、工艺技术的进步、工业节水水平的提高,发达国家的工业用水量增长逐渐放缓,达到零增长,甚至出现负增长。日本工业用水量从60年代中期至70年代初以每年44%的速率猛增。70年代中期趋于稳定。70年代初至80年代末,工业产值大幅度增长,淡水使用量却稳定变化,新鲜淡水补给量在逐年下降后,80年代初呈现零增长状态。而工业用水回收利用率持续提高。

发展中国家由于工业基础相对较为薄弱,工业经济发展水平低下,用于工业的水量占总用水量的比例偏低,大多不到10%。工业用水的增长仍具有一定的空间。用水浪费仍是发展中国家不可忽视的重要问题。

(3)生活用水

居民生活用水是随着人口的增加和生活水平的提高而增加。尤其是生活水平的提高对水资源的数量和质量均具有较高的要求。总体说来,全球的生活用水量仅占全球总用水量的8%左右。对用水总量零增长趋势影响不大。

能否驾驭水循环

地球是个充满水的星球,拥有1100万亿英亩呎水,这是一个令人难以想象的数字,但其中97%是我们不能饮用的海水,除了极个别情况外,由于成本太高我们也不值得将其大量淡化。正如英国诗人柯勒律治在《古舟子咏》中所写的那样,“水,四处是水,却一滴都不能喝。”地表上和接近表面处现存的28万亿英亩呎淡水,三分之二被固定在冰帽和冰河中,仅有三分之一、大约为9.7万亿英亩呎是以液态存在,而其中大部分存在于岩石的缝隙中。这些被称作浅层地下水的水资源,其可采性与可饮用性差别巨大,但毕竟水就在我们脚下。

地球上仅有1620亿英亩呎的液态淡水存在于地表之上,其中最大的一部分约710亿英亩呎是湖泊,另外有710亿英亩呎存在于土壤和永久冻土层中,道究竟有多少水是我们可以持续利用的,静态数字远远不够,水循环才是衡量这些运动的首要和关键维度。

拿浅层地下水来说,粗看起来它应该很容易成为我们的首选水源。的确,这部分水资源的数量大、可靠、可触及,随时都可被抽到地表上。在现有技术条件下,已探明的水资源储量大概有十分之一是可提取的,挖口井就行。但众所周知,井会干涸。如果得不到补充的话,抽取一处浅层地下水会使其永远干涸。因此,一个更为有效判断某地地下水可用性的标准是:每年可以通过降雨重新补给多少水。

这样看来,地下水的重要性就下降了。由于大自然的安排,许多大面积的地下水都位于沙漠之下,由于缺乏降雨而实际上无法得到补充。最大的一片位于撒哈拉沙漠和阿拉伯半岛下面的砂岩气孔中,另一些大片的地下水在澳大利亚内地以及美国中西部干旱的高原区。我们确实能够,而且已经在抽取这些地下水了。但随着不断抽水,地下水位在逐渐下降,抽水成本在不断上升,而且大气中的水蒸气有105亿英亩叹,是地球上全部水的十万分之一;此外在沼泽和湿地中有90亿英亩呎,河流常态有16亿英亩呎;还有就是活的有机体,从热带雨林到你我这些人类的体内,含有大约8亿英亩呎(约9867亿立方米)的水。

这只是一幅静态全景图,告诉我们在某一时刻水的分布状况。但水不是一种静态的资源,它始终在运动,透过土壤进入古老的地质结构,汇流成河,流人大洋深处,结冰和融化,蒸腾到大气中形成云,以雨的形式再降落到地面。如果我们想知水质也大多在下降。雨水每年只能大约补充世界地下水储量的千分之一。因此尽管水存在于地下岩层中的时间从几个月到几百万年不等,但平均起来是差不多1000年。

存蓄在另一些大水库--海洋和冰盖中的水,存在的时间也差不多一样长。如果说,多数水在以蜗牛一样缓慢的速度开展“慢速水循环”,有一小部分水则是在以相对较快的速度周而复始地运动着。这是“快速水循环”,也就是水从陆地和海洋蒸发,形成水汽及云,变成雨降到地球上,接着进行另一轮蒸发。

当然,快循环中的一部分水会加入到慢循环之中。雨水渗透到岩石中,冻结在冰河上,汇人内陆海中,或者进入动植物体内。也有一部分水从慢循环加入到快循环,如冰盖融化、岩石涌泉等。一年中,大约有4000亿英亩呎(约493万亿立方米)水通过快速水循环流动。因为一年中的循环有很多次,实际的水量并没有那么多。如果把全年循环的水累计起来,那将会在整个地球表面形成将近3英尺深的水。

鉴于地球的绝大部分为海洋所覆盖,快循环中的绝大部分水对我们而言没有什么用,水从海上蒸腾然后又以雨水的形式回到海上。剩下的那部分才是我们真正关注的,因为这是我们绝大多数用水的来源。

首先,水以雨的形式降到陆地上,随后又从陆地上蒸发。这一方式每年涉及大约490亿英亩叹(约60万亿立方米)水。其中一些从土壤中蒸发;一些首先被生长的植物所吸收,随后经过一个称作蒸腾作用的过程从叶子中释放出来;一些从水体中蒸发,包括人造的水体。其次,水持续不断地从降雨量超过蒸发量的陆地,流入蒸发量超过降雨量的海洋。其中,一些直接从土壤里流走,一些在下雨时在峡谷中形成了湍急的溪流,一些则是永久性的大河。今天我们所用的绝大部分水来自水循环的这一部分。每年大约有320亿英亩呎水奔流在从陆地到海洋的旅途中,也就是说,在我们开发利用江河之水之前的数量是这么多。

我们利用了这部分水量中的多少呢?在每年320亿英亩叹的水量中,有一些成了季节性洪水在陆地泛滥,有一些从河流中流走,其余的呢?水文学家估计,在现有技术条件下能被人类合理使用的最大数量是110亿英亩呎(约13.6万亿立方米)。但大自然又和我们开了一个玩笑,世界上许多大河位于人烟稀少的区域。水量最大的三条河流--亚马逊河、刚果河和奥里诺科河,从源头到人海的绝大部分河段都是在不适宜人居的丛林中穿行,而这三条河就占了我们生存所必需水量的四分之一。世界前十大河中的另外两条--西伯利亚的勒拿河和叶尼塞河--主要在北极的荒原中流淌,全球十分之一的河水流人了北极圈。去掉这些后,大约只剩下70亿英亩呎的河水可供我们利用。

这个数字仍然意味着对地球上的每个人来说,每年有大约37万加仑水可用,这挺不错的。但我自己估算,我自己的年用水量在40万到53万加仑之间,我想世上绝大多数人都乐意过得像我一样好,这就出现问题了。

水是个很沉的东西,除非能克服重力,否则很难把它到处移动。我想凡是曾提着一桶水走过一段路的人,都会同意这一点。在究竟有多少水可供我们真正利用这个问题上,全球总可用水量的数字依然会误导我们。就像房地产业一样,水业的头号问题依然是“地段、地段、地段”的问题。那么水在哪儿呢?

巴西、俄罗斯、加拿大、印度尼西亚、中国以及哥伦比亚,这六个国家拥有世界上一半的可再生淡水资源。如果以人均水资源可获得量来衡量,一些小国会更具有优势。格陵兰的6万居民按人均来衡量拥有比其他任何国家都多的水,他们每人每天可以使用800万加仑(约3万立方米)水,甚至一点冰都不用溶化。但由于没有庄稼可以浇灌,他们的实际需求很小。在阿拉斯加每人每天可得到100万加仑水,另外人均每天拥有超过13万加仑水的国家还有刚果、冰岛以及3个相邻的南美洲雨林国家--圭亚那、苏里南和法属圭亚那。

即使以大洲而论,在水资源上也同样是“贫富悬殊”。尽管欧洲与北美洲的水资源通常都是北方有余而南方不足,但这两个洲还算得上得天独厚,特别是考虑到这些地方的灌溉需求相当小。澳大利亚是最干旱的大陆,但人口较少;与之相比,亚洲拥有全球几乎三分之二的人口,但降雨量只占全球的三分之一,而且80%集中在短暂的雨季。

从整个大陆的角度看,非洲的水量分配还不错,但三分之一的降水流入了刚果河。南美洲的人口只占世界的5%,却以拥有全球前十大河流中的三条而自豪--亚马逊河、奥里诺科河以及巴拉那河。全球降雨量的四分之一集中在这里,但这些雨水大部分降在人烟稀少的地区。广袤潮湿的亚马逊河流域,拥有全球降雨量的15%,但人口只占0.4%。

即使在一个国家,水的分布在时空上也不均匀。印度绝大多数地区的降雨集中在100天中的100个小时内,埃塞俄比亚的许多地区长年饱受干旱和饥饿之苦,尽管尼罗河水量的84%发源于该国境内;加拿大居住着10%人口的区域拥有全部水资源的90%。中国的北方地区是世界上水资源最紧张的地区之一。这一切都与过去50年间的两大变化有关:迅速膨胀的世界人口,以及养活这些人口的方式。