袁嘉祖¹，闵庆文²

（1．北京林业大学,北京 100083；2．中国科学院 地理科学与资源研究所,北京 100101）

摘要：我国以植树造林为核心的生态环境建设取得了很大成绩，到 1997 年全国已累计造林 4627万hm²，其中“三北地区”3024万hm²。但也存在着很大问题，主要表现在平均造林成活率仅 25%，保存率仅 13%。经分析，西北地区少雨干旱，缺土壤水是“年年造林不见林”的主要原因。分析表明，水是西北地区生态系统重建的根本，而跨流域调水、加强水资源管理、雨水资源化、发展节水农业、普及节水意识等，是解决西北地区水资源短缺的根本途径。

关键词：水资源；植树造林；西北地区；生态重建

中图分类号：TV213.9；Q148

文献标识码：A

文章编号：1000-3037(2001)05-0467-07

1 我国植树造林的成就

　　新中国成立以来，党中央、国务院十分重视林业建设和保护，把植树造林、绿化荒山、保护生态环境作为一项基本国策。1978～1997 年，国务院、国家计委和原林业部先后批准了三北防护林 (3580万hm²）、太行山绿化 (356万hm²）、全国防沙治沙林 (4741万hm²）、东北防护用材林 (1360万hm²）、陇晋秦巴山—燕山水源用材林 (60万hm²）、全国 918 个县平原绿化林 (1307.2万hm²）、速生丰产林（98.5万hm²）、沿海防护林 (287.04万hm²）、长江中上游防护林 (1532.52万hm²）、南方 10 省水源用材林 (14303.3万hm²）、海南岛热带经济林 (30万hm²），以及珠江、淮河、太湖、辽河和黄河流域防护林 (259万hm²）等建设工程^[1]，加上西北地区正在退耕还林 (33.4万hm²），共计 15002.96万hm², 计划投资 2143.473 亿元。若按每年平均造林 400万hm² 计算，2020 年前后即可完成，加上 1980 年原有林地 11524万hm² 和平原四旁林 1324万hm²，全国林地面积将达到 27850.96万hm²，林木覆盖率为 29.24%，接近国务院要求我国森林覆盖率达到 30% 的目标。

　　“三北地区”1978 年原有乔木林 1505.7万hm²，灌木林 864.5万hm²，加上三北防护林 3508万hm²、防沙治沙林 4643.3万hm²、平原绿化林 543.9万hm²、陇晋秦巴山、燕山水源用材林 60万hm²、辽河和黄河流域防护林 129万hm^2[2]，以及西北地区正在退耕还林 33.4万hm², 共计 11287.8万hm², 规划任务完成后，林木覆盖率可达到 29.0%。届时，各种自然灾害将会得到有效控制，生态环境将会大大改善，山川秀美的新西北将得以实现。

2 缺土壤水是年年造林不见林的主要原因

　　我国森林植被建设取得了很大成就，但是也存在一些问题。自从 1980 年以来，全国已累积完成造林 4627万hm²，其中三北地区已造林 3024万hm²，占规划造林总面积的 30.84%。若按现行价 3750 元/hm² 计算，已投资 1735 亿元。若按惯例，国家投资、地方筹资和群众投劳折算 1/3 计算，国家已拨款 578.4 亿元，平均每年投资 28.9 亿元。但是，西北地区除了高海拔土石山地阴坡和低洼河谷外，绝大部分平原和坡地的平均造林成活率只有 25%，保存率仅 13%。即使成活后，大多数也是小老头树，根本起不到生态屏障作用，因而水土流失不但没有得到有效控制，相反的是不断扩大，沙尘暴天气出现更加频繁。

　　究其原因，水资源定义不全面是造成制定发展战略规划决策失误的主要因素。陆地水资源来源于大气降水。大气降水到达地面后可分为三种水资源：一是土壤水，二是河川径流水，三是地下水。但各地区水文资料上只有河川径流水和地下水，没有土壤水数据，这显然是一个极大的偏差。由于这个偏差，单纯从水文资料数据判断一个地区的干旱或湿润，往往会产生片面性，甚至得出完全相反的结论^[3]。

　　为了说明土壤水对识别干旱程度的重要性，我们用华北地区与西北地区的水文资料进行对比分析，原始数据见表 1。从水文资料上看，华北地区河川径流水和地下水 1174.4亿hm²，人均水资源 353m³；而西北地区水资源总量 1810亿m³，人均水资源 2057m³。根据联合国规定：人均水资源 1700m³ 为资源紧缺线，人均水资源 1000m³ 为人类生存起码线的标准，从而得到华北地区是一个严重缺水区、华北比西北地区更加干旱的结论。实际并非如此。内蒙古西部阿拉善盟人均水资源 4170m³，但 2000 年大旱，大部分耕地颗粒无收，牧草枯萎就是例证。

表 1 华北地区与西北地区水分状况的比较
Table.1 Water resources comparison between North China and Northwest China

注：内蒙古西部是指包头、巴彦淖尔盟、伊克昭盟、乌海市、阿拉善盟等地区，面积 41.2万km²。

　　华北地区京、津、冀、鲁、晋、豫 6 省（市）总面积 68.47万km²，1997 年总人口 29887 万人，年平均降水量 635.7mm，年降水总量 4438.3亿m³，其中土壤水 3260.9亿m³，占年降水总量的 73.4%，每公顷径流水和地下水 1720m³，人均 353m³。显然，把占年降水量 3/4 的土壤水放在帐外，仅用占年降水总量 1/4 的河川径流水和地下水来评价华北和西北地区的干旱程度，其可靠性只有 0.27，片面性达 0.73。

　　西北地区陕、甘、宁、新、蒙（包头以西）4 个半省（区）总面积 272.51万km²，1997 年总人口 8789 万人，年平均降水量 167mm，年降水总量 4557亿m³，其中土壤水 2749亿m³，占年降水量的 60.2%，每公顷土壤水 1008m³，为华北地区的 1/5；河川径流水和地下水 1810亿m³，占年降水总量的 39.8%，每公顷径流水和地下水 664m³，为华北的 1/3，人均水资源 2057m³。

　　土中之水，生命之源。土壤水是植物的供应者，其数量及其变化直接影响植物的成活、生长、发育和产量的形成。根据 1999 年北京林业大学水土保持学院在山西吕梁山区方山县黄土区的测定，在 5～10 月生长季内，每株 15 年生刺槐树的蒸腾水为 1514.3kg，每公顷蒸散量为 3637t；15 年生苹果每株蒸腾水 2436.1kg，每公顷蒸散量为 3398t。中国科学院沈阳应用生态研究所、陕西省气象科学研究所和北京林业大学分别在甘肃子午岭、内蒙古赤峰、陕西黄岭对山杨、辽东栎、油松、侧柏和红松等乔木林进行测定，在生长季节平均蒸散量为 3643m³/hm²。中国科学院兰州沙漠研究所在宁夏沙坡头对沙柳、沙枣、花棒、油蒿、籽蒿、梭梭等灌木林进行测定，蒸散量分别为 689m³/hm²、1702m³/hm²、1684m³/hm²、1920m³/hm² 和 3090m³/hm²、平均为 1800m³/hm²。中国科学院沈阳应用生态研究所和植物研究所分别在呼伦贝尔草甸草原、内蒙古赤峰、陕西毛乌素沙地和西部荒漠草原的测定（表 2）表明，草甸草原蒸散量为 3051m³/hm²，干草原为 1700m³/hm²，荒漠草原为 1250m³/hm²，多点平均为 2000m³/hm²。

表 2“三北地区”各草场带的产草量、载畜量和蒸散量
Table.2 Grass yield, livestock carrying capacity and evapotranspiration in different regions

　　由于直接降落到西北地区土地上的水很少，如南疆塔里木盆地年降水量只有 10.2mm，北疆吐鲁番盆地为 16.4mm，甘肃乌梢岭以西为 34.0mm，内蒙古西部阿拉善盟额济纳旗为 37.4mm，土壤水远远少于华北地区，根本不能满足林草植被生长需求，所以年年造林不见林。

　　世界上的沙漠都分布在副热带和信风带，唯独中国的 8 大沙漠和 4 大沙地都分布在温带，总面积 128km²，加上沙漠化土地 33.4km²，构成了万里风沙线，并正以每年 2460km² 的速度在扩展。这主要是由于青藏高原和西北周围山地对季风的阻挡，长期干旱少雨，又地处内蒙古高气压边缘，每年大风日数 80～120 天，加剧了气候干旱，造成了植被退化。所以，恢复植被必须要有水，西北地区属于灌溉林业和灌溉牧业，没有水，山川秀美的新西北将难以实现。

　　西北地区周围山地上虽然有不少冰川融化水，如新疆南部边缘海拔 5100m 以上的西昆仑山，有冰川 4306 条，冰川面积 8438km²，每年冰川融化水达 70亿m³，约占新疆河川径流水的一半，但新疆的渠道利用系数很低，约有一半水资源消耗在渠系渗漏上，一般只有 0.4～0.5。所以，水的粮食生产率只有 0.127kg/m³，而华北地区却是就近灌溉，特别是井灌，水源与耕地在一起，渠道渗漏损失很少，水的粮食生产率达到 0.802kg/m³。

　　另外，在夏季植物生长季节，西北地区雨季未到，气温很高，气候干燥，土壤干旱，蒸发力很强，西北地区所蒸发的水是算在水文帐上的径流水和地下水，而华北地区正当雨季，大气和土壤湿润，农田和林草植被的蒸散水是由水文帐外的土壤水来支付的。

　　应当指出，大气降水是影响植物生长的主要因素，各地降水量的多少，决定天然植被类型、作物产量和林草植被生长的情况。所以，判断某个地区是否干旱缺水，主要是以降水量为衡量指标。在我国，年降水量 400mm 线以东、以南地区为森林草原地带；以西、以北地区为荒漠草原地带。西北大部分地区年降水量在 400mm 以下，其中内蒙古和甘肃西部、青海中西部和新疆中南部是我国年降水量最少的地区，一般只有 10～50mm。所以，这些地区的森林覆盖率很低，而沙地面积很大，新疆的沙地面积已达全区面积的 1/3（表 3）。

表 3 1993年中国西北地区森林覆盖率和沙地面积
Table.3 Forest coverage and sandy land area in Northwest China in 1993

注：根据石玉林主编《中国 1∶100 万土地资源图》土地资源数据集和中华人民共和国林业部《1989～1993 年全国森林资源清查资料》整理。

　　综上分析表明，水是西北地区生态系统重建的根本，调水是生态重建的必由之路^[4]。因此，在没有实施大规模南水北调之前，不宜大面积发展林草植被：一是难以成活、成林，起不到生态屏障作用；二是如果都能成活，耗水量过大，使 2m 内的土层干旱加剧；三是可以在水分条件比较好的地方，特别是在沙漠边缘、工矿附近、住宅周围、道路两侧，发展防护林带，以起到防风固沙作用。

3 西北地区水资源短缺的基本对策

　　水是西北地区生态恢复与重建的根本，包括退耕还林还草在内的一系列生态措施都有赖于水资源的保证。同时，西北水资源短缺是无可辩驳的事实，而且在相当长的时期内不可能得到根本的改善。那么，如何才能有效地缓解水资源短缺的矛盾呢？根据西北地区实际情况和生态建设要求，并结合我国社会经济发展状况，应着重从下面几个方面进行考虑。

3.1 水利工程设施建设

　　要彻底改变西北地区的水环境危机和自然生态环境危机，奠定开发与发展中国西北部的基础，必须进行大规模的、跨流域的南水北调工程。只有这样，才能从根本上真正解决西北地区严重缺水的状况，从而彻底解决我国西北地区水环境危机和自然生态环境危机的现状，有效地改善我国水资源的严重不平衡状况。我国南水北调“大西线工程”的基本思路是：从西藏雅鲁藏布江的中游海拔 3588m 的桑日县湖马滩加查峡谷—怒江的夏里—澜沧江的昌都—金沙江的白玉—雅砻江的甘孜—大渡河的阿坝，过分水岭沿海拔 3440m 的贾曲入黄河，使甘肃、青海、新疆、内蒙古西部、宁夏等省、区直接受益。

3.2 加强水资源管理

　　建立流域内水资源管理机构，以协调全国和不同流域的水资源统一调配使用与监测。我国西北内陆地区某些河流中上游为了扩大农田灌溉面积大量引水，造成下游地区缺水或断水，导致河岸林草衰退或枯死，大面积草甸、芦苇被毁和土地沙化。流域水资源管理机构对流域内的水资源实施统一规划、统一调度、统一发放取水许可证、统一征收水资源费等管理；统筹管理整个流域内各个部门（如水运、水能开发、工业、农业等）的水质，用水量及水源等问题；协调河流上下游地区间因水质变化、水量减少而产生的冲突和矛盾，该机构不仅仅是一管理水资源的职能部门，同时也是制定和执行水法的一个直接监督机构。在流域统一管理水资源的基础上，进行跨流域调水，实现共同发展。

3.3 雨水资源化

　　雨水集蓄与高效利用的技术关键在于半干旱地区雨水的汇集、存贮与净化、雨水高效利用 3 个环节及其配套技术。其具体内容有：雨水汇集方式及配套技术，包括雨水汇集工程设计、集流场地的规划设计、集流场地表处理技术及集流工程系统的管理与维护技术；雨水存贮与净化技术，包括雨水存贮设施设计与施工技术、雨水存贮设施防渗防冻技术和存贮雨水保鲜净化技术等；蓄存雨水的高效利用技术，包括选择、改造和完善适宜于利用集蓄雨水灌溉的小型配套农机具，存贮雨水合理调蓄技术和提高雨水利用效率的综合技术。通过这些研究，将会使西北干旱地区和南方丘陵坡地雨水汇集、贮存与净化及高效利用提供系统配套技术，形成具有中国特色的雨水利用技术体系，同时可使作物增产 30%，集流效力达到 70% 以上，雨水生产效率达到 1.5kg/m³ 以上。

3.4 发展节水农业

　　农业是耗水第一大户。我国政府对节水农业给予了充分重视。国家计委 1999 年安排节水灌溉投资 13.2 亿元；财政部将安排 2 亿元用于干旱山丘区的集雨节水灌溉工程。国家制定的到 2010 年我国节水农业的目标是：全国灌溉水利用率由 40% 提高到 55% 以上；节水灌溉面积由目前的 0.15亿hm²（2.3 亿亩）发展到 0.33亿hm²（5 亿亩）；在全国灌溉用水不增加的情况下，灌溉面积由目前的 0.53亿hm²（8 亿亩）发展到 0.57亿hm²（8.5 亿亩）。但应当看到，我国节水灌溉技术与世界先进水平比较还有一定差距。突出的表现在：目前灌溉水的利用率只有 40%～50%，而某些发达国家可达到 80%～90%。我国每立方米水的生产效率也很低，平均每立方米水生产粮食约 1kg，而一些发达国家一般都在 2kg 以上。

　　节水农业技术是一套完整的技术体系。节水灌溉技术体系包括：水资源合理开发利用技术措施（包括雨水汇集利用技术，地表水、地下水联合利用技术，劣质水利用技术等）；节水灌溉工程技术措施（渠道防渗技术、低压管道输水技术、喷灌技术、沟畦灌水技术等）；农业节水技术措施（包括覆盖保墒技术、深耕保墒技术、优选抗旱品种、调整种植结构、化学制剂节水技术等）；节水管理技术措施（包括制定和完善有利于节水的政策与法规，建立、健全节水管理组织和节水技术推广服务体系等）。

3.5 普及节水意识

　　水污染和用水浪费导致水资源紧张及对人体自身的损害。要通过调动各种宣传媒体，大张旗鼓地开展节水宣传。并把它纳入党和各级政府的重要议事日程，做到有计划、有目标、有实效。保护水资源，要着力转变落后的观念，用商品观念和价值观念取代“天赐之水，任我所用”的观念；用水资源有限的观念和水资源危机观念取代“取之不尽、用之不竭”的观念。从而形成人人惜水、爱水的社会风尚。

参考文献

第一作者简介：

袁嘉祖 (1930- )，男，江苏人，教授，1953 年南京大学气象系毕业，主要研究方向为森林气象、应用数学、林业生态，已发表论著 14 本，论文 120 多篇。