对于今年这么严重的沙尘暴如何解决

【专家解说】：古往今来一提到春天，我们首先会想到绿草，然后会想到春风，最后会想到杨柳依依。但是近来一些年，我们观念发生了一些变化，我们可能首先想到春游去处的拥挤，想到一些草不再因为春天而绿，也会想到沙尘暴。     为什么要提“怎样理解沙尘暴及其治理问题”这个题目，还是现在这两年，国家面临着很严重的一个生态安全问题。就是我们内蒙古草原，包括更西部的新疆地区大规模的生态退化，造成了很多的这种生态的危机。使它每年的沙尘物质光临我们北京。现在各个部门也在采取不同的措施在治理，我们这个项目，也是中国科学院启动的一个西部行动计划之一，这个总投资是1000万元的一个项目，我和另外一个同事负责正蓝旗的项目。是在浑善达克沙地，所以我介绍的大部分背景，都是在浑善达克沙地做的。我现在演讲只是以几个问题的形式，把它放在这，让大家来判断。     第一个问题，就是沙尘暴的物质到底是国外的，还是国内来的？也就是说它是国产的，还是进口的吧，很简单的一个道理，因为这方面还是有争议的。比方说在国家气象中心，它说遥感卫星数据显示，66％的沙尘暴物质，它认为是来自蒙古国，或者更远的地方。当然中国科学院风洞实验显示，60％沙尘暴来自中国的草原，20％来自中国的农牧交错区。你看这两个60％左右，就是一个矛盾的数据。那么，现场测定的情况是什么样的呢？就是在刮沙尘暴的时候，我们是在现场做这种实验。在2002年的时候，沙尘暴吹过，我们观察到锡林郭勒盟草原的土层损失量在0.2~1厘米之间的一个厚度，另外沙尘暴刮得很严重的时候，浑善达克沙地的沙土损失量在3厘米-21厘米之间。也就是说很多土壤物质被吹跑了。另外还有可能更重的物质，会使沙地扩大它的规模，也就是它向南侵移。     还有个别严重的例子，都是些极端的例子，更加触目惊心。比如说2001年5月2号这一天的时候，大风使白音锡勒牧场近2万亩耕种的小麦种子、化肥、还有8厘米的表土都给吹跑了，那么这些物质都哪去了呢？我们自然会问，它跑得还很远，跑到北京来变成危害，跨到太平洋，它可能会跑到美国的西海岸，造成了就是所谓的沙尘暴。     这张片子就是在2001年5月2号这一天的沙尘暴，那天你可以看出来汽车是白天也需要开着大灯，如果你不开灯的话，两辆车就会撞到一起。前白横杠这一块是我们的车，两辆车非常近，能见度在5米左右。我们那天的一个感觉是世界的末日到了，因为呼吸还是很难的，都是一些尘土吸在肺里。这是我的一个博士后，他在测这个风速，1.8米的一个小伙子，他站立不住，你看风速达到20米每秒钟，在他2米左右的位置上，风非常大。     所以我们感觉，沙尘暴的来源问题，我们认为应该是用事实来说话，这个事实是什么呢？就是一个不容推卸和乐观的事实是，我们自己的干旱区和半干旱区草地在大规模的退化。根据动态的观测，在20世纪70年代，也就是1970年前后的时候，中国的土地沙化扩展速度是1500平方公里/年。80年代的时候，增加到2100平方公里/年。90年代的前5年就增加到2460平方公里/年，后5年达到3400平方公里/年，加了1倍多了。也就是我们一直在跟沙尘暴斗争，可是我们越治理越多。可以看出来这种沙漠化在扩大。沙地草地生态系统退化，它是诱发的最直接的环境灾难，就是我们现在能够感觉到的这种沙尘暴问题。      近百年我国共发生沙尘暴70次。2002年3月18日到21日这几天，中国北方大部分地区自西到东，经历了20世纪以来最强的一次沙尘天气，这次沙尘天气席卷中国北方140万平方公里的面积，它的范围之广，几乎使长江以北所有地区都受到不同程度的沙尘天气的影响。所以沙尘暴使中国蒙受了巨大的这种经济损失。国家为治理投资的巨额费用也在逐年增加。据说国家环保局给的数据，中国已经投入或者正在投入的资金是600个亿来治理沙尘暴问题。由此看来，暂时我们承认33％沙尘暴物质是我们自己产的，我们国产33％按照国家气象中心的这个数据，但是我们没有沾沾自喜的理由，我们没有这个理由，为什么？因为地面上实际发生的情况是，这个干旱、半干旱区域发生大规模的沙漠、沙地、草地这种生态系统的退化。     现在看起来就地起沙也引起了当地牧民生存的危险。可以看这张片子上，沙漠的沙子已经把他的房子顶都堆上了，你看窗户，沙都堆积和那个屋脊是平的了。另外老百姓说严重的时候，每天要出门的时候要扫很多的沙才能出得去。另外，他为了挡这个沙，因为他很贫困，他把很好的泥炭都给挖来，挖来挡这个墙，所以这个风沙一大，墙也高。所以有时候我们下去调查的时候，人都往下俯视，高出两三米了。所以这种危机是相当严重的，家园慢慢在失去。     我刚才介绍沙漠、沙尘暴来源问题。我下一个（介绍）就是怎么诱发沙尘暴。也就是说是“天灾”还是“人祸”？这一方面大家也是在争的，科学界也是争论不休的一个问题。首先我们看自然原因。我们知道，可能学过生态学的都知道，影响生态系统，生长发育是六大环境因子。     第一，是太阳光，没有光照地球上没有任何的生命。另外生态系统能够利用的能量，是通过绿色植被来转化的。这个过程我想大家都知道了，就是叫做光合作用。第二，温度是正常波动的。这两个原因近期四五十年不会变化的。氧气的含量也没有变化，氧气含量我们知道21％的含量很稳定。这个含量也是与绿色植被的贡献（有关）。假如地球没有绿色植物，不可能有目前那么稳定的氧气含量。第四点就是二氧化碳的浓度，这一点我们知道，它是增加了，是从290ppm，增加到目前的350ppm，但是这个值增加完全是由我们人类造成的。这是另外一个话题，这叫全球变化。但从我们做的大量实验来讲，如果二氧化碳浓度增高了，我们知道二氧化碳是光合作用的原料，那么植物应该长得更好。这一点是正向的。第五方面水分的变化，这个是有争议的。因为大部分认为是天旱造成了现在的生态退化。比如说1999年到2001年3年是连续大旱的。旱的时候一般是往年降雨量的一半，甚至不到一半。但是我们从长期观察，自然界这种雨量的波动它应该是正常的。     这是我们显示的一些数据，年均的温度，浑善达克地区是在0度左右，是没变化的。7月份的温度是20度左右，1月份的时候是负20度左右。另外我们知道在草原地区，雨热同期，也就是说植物能够生长的季节，不存在这种自然胁迫的问题，光照照得比较好。另外，水分当时在7月份供应也比较好了，还有温度也是比较正常这个阶段。另外，有效的积温是在2400左右，可以看出来是比较平稳的一条线。     那么天然因素中这六个因素我们分析了五个了。植物生长的气象因素还存在着，植物生长为什么一年不如一年呢？我们认为是在第六条，就是土壤物质的变化，土壤物质恰恰和我们的这个沙尘暴就联系起来了。我们知道中国有一句老话叫“皮之不存，毛将焉附”，物质的生根发芽肯定都在土里面，土是哪儿来的？是在长期进化的一个结果，刚才介绍那个例子，8厘米的土，假如1000年形成1厘米的话，那需要8000年的过程，可是一场风就能吹走了。另外，长期按照46亿年的地球演化来讲，我们这个土1000年也形成不了1厘米，你可以算一算。这种土壤的损失不能弥补，它刮到海里去了，谁（也不能）再把它运回来，运到草原上去，这个是比较难的一个过程。所以我们认为土壤和矿物质发生巨大的变化，这个自然生态系统物质循环被人为中断了。土壤损失严重，在草原上，植被所依托的土层充其量只有1米多厚。所以他们说每刮一次沙尘暴，在内蒙古地区，在荒漠地区，就是刮一层地皮，一层层给刮掉了。另外，你看在这个草丛下面，植被下面是几百米的通体沙，我们想象一下，内蒙古高原比我们这个地方高1500米。我们北京的海拔只有三四十米。北京香山顶上只有200米，这边高你1000多米，它那沙子有几百米的通体沙，如果这个不能挡住的话，它来填北京是绰绰有余的。它南侵这个影响还是相当大的。     所以我们不主张因天气的破坏，而造成沙地、草地的退化，尽管有的学者认为，全球变化在一定程度上也加重了这种干旱化。我们来看看内蒙古草原的土层到底有多厚呢？这个土层看来也就是不到30厘米，如果你这个植被破坏了以后，这个土保不住，保不住的土就跑到北京是变成有害的东西，在当地就是很宝贝的一些土壤物质。这是在内蒙古锡林郭勒盟的北部，我们做这种实验，用最简单的方法，来把它固定一些标尺一类铁杆，来看每年损失的量，刚才我介绍那些值都是对土的办法做出来的，实际上非常说明问题。这个地方可以看出来，轻的物质都刮得不能再刮了，都跑掉了，现在只剩下重的物质。给刮了好多层地皮了。     那么人为原因到底是什么呢？比方我们再举两个事实，第一个在中国的呼伦贝尔、锡林郭勒盟东部地区草原的退化，草场，咱们这个地方草是不到20厘米，人家（蒙古国）那边草在1米左右，我们这边的黄羊只有几只，他们的黄羊上万只。那就可以显示生态环境谁好谁坏的问题。另外，动物是很聪明的，它会选择哪更好。如果我们这边退化很严重的时候，它没草吃就越过国界跑到那边去了。另外，在中俄这个边界上，有10公里左右的边境线上，我们也去做过调查，那的草留到上世纪50年代的水平。这就否定这种天灾引起的，因为不可能降雨给你这降，给那儿不降，边境线上很简单，解放军在站岗，没有人敢上那放牧去，所以它那草能够维持高度。这两个例子更反映另外两个观点，好多人认为这个草长不起来，是天旱造成，我们可以反驳他。第二很多人认为牲口不啃食草原，草原反而长得不好，就是不啃它，它不长，我们认为这个例子可以反驳他。     另外，人口的增加，无疑是造成生态系统最主要的原因，也就是说沙尘暴的产生是人为的结果。这是建国初的时候，1947年左右，内蒙古锡林郭勒盟的人口数量只有20多万人，到目前它增加了93万人。可以看出这黑点是总人口，这蓝点的是汉民。所以它的增加很大程度上是内地的汉民往那边增加，而且内地的汉民到这以后，他带来的生活方式是什么？是定居，是开辟耕地，蒙古族是游牧，所以绿色文明和黄色文明在这个地方冲突。可以看出来牲口的数量使原来的100多万头，增加到了目前的2000多万头。     我们来看看它历史政策的变化过程，在元代的时候，它这个地方，也就是离现在800年前的时候，那个地方是天然放牧，没有农业。原忽必烈的时候才增加户口，开辟田野，召集逃亡的犯人。另外，还有些军民在那屯田，也就是说把内地的农业过程带过来。明嘉靖33年的时候招纳汉民，开荒耕种、建室定居，也就是定居。     “大跃进”运动期间第一次草地垦植高潮，在那个时段大炼钢铁的时候，不光是砍草，很多森林在那个时候也破坏比较严重，都给烧掉了。文化大革命期间出现第二次的草地开垦高潮，那个时候提出一个口号是不适宜的。比如说“以粮为纲，牧民不吃亏心粮”。也就是说我们不吃返乡（调运）的粮食，不要内地来运，我们自己种，可是那时候种了好多地，连种都收不回来，但是产生的结果是什么呢？把土壤扰动了，给搞松了，变成了沙尘暴。最近这几年严重的情况是1978年以来，又提出了一个“上台阶，达小康”。所以就变成了很多的牲口拼命养，养畜突破了2000万头。这2000万头当然上了一个（台阶）。这2000万头政府实际上也起了很多引导的作用。     这些片子可以显示一下草地利用方式的转变。这完全是游牧的。这种游牧的情景现在草原上见得比较少，因为大部分蒙古包取而代之是砖房，是定居的一些房子。我们可以看到一户如果在这定居的话，因为这个地方有饮水点，牲口有水的地方，他才能放牧。这些流沙带，就在他们村边开始形成。这一片明晃晃的流沙。     另外一个嘎查都定居下来以后，牲口的数量也比较多，这片白的都是山羊，使得周围轻物质都给吹跑了，留下了非常硬的硬梁，这种硬梁的地方，恢复这种草原就相当难了。到春季的时候，牲口饿了一个冬天，到了春天绿草显然就是争食的对象。看这张片子，它的粪便，黑的地方比这个绿的地方还要多，所以可以想象这个强度是相当大的。另外刚长出来的羊草，这时候光合器官刚要形成的时候，不给它长，就把它命要掉了，就开始啃食了，你跟踪这一只羊，它到底啃了有多少呢？鲜重也就是5、6克左右，合成干重1克左右。如果这个叫沙米的植物，长到8月份的时候，它可以长到150多克干物质，也就是它利用草原潜力的不到1％。另外，冬天的时候，这些羊还要赶出去啃，可以看出来在居民点附近这个柳条都给啃得差不多。另外，羊冬天它没有吃的饲料，它刨根吃。刨根当时我们认为是山羊调皮，山羊会挖根。绵羊不刨，实际上绵羊饿了，它照样刨，我们当时拿录像机拍摄了很多片子。     另外，刚才说了没有任何这种防护措施的农田开垦。是造成草原大面积退化，造成沙尘源的一个重要来源。可以看出这一大片农田，开垦了以后，粮食没产出来，给撂荒了。但是几场大风以后，就把很多土给吹跑。这样会把活化的土层给吹走。可以看出来，原来是草原嘛，另外把很多的草根裸露出来，这种叫沙鞭的植物，它是一种克隆的植物，有几百米长，你可以跟着追踪。     但这个时候是那个大风把它那个根一层层剥，使它风干，面临的命运，这个草原开始死掉了。另外可以看这些灌木也是一层层剥开，就是根系全露开，就风干死亡了。这个过程听起来是比较简单的，没有什么太复杂的原因，但是这个现实是非常严峻的，我们不得不认真的思考。大量的矿物质都被分出来，被风给吹走了。留下来了这些都是很坚硬砾石类的物质。严重的地方什么草都不长，寸草不生。另外沙尘暴频起，2001年的时候我们拍的一场沙尘暴，白天到下午4点多钟，这隐隐约约看到电线杆子，真是暗无天日了，风沙都给起来了。     前面介绍了是两个过程，一个沙尘暴来源问题，第二个是原因问题。在原因问题上，我们现在也有我们的想法，我们认为国家应该非常及时地针对这种退化的原因，采取一些主动的措施，而不是在这方面，科学家在这里面争论不休。所以在这方面，到底是提人进沙退，还是提人退沙退这个过程。因为在50年代的时候，出现过一个很响亮的口号叫做“向沙漠进军”。当时我们中国人也非常豪情满怀，拿着铁锹开始了人类征服沙漠的壮举。但是这50多年过去了，我们反思一下，我们成功了多少？我们认为除了很少量的样板，这些样板是花了大量的金钱来堆积出来，给大家看的，可是实际的效果呢，没有太好，而且呈加速的趋势。因此，要治理生态系统退化，必须从解决人的因素入手，解决人类的生存与出路是治本，其余的措施我们认为是治末。      看看这张片子可以看出来人跟沙子在较量。沙子来得多了，我就堆一堵墙，再来多我再堆，你公家有钱的话，可以堆高，牧民他没有钱怎么办？他就那些挖泥炭来堆，所以把另外一片沼泽湿地的生态环境又搞得退化，因为沼泽下面还是沙子，这种过程。所以，我们提出一个观点就是让自然界去修复它自己的创伤，但是前提条件是减少人的压力。所以我们认为在那些治理难，而且成效不显的“硬骨头”的地区，最好的办法是“人退”，减少人为的压力，让自然去修复。     那么既然承认“人退”有助于“沙退”或至少“沙止”，怎么做才能有效呢？这个需要更多的学者跟政府部门认真研究。实际上内蒙古政府正在实施的“围封转移”，或者“转移发展”的战略，都是有利于天然草地恢复的。但是一个问题是，转移出来的人怎么安置？如果你没有把他后路解决好的话，他会在新的土地上产生新的破坏。这个我在这提出更深刻的一个思考，就是该不该在治理过程中用种树和飞播的措施。我想种树问题大家都比较熟悉，就是我们曾经见过了比较大的防护林工程，我不提这个防护林是什么，大家都非常清楚的。事实上国家很多的经费，也是用于造林花得多，我们在调查内蒙古锡盟的时候，它2002年得到5个亿的治理费用，这些费用分为三个部分，一是种树、二是飞播，三是打井舍饲。我们认为第三条打井舍饲是主动以外，其他两项经费支出，它花的钱和它收到的效果来讲，是比较小的。     另外，种树这个问题，实际上是争论很久了。比如说，在北京起了沙尘暴，我想同学可能也有这种想法，到底怎么来治呢，很多人建议，应该是到那地方多种树，实际上种了树到底能有好的效果，不见得。为什么在草原上种树有问题呢？第一这是铁的规律，自然的规律，在年降水量不到300毫米的地方，天然分布的就是草原灌木，树木生长的雨量或者有效积温都不能满足，那么树木很难成活，即使成活了，它还会长成“小老头树”。     第二呢，它加重了土壤的干旱。干旱和半干旱地区的蒸发量它是大于降水量的，一般是它的7-10倍，这个非常强大的蒸发量。如果地面上没有草本层有效覆盖的话，它会加重干旱。我们看到内蒙古草原上，好多种的人工林下面，底下有很少的灌木层，很少的草本层，就是这个原因。