“改造自然”带来的灾难

http://www.086ny.com  2007-1-24  农业科学

  近百年来,人们利用强大的技术手段,改造和利用大自然;依靠技术进步,制造了杀虫剂、除草剂和多种多样用来追求加大生产量的化学制品。科技进步“双刃剑”的负效应促使有识之士用《寂静的春天》呼唤珍视人类生存环境的绿色文明,提倡正视新技术在带来方便的同时也捎带着麻烦。
  前苏联在上世纪的70多年里,依托其集中经济实力和技术进步,实施过规模巨大的自然改造工程,诸如用人工运河沟通五海、修建大型水库堤坝水力发电等,工程完工后,虽说效益显著,但也带来不尽如人意的效果。刘恕、田裕钊等曾撰文就斯大林改造大自然计划、卡拉库姆运河工程、卡腊博加兹哥耳湾与里海分割工程等作过分析。他们认为,人们以改造自然、更好地利用自然为目标,对自然界动“外科手术”,术后的实践证明,人们的“愿”和自然的“果”并非总是一致。
  刘恕上世纪50年代中期到前苏联学习时,选择的就是干旱半干旱地区以“改造自然”为目标的专业,聆听过当时对一些大工程持不同自然观的教授的讲课,亲眼目睹过一些大工程的建设。回国后她长期担任科技要职并从事科研工作,已经颇有阅历和实践经验后,又几次到前苏联原来实习过的地方,与当地专家、学者及国外的同行实地审视“外科手术”后的结果,料想不到的真实令她感慨良多。
  历史是见证者。正如她在给记者的信中所说:“面对眼前的情景,感悟之多犹如上了另外一个课堂。半个世纪的时光,时间和实践的检验又给我们年过花甲的人开了一堂新课。这是一堂以感悟失算为专题的独特课程。感悟失算,不是谴责那些设计、决策的前人,而是以其作为教本,从失算中悟出真知。从某种意义上说,我们应仍视他们为师!”
  前事不忘,后事之师。刘恕的观点,是对科学发展观的诠释,是对过往事件的辩证思考,是为后来者敲响的警钟,是启迪人反思的他山之石。为了深悟内中的道理,记者对刘恕作了专访,以期同读者一起,通过与刘恕的对话,感悟前苏联对大自然动“外科手术”后的“愿”和“果”。
令人深思的咸海干涸问题
  咸海问题曾有人称其为“苏联史上最大的生态耻辱”。联合国环境署在一份报告中认为:“除了切尔诺贝利外,地球上恐怕再也找不出像咸海流域这样生态灾害覆盖面如此之广,涉及的人数如此之多的地区。”美国《选萃》杂志称,“咸海危机”是“大自然对人类的报复”。
  位于哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦两国辖区的咸海,是世界第四大湖泊。发源于天山的锡尔河以及发源于帕米尔高山的阿姆河,流过都兰平原的沙漠,最后注入了咸海。但由于开挖运河、引水灌溉等原因,自1960年后,咸海湖水水面开始下降。1961~1989年间,水面下降13米,水量减少近60%,湖水盐的浓度增加1倍。干涸出的湖底面积2.4万平方公里已成了盐土荒漠。有人断言,40年后咸海将完全干涸,不仅寸草不生,而且是一个巨大的盐尘发源地,将给人们带来不尽的灾害。
  记者(以下简称记):咸海原来是什么样子?
  刘:按上世纪50年代末期的资料,咸海的水位波动范围不过3米,年内的季节性变化平均仅为25厘米。湖水水面基本稳定。
  记:前苏联怎样给咸海动了“外科手术”?
  刘:由于看到水浇地的经济效益高,自上世纪50年代后期,前苏联开始较大规模地建设水利设施。以流入咸海的两大河流之一的阿姆河为例,1954年动工的卡拉库姆运河工程将阿姆河之水引入荒漠,此大运河设计全长1400公里,已建成1100公里。另外,1973年建成的卡尔申总干渠,可扩大水浇地35万公顷。总长为235公里的阿姆布哈拉水渠,灌地14万公顷。
  同样,流入咸海的另一条河即锡尔河,修建水电枢纽60个,建设了汛期的调节水库。整个流域内的水浇地面积已达200万公顷,基本上把锡尔河的水分割完毕,无水流入咸海。
  记:当时的水利工程给人们带来了什么好处?
  刘:运河修建前,所在地区有水浇地16.6万公顷,1975年水浇地扩大3倍多。昔日荒漠的土地上开辟出55个大型专业化农场,并为500万公顷的干旱草场供水,从根本上改变了这个地区的面貌。运河被当地人称之为“生存的命脉”。
  记:咸海干涸的原因是什么?
  刘:大量研究资料已表明,开辟新的绿洲、扩大水浇地、人为改变天然水道分布格局,是造成咸海干涸的主要原因。
  记:咸海的变化真应了那句老话,“祸兮福所倚,福兮祸所伏”。
  刘:是的。付出巨大劳动和艰辛,把天然河水引入干渠、流进农田,促进了农业经济发展,但这并非意味着万事大吉。原因是涉及到人—社会—自然资源之间多维关联问题,福祸相伏相依的关系比想像的来得更鲜明、更迅猛。随着引水成功,副作用也逐渐显示出来。最大问题莫过于如前所述的咸海水面下降引起的一系列环境和经济问题。
  1975年5月,咸海东北沿岸强风暴出现的地表面积达4800平方公里。1979年5月6日的沙尘云面积为45000平方公里,沙尘总量为100万吨。因此,不少科学家断言,当咸海完全干涸后,干析出的盐的重量将达100亿吨,对邻接地区的气候将产生影响。裸露的湖底成了沙尘和盐粒的源生地;盐和沙尘被强风吹扬到百里之外,沉降到地面。每年升入大气层的粉尘达1500~1700万吨。
  其次,当地水浇地植棉时,使用大量的化肥和杀虫剂,致使土壤每年洗盐排出的洗盐水中含有大量的化肥、除莠剂、脱叶剂和杀虫剂。咸海流域的居民世世代代饮用的都是水渠水和水井水。据地处下游的努库斯妇幼院院长介绍,当地居民贫血病不断增多,怀孕妇女没有一位不患贫血病的。伤寒、肝炎、痢疾、食道癌、发育不全和婴儿夭折的比例都很高。另据联合国1996年的一份报告中披露,属咸海流域的克考勒—奥尔达城儿童的得病率1990年每千人为1485人次,到1994年增加到每千人3134人次。美国纽约明立大学的调查报告指出,如果婴儿被含毒母乳喂养1年,他吸收的毒素总量将是一个成人在70年中吸收总量的100倍!
  再次,由于大水漫灌,卡拉库姆运河老灌区内地下水位普遍由原来10m上升了1~3m,地下水矿化度增高,土地盐渍化加剧,致使棉产量减产50%以上。
  记:当年,科学界对此工程有否论争?
  刘:前苏联学术界早在上世纪70年代就开始了针锋相对的争论。但当局被“白色黄金”——棉花的丰收热昏了头脑,听不进忠告。某些专家仅考虑了灌溉,而把渔业、阿姆河和锡尔河三角洲的生存和大自然界中可能发生的生态变化置于一旁,忽视了咸海调节大陆气候的作用,更未考虑到咸海湖内生物群落的丧失和荒漠化进程的加剧。
  记:咸海的干涸有些什么启示?
  刘:无论人类活动作用于自然界,还是自然界反馈给人类,其后果都非一朝一夕便见端倪的。作用过程的漫长,往往使科学家在一生的岁月里都难以目睹全过程。无论是经验还是教训,都应看作为人类留下的宝贵财富,可供借鉴。因此,我们建议我国学者重视并积极参与对咸海问题的研究。
  在总结认识这些问题时,既不敢与一味谴责决策者失误的人苟同;也不赞成为维护某些利益,对出现的问题视而不见的态度。面对现实不断呈现的新变化及时修正原来的观点,勇于纠正失误,这才是一切正直科学家和决策者应有的、受人尊敬的品格。
  前苏联对一些改造自然的重大工程的决策,一般持审慎态度,都有大量的科学调查和论证做先导,但研究工作要不断深入和继续。当初认为合宜的、合理的、可行的,在后来新的事实、新的变化、新的知识出现,特别是问题及副作用充分暴露之时,就要求人们在认识上有所提高和进步。
  令人忧虑的是,在我们现实生活中,资源开发活动的动因往往来自近期经济效益的追求。对于所产生的某些后果,由于缺乏系统的分析记载,而不能引起人们普遍的注意;更忽视了开发利用的限度,造成过度利用、过度开发。一切事物存在着量与质的关系,当量变到一定度时,就产生质的变化。忽视限度就会导向事物的反面。
“向旱灾进攻”的巨型规划,并没有也不可能完成其预期目标
  前苏联广袤的领土上,有近50%的农田位于年平均降水不足400毫米的地区,近80%的农田经常受干旱不利气候的影响,因而农业生产不稳定,对天灾极度敏感。上世纪30年代后期,农村实现了集体化,但集体化并未带来农业发展,严重的粮食不足困扰着当时苏联领导者,急迫寻求走出农业困境的出路。
  1948年10月20日,前苏联部长会议和联共(布)党中央委员会根据斯大林的提议通过了《关于为保障苏联欧洲部分草原和森林草原地区高产及稳产,营造防护林、实行草田轮作、修建水库和池塘的计划》决议。决议被称作是一个“向旱灾进攻,并彻底战胜旱灾,获取农作物高产、稳产,为发展畜牧业建立坚固的饲料基地”的巨型规划。这就是通常所说的“伟大的斯大林改造大自然计划”。
  决议规定,1950至1965年间,在前苏联欧洲部分的南部和东南部的分水岭和河流两岸营造大型的国家防护林带,总长度5320公里,面积11.79万公顷,其作用是克服干热风对农作物收成的毁灭性影响,保护伏尔加河沿岸、北高加索、中央黑土地区肥沃土壤不被风蚀,改善这些地区的水分状况和气象条件。同时,在国营农场和集体农庄的田间,营造570.9万公顷的防护林,1949到1955年绿化固定沙地32.2万公顷。
  记:前苏联怎样具体实施“向旱灾进攻”的规划?效果如何?
  刘:在巨型规划步入实践时,恰值前苏联党政粗暴干预学术争论时期。联共(布)党中央委员会公开支持米丘林学说,将基因理论定性为“反动”、“唯心”的理论。以批判基因理论著称的李森科获得院士称号,占据了农科院最高职务,成为实施此项“向旱灾进攻”巨型规划的指挥者。李森科在1949、1950、1951年连续3年发表文章表态支持此项计划,并随即推出“簇状法”营造橡树防护林。宣称“簇状法”是建立在唯物主义米丘林学说基石之上的,于是“簇状法”栽植就成了千篇一律的规范。执行5年中,全苏科学院和莫斯科大学联合组织了专门考察队,对按李森科建议营造林带方法的各定位点进行总结。1954年,前苏联科学院出版的科学论文,结论是:簇状法栽种橡树,不仅没有证明优越性,而是导致大面积橡树幼苗死亡。在1955年出版的前苏联科学院关于1949年到1952年间防护林带营造问题的总结报告中,更明确地得出两条结论,一是在森林草原和大部分的草原地带,植林效果不好的原因是整地不善、管护欠缺以及采用了“簇状法”;二是在半荒漠地区,造林的主要限制因素是缺少降水,因而,在没有灌水的条件下应拒绝营造林带,在这类地区采用“簇状法”种植效果最坏。
  时过半个世纪,1999年全俄农林改良土壤研究所的扎依钦科以《俄罗斯草原和半荒漠地区景观的人为荒漠化》为题,描述了巨型规划实施半个世纪后,俄罗斯干草原的生态状况。“全俄农林土壤改良研究所通过多年的研究确定,从草原和半荒漠的土壤斜坡上由于融雪径流每年造成的土壤微粒丢失约为0.1~0.9吨/公顷。在耕作的土地上,这个指标就增加到10吨/公顷”。“20世纪初,人们开始破坏草原原生植被类型和自然面貌。一个世纪以来,在景观中的农业比重占87%~96%,耕地达40%~86%。割草地面积减少了6.9~27倍,天然林减少了1.8~5.3倍。这就引起了水土流失,最近百年内形成的侵蚀沟占全部沟长的40%~80%”。该文认为,“草原景观消极变化的原因是由于持续了7年(1954~1960年)的生荒地和熟荒地的开垦。据1995年的调查,遭受侵蚀的土壤扩大了60%,由翻耕诱发了风蚀,有10万~12万公顷的土地成了贫瘠的石砾质、沙砾质土壤”。
  扎依钦科的文章,佐证了俄罗斯的干草原在经历了斯大林时期的改造大自然计划和赫鲁晓夫时期的开荒运动之后,除干旱和干热风依然之外,又多加了风蚀,农业生产的高产和稳产目标并没有完全实现。在此,扎依钦科主要强调了人为活动推进草原荒漠化的消极方面。实际上,根据2001年俄罗斯联邦测绘和制图局的资料,在俄罗斯的森林草原地带,在局部地块有农田防护林带体系存在,在沿大河两岸也有乔木和灌丛、阔叶林和针叶林交替分布,不过没有原来规划构想的那样规范整齐,其中的大部分不是人工林,而是天然滋生的林木。
  记:斯大林改造大自然的规划给了人们哪些启示?
  刘:在人类干预自然的行动中,强加于自然界的巨型改造工程,往往难以完全实现预期的效果,只有理智地研究自然规律,认清自然特点,把综合开发利用自然资源建立在审慎、合理和持续利用的阈限内,才是明智之举。
  在采取涉及人与自然关系的行动方略和制定计划时,尊重科学原理,听取不同意见,倡导兼收并蓄和平权的宽容,是减少失误的正确抉择。
  在认识人与自然的关系上,实践是知识的来源,实践也是检验主观认识是否正确的最有效手段,科学和科学家的价值和作用,都要由时间和实践最终地做出判断。
  不能把饥荒悲剧一味归罪于自然,饥荒不仅是“天灾”酿就,人为因素才是饥荒产生的推进器。
  作为科学工作者,我十分敬佩前苏联科学院的同行前辈。钦佩他们脚踏实地,用实验效果阐明真知的态度和坚持真理科学求实的精神。至今,他们报告中的论证仍闪烁着科学的光辉。
事与愿违的卡腊博加兹哥耳湾与里海的分割
  里海是世界上最大的湖泊,但1929年起水位一直下降,水的含盐量也提高了1倍,捕鱼量减少,装卸码头也要重新改建。里海的卡腊博加兹哥耳湾,面积1.8万平方公里,环抱在干旱的沙漠中,客观上是一个巨大的蒸发器。强烈的蒸发致使海湾与里海的水面出现4m的落差,里海水以每秒200~300立方米的水量流入卡腊博加兹哥耳湾。换言之,每年要从里海流走6~9立方公里的水。
  科学家们建议施行地理外科手术,将卡腊博加兹哥耳湾与里海分割。1977年,前苏联部长会议正式决议,修建一个堤坝,将卡腊博加兹哥耳湾与里海分割开,以求封闭海湾这个巨大的天然“蒸发器”,减缓里海水面下降。1980年施工时,吸泥船只用了几个星期就把连接里海和卡腊博加兹哥耳湾的水道成功堵死。当年3月,分割海湾的筑堤工程即告完成。堤体高出水面3m。
  记:工程造成了什么后果?
  刘:分割后海湾环境发生了出乎所料的巨变。当分割工程开始施工时,就曾有学者预言,5年之后,卡腊博加兹哥耳湾将变为一片陆地。而实际后果比预言来得更快。卡腊博加兹哥耳湾迅速干涸,由此引发了一系列未曾企及的严重后果。
  丧失了一个巨大的天然化工厂。原先由于海湾的蒸发作用,湾内积存了480亿吨的盐类。1929年起采用提取盐溶液的工艺开采芒硝,1955~1985年间共提取盐溶液2.6亿立方米。硫酸钠采量一度占全苏总产量的40%,海湾干涸后,被迫停产。
  再者,里海失去了一个“淡化器”。往昔进入海湾的里海水每年携带走里海水中的盐分1.3亿吨。卡腊博加兹哥耳湾的封闭,使里海失去了一个消盐的“淡化器”,还增加了一个盐风暴污染源。
 奇怪的是,海湾与里海分割后,里海不再是水位下降为患,而是水位反常上升。升高的里海水淹没了许多岸边的工业设施,淹没了200万公顷农田、阿特劳一地的7个居民点、127口油井和510km的交通干线。有专家估计,水面上升将持续到2020年才会停止。政府供水工程委员会官员认为,“惟一的办法是筑起1100km以上的堤坝”,为此要支出35亿美元。
  最后只能再走回头路。1984年9月,即1984年卡腊博加兹哥耳湾完全干涸后,在科研机关、学者、采盐工人强烈要求的压力下,在人工分割海湾的堤坝上建成了一个向海湾引水的人工装置,由11条直径为1.5m的引水管道组成。但此项工程实施后里海水位每年仍上升约15cm,巴库的滨海大道和油田被淹,于是1992年被迫只好重新将分割卡腊博加兹哥耳湾的人工堤坝打开,恢复了分割工程前的本来自然面貌。人称这是“卡腊博加兹哥耳湾的第二次降生”。
  记:真是“早知今日,何必当初”。这个工程给人们留下哪些启示?
  刘:改造自然的工程从策划到实施,前后往往经历过几代人,甚至上百年的历程,有成千上万名科学家和工程技术人员直接参与,但其结果,从今天看来,却都大出人们预料。回顾历史,无意算旧账,数落前人认识上的失慎;恰恰相反,却是想用历史和事实来说明,人们要经受多么大的曲折才能获得对大自然的真知。
  大凡一个重大工程方案的出台,总会出现一些反对者,有时甚至出现一个无形的反对人群,并不时搬出一堆数据,或罗列一些事实依据,用审查、批判的眼光,以各种方式公开非公开地非议。其实,这些情况,这种局面本来是很自然、很正常,也是很健康的现象,大概古今中外皆然。说明人们已经学会从不同的专业、不同的视角,站在不同的层次上关注审视这类关系人人、关系子孙后代的工程。因为科学史表明,一切正确认知产生的过程,就是一个充满不同意见争论的过程。没有不同意见的争论,才是不正常的,而且是有害的。
  正直聪慧的科学家和决策者应该是直面现实,在意想不到的新问题出现时,多看、多听、多思,把失算的教训看成是求知的财富。任何诚实的人也逃脱不了“智者千虑必有一失”的规律,所追求的无非是“得手多于失算”,以及在失算后获得新知。
  “吃一堑,长一智”、“事后诸葛亮”本来就是人们认识自然的一种方式,特别是做过一些违背自然规律的事情以后;反思并不是忏悔而是一种觉悟。任何一种人对自然干预的措施,特别是大的工程,自然反馈的呈现往往要有一段时间,有的要十几年、几十年,甚至不是一代人的时间能看到结果的。上一代植下的“树”往往要到下一代人才能尝出其“果”是“酸”是“甜”。因此,善于总结自己的、前人的或别国的经验教训,当“事后诸葛亮”,势应成为我们每一个工程策划、设计者和决策者的一堂必修课。感悟失算,是迈向成功的新起点,是走向成熟的必由路。感悟失算,就为成功铺下了可靠的基石。



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