减缓风速有利有弊：京津风沙源的治理导致雾霾高发？

                                 杨学祥

京津风沙源的治理成果显著：10年间，累计安排资金412亿元，完成退耕还林和造林9002万亩、草地治理1.3亿亩，工程区森林覆盖率提高到15%。一系列数字表明，自2000年启动的京津风沙源治理工程，为保障我国北方远离“飞沙走石”作出了重要贡献。

然而，2013年京津地区雾霾高发却敲响了另一场灾害的警钟，无风的静稳天气与京津风沙源的治理有关吗？

人民网北京12月21日电（蒋琪）截至今天早上7时，河北省的石家庄、邢台和保定三个城市的AQI（空气质量指数）“爆表”达到500，属于六级严重污染，成为74个公布PM2.5数据城市中空气质量最差的城市。

今日空气质量最差的10个城市分别是石家庄、邢台、保定、邯郸、衡水、武汉、郑州、合肥、沧州、金华，其中石家庄、邢台、保定、邯郸、衡水、沧州等6个属于河北省,石家庄、邢台、保定、邯郸四城爆表。

据中国天气网消息，除了低温，我国中东部部分地区近期也被雾和霾天气困扰着。预计，25日前后一股较强冷空气将会自北向南影响我国大部地区。冷空气到来之前，我国中东部地区风小，近地面层结较为稳定，天气形势趋于静稳，利于雾或霾的滋生，雾或霾天气或有加重趋势，特别是24至25日范围上或将达到近期最大，程度上也最严重。

http://env.people.com.cn/n/2013/1221/c1010-23907461.html

恶性循环：一个防灾成果是另一个灾害的成因，这样的事例屡见不鲜。

中国和世界历史都有关于创世之初大洪水的记载，大禹治水是变堵截为疏导而获得成功的典型范例。疏导意味着大量地表水白白地流归大海，他虽然给人类留下了大量陆地空间，但最终导致地表水的流失和沙漠化的逐步发展。在人类的自我保护意识中，排涝保护农田是自身生存的需要，随之而来的沙漠化却同样威胁人类的生存。这样看来，大禹治水的成功恰恰表明人类对沙漠化负有责任。

种树防风的后果是雾霾高发，这是人们始料不及的。并且种树防风的代价太大，需要重新科学评估其防沙效果。

研究人员认为，风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，也会起到降低风速的效果。因此，三北防护林防止风沙的功劳，也变为使中国风速减慢的罪证。

中国目前还处于靠自然风吹走雾霾的初期阶段，减慢自然风速就自然变为人为静稳天气的制造者，是雾霾清除不力的根源，是制造雾霾灾害的元凶之一。

减弱大气环流，阻碍冷暖气流交换，会使极端灾害频繁发生。

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京津风沙源治理：带上科学再出发

■本报见习记者李瑜

作者：李瑜来源：中国科学报发布时间：2014-1-8 9:15:29

  10年间，累计安排资金412亿元，完成退耕还林和造林9002万亩、草地治理1.3亿亩，工程区森林覆盖率提高到15%。

   一系列数字表明，自2000年启动的京津风沙源治理工程，为保障我国北方远离“飞沙走石”作出了重要贡献。

   日前召开的国务院常务会议也再次强调，要进一步推进二期工程实施，继续提高中央造林补助标准。

   而此前，我国已在2012年通过《京津风沙源治理二期工程规划》，计划用10年时间，投入877.92亿元治理京津风沙源。

   虽然治理经费不断攀升，但忧虑与压力也随之而来：一期工程建成的人工植被大多处于中幼龄期，且树草种比较单一，稳定性较差，抗干旱、抗风蚀、抗病虫害能力弱，极易受到外界环境影响发生逆转。

   如何吸取一期工程的经验教训，更好地推进二期工程建设，成为专家们关注的焦点。

硬着头皮种树

   虽然一期工程建设已取得显著成效，但工程区生态环境仍十分脆弱，局部地区生态继续恶化的趋势未从根本上扭转。

   多年从事干旱区生态恢复研究的中科院植物所研究员蒋高明在分析造成这种现状的原因时表示，没有因地制宜是造成治理效果反弹与恶化的主因。“当时的造林规模实在太大了，在很多不适合种树的地方都进行了人工造林。”

   他回忆说，国家当年给一个旗县的拨款高达一亿余元，完全超出当地的财政收入。“假如以一棵树一万元计算，那里应该有一万棵树，但现在的数量肯定没这么多。”

   此外，治理资金的僵化运行让许多贫瘠的土地雪上加霜。“在内蒙古一些地区，当地居民也知道草原上是种不活树的，但为了能申请到补助资金，只好硬着头皮去种，甚至树死了之后还得补种。”中科院地理科学与资源研究所一位不愿具名的研究员告诉《中国科学报》记者，他们在实地调研中发现，由于有关部门批复的只是种树项目款，如果不种树，百姓就拿不到钱。

   在他看来，造成这种情况的原因很可能是项目财务审批制度存在“专款专用”的缺陷，“资金批复之前并没有经过专业严格的科学论证，这在二期工程中是必须加以重视和调整的”。

仅靠政府投入不现实

   “沙尘少了，草变多了，这是事实。”蒋高明认为，这一变化固然与工程自身效果有关，但更多的是政策在发挥作用。

   以退牧还草为例，很多地区的牧民收入都来自中央政府的直接补贴。“放牧活动大大减少，有的地区甚至实行全年禁牧。牧民不再使用草原，它自然就能很快恢复过来。”

   “接下来的工作重心是如何保住牧民的收入，仅靠政府投入既不现实，也不可持续。一旦资金断流，很多生态问题便会卷土重来。”蒋高明说。

   中科院地理科学与资源研究所研究员邵全琴也持相同的观点。她认为，很多治理区的百姓还比较贫苦，要通过发展特色农业、林下养殖等项目让他们富裕起来，使生态恢复与扶贫开发能真正做到有机结合。

   然而，“此前的工程缺陷在于只注重部门之间的合作，缺少与农牧民的结合。”蒋高明强调说，这种结合绝不是简单地把钱发放给农牧民，而是作为种子资金去支持他们发展相关产业，带动更多的人参与进来，提高发展和保护的可持续性。

   此外，长效评估机制的建立也势在必行。“不能只顾治理而不考虑后期的实际效果。将一次性验收成绩作为最终考核结果显然有失公允，要确保建成一片，管护一片。”邵全琴说。

科学治沙刻不容缓

   在有关专家看来，科学的失语无疑是造成风沙源久治不愈的重要原因。

   “一期工程的最大问题在于‘撒胡椒面’，钱全都拨下去了，但收效并不显著。”邵全琴表示。

   “绝不能再沿袭过去的老路。”蒋高明认为，生态恢复已不是纯粹的技术问题，而是有赖于管理、社会、经济、民族等因素的一揽子计划。

   他表示，若想使治理工程真正获得成功，必须要有科学规划，形成政府、企业、科学家、农牧民共同参与的四位一体格局。

   “市场力量的介入能使治沙工程的整体效益最大化。”中科院地理资源所研究员董锁成向《中国科学报》记者介绍说，近几十年来，国内部分企业已在经济发展和生态建设结合方面取得了一些成效和经验。

   然而，“这一过程必须有科学家的介入，否则资本很可能乱来。”蒋高明建议，应由科学家代表国家利益去规划资金的管理和使用，进行科学论证与评估。

   此外，风沙源治理还须谋定而后动。“未来可以通过建立试验区的方式进行前期试点研究，像当年发展深圳特区一样为科学家提供一个施展拳脚的平台。”蒋高明建议。

《中国科学报》 (2014-01-08第1版要闻)

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2014/1/287249.shtm

恶性循环：一个防灾成果是另一个灾害的成因

已有 555 次阅读 2013-12-28 15:23 |个人分类:科技点评|系统分类:观点评述|关键词:灾害防治恶性循环    推荐到群组

                 恶性循环：一个防灾成果是另一个灾害的成因

                               杨学祥

一、旱涝灾害的恶性循环

   在自然界的旱涝循环中，雨期把大陆变成到处是沼泽湖泊，地下水也得到最大限度的补充。旱期到来的时候，动植物就可以靠丰富的地表水和地下水来维持生存，直到下一个雨期。人到来之后，与淡水争夺生存空间。旱期排水造田减少了陆地蓄水面积，雨期为保护农田则修堤筑坝，让淡水沿江河白白流回大海。久而久之，地表水被排尽，地下水被抽干，它们都得不到自然的补充而失去流动与自净化能力。水草肥美的草原最终变为沙漠。自然界是生涝以备旱，人类是排涝以生旱。违反自然规律必然受到自然的惩罚。不仅撒哈拉地区是这样，中国的沙漠随都城的东迁而东迁，埃塞俄比亚首都随土地沙漠化和干旱而八次南迁[1]，都表明人类活动加剧了土地沙漠化。其主要原因是大面积热带雨林、地表水和地下水遭到严重破坏，使植被失去了生存的基础。要恢复自然界的旱涝平衡，就必须给人类生存必需的物质—淡水、空气和其它生物留有足够的存在空间，如中国目前实行的退田还湖、退田还林措施[1]。

   中国和世界历史都有关于创世之初大洪水的记载，大禹治水是变堵截为疏导而获得成功的典型范例。疏导意味着大量地表水白白地流归大海，他虽然给人类留下了大量陆地空间，但最终导致地表水的流失和沙漠化的逐步发展。在人类的自我保护意识中，排涝保护农田是自身生存的需要，随之而来的沙漠化却同样威胁人类的生存。这样看来，大禹治水的成功恰恰表明人类对沙漠化负有责任。

   恩格斯曾对人类盲目的实践作过精彩深入的分析：“我们不要过分陶醉于我们对自然的胜利，对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第一步都确实取得了我们预期的效果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎意料的影响，常常把第一个结果又取消了。美索不达米亚、希腊、小亚细亚、以及其他各地的居民，为了得到耕地，把森林都砍光了，但是他们夢想不到，这些地方今天竟因此成为不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，因而也失去了积聚和贮存水分的中心[2]。”

   这一精辟的分析同样适用于人类对洪水的胜利。土地沙漠化是自然界对人类破坏地表水资源的惩罚。

二、沙尘暴和雾霾的恶性循环

   蒋高明在《"三北防护林"与沙尘暴》博文中指出，中国"三北防护林"由来以久。50年代末，中央最高领导就指示，要使我们祖国的河山绿化起来，要达到园林化，到处都很美丽，自然面貌要改变过来。1964年，上述指示有更加明确为：林业要以营林为基础。造林要把重点放在水土流失、风沙危害严重的地区，有阵地，有重点，有步骤的前进。新中国领导第一代集体，用诗人的热情和革命家的激情，为三北地区的生态建设指明了奋斗方向，促使了"三北"工程立项上马。殊不知，水土流失和风沙危害地区让森林成活是相当困难的。

   文化大革命前夕，原林业部领导同志深入沙区、山区调查研究，形成了在我国西北、华北和东北西部干旱、风沙危害、水土流失地区建设大型防护林工程的构想。由于十年动乱，这个构想未能实施。"四人帮"倒台后，国家林业总局又组织一大批干部深入三北地区，调查研究，总结经验。在此基础上组织编制了《三北工程计划任务书和建设规划》。

   1978年11月3日，国家计划委员会批准《西北、华北、东北防护林体系建设计划任务书》(中华人民共和国计划委员会, 1978)。同年11月25日，国务院批准《关于在西北、华北、东北风沙危害和水土流失重点地区建设大型防护林的规划》，并强调指出："我国西北、华北及东北西部，风沙危害和水土流失十分严重，木料、燃料、肥料、饲料俱缺，农业生产低而不稳。大力造林种草，特别是有计划地营造带、片、网相结合的防护林体系，是改变这一地区农牧业生产条件的一项重大战略措施"。要求有关省（区），采取有力措施，按期完成防护林建设规划规定的各项任务。从此，"三北防护林"工程正式启动实施。

  "三北防护林"工程范围东起黑龙江省宾县，西至新疆的乌孜别里山口，北抵国界线，南沿天津、汾河、渭河、洮河下游、布尔汗布达山、喀喇昆仑山，东西长4480公里，南北宽560-1460公里，地理坐标从东经73°26′至127°50′，北纬33°30′到50°12′。包括陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆、山西、河北、北京、天津、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江13个省（自治区、直辖市）的551个县（旗、市、区）。工程建设总面积406.9万平方公里，占全国陆地总面积的42.4%。

  "三北"工程规划造林35.08万平方公里，其中人工造林26.37万平方公里，占总任务的75%；飞播造林1.11万平方公里，占3%；封山封沙育林7.59万平方公里，占22%。四旁植树52.4亿株。该蓝图如能实现，则无论在规模和效益上，均超过国外三个世界级造林工程，无疑是全球最大的"人工生态工程"。2003年底，世界吉尼斯记录总部认定三北防护林体系建设工程是世界上"最大的植树造林工程"。

   该宏伟工程计划从1978年开始，到2050年结束，历时73年，分三个阶段、八期工程进行建设。1978-2000年为第一阶段，又分三期工程，1978－1985年为一期工程，1986－1995年为二期工程，1996－2000年为三期工程；2001-2020年为第二阶段，再分为两期工程：2001－2010年为四期工程，2011－2020年为五期工程；2021-2050年为第三阶段，分三期工程：2021－2030年为六期工程，2031－2040年为七期工程，2041－2050年为八期工程。因此，目前正在实施的"三北防护林"工程为第二阶段的四期工程。

   项目实施28年来，"三北防护林"在防风固沙，保持水土，涵养水源，改善环境，促进农林牧副业全面发展方面起到了一定的作用。据林业部门称，作为三北工程重点治理地区的毛乌素、科尔沁两大沙地，通过20多年的建设，植被覆盖率已分别达到15%和20%以上，已基本结束了"沙进人退"的历史，进入全面改造和合理利用沙区资源，发展生态农业的新阶段。不少地方出现了人进沙退，环境改善，经济发展，群众脱贫致富的可喜景象。其中科尔沁沙地，在全国沙漠化土地不断扩展的情况下，却实现了沙漠化土地的逆转。

http://blog.sciencenet.cn/blog-475-15883.html

   三北防护林是防治沙尘暴的成果，也可能是2013年中国雾霾高峰的生成原因。

   中国社会科学院城市发展与环境研究所可持续发展研究中心副研究员张莹介绍，雾霾天气的出现主要受两个条件的影响：一是大气颗粒物浓度，二是气象条件。

http://news.sohu.com/20131105/n389555279.shtml

   大气污染是雾霾发生的元凶，这是人们的共识，这里就不多讨论了。现在的问题是，气象条件的变化是否存在人为的因素。

   一项研究表明，北半球最近30年风速减慢，这是一个国际研究小组在分析了欧洲、亚洲、北美的800多个气象观测点的数据后得出的结论。该小组在新一期英国《自然—地球科学》（NatureGeosciences）杂志上报告说，法国和英国研究人员分析了欧洲、亚洲、北美的822个气象观测点的风速记录，结果显示，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5%到15%之间。研究人员认为，风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，也会起到降低风速的效果。这一变化对风力发电行业的影响目前还难以评估。因为气象观测点大多测量10米左右高度的风速，而风力发电机组的风轮叶片多在距地面50米到100米的高度，对这个高度的风速，目前还缺乏全球性的数据。

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201010181593384412807.shtm

   澳大利亚科工组织（CSIRO）土地与水研究所的首席研究员Tim McVicar博士研究小组新近在《地球物理学研究通讯》(GeophysicalResearchLetters)杂志上发表了题为“澳大利亚风速气候学和1975-2006的风速变化趋势”的文章。作者基于澳大利亚1976至2006的近地表风速观测资料，建立了0.01度分辨率的澳大利亚日风速数据库。通过分析，他们发现近30年来澳大利亚平均风速以每年0.009米每秒的速度递减，该递减的现象遍布88%的国土范围。

   不只是大洋洲，已有的文献表明，包括亚洲、欧洲和北美州在内的中纬度的世界，好像真的都正在变得风平浪静了。不过高纬度地区仍然“五洲震荡风雷急”。

   当然，具体来讲，包括风速在内的气象因子及气溶胶、CO2大气组成的气候变化，到底会对自然和社会造成多大影响，还需要大量室内外实验、机理分析和计算机模拟研究。中国科学院地理科学与资源研究所莫兴国研究员的研究小组也发现华北平原风速在过去50多年有明显的下降趋势。与McVicar博士合作，采用他们建立的具有物理机制的基于过程的生态水文作物模型，简称VIP模型，借助于遥感信息，模拟华北平原的玉米和小麦作物产量、耗水和作物水分利用效率，是探讨气候变化对农业和水资源影响的一条有效研究途径，受到国际学术界的广泛重视。（来源：中科院地理科学与资源研究所刘苏峡）

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/200811131050494854073.html

   研究人员认为，风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，也会起到降低风速的效果。因此，三北防护林防止风沙的功劳，也变为使中国风速减慢的罪证。

   中国目前还处于靠自然风吹走雾霾的初期阶段，减慢自然风速就自然变为人为静稳天气的制造者，是雾霾清除不力的根源，是制造雾霾灾害的元凶之一。

   减弱大气环流，阻碍冷暖气流交换，会使极端灾害频繁发生。

三、防灾方案要关注次生效应

   历史经验表明，在防灾减灾问题上，人类往往是治理了一个灾害，引发了多个灾害，处于难以自拔的恶性循环之中。头痛医头，脚痛医脚，最终的结果是疾病遍布全身。要研究灾害之间的相互关系，防灾方案要关注次生效应。

   重要的启示是，破坏和阻挡大气环流的自然因素和人为因素同样是环境恶化的重要原因，城市高层建筑的无序扩张和风能利用也在其中。我们不能等到大气环流恶化了、风能利用受限制了、城市灾害频发了，再做事后的调整和修补。“发然而后禁，则悍格而不胜”，“预则立，不预则废”，科学研究必须要有预见性。

http://bbs.sciencenet.cn/blog-2277-376098.html

参考文献

1．  杨学祥. 土地沙漠化——全球性环境问题. 科学新闻周刊. 2000,（46）：18

2．  恩格斯. 自然辩证法. 北京: 人民出版社, 1971. 158~160.

3．  杨学祥. 气候波动周期、沙漠化与人类知识结构. 中国学术期刊文摘,2000,6（8）：1003~1005

4．  杨学祥. 全球变暖、构造运动与沙漠化. 地壳形变与地震.2001,21（1）：15~23

5．  McVicar T. R., T. G. VanNiel, L.T. Li, M. L. Roderick, D. P. Rayner, L. Ricciardulli, R. J. Donohue。《地球物理学研究通讯》(GeophysicalResearchLetters)，2008,35,L20403,doi:10.1029/2008GL035627〉.

6．  Tim McVicar等. 气候变化研究更应注重风速变化. 期刊：《地球物理学研究通讯》发布时间：2008-11-13 10:48:29

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