来源:香港中文大学 作者:徐海暗 公布时间:2007.02.13 利用黄河环境演进与水沙运营课题研究成果,综合近年有关水资源、国土资源调配研发、气候环境变化的实地考察调研,指出黄河的环境灾害从显然看是自然环境的产物,但人类在水土资源研发中的不合理不道德好转了地质环境,加剧了人与自然的冲突。气候环境的变化,在未来一个时期有可能有利于黄河及区域社会经济发展,潮湿、加剧,干冷气流侵略,旱季洪涝频甚,风尘“雨土”时有发生,黄河径流的不稳定性激化,流域风化好转。环境、自然灾害对人类的存活与发展明确提出不利挑战。 针对环境的挑战,在西部研发和黄河管理中,应该尤其增强人文系统,增强管理,强化前期科技投放,大力地做到水、土资源调配、研发及经济调整这一纽带,统合经济、管理、法律、科技、工程、教育诸多子系统,综合提高、利用和协商生态环境,构建绿色的GDP快速增长,创立黄河与绿黄河的西北、华北地区水土资源安全性保障体系,谋求民族发展的新机遇。必需侧重黄河与西部研发的经济子系统;经济是谋求发展机遇的人文显然动力,也是理解和矫正人文系统问题的关键。 1.环境演进的课题研究 将近半个世纪以来,有关第四纪——尤其是全新世的气候变迁、历史时期的黄河流域洪涝灾害、河流泥沙与沉积环境的许多研究,表明出有黄河流域环境演化呈现出周期性波动。国家自然科学基金重大项目《黄河流域环境演进与水沙运营规律研究》及其子课题之一——《历史时期黄河流域环境变迁与水沙变化》曾系统地研究分析了有关问题。[1]、[2](以下全称环境演进《课题》) 1.1总体了解 《课题》研究成果之一指出黄河流域环境与区域水旱灾害问题、河患河道变迁问题,从本质上说道是一个地质环境问题。在历史文献分析研究的基础上,使用地理科学、历史科学和水利科学结合的方法,并汲取灰色系统、力学系统结构理论的观念方法,对历史的黄河中下游河床形态、冲刷形态、黄河下游河患、流域环境变化的事实展开分析,指出历史时期黄河流域曾多次有过数次躁动期,有过多次黄河水、沙轻微振动(两汉、宋金、元明、明清),适当背景是黄河流域性和普遍区域的气候环境波动,水旱灾害频甚。[3] 第四纪“黄土与古土壤的多次交错,与之适当的草原和森林草原环境以及干冷和温湿气候的多次演进,是这世纪末黄土高原地质事件的主要特征”(刘东生等,《黄土与环境》,科学出版社,1985)。从黄土记录的环境波动,既有百万年、数十万年、十万年的极大时间尺度变化,也蕴藏了数万、数千年乃至更加较短时间尺度的次级、子级大陆漂移。历史时期不致不存在再度级的、子属的环境波动、冻/变暖、腊/滑的周期性变化。[4]洪业汤等研究黄河水沙脉动周期,指出黄土风化不存在一个强劲的宇宙起到背景,彻底制约黄土风化的强度和周期。(《黄河沙量记录留存的环境信息》,辑于《环境地球化学与身体健康》,贵州科技出版社,1990) 1.2水沙波动与河患 《课题》研究认为历史上黄河小北干流对于中游环境变异反应尤为脆弱,粗沙主要来源区的气候波动、降雨-产沙变化,也年所在黄河的这一出口段反映出来。小北干流在唐宋以前尚非闲逛性河道,唐中叶到宋元时,河道纵向变化减少,不稳定性下降;明清时闲逛性激化,河势摆幅超过5-10km,最宽达19km。南流的支流涑水、汾河大体也在宋金时水沙经常出现变化,明代经常出现根本性巨变,来沙剧增,河患深感。汾河中游湖泊也在唐宋时期一一淤淀消失。桃花峪以上河段曾多次是平稳的,但是宋金时期闲逛激化,河床日渐长,流路杂乱,河道展宽40-140%,广武、敖山被相当严重冲蚀。解释唐宋以来,中游河道也转入了躁动不安期,来水变幅激化,而明清正处于其颠峰时期。[5] 通过下游河道决溢频率的统计分析,展开较低通滤波处置,可行性区分出有15个河患决溢频密的阶段,考据证实了37次根本性河患、决溢事件。黄河的灾害在时间产于上集中于在某些阶段,呈现出冲刺状况;而且河患上随时间加快的趋势。导致冲刺的原因大体如下:1)气候变化,特别是在是流域降雨的变化;2)下游河道的演进和有所不同发育阶段对河患导致影响;3)人类活动对河流的影响;4)有所不同时期河道径流量、入海边界条件、三角洲发育模式的影响。[6][7]对明清时期黄河下游来水、来沙研究解释:明清黄河下游(利用复原的三门峡车站天然年径流)具备1479-1595年、1596-1782年、1783-1908年三个长周期,对天然径流序列使用仅次于熵谱分析,指出不存在23年的主周期、73年的次主周期。认识到1534-1595年、1643-1782年、1798-1908年的稍富时期,也大体是下游河道的三次加积时期。在丰水时期,平均值年径流距平为20-100×108m3,增幅4-20%,特大丰水年增幅50%;枯水时期平均值径流距平为负的20-115×108m3,兹寒年径流减幅也为50%。 研究创建水沙人组的四个系列,参考和对比钱宁明确提出的6种水沙人组类型,检验出有与钱宁(2)型哈密顿的上大下中典型(1954年),三门峡车站输沙距平达92%;上大下小典型(1966年),输沙距平达53%。与钱宁(4)型哈密顿的上大下大典型(1958年),三门峡输沙距平超过124%。研究指出,这种典型大体上密切相关了明清时期丰水阶段和典型事件的状况;此时中游主要产沙区以风化产沙居多,造成下游河床淤积(尤其是淤滩);而旱季、潮湿时期(或阶段)黄土高原的沙尘、黄土优势冲刷,为丰水时期(或阶段)的暴雨风化,或干冷气候向温湿多雨的急遽转化成阶段,获取了加快风化的物源。[8]这一问题应该引发应用于研究和应用于的充份注目。 1.3历史气候变化序列的修复和环境波动 《课题》研究从鄂尔多斯高原的北大池湖泊沉积分析,推断出近13000年来河套及邻近地区的降水变化,多雨期以距今600年为代表,降水量最少比现今平均值高达50%,而少雨期以距今5000年或3000年为代表,降水量比现今较少出有30%,其时气候环境潮湿、风沙活动频密,250mm等雨量线转动到现今300mm等雨量线左右,而当时300-350mm地区,现代降水则为400mm;荒漠草原东南迁入约180km。在鄂尔多斯北部东胜泊江海子对湖泊沉积物化学系性质和孢粉分析,指出最近1000多年大部分时间正处于少雨时期,经常出现在距今510-140年,降水较今较少20-25%。[9] 长达1724年的西安旱涝变化序列,表明出有不存在7个旱涝相间时段:偏旱时段——288-689年、1000-1229年、1420-1639年;偏湿时段——265-287年、690-999年、1230-1419年、1640-1989年。其间,似应不存在更加较短的波动变化时段。[10]在黄河流域各省同类工作的基础上,将仅有流域近500年旱涝变化分成6个比较旱期——1480-1530年、1570-1640年、1690-1700年、1780-1790年、1860-1870年、1910-1930年;6个比较湿期——1540-1560年、1650-1680年、1710-1770年、1800-1850年、1870-1900年、1940-1970年。流域上中游地区不存在多个主要旱涝时期(吴祥定等,1991)[11]: 表格1 变异分析表明,最少有三个地区在15世纪末或者16世纪初曾多次经常出现特旱特涝的气候变异,渭河区和陕晋区在1492年有一变异,内蒙区1502年经常出现变异;中游极为邻近地区不存在一个显著的由涝转涝的时期,大体在16世纪初。大旱与大涝经常出现最少的是内蒙区,最多的是鲁淮区。 从小冰期气候分析,黄河流域的小冰期气候前后,经常出现显著的温度变化,旱涝状况经常出现变异。在流域的更为严寒时期,大旱、大涝经常出现的几率较小。[12]王绍武(1990)修复了1380年以来的华北气温10年平均距平序列,指出16-19世纪最少有两个显著的严寒期,即从16世纪50年代-17世纪90年代,从19世纪初-60年代。张丕远(1979)统计资料出近500年的寒冬年及其频数,区分出有1500-1550,1601-1720,1831-1900年三个严寒时期。 环境演进《课题》研究找到,“黄河下游的决溢较频密再次发生在气候的分明转折期”。[13]此外,统计资料现代7-8月西安与呼和浩特平均值温差和中游来水来沙,指出“近70年水沙变化与盛夏该区南北气温梯度的年代变化趋势完全一致,即南北气温梯度大,则中游水沙量偏多;反之亦然”;而6-9月延安、绥德、横山的相对湿度和黄河中游的水、沙量值的涉及分析,相关系数都在0.60以上。[14] 赵德秀等统计资料研究了近500年黄河中游(及海河)大旱年(65年),与日食的关系。指出大旱年与该年日食在中午见食的区域不存在较好的相关性,统计资料特大旱年的见食区域多集中于南太平洋、大洋州、东亚至印度尼西亚一带,以及西非。赵的观点获得M.I.布德科《地球热平衡》里海洋面向下层水体传送的热通量年等值线分析的反对。(赵德秀等,《论日食与水旱灾害的关系》,西北工业大学出版社,1992)诚然,从天文、大气物理等角度研究黄河水旱变化的方法、成果某种程度仅限于这些。 1.4沙漠进化与风尘变化 中国沙漠的进化浮记录了分明演进的信息,以及降尘高发时段的沙源拓展的一个背景。距今7000-3000年的气候最宜期,是将近万年来“沙漠软弱的主要时期”……“沙漠或相同沙地的北界比2020-03-08 北移2-4个纬度”[15];其后至今,相等于欧洲新冰期与现代小冰期,我国西部山地冰川经常出现三次冰入,沙漠区土壤发育终止、弱化,风沙流行。公元4-5、10-11、14-16、18-19世纪,经常出现多次旱季、大风和沙漠化发展(陈玉琼,1986),峰值经常出现在4-5、14-18世纪,以致发展到赤地千里,井河干枯,人口南徙,战乱深感。乌兰布和沙漠北部的沙化是将近1000年中构成的,河西走廊流沙起于唐代以后,内蒙额济纳旗的古居延垦区,在西夏时至此沙化,黑城文化被明中叶之后的沙漠掩覆。毛乌素沙漠,汉代遗址伸延更远,唐代次之,宋又次之,明代则退隐沙漠南沿。伊克昭盟以及紧邻地区,在前1、2世纪,2-3世纪,5、11、13世纪,16世纪以来,都正处于旱季的峰期,5世纪、11-12、13-14、16-18、19-20世纪,经常出现大风霾[16]。 紧邻黄河的塔里木盆地的克里雅河流域环境演进,也是一个参考。距今8500-3000年的暖期,造成该流域多次绿洲化,但17世纪中叶以来,天然绿洲向南衰退,欲被沙丘替代。1736年以来,克河于田车站年径流滑动平均值渐趋由大变大。祁连山敦德冰芯的研究,展出楼兰、喀拉敦古城消失正值低温冷谷。较低气温、水源紧缺、沙尘暴喧闹,造成绿洲衰落、沙漠化发展。[17] 沙漠化与风尘变化对黄河中游产沙环境意义根本性,证实了10世纪以后旱涝灾害激化、风尘“雨土”时有发生、黄河来沙激增的一个背景。
再谈黄河流域灾害环境变化
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