對雄安新區植樹造林會消耗水資源謬論的批駁

國家設立雄安新區，原本目的之一是要為中國新時代的城市和鄉鎮發展創建一個新模式。其中綠化建設是基礎元素。

但是，有人提出植樹造林會消耗地下水資源。這實在是在全國人民的雄安新區遠景上吐了一口痰，非常噁心。

我不想與這種無知對話。不過，這裡，說說有關道理也好。

第一，說說土壤水分消耗的真正元兇是不是樹木。

第二，說說地下水如何消耗和補充的。

第三，說說地面植被的作用。

第四，說說雄安綠化的重要性。

雄安那塊國土也罷，任何土地也罷，大海也罷，它的水分，是如何散失的呢?

上過初中的人就知道了，那是蒸發散失的，沒有人會說那是被樹木吸走的。以一個極端情況為例，就是沙漠，那裡降水散失很快。那裡沒有樹，你沒得怪了吧？再一個推論，就是他自己也應順著自己的邏輯，進一步反對一切地方發展植被。如果不是神經分裂，應該會自己否定自己的邏輯。

雄安地處華北大平原核心區域。反對雄安綠化的人，如果還是一個較正常的人，那就應當離開他的工作崗位，或別讓他再出現在會議上扮演攪屎棍的角色。這樣可以不再出現這種針對白痴的解釋。

第一土壤水分消耗的元兇是土壤水分蒸發而不是樹木

土壤的水分蒸發（evaporation）很可怕。如果沒有足夠的降水或其它水源補充，它就會徹底毀掉一個地區的任何生命系統。反之，要想維護一個地區的生命系統，也必須治理土壤水分蒸發。這個問題，清末西北大員左宗棠就很明白，西部旱區的群眾也發明了一些規避土壤水分蒸發的辦法。

很多人認為，一個地方的蒸發量大於降水量，就不能栽樹。這是不動腦子的「想當然」。他不知道，大部分地區的蒸發量都大於降水量。

例如，山東東營市年降水量約600 mm左右，但全市平均實際蒸發量為1885mm；青島年降水量688mm，而實際蒸發量是1000～1100mm。黑龍江大興安嶺地區，蒸發量是1000mmm，而降水量僅400mm。我國大部分地區都是這個情況。

問題是缺水地區，特別是沙漠。如塔克拉瑪干沙漠，平均年降水不超過100毫米，最低只有4-5mm；而年理論蒸發量高達2800mm。羅布泊地區,年降水量在50mm以下，該地區的理論蒸發量達到3000mm以上。甘肅民勤縣年平均降水量為113mm，理論蒸發量高達2646mm；甘肅景泰縣年降水量182mm,年理論蒸發量3000mm。陝西延安地區的吳起、延川，年降水量450mm(綠化前)，年理論蒸發量為1400～1700mm。寧夏鹽池縣理論蒸發量2200mm，降水量170mm。

蒸發量分為理論蒸發量和實際蒸發量。理論蒸發量是指地面水分充足時的蒸發量。在缺水地區，實際蒸發量很小，因為沒那麼多水可蒸發。但蒸發有一個貪婪的特性，就是它不達到理論蒸發值不會罷休，它一定會抽走土地的最後一滴水，就像要吸幹人的最後一滴血。

土壤水分散失的途徑是「蒸散（evapotranspiration）」，即蒸發（evaporation）+ 蒸騰（traspiration）。蒸發是一個物理過程，就是土地受熱或受風後，水分散失，不經過生物機體。這個過程除了受熱、風和地被物的影響。地面高溫、大風和裸露，都會使得蒸發兇猛。地溫、風速較低，地面有覆蓋物，蒸發就會被阻滯。

西部旱區有一種耕作制度，叫砂田法，就是農民在農田排滿石塊，讓作物在石縫裡生長，他們叫「壓砂保墒」（圖1）。農民也都知道鋤地可以保墒。但這種阻止土壤水分蒸發的做法，只是單一地減少土壤水分蒸發。能夠以綜合作用的方式改善地區環境的，是發展林、灌、草這種大規模的地被物。林灌草還會降低風速和地溫（據我們在各地的實測，可降低20°C以上），減少蒸發也很有效。

圖1甘肅的壓砂保墒

但是，用植被阻止土壤水分蒸發，植物為了活命，會出現一個蒸騰的代價。植物蒸騰是水分通過植物有機體的生理散失。這正是一些人反對在旱區植樹造林的理由。頭腦簡單的人往往看到這一點，就形成了自己的立場和態度。

關於缺水地區的裸地水分蒸發量與覆蓋植被後的蒸騰量的比較研究，太過複雜。專家們的研究只能立足於一個樹種、一棵樹、一個季節、一個時辰、一個立地等等。所以我們很難找到宏觀一點的數據。但一些零散的關於一些樹種耗水量的研究數據都說明，樹木蒸騰耗水實際是有限的，可能在年度200-300mm上下（不確定），但這已經可以斷定用植被阻止土壤水分蒸發，是划算的。

還有，這個蒸騰與蒸發有著本質的不同——蒸騰作用完全把水分蒸發這個純粹消耗水資源的作用，替代成了可產生多種效用的機制。這些效用，其一是產生正面氣象效用，主要是增雨；其二是植被固土、肥地、降風速、降地溫；其三是生產產品——木材、糧食和其他生物質。

(一)為什麼植被會增雨

森林生態系統不能根本扭轉大氣環流，但可加大下墊面粗糙度，增加大氣濕度，增加空氣中的凝結核；還可降低地表溫度、降低近地氣溫、降低近地風速。這裡歸納為「三增三降」。這個「三增三降」的核心效果是增雨。

這一增雨效果是基於降水形成的三種機制：

一是濕氣冷熱交匯形成降水。森林植被可增強濕氣的冷熱交匯。

二是水汽阻隔降水。當水汽大量被阻，也會形成降水。森林增加下墊面粗糙度，會強化這種阻隔作用。

三是凝結核降水。人工降水就屬於凝結核降水，這時的凝結核是人工釋放的碘化銀或乾冰。森林因很強的光合作用能釋放大量凝結核。只要有凝結核，空氣濕度達到30%以上就可能形成降水。這也是林區降水多的根本原因。

通常認為缺水地區尤其是沙漠種樹，會因蒸騰而消耗水資源，這隻看到了事物的一個片段，忽視了森林植被規避土壤蒸發的一面，而後者的後果更嚴重。

如果地表裸露，溫度就會非常高，濕度非常低，就不會形成降水。因此，必須種植植物，提升空氣濕度，為增雨創造前提條件。如果一個地區有較高的植被蒸騰，空氣中的水汽增加，降水就會增加。假設森林每天留住1mm水，365天就是365mm。

一個反證是：印度熱帶大沙漠（塔爾沙漠）周邊地區雨量都很大，但就是不在沙漠地帶降下來，原因就是沙漠熱浪上升，空氣乾燥，不會凝聚成雨。如果雄安地區2000平方公里大地上沒有植被，倒是也就沒有了樹木蒸騰耗水，但是它也就無異於一片沙漠，地面和近地溫度會上升，風速增加，土壤蒸發會增加，降水會減少。森林可有效吸收太陽輻射和下墊面的反射，可消耗掉60%的輻射能。

需要說明，森林的增雨效應，要求森林植被的規模足夠大。如果規模很小，乾燥氣流深入森林，增雨效果難以產生。

(二)為什麼森林會涵水

紐約有90%的人口飲用水直接來自上游的森林。在美國，淡水供應總量的53%來自森林；超過2億人的飲用水直接依靠森林；900多個城市的用水依靠國有林；保障淡水供應是美國森林經營的主要目標。

一片土地的水資源，分為地上部分（地上水體、徑流）和地下部分（土壤水和地下水體）。地上徑流會部分滲入地下，部分流走。徑流流得越快，滲入地下的機會就越小，流失越多。因此，特別是在缺水地區，要設法留住降水。

森林植被可以通過其諸多功能，使得降水更多地留下來。這就是森林的涵養水源作用。其原理是：

森林減少地表徑流:如果林地土壤疏鬆，有枯枝落葉層，則利於水份下滲，這樣的林地吸收的降水，一般為農地或牧場的3-12倍，林地徑流很少形成，單次降水量60-65cm時無地表徑流，有的地方是上百毫米也無徑流下山。但是森林結構不佳，林下無草和枯落物，則地表徑流還可能高出裸地。

森林消減洪峰:機理是通過枯落物截持、涵蓄、蒸騰、延緩融雪等作用消減和延遲洪峰。例如黃土高原有林地區的洪峰流量模數只是無林區的1/10，有的小流域是1/100。洪水歷程在有林區要比無林區延長2-6倍。洪前歷時，在有林流域要比無林流域滯後3-15倍，削洪量達到74.1%-94.3%。

依據上述原理，可以這樣認為，在缺水地區，森林植被產生蒸騰，這會消耗一些水資源。但這一作用以其規避土地蒸發量獲得代償，就是森林盤踞的土地範圍內，可避免和減少土壤水分蒸發。而蒸騰散失的水分，會以另外多種效用（增雨、減緩徑流、防風固沙、增肥、消洪、生態效應、碳匯效益、經濟產出等）得以補償。

以上的分析，說明在缺水地區建設森林環境，是對地區水資源的理性保護和有效擴充，這才是此類地區改善水環境、走向繁榮的希望。

(三)通過綠化改善環境的實例已比比皆是

甘肅省小隴山地區有800萬畝森林，增雨效果是年200mm。陝西省吳起縣1997年森林覆蓋率為19.2%，年均降水量為478.3mm，到2007年森林覆蓋率上升到62.9%，年均降水量提高到582mm，增加了21.7%。青海省都蘭縣從20世紀70年代開始大力度造林，1990年降水量為147.6mm，到1999年為363mm，降水量10年增加了一倍多。內蒙的庫布其沙漠綠化後，降水量由幾十個mm,增加到了310mm。山西省呂梁市中陽縣，從2000年開始大力植樹造林，森林覆蓋率由43%提升到了56.4%，降水量增加100mm。

陝北毛烏素沙地早已全面綠化，雖然植被還不算茂盛。但這裡的沙地低洼地帶，在乾旱天氣仍可見到濕潤甚至水窪，這是我們親眼所見。

西寧市區有南北30萬畝黃土山。自20世紀八十年代開始造林，迄今已綠化了23萬畝。這種地方的綠化，一定的時期內要依靠管網灌溉。但部分早期營造的林分，已經脫離灌溉而「自食其力」了。如湟水林場，已經停止澆水20年了，林內可見到天然樹苗（參見圖2）。這也是我們親眼所見。如果植樹造林會吸干土壤水分，那對此現象又如何解釋呢？

圖2 西寧市湟水林場（左），原為黃土山（右）下部為林內情況，已出現很多天然苗

國外成功的典型案例就是以色列。以色列沙漠約佔整個國土面積的一半，年降水量僅180mm。幾十年來，以色列種植了2.4億棵樹木，改善了國土環境（圖3）。

圖3 以色列的荒漠變良田

迄今為止，我國一些專家總在說造林會更加乾旱。真是讀書讀傻了。

他們以樹木耗水這個生態側面得出的結論，沒有看到森林植被會規避土壤水分蒸發這個更加重要的功能，忽視了森林生態系統的增雨、涵水等作用，總之沒有考察此類地區發展森林植被對水分散失和吸納的整體生態過程。

通過綠化治理土壤水分蒸發的道理，在國外也是一樣。如在阿爾及利亞、摩洛哥、突尼西亞等國家，都在系統地種植棕櫚樹，為的是保存土壤水分。

利用森林增雨和空中調水，在我國西南地區，早已固化在了梯田文明中，學界叫作「四素同構」（森林、村寨、梯田、河流，參見圖4）。菲律賓也有保存山頂森林為梯田供水的做法。這些例子雖然不是旱區，但都是利用森林的增雨作用。

圖4 西南地區的四素同構

第二 地下水如何消耗和補充的

地下水體，是流動的，甚至我國西部地下水與東部地下水都是一體的。有人專門研究地下水的平衡問題。這個我們不懂得，就不說了。

單說當地的地下水，它是會隨著土壤微管和空隙往上升的，如果有樹木根系吸水，會上升得更多。但是它也不會無限制的增加上升，因為樹木對水的需求受生理需水的限制，這像人一樣，喝飽了水，自然就不想再喝水。樹木的這一生理需水，也就是兩三百mm。可惜沒有人全面地研究過各種樹木、各種森林植被的需水態勢。從西寧綠化來看，那裡的降水量是380mm，只要樹木成活了，不再澆水也可以。這是否可以說明，那裡的森林總蓄水量等於320mm?

這就是說，在沒有降水的情況下，森林植被對地下水的消耗，也就是每年300mm上下。但是，如果當地有較好的森林植被，且降水量為500mm，那麼，這些降水基本上會全部滲入土壤，其中部分會補充進地下水體。總之，可補充500mm地下水。每年補充這麼多。而如果地面無植被，降水就會變為徑流流走，很少有滲入地下的機會。而一旦太陽出來，地面馬上就會幹燥。這叫「公路效應」。這個道理不難理解。我們把無林地面視為公路，下雨後雨水一定是迅速流走，一出太陽路面就幹了，但有一堆稻草在那裡，就會保持一段時間的濕潤。地面也是一樣。

大家都知道土壤有機質越多，不僅肥力越強，保水性能也越好，又是農民會友誼覆蓋地面或者鋤地保墒。現在國外的果園都有意地在果樹地面種草覆蓋地面保墒（叫生草作業法）。國內也日益流行。這個地面植被鋪蓋，對於保水很有效。你問問雄安的農民，他們怎麼理解。如果有人向他們胡說植樹會耗水，農民會把這樣的專家轟走。

總之，想辦法補充地下水，規避土壤蒸發。農民都懂，專家不懂。

這個通過森林植被涵養水源，也就是把降水帶來的無效水，儘可能多地變為有效水。沒有這個森林植被，你無論如何做不到這一點。全世界都明白這個道理，全世界也都在這樣做，怎麼雄安就出了這個奇談怪論？

20世紀八十年代，法國的學術團體，給總統遞交了一個報告，副標題寫著《讓成千上萬億噸的淡水資源白白流入大海是國民經濟的最大浪費》。就是主張全國要通過生物措施和工程措施，把自然降水最大限度地轉變為有效水，在國土上最大限度地利用了之後，再排入大海。

第三 地面植被的作用

上面已經講了一些，這裡再做補充。

地面的森林植被，除了會涵養水源，減少洪災，把更多的無效水變為有效水，它還會增加大氣濕度，帶來降水量的增加與均衡分布。一般說來會增加100-200mm.

西歐的平均降水量也就是600mm。但是，他們那裡風調雨順，小雨天氣很多，基本沒有暴雨。就是得益於茂盛的森林。200年前，當著他們也處於因農牧業發展而破壞森林的時代，他們的國土也是災害頻仍，洪水與乾旱交替發生。但自從20世紀五十年代開始，國家大力發展森林植被，就逐漸出現了風調雨順的氣候。

良好的森林植被，它就是一個保護層和調節器，它可以調濕，也可以調干，它可以增加水源，也可以加速水分散失。看當地需要什麼。這像動物的羽毛，可以禦寒，也可以隔熱。

當你赤身處於太陽底下，你是否需要一身衣服遮擋暴晒？當你暴晒於太陽底下，你是否想找一個蔭涼避免干曬？大地也是一樣。

我們都知道一個山坡的陽面樹木生長不如陰坡。那是因為陰坡的光照強度低些，空氣濕度大些。大地上有一個好的森林，也起一樣的作用。在森林植被的庇護下，人類的生存，和農業、牧業，都會有利很多。

所以自古以來，都是主張多栽樹。何來植樹有害的謬論？這都是一些什麼人在胡說？

第四雄安的綠化

雄安新區有兩個關於水的問題。一個是白洋淀的水量，一個是全區2000平方公里的有效水資源。

單純解決雄安新區範圍內的水瓶頸，還不足以使得雄安新區「風調雨順」，也不會解決白洋淀的水量。必須考慮上游地區的綠化造林（圖5、圖6）。

圖5、圖6 白洋淀流域圖

4.1白洋淀生態修復

據了解，目前正在推進白洋淀生態林帶建設，大力營造凈水護堤林、水源涵養林、生態經濟型防護林，構建生態綠色屏障。這都是有用的。

至於白洋淀近10年來天然入淀水量幾乎為0，水域面積急劇縮減的原因，這不會是因為降水少了，而是周邊抽水多了（包括抽取地下水）。這個河北已經在治理。

4.2 新區水資源安全

雄安新區的年均降水量大致是500 mm多。和北京地區差不多。

這個降水，也是很不均勻。有時會發生暴雨洪災。

如2017年6月21日，保定市大部分地區中到大雨，局部暴雨。降水最大雨量為阜平遼道背91.5mm。雷雨時伴有大風，有地地方出現冰雹，發生了山洪。

所有這些問題，唯有足夠的森林植被，才可以改變。良好及足夠的森林植被，可以均衡降水，可以減緩和遲滯洪水，把洪災這類無效水變為有效水，包括向白洋淀自然補水。

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