专家学者提议'引渤海入新疆' 海水浇灌沙漠

新华网乌鲁木齐11月5日电(记者刘兵 郭燕)11月5日,“陆海统筹 海水西调”高峰论坛在乌鲁木齐召开,来自北京、河北、内蒙古、新疆的煤炭、水利、农业等部门负责人以及专家学者120余人就利用海水缓解西北、华北地区缺水问题进行深入探讨。

“陆海统筹 海水西调”高峰论坛由新疆维吾尔自治区人民政府发展研究中心、中国高科技产业化研究会海洋分会、东西部经济研究院等主办。论坛还就破解困扰新疆发展的水资源平衡问题、生态环境问题和油气等矿产资源有效开发问题等进行了探讨。

中国工程院院士、中国高科技产业化研究会海洋分会常务副理事长曾恒一表示,我国西北、华北地区分布着塔克拉玛干、乌兰布和、腾格里等8大沙漠,总面积达54.64万平方公里,是严重缺水干旱地带。我国荒漠化危害的直接经济损失每年达642亿元,干旱缺水造成的土地沙化、沙尘暴造成了严重的生态灾难。由于干旱缺水,西北地区本身不具备水气供应源,东调海水填充到内蒙古和新疆的沙漠盆地中,形成人造海填压沙漠,扩大湿地面积,通过海水自然蒸发,提供湿润西北地区的气候条件,增加降雨的水汽供应源,可从根本上改变西北和华北地区干旱的恶劣生态环境。

据“海水西调”设想的创始人之一、西安交通大学教授霍有光介绍,“海水西调 引渤入新”基本思路是:从渤海提送海水达到海拔1200米高度,到内蒙古自治区东南部,顺北纬42度线东西方向的洼槽地表,流经燕山、阴山以北,出狼山向西进入居延海,绕过马鬃山余脉进入新疆。西调渤海海水不会改变中国陆地上任何一个地区原有水资源的数量及配给,不会顾此失彼。

内蒙古锡林郭勒盟引海水淡化循环经济产业项目前期工作推进领导小组办公室副主任赵平表示,锡林郭勒盟煤炭资源储量丰富,但由于地处干旱半干旱地区,水资源的缺乏严重制约了煤电煤化工产业的发展。2007年,锡林郭勒盟提出引海水淡化循环经济产业项目,每年从渤海湾调水3.65亿立方米,同时利用煤化工项目产生的低品位余热进行海水淡化,年产淡水3.1亿吨,供工业项目用水,缓解水资源制约经济发展和生态保护的压力。目前,这一项目已得到国务院批准,上升为国家战略,项目部分基础建设工作已经动工。

新疆维吾尔自治区人民政府发展研究中心处长李新娥认为,海水西调可有效破解水资源短缺对北方资源富集省区经济发展的制约,不仅使我国很多省区市自然生态环境得到改善、工农业得到发展,周边国家的生态环境也将得到改善并有进一步合作引水的可能性。

汲海平沙——中国21世纪的郑国渠 图

镜头一:
话说公元前237年,,强秦携虎狼之军威,大有并吞诸国、席卷四海之势,天下震恐,纷纷图谋消弭兵灾。 

其中,韩国为了诱使秦国把人力物力消耗在水利建设上,无力东顾,派水工郑国到秦国执行“疲秦”之计。最终,秦王政采纳了郑国的建议,大力兴修,并以其名命名此渠为“郑国渠”。郑国渠沿北仲山南麓的地势东行,流经今泾阳、三原、高陵、临潼、富平、蒲城而抵洛水,全长300余里。这是一个规模宏大的灌溉工程,灌溉面积达18万公顷,在改良当时关中大面积的盐碱地方面,有预想不到的效果:灌水对土壤的盐分有溶解、洗涤的作用;而泾水所含大量泥沙流入农田后,沉积在地表,又有淤地压碱的效果;泥沙中夹带有丰富的有机质,又可起到肥田的作用。因此,灌区百姓中流传着这样一首歌谣:"田于何方,池阳谷口。郑国在前,白渠起后。举插为云,决渠为雨。泾水一石,其泥数斗。且溉且粪,长我禾黍。衣食京师,亿万之口。"此一渠之力,终使贫瘠的土壤得到改良,使广袤的关中平原成为沃野,在很大程度上改变了关中生产的基本条件,更成为我国乃至世界古代最大的一条灌溉系统。郑国渠投入灌溉不几年,它的经济效益就充分显示出来,正如史书上所说"于是关中为沃野,无凶年",秦国农业生产得到了很大发展,有了雄厚的经济力量。兴修此渠,虽然的确“为韩延数岁之命”,但为秦却“建万世之功”。因此,司马迁在《史记》中把关中水利的开发视为秦国能兼并六国、一统华夏的主要原因之一。

镜头二:
我国北方从东向西有八大沙漠即:科尔沁沙地、浑善达克沙地、毛乌素沙漠、库布齐沙漠、乌兰布和沙漠、腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠、塔克拉玛干沙漠,总面积达55万平方公里。有史以来,沙漠周边广大地区人烟稀少,贫穷,荒漠,古时就有“春风不度玉门关”的描写诗句。现在,沙漠化还在以每年2400平方公里的速度扩展,沙尘暴频发,不仅严重影响气候,甚至波及周边国家。这种生态环境继续严重恶化的形势,极大地制约了我国社会和经济的可持续发展,成了摆在我们面前急需解决的重大课题。我国是一个水资源短缺的国家,不谈治理沙漠,每年还缺水300亿-400亿立方米。我国西北、华北地区,沙漠化、沙尘暴严重,根本原因就是严重缺水。

镜头三:
素有“江河源头”和“中华水塔”美称的青海省,资源性缺水和水质性缺水问题日渐明显,到2010年预计全省缺水将达到5亿4000万立方米。目前青海境内已有50%的湖泊干枯或消失,20%以上的河流变成季节性河溪﹔雪线普遍上升50-80米,冰川萎缩了15%-18%。中国最大咸水湖青海湖,由于蒸发量远大于天然水补给量,每年亏损水3亿6000万立方米。1959年至2001年间,青海湖水位下降3.6米,面积萎缩313平方公里,储水量减少近150亿立方米。

镜头四:
著名的罗布泊于1972年干涸举世震惊。最近新疆专门调查并郑重公布新疆湿地面积比20世纪50年代减少一半。河西走廊变成"黑风带",8万多平方公里的草原中,有一半以上正在向荒漠化和半荒漠化发展。湿地大片大片地减少,带来了荒漠化的扩大,随着春天的阵阵西北风,形成沙尘暴。

镜头五:
作为中亚沙尘暴的沙源地之一,中国东北、西北、华北三北地区风沙带,目前几乎占中国陆地国土面积的30%,并呈现局部好转,整体快速推进之势。内蒙古荒漠化土地面积已达87万平方公里,而且目前,荒漠化土地仍以每年近7000平方公里的速度扩展。缺水与贫穷紧紧相联,形成恶性循环,国家在沙区大力推进退耕还林,一时观念转不过来的农民,日子更加艰难。在这条被称作中国北方最重要的生态防线上,一年内一些地区7级风以上的强沙暴断断续续发威30余次,小范围的沙尘天气,几乎每天都有。在沙区,种在山坡上的土豆苗被风吹到了山下;人死了10多年,被一场黄风连棺带骨给扔了出去。当地有个家喻户晓的说法——“一年只刮两次风,一次就刮六个月。”没有水库供水,村民只能使用前几年打的80米深井浇灌农田,土地盐碱化,别说庄稼,草都难长得茂盛。这水看着喜人,但由于盐碱化严重而不能喝,也不能用来洗手洗脸,一洗皮肤就会皲裂;用这水灌溉庄稼,庄稼长不大。人进沙来,人退沙更进!人与沙之间的搏斗仍然遥遥无期!这里已经很难见到“风吹草低见牛羊”的景象了。

结合诸多专家学者的理论:一、 汲海平沙
即西调渤海海水解决华北和西北地区水资源的短缺,治理沙漠化、沙尘暴,建立我国沙漠化地区高生产力的人工生态系统。近年,西安交通大学霍有光教授和中国地质大学陈昌礼教授分别提出了两种方案,虽在调水规模上、路线上和效益估计上有一些不同,但大体是一致的。他们提出的海水西调的基本走向是:从渤海西北的河北省或辽宁省海岸提升海水约海拔1200米到内蒙古东南部,顺北纬42度线东西向的洼槽地貌、流经燕山、阴山以北、出狼山向西进入居延海,绕过马鬃山余脉进入新疆。在新疆又分北、中、南三支,北支进入北疆准噶尔盆地艾比湖,中支进入土哈盆地,南支进入罗布泊盆地。用海水填充沙漠中的干盐湖、咸水湖和封闭的构造盆地,形成人造海水河、湖,镇压沙漠,同时,大量海水靠西北丰富的太阳能自然蒸发,又作为湿润北方气候的水气供应源,增加当地的降雨量,从而达到根治我国沙漠、沙尘暴,彻底改善华北、西北的恶劣生态环境的目的。

二、朔天运河
朔天运河方案最初由郭开先生提出,是大西线方案中较为突出的一个,计划由雅鲁藏布江筑坝引水,经怒江、澜沧江、雅砻江、鲜水河最终在贾曲入黄河,设计引水量2006亿立方米,具有十分可观的社会、经济和生态效益。都引起了各界的广泛重视。郭开先生的方案***同志还做出了重要批示:“将郭开方案与先前的南水北调方案结合研究”“从长计议、全面考虑、科学对比、周密计划”,要求国务院有关部门认真研究落实。朱熔基***也给予了热情关怀和支持,组织了40多位权威人士,召开了专门研究郭开方案的学术研讨会。1999年6月,水利部并会同6个有关部委及多方面的专家专门去川藏地区去实地考察,认为在技术上是可行的,没有不可克服的困难和不可逾越的技术障碍,只是由于工程量过于庞大,目前我国国力尚无法承受而搁置。

三、劈山引汽
又称为“空中南水北调工程”和“空中调水工程”, 即用定向爆破或坑道式核爆炸的方法,铲除青藏高原上印度洋、孟加拉湾暖湿气流北上的障碍,让充沛的印度洋水汽资源伸入黄河源头扎陵湖与鄂陵湖、长江源头及柴达木盆地,青藏高原及新疆一带,就此可增加2500亿立方米降雨量,从而一举解决长期困扰我国的西北干旱问题。清除山障让印度洋暖湿气流上的"空中调水"方法,要砍掉南迦巴瓦峰等青藏高原“世界屋脊”,具体实施起北来肯定比我国的南水北调工程还要复杂太多。

四、南水北调综上:“南水北调”和“朔天运河”工程可缓解我国华北和中东部地区的严重干旱,无法解决西北地区的干旱问题。况且,跨流域调水必然会给调水地区带来一系列生态失调,得失之数现在谁也无法预估。
“汲海平沙”和“劈山引汽”计划,都可以解决西北地区的干旱问题,但难度委实太大,如要顺利进行,必须具备一个先决条件:能源(首选核能,最好是热核能源)。这两个计划相较而言,虽然“劈山引汽”可以一劳永逸,但目前较容易实行的还是“汲海平沙”方案。

下面,我就着重点谈一下“汲海平沙”方案:
21世纪我国北方保持和发展绿洲经济,已面临水资源严重不足的威胁,而横亘我国北方的条带状沙漠由于几乎没有水资源,不仅环境无法改造,反而以每年新增2000多公里的速度在不断扩大沙漠化进程。西调渤海之水,利用沙漠中次一级断陷盆地储存数百亿立方米的海水资源,实现蒸发———降雨良性循环,可以说是改造沙漠生态环境并为北方间接补充淡水资源的一条有效途径。西调渤海之水不会改变我国陆地上任何一个地区原有水资源的数量,调水不会顾此失彼。

“汲海平沙”可预设两种方案:一是纯海水方案,二是淡水方案。下面是一则关于前者纯海水方案的公开报道的消息:

再说一下淡水方案:淡水方案较纯海水方案耗费更巨,但却可以避免大量土地的盐碱化。淡水可有两大来源,一是来自海水淡化,二是取黄河、海河等北方大河入海口的淡水。众所周知,把这么巨量的海水输送到新疆的沙漠,每年需要耗去巨大的电力,所以,欲就此方案,就必须确保稳定充足的电力来源,最佳选择是先建设一座专门的核电站(最好是正在合肥研究的热核技术早日成功应用),产生的电力一部分供淡化海水和向西输送淡水之用,另一部分供周边工业之用并以此所获利润维持电站开支。当然,以现今海水淡化技术还不能解决这么巨大的淡水需求,因此可调引黄河、海河等北方大河入海口的淡水补充。

“汲海平沙”工程是一项百年工程,是一项世纪工程,投资大,效益更大。但还需要进一步的认识探讨,需要进一步的科学论证。如果这一设想成功,那么被称为"死亡之海"的大沙漠,将有可能成为一片片绿洲,"塞北胜江南"将再也不是一句人们口中的歌词,“风吹草低见牛羊”的美景将再现更胜往昔,说不定到那时,人们还要从拥挤的东部沿海主动往西北部迁移呢,因为那儿也有大海了。“汲海平沙”将造就一条无与伦比的生命之河,它也将是中国21世纪的郑国渠,是民族未来的希望。从生态效益上看,我们从上面巨大的生态效益可以看到这是无可替代的,它将彻底解决西北干旱问题,数百万平方公里的苦旱之地变成芳草萋萋的绿洲,变成一片广袤而美丽的塞外江南;从经济效益上看,无论是形成超级海水淡化工厂、建成几片巨大的或若干中小海水养殖区,促使牧民转业奔小康和建成辽西提水站工业走廊,可增加几千***就业,其经济效益都是巨大的;从社会效益上看,可彻底改变我国人多地少的局面,使我们的粮食多到吃不完,充分解决城乡富余劳动力的就业,未来的中国也不用再实行现今这般严格的计划生育制度,中华民族也必将迎来一次巨大的飞跃,五洲四海必将唯我中华是瞻,奉我中华为无上乐土、世界之主。

建议将海水输送至中国沙漠的想法

原载《世界科技研究与发展》2003年第3期。西安交通大学生态环境与现代农业工程中心,教授霍有光

摘 要:针对沙漠人造海某些代表性的反对意见,通过科学论证与分析认为:依靠现代科学技术完全可以实现沙漠人造海工程;存储于沙漠构造盆地之中的人造海,不会漏水也不会污染地下水;人造海不会浸染周边沙土也不会形成盐尘暴;沙漠人造海可以调节小气候,增加区域降雨量并降低蒸发量;当代海水灌溉农业取得的科技成果可直接为沙漠绿化服务;若能充分利用渤海“海冰融水”资源改造北方沙漠,将会产生更好的生态环境效益。

我国北方在第二级地理台阶之上,自河西走廊向东,依次展布着巴丹吉林、腾格里、乌兰布和、库布齐、毛乌素、浑善达克,以及科尔沁等七大沙漠,总面积约20.88万平方公里,而它们周边还毗邻着大片的戈壁或沙化土地。值得注意是,这条纬向沙漠带的东端,距渤海极近。有感于此,为了改造与绿化沙漠,实现山川秀美,笔者大胆提出了“东水(渤海)西调”的设想,随后也引发了某些不同的意见,兹摘其要予以初步解析。

一、现代科学技术能否实现沙漠人造海工程?

笔者提出“东水(渤海)西调”改造北方沙漠的设想后,有些研究者对现代科学技术能否把渤海水提扬到大约1200米的高度、中国是否有足够的电力表示怀疑。如有的文章说:“靠所谓‘东水西用’来解决西部的干旱,如此最少也得向西部输送一条黄河的水量。西部城乡大都在海拔一、两千米之间,为保持输水时所需流速,至少还得有几百米的落差水头,所以起码要把这些水提升到2千米高,经换算需要3千多亿度电力,等于中国全年总发电量(9千亿度)的三分之一,或者说230个三门峡水电站为其供电!”对于这类质疑,看来应该有所解答。

把渤海水提扬到大约1200米的高程,即登上我国的第二级地理阶梯,现代科学技术能不能将其变为现实?回答是肯定的。譬如笔者在以前的论述中就曾以美国为例,指出早在1961~1971年,加里福尼亚建成大型调水工程,年调水量为52亿立方米,总扬程1151米,水电站装机153万千瓦,输水线路长1102公里。以此类推,扬程1200米、调水线路长1100公里,若每年调渤海水100亿立方米,需装机310余万千瓦;调渤海水300亿立方米,则需装机930余万千瓦。资料表明,仅三峡水电枢纽工程,共设置14台和12台单机容量为700MW的水轮发电机组及6个安装场,总装机容量18200MW,年发电量847亿kW•h。因此,用三峡与葛洲坝(总装机1820万千瓦)等水电站的富裕电力,就可解决西调渤海水的能源问题。当然,调水能源也通过开发黄河上游(青海境内)1780多万千瓦的梯级水电工程来解决。黄河的水资源可用来解决黄河流域工农业对淡水的需要,而黄河的电力资源,则可为改造我国北方沙漠发挥巨大效益,即以黄河电力资源换取渤海水资源。

为了便于国人借鉴与学习美国水利建设的经验,近来国家计委农经司魏昌林先生在《世界农业》上撰文,比较详细地介绍了加利福尼亚州北水南调工程,文章指出:“加利福尼亚北水南调工程是联邦政府与加州政府的合建项目。联邦政府在中央河谷工程中,建有沙斯塔等20座水库,7座水电站,总装机132万kw,混凝土衬砌输水道800km,以及抽水泵站等等,计划年调水90亿m3。加州政府建的调水工程包括奥洛维尔等四座水库,衬砌输水渠道1102km,水电站8座,总装机153万kw,抽水泵站19座,电动机总功率178万kw,其中干线抽水泵站7座,抽水总扬程1154m,著名的埃德蒙斯顿泵站,一级扬程587m。加州北水南调计划年调水52.2亿m3。”“调水工程建设的成功,使美国西南部大片荒漠变为繁荣的经济高增长区,不仅灌溉农业和牧业稳定的发展,农产品的出口量不断增加,而且绿化美化了环境,诸如航天航空、原子能、飞机制造、石油化工、机器制造、电影工业等也发展迅速,使西南地区和西海岸成为美国石油、电子、军事等尖端新兴工业的中心。”

在沙漠中修建大型调水工程,世界第八奇迹——利比亚大人工河工程亦值得作为一例。利比亚属沙漠和半沙漠国家,境内无常年河流,也无湖泊,降雨稀少,但它南部广阔的沙漠地区蕴藏着丰富的地下水。利比亚从1984年起,开始在撒哈拉沙漠水源地布置深井群开采地下水,最大深井可达800米。既然是把深部的地下水抽到地上来,那么类似提扬调水工程。该工程分三期实施,设计日供水能力超过600万立方米,地下水被抽出来后,用内径1.6米至4.0米的预应力混凝土管(即PCCP管,每个长7.5米,管壁厚度200毫米,平均重80吨)输送到沿海人烟稠密的大城市,输送距离长达1500公里。整个工程使用的预应力混凝土管总长度达4000公里,共使用50万个PCCP管,消耗6000万平方米50亿米的进口高强度纲丝、600万吨当地生产的水泥和4000万吨当地骨石料,埋置深度近9米,工程总投资逾200亿美元。

应该注意的是,我国迄今已完成了多项远距离管道输送石油、天然气等大型工程,这种技术可以直接转化为远距离管道调水技术。例如:1997年9月30日胜利交付使用的陕京输气管道工程,总投资达39.5亿人民币。管线全长868.6公里,是我国第一条大口径、长距离、全自动的输气管线。它西起陕西靖边县,东至北京石景山区衙门口,要翻越梁山、恒山、太行山,落差达1300米。经过3个地震断裂带,跨过无定河、秃尾河、窟野河、黄河、永定河5条大河,穿越中小型河流225条次,穿越公路93条次、铁路19条次,是迄今国内施工难度最大的“极具挑战性”的工程。输气管道每根钢管长210米,直径660毫米,重达40吨。工程西段穿越毛乌素沙漠约100公里,大部分管道远离公路,有些地段甚至深入沙漠腹地30余公里,钢管装在特制的爬犁上,用履带车拖进沙漠。尤其是输气管道工程东段,从我国黄土高原构成的第二级地理台阶逐渐降至第三级地理台阶(华北平原),积累了丰富的施工经验。

我国已在浩瀚沙漠中积累了建设沙漠管线的实际经验。如南疆管线,油、气两条管线同沟敷设,一气呵成。从塔克拉玛干沙漠腹地的塔中4首站至轮南末站,双线全长606公里,管径均为426毫米,投资约5亿元。输油管道设计年输油量为300万吨,输气管道设计年输气量4亿立方米。由于渤海水提升到我国北方第二级地理台阶之后,主要是通过水源调节库(人造海)配水、分水,提扬幅度不大,所以这种技术,可以直接用来在沙漠腹地建立次一级人造海。

“西气东输”工程是国家开发大西部战略前十年的特大工程之一。“西气”主要是指我国新疆、青海、川渝和鄂尔多斯四大气区生产的天然气;“东输”主要是指将上述地区的天然气输往长江三角洲地区,同时也包括输往西宁、兰州、北京、天津和湖南、湖北地区。“狭义的西气东输”特指铺设从新疆塔里木油气田至上海的长达4212公里的管道工程,其输气管道呈平行的两条,直径各1.5米,每条管道年输气能力为120亿立方米,需高标准钢管近200万吨(此外,支线建设还需要管材约400万吨),整个工程的投资规模高达1200亿元。“广义的西气东输”涉及地域广,与全面开发上述的4个气田相关,近期供气170亿立方米,中期提供气源400亿立方米,远期提供气源1000亿立方米。

为了满足“西气东输”对大型管材的需要,我国一些企业已开始上马相应的管材制造项目。例如,宝鸡石油钢管厂(陕西)抓住机遇,投资2亿元建设两条大口径螺旋焊管生产线,已于2001年8月20日正式投产,每年可生产直径1米~2.4米的高材质、高压力、高强度螺旋埋弧焊管16.9万吨。有关专家评审鉴定后认为,宝鸡石油钢管厂在建设这两条生产线的过程中,开发研制了多项新技术、新工艺,属于国内首创,并达到国际先进水平,使我国高强度大口径钢管制造技术迈上了一个新台阶。

东水(渤海)西调工程不过是“陕京输气管道工程”或“西气东输工程”的“逆向工程”,由于不需开凿超长隧道、不需建筑超高大坝,而提扬技术又是比较成熟的技术,所以我国完全具备了西调渤海水的科学技术能力。陕北油气田地处沙漠边缘,塔里木油气田则在塔克拉玛干沙漠腹地之中,依靠我国现有经济、科技、工程实力,既然能够实施西气东输工程,那么也有能力和创造必要条件来实现东水西调工程。

笔者建议先调水改造离渤海最近的浑善达克沙漠,提扬高度约1200米,单线调水管道长度约420~450公里,年调水量50亿立方米,直接将渤海水引入沙漠构造盆地之中,形成人造海与湿地。由于构造盆地属于沙漠中的低洼地区,故蓄水既不用建水库,也不用修堤岸(堤坝)。考察国际上已经完成的一些大型调水工程,不难看出,沙漠人造海所谓提扬高度、管道建设、电力供应等方面的挑战,对于21世纪高速发展的中国而言,无论是科技与经济实力,还是工程施工能力,都是不难胜任的。其实,假如能够把渤海水调入浑善达克沙漠,意味着登上了我国第二级地理台阶。在这级地理台阶上,尽管北方纬向沙漠带总态势是西高东低,但各大沙漠的高差变化实际并悬殊,如距渤海最远的巴丹吉林沙漠,其海拔高程也只有1200~1350米(不包括腹地的沙山)。可见,在这一台阶上有了“浑善达克人造海”,由东向西分别向其它沙漠进行接力式调水,高差只有100多米的变化幅度,建立其它的人造海便是一件比较容易做的事了。

二、沙漠人造海必定会漏水并致使地下水受到污染吗?

沙漠之下隐伏着巨厚的岩层,若搬走沙漠表层的沙石,将出露由基岩构成的岩盆,而大岩盆之中,随着地形起伏,还会有许多次一级的小岩盆。如果小岩盆基底致密、没有裂隙(或孔隙),便可能成为密封的、不漏水的储水构造或油气构造,它们在地貌上常被咸水湖泊所利用,故也是营造人造海的理想之地。改革开放以来,中国油气资源勘探一直保持快速发展势头。据地质成果可知,由于我国西部地壳受到挤压,地壳增厚,形成了许多挤压性的“盆岭构造”,而在“盆”中(或在北方沙漠中新生代陆相地层中),发现了一批大中型油气田。钻探信息说明,这些“盆”的陆相沉积厚度可达10000米以上,油气田一般多发育在生油气凹陷中心及其周缘地域,具多套“生油层——储油层——盖油层组合”与良好的保存条件,如塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地、鄂尔多斯盆地中的油气田,它们大多埋藏于我国北方(或西北)沙漠之下。形成油气田的“三组合”条件之一是必须具备良好的“盖油层”,也就是要求“盖油层”有很好的密封性,否则油气会从断裂或裂隙逐渐泄露、逸失。这种厚度可观的“盖油层(岩层)”(有时会出现多套盖油层),正是沙漠人造海旨在寻找的构造盆地所必须具备的储水基底。

如果认定沙漠人造海必然会漏水并致使地下水受到污染,那么按逻辑推理,现代海洋之下的地下水必定是咸水。其实现代海洋之下,如果有一定厚度的岩层作为良好的隔水顶板层,地下淡水是不会发生盐碱化浸染的。例如我国科技人员已在长江口嵊泗岛外海底约190~290米埋深段的早更新世晚期古河道中,钻探获得上下两层厚度分别为34米与21米、日出水量分别为4000~5000吨和100吨的淡水层。粤东韩江河口南澳岛澳前湾海滩的宋皇井和珠江口横琴岛海漫滩亦见海底淡水露头。

中国科学院南海海洋研究所刘海龄等先生(1998)研究认为:(1)海底淡水的生成条件是:“陆地水系通过地下含水层向大陆架海域或陆缘盆地边缘延伸,使地表淡水直接成为海底淡水的补给源;或者海底含水层中的原积咸水在自然条件下经地下水质点的弥散作用和对流作用可自发淡化成淡水,成为海底淡水的次生源。”(按:请注意,海水不仅可以不污染地下淡水,还可能在一定的地质环境下通过海水的“弥散作用和对流作用”,直接转化为淡水。)而海底淡水沿着“埋藏古河道系统”运移,陆架前缘“向海的自然坡降造成上、下游水位差,使含水层内具有良好的径流动力”。(2)海底淡水的过滤条件是:“海底含水层的砂层本身就是一种天然的‘滤水器’。深大断裂控制的控水构造、导水构造、容水构造可促进地下水的深循环,同样起着良好的过滤作用。这样,经长距离砂层过滤和深循环过滤,水质会更新,可形成优质的天然淡水。”(3)海底淡水的储存条件是:“各种沉积体系域中的砂层是海底淡水天然的储存空间,具有粗粒砂层的古河道谷、下切河谷和海底峡谷更是良好的储水库。”(4)海底淡水的盖层条件是:主要指“海岸泥质层、陆架——陆坡泥质层、前积的前三角洲细粒沉积层、海相粉砂和泥质层。……远洋、半远洋海相粘土质沉积,孔隙度小,透水性差,分布广且连续而稳定,构成良好的隔水顶板层,隔绝咸涩海水下渗,保护下伏含水层内淡水不受污染破坏。”(按:如果在人造海的盆底,人工沉积一层“孔隙度小,透水性差,分布广且连续而稳定”的“细泥”,亦能再现“隔绝咸涩海水下渗”之效果,而黄土高原盛产这种细粘土。)所以说,“大量的海洋地质地球物理勘探资料向人类显示了一种可望找到新型淡水的库源:河口海底淡水,以缓解世界、特别是经济发达的沿海地区的淡水紧缺问题。”

大家知道,罗布泊是塔克拉玛干沙漠著名的咸水湖,由于咸水长期的地质沉积作用,在当地形成了超大型钾盐矿。照一般推想,它势必会对地下水造成污染。然而,事实恰恰相反。据中新社网站(2000-12-11)消息,记者从新疆地矿局获悉,干涸了近半个世纪的罗布泊地区又发现了重要水源。“新疆地矿局第二水文地质大队在距罗布泊湖心以东106公里处成功打出一口自流水井,该井被称为罗布泊2号井(简称罗2井)。罗2井距罗布泊湖心距离比1998年3月在阿其克谷地打出的罗1井近34公里。罗2井井深250米,日出水量2100立方米。水体达国家工业用水标准,稍加处理即可达到国家饮用标准。该井打出3天就在该处形成了一片200平方米至300平方米的人工湖。罗2井年供水量可达1.5亿立方米,其水源补给主要来自甘肃境内的疏勒河下流地下水和阿尔金山南麓山前的地下水,水源补给比较稳定。”“新疆罗布泊钾盐开发有限公司筹备处主任何绍凯则表示,罗布泊地区探明的钾盐矿远景储量达2.5亿吨,新水源地的发现,为他们正式进行罗布泊钾盐开发工作提供了必要条件。此外,据消费晨报报道,今年新疆地矿局第二水文地质大队除成功打出罗2井外,还在罗布泊西北60公里的葫芦坝洼地打出了一口深100米、日出水量为732立方米的水井。”

总而言之,只要沙漠人造海选择的构造盆地具有良好的隔水层,就不会对地下水(承压水)造成污染。

三、人造海必定会浸染周边沙土、形成盐尘暴吗?

有人以咸海为例,断言沙漠人造海会像咸海消失那样带来可怕的盐尘暴或生态灾难。要出现盐尘暴,必须存在物质来源,即沙漠表层发生盐渍化后,形成了一定厚度的松散盐渍土。那么人造海周边会不会发生盐渍化呢?

土壤盐渍化是一种缓变性地质灾害,属化学作用造成的土地退化,主要是由于气候、排水不畅、地下水位过高及不合理灌溉方式等因素相互叠加所造成。自然状态下发生盐渍化与人工灌溉发生盐渍化有相同的成因机理。一般农田盐渍化与农业盲目发展不合理的、片状灌溉有关。农田大水漫灌抬高了地下水位,地下咸水随着地下水位上升把盐碱带到地表,如此年复一年的反复灌溉,加之排灌(冲洗盐碱)工程不配套,结果使表层土壤发生了盐渍化。不难看出,地下咸水周期性地抬升并反复浸染地表,是导致土壤盐渍化的关键因素。众所周知,沙漠的特点是非常干旱与缺水,人们穿越浩瀚沙漠,很难找到水源,即便有地下水,由于埋藏较深也无法开凿(低洼地区例外),因此对沙漠整体而言,是不会发生“地下咸水周期性地抬升并反复浸染地表”这一现象的。

咸海是中亚地区的一个内陆湖,位于哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦两国之间,水面6.65万平方公里。咸海水位由20世纪60年代以前的53米下降到今天的37米,湖区面积也由6.65万平方公里减少到3.38万平方公里,蓄水量减少了2/3;与此同时,湖水含盐量则从1960年的10.2%上升到现今的32—35%,这几乎与海水的含盐量相同。咸海生态灾难的成因是多方面的,其中最主要的是注入咸海的两大河流——阿姆河和锡尔河的注水量日益减少,这是由于20世纪60年代以来、原苏联中亚各共和国发展水浇地,特别是大量种植棉花造成的。水资源严重浪费是咸海日益枯竭的另一大原因。例如,乌克兰境内的水渠总长度达18.3万公里,但只有3%左右的水渠用水泥或其他加固物加固,地表水白白蒸发或渗入沙漠。

显而易见,咸海地区的生态危机不是因为“存在咸海”造成的,而是由于咸海“即将消失”才带来的。咸海地区出现的生态问题,是在区域水资源总量基本保持恒定的情形下,由于人为因素而改变了区域水资源配置所造成的,即中上游地区占用了本属下游地区(咸海)的水资源。与咸海“萎缩”、“消失”截然不同的是,北方七大沙漠出现人造海,是在区域水资源总量保持原有水平的前提下,额外为这一系统输入了巨量的水资源,人造了(新增了)若干“咸海”或“罗布泊”!何况渤海与太平洋相通,沙漠人造海调来的渤海水资源,数量有限,对渤海而言是不会产生大的影响的。

有人认定渤海水西调沙漠后必然迅速蒸发,裸露出大片的盐与沙,由此带来“铺天盖地、来势凶猛”的“盐尘暴”。其实此论是对我国北方沙漠盐碱的结晶规律与环境缺乏一定的了解。试以现有沙漠咸水湖来举例:

罗布泊位于塔里木盆地大沙漠东部,既是盆地的最低点和集流区,又是我国著名的大盐泽。历史上,罗布泊最大面积为5350平方公里,干涸后面积约450平方公里。自建国以来,由于人为因素改变区域水资源配置,塔里木河上游地区农业用水量越来越大,使塔里木河长达1272公里的干流缩短为987公里,自尉犁县以下成为永久性断流,两岸植被退化、沙化、水量减少。罗布泊失去上游河水的补给,1972年完全干涸。从卫星照片解读可知,如今罗布泊由类似于耳轮一样的一圈圈盐壳组成,成因是“罗布泊湖水的退缩经历了多次反复的过程,形成了不同的湖滨,但总的趋势是随着来水的减少,湖盆呈同心状收缩,每收缩一次,就形成一道耳轮线。”

罗布泊古代又称蒲昌海,我国早在两千年前对湖盐的结晶特点便有准确的认识,如《水经注•河水二》云:蒲昌海“地广千里,皆为盐而刚坚也……掘发其下,有大盐,方如巨枕……故蒲昌亦有盐泽之称也。”罗布泊地处河西走廊的“上风”位置,尽管每年从新疆刮来的西北风,都要长驱直入河西走廊,常常引起沙尘暴,却难以形成过所谓的“盐尘暴”。这是什么原因呢?

(1)正如《水经注》所云“掘发其下,有大盐”那样,咸水随自身重力作用在沙层之下结晶,而不是在沙漠浮表结晶。如果不存在“地下咸水周期性地抬升并反复浸染地表”这一沙漠地质环境,沙漠表层就不会出现盐渍化。

(2)盐结晶后,“方如巨枕”而“刚坚”。咸水结晶作用与就地的沙粒、黏土形成盐壳,结晶集合物无论是体积还是重量,都比普通的沙粒增大了几十倍乃至成百倍,大风很难吹扬。有趣的是,青海开采达布逊盐湖,利用盐水结晶后而“刚坚”的性质,用高浓度的盐水铺设了一条矿区公路,盐盖厚达15—18米,全长32公里,号称“万丈盐桥”。“玉带似的盐桥”路面光滑平坦,旁无护栏,下无桥墩,山色湖光相映,景致壮观。盐桥将盐湖从中间劈成两半,载重汽车在上面跑来跑去。此外,柴达木盆地中有星罗棋布的盐湖,一些盐湖已经干涸,结为坚硬的“盐石”,铁路、公路亦从其上通过。如此坚硬的“盐石”路面或“盐壳”,大风能将它刮起来吗?试想一想,假如河西走廊时常受到来自罗布泊盐尘暴的威胁,那么罗布泊如何能够形成一个所谓“初步探明工业储量1亿吨,远景储量2.5亿吨”的超大型钾盐矿呢?(同理,待北方沙漠生态环境发生好转后,可以停止向沙漠人造海调渤海水,人造海海盆之下,将就地形成大型盐矿)

(3)沙漠中咸水湖退化、消亡的一般过程是:咸水水面越来越小(盐的浓度越来越高)——水面消失并退化为湿地——干涸——被流沙掩埋。咸水湖不可能出现在沙丘的顶部,只能汇聚于沙漠盆地中相对最低的位置,当它干涸之后,位置越低越易被流沙掩埋。譬如,全国大中型制盐企业之一的内蒙古雅布赖盐场,年产盐700多万吨,由于沙漠以每年前移20米的速度吞没盐场,所以每产1吨盐需剥离清沙4立方米。可见,即便设想人造海出现了最坏的发展趋势,假如发生干涸,那么流沙很快会将其掩埋,也就失去了盐尘暴的物质来源。

内蒙古乌兰布和沙漠西南缘有一个著名的吉兰泰盐池,位于阿拉善左旗中部,盐湖水面达120平方公里,岸边形成银白色的盐圈,盐层厚度3 ~ 4米,最深处有6米,总储量1.3亿万吨,开采后每3 年可再结晶大约1米厚的新盐层,迄今已有250多年的开采史。现吉兰泰盐场年产成品盐80多万吨,生产驰名国内的“吉盐”,为全国重点企业之一。组建吉兰泰盐化集团后,跨入全国轻工200强,为全国500家最佳经济效益企业,年利税达6600万元。此地不仅从未形成过所谓“盐尘暴”,人类反而由于依托盐湖采矿而与自然环境顽强搏斗,利用地下淡水发展农林业,并建设了沙漠动物园,竟在沙漠中营造了一块可观的绿洲,被国家领导人赞誉为“沙漠明珠”。

尘暴或沙暴,是大量尘土沙粒被强劲阵风或大风吹起,飞扬于空气中而使空气浑浊、水平能见度小于1公里的现象。形成尘暴需要两个条件:风速在10米/秒以上;空气热力不稳定。形成尘暴还要有特定的环境,即区内土地干燥、土质松散而缺少覆盖物,故多见于我国西北、内蒙古、华北与东北。近年来,北京沙尘暴频率增加,经有关科学部门考察,与内蒙古阿拉善盟的额济纳河、居延海“消失”密切相关,沙区失去了大面积的水面与湿地,空气日益干燥,也就为大风提供了可被吹扬的沙尘。《甘肃地质矿产报》介绍了2001年3月中科院沙尘暴西线考察组的调研资料:居延海在20世纪八十年代水深尚达1.8米,水中盛产鱼虾,千百成群的鸟儿嬉戏。由于黑河上游来水减少,1992年居延海彻底干涸,给额济纳旗和阿拉善盟带来沉重的灾难。额济纳绿洲目前正以每年2万亩的速度在消失,1700多万亩梭梭林仅剩下300万亩残林,41万亩胡杨林以年均1.2万亩的速度消失;巴丹吉林、腾格里和乌兰布和等三大沙漠以每年1000平方公里的速度在扩展,阿拉善盟荒漠化面积已占到全盟的85%,每年有近1亿立方米的流沙进入黄河;占全盟天然草场面积80%以上的荒漠草场的植被覆盖度也由10%左右下降到4.5~8.6%,牧草种类大量减少;居延海干涸湖盆的地表物质有70%是小于0.063毫米的粉尘,遇到五级风就可以产生沙尘暴。以前30年才发生一次沙尘暴,而2001年春天竟然发生了19次之多,群众称这里为“黑风口”。

人造海在沙漠中蓄积于低洼地带而不是暴露于高地,形成了较大的水面及周边之湿地(可生长嗜盐植物),其表面没有可被大风吹起的“松散物质”。沙尘暴卷起的悬浮物质(泥沙颗粒),显然不会来自大片的水面或湿地,因此在人造海出现的地区可以遏制沙尘暴。

四、沙漠人造海不可能调节小气候吗?

有的研究者对沙漠人造海水汽蒸发形成云气资源,是否能够促成当地降雨、是否具有生态环境效益提出质疑,显然这种意见理应加以认真考虑。

渤海西调是否可行,沙漠人造海能否调节小气候,尚需深入的调研与论证,笔者先谈一点初步的认识:北方纬向沙漠带,其周边基本被山脉所围限,譬如南有高耸的祁连山与绵延起伏的黄土高原,北有河西走廊的北山、内蒙古境内由花岗岩岩体组成的低山山脉与阴山山脉。最重要的是,北方纬向沙漠带的东缘,被吕梁山(北东向沿展达400余公里,海拔1400~2500米)、太行山(北东向展布,北起北京西山、南抵黄河北岸,海拔1500~2000米)、燕山(狭义的燕山区,北京房山一带海拔1500~2000米)、大兴安岭(北东向展布,全长1200余公里,海拔1100~1400米)等山脉所封闭(即沙漠不是直接与华北平原、东北平原接壤)。这种沙漠低、周边高的地貌环境,使得沙漠人造海蒸发的云气资源不至于轻易吹出区外。湿润的云气,可以遏制沙尘暴,亦可能形成当地降雨。

甘肃景泰川之变迁可作为征服沙漠的一个实例。景泰川地处腾格里沙漠边缘,长60公里、最大宽度40公里,南缘有北西向展布的达坂山(属祁连山东延部分)构成地理屏障,东缘有北东向展布的红石峡——黑山峡构成的地理屏障,属半封闭型盆地。1969年,当建设者来到这片荒原时,到处是半流动性沙丘。现在的景电管理局办公大院,也曾被一些3~5米高的沙丘所占据。景电管理局副局长、当年的建设者马洪程告诉记者,70年代初的一天,他刚去医务室,外面刮起了大风,几个小时后他回家时却怎么也找不到自己的住处——流动的沙丘把他熟悉的地貌改变了。

中国最大的提灌站——景泰川电力提灌工程,使景泰川彻底改变了面貌。在未修提灌工程前,景泰县年降雨量100余毫米,而蒸发量达3390毫米。景泰川工程分两期建设。1969年启动第一期工程,l974年竣工,最大提水高度为406.2米,总扬程447.米,泵站15座,渡槽25座、隧洞6座、暗渠8座、总干渠及干渠全长51.7公里、装机(91组)容量6.42kw,设计提水量每秒10.6立方米,每年将1.48亿立方米水注入干涸的荒原,灌溉面积30.42万亩。

1984年启动第二期工程,1994年竣工,最大提水高度为602米,泵站13座、溢流堰12座、隧洞8条、渡槽26座、暗渠47座,总干渠全长100.57公里,总装机(204组)17.5万kw,设计提水量每秒18立方米,年提水2.66亿立方米,灌溉面积52.05万亩,将绿洲延伸到古浪县的亘古荒原。总投资2.87亿元。

经过20多年的建设,景泰川灌区已与三北防护林连成一片,一条宽30米、由3500万株树木组成的林带,成为抵御腾格里沙漠的绿色长城,保护着近百万亩良田。过去年年都要扩张2~3公里的沙漠,受到遏止,到1998年,这片沙漠已后退了几公里。由于采用了有效的常规节水技术,每亩田用水平均不超过300立方米,而绝大多数灌区的平均用水量是这里的3~4倍。人们并不满足已取得的成绩,仍在常年不懈地用麦秸扎成草方格压沙固沙,种草植树,向沙漠要地。

引黄治沙使景泰川人尝到了甜头。1995年,开始实施景电二期延伸工程,利用景电二期工程剩余电力,新建自流干渠百余公里,每年向腾格里沙漠边缘的民勤县调水0.61亿吨,新增灌溉面积13.2万亩,为民勤人民治理沙漠提供了养育生命的水资源。

与治理前相比,景泰川灌区分步到位,目前年均输入水资源达到4.75亿立方米。有了这笔生态建设用水,它滋润植被,或涵养或蒸发,使小气候发生了明显的变化。人们感到,这里风沙小了,气温高了,湿度大了。气象资料表明:灌区建成后,平均风速由每秒3.5米下降到2.4米,8级以上大风由29天降为14天,年平均气温上升了0.4度,年均降雨增加了16.6毫米,而年蒸发量下降了1082毫米。

景泰川绿洲的启示是:如果没有每年4.75亿立方米的调水工程,腾格里沙漠将吞噬景泰川所在的甘肃景泰、古浪两县,直扑黄河北岸。实施调水前,景泰县年降雨100余毫米,蒸发量达3390毫米,类似于沙漠气候与环境。通过两期电力提灌工程,灌溉农田近百万亩(按:农作物从生长到收获,所用之水,最终将全部蒸发并湿润当地气候),即相当665.3平方公里(1平方公里相当1503亩)。实施东水(渤海)西调、改造七大沙漠工程,本着量力而行、先近后远、各个击破的原则,能力大时,调渤海水的数量可以多一些、距离可以远一些;能力小时,调渤海水的数量可以少一些、距离可以近一些。譬如先改造对北京生态环境影响较大的浑善达克沙漠,年调水数量50亿立方米(即相当景泰川年调水数量的10.5倍),建成1000~2000平方公里的人造海与湿地,其蒸发量将大于景泰川近百万亩农田的蒸发量。只要联想一下景泰川调水前后发生的巨大变化,联想一下景泰川生态环境建设使当地“年均降雨增加了16.6毫米,而年蒸发量下降了1082毫米”这一事实,年均50亿立方米的渤海水资源,对于改造2.14万平方公里的浑善达克沙漠来说,无疑将带来无限的生机和显著的生态环境效益!

五、沙漠人造海不能直接用于沙漠绿化吗?

地球上的生命原本来自海洋,但海水灌溉却长期被视为禁区。其实,沙漠人造海既可以发展海水养殖业,也可直接用来绿化沙漠,而人造海蒸发富集之后的盐水,则可通过次一级循环工程来发展盐化工业。随着海洋科学和生物工程技术的迅猛发展,令陆生植物“下海”或“海水”登陆浇灌,不仅能解决发展农林牧渔业的嗜盐物种问题,而且也将解除21世纪我国面临水资源与土地资源“两不足”问题所造成的沉重压力。

我国的沙漠和沙漠化土地主要分布在西部及西北部的北纬37-42°之间,现有沙漠戈壁116.2万平方公里,加上沙漠化土地33.4万平方公里,风沙化土地3.7万平方公里,共153.3万平方公里,占国土总面积的15.9%,已超过全国耕地的总和。沙漠化土地的分布概貌是:大兴安岭两侧的半干旱地带约占41%;干旱草原的荒漠草原地带约占32%,西部干旱荒漠地带约占27%。近年来,沙漠面积还以每年约2460平方公里的扩张速度在膨胀,每年有3400平方公里的土地沙化,约等于5个新加坡。

沙漠与沙化土地惟一的弊病是缺水,但资源并不匮乏。据肖洪浪等先生(1999)归纳概括:一是我国后备土地资源的68%分布在干旱、半干旱地区,其中沙漠和沙地面积辽阔,类型繁多,涉及212个县(旗)。二是光热资源丰富,属光能资源高值区。全年日照时间一般在2500~3000小时,日照百分率高达70%~80%,植物光合潜力大,有利于开发优质特色品种,太阳能有着广泛的利用前景。三是沙漠地区风力资源较大,尤其西北地区风力资源丰富。四是物种资源丰富,有极端生境下的种质基因库,成为培育抗寒、抗旱、耐盐、耐沙等治沙植物的珍贵的遗传材料。沙漠地区野生经济动植物种类繁多,如野生维管束植物内蒙古有2271种、宁夏有1839种、甘肃有2054种、新疆有3270种。这些植物种的生境特殊,尚无栽培种类可以取代。饲用植物约1800种,占全国总数70%以上,尤其饲用价值很高的禾本科、豆科牧草成为许多草地类型的优势品种。食用植物有发菜、沙枣、沙木耳等数十种,有独特的营养成分。药用经济植物是沙生植物的重要类型,有甘草、麻黄、枸杞、锁阳、苁蓉、冬虫夏草等700多种,医疗用途广泛,许多种类每年大量出口,大部分种类尚无栽培品种可取代。野生动物种类有野骆驼、高鼻羚羊、雪豹、旱獭、白唇鹿、野驴、野马、盘羊、黑颈鹤、天鹅、中华秋沙鸭等数十种国家级保护动物。

人类可以通过多种途径获得耐海水植物,如通过遗传改良,将耐海水和耐盐碱的野生植物改造成可以栽培的农作物品种;或者通过基因工程和细胞工程技术以及常规育种技术将不耐海水的植物培育成耐海水的植物。早在20世纪80年代,美国科学家采用基因工程技术和微电子技术,把仙人掌基因转移到小麦、大豆等农作物中,育成了可在干旱缺水地区生长的高产谷物新品种。90年代中期,将海草基因注入高梁获得成功,奠定了“海水农业”这一新学科。目前沙特阿拉伯和墨西哥等国已成为发展“海水农业”的大国,如墨西哥培植的“海芦笋”完全用海水灌溉,生长过程中无需使用农药和化肥,产品除含有维生素A、C和铁、钙、钠、糖、蛋白质等营养成份外,还含有能降低胆固醇、防止皮肤起皱衰老的亚麻酸,已出口至数十个国家。实践证明,将初级海洋生物的基因与陆生农作物的基因重组,将培育出大量可在沙漠和盐碱地生长并用海水灌溉的新型农作物,使农业进入一个全新的发展领域。

据美国《科学》杂志在线新闻报道,通过基因工程,科学家新近研制出一种西红柿具有超级去盐(salt-pumping)基因。加州大学戴维斯分校的植物生物学家lumwald和加拿大多伦多大学的Hong-Xia Zhang将Araidopsiss植物中的“去钠蛋白质”引入到西红柿植物中,实验结果表明,普通西红柿品种在含盐量达到海水浓度一半的溶液中栽培时就会凋亡,但具有去钠蛋白质的西红柿在这样的溶液中却可健康地生长并结出西红柿。这种引入的蛋白质起了明显的作用:转基因植物叶子中的液泡泵出钠的速度比普通植物快7倍,而且只累积其中5%的盐分。这种西红柿的味道也不错,与普通西红柿相比,它们具有相同的糖分和更少的盐分。

据山东社会科学院海洋经济研究所徐质斌先生(1999)介绍:“美国已经培育出2种全海水小麦、29种半海水春小麦和耐三分之二海水的番茄。印度已经培育出耐80%海水的春小麦。沙特阿拉伯的拉斯扎乌尔以南2公顷种植场,使用SOS—10号种栽培海蓬子,收获油籽7吨,平均苗产116.7公斤。阿拉伯盐水技术公司(eharCo)首期试种了250公顷海蓬子获得成功,继而准备扩大到4500公顷,最终目标是在沿海种植20万公顷,年产12万吨植物油。”

我国科学家自九十年代以来,逐渐在山东、江苏、广东、海南等省约30万公顷的沿海滩涂地区尝试海水灌溉农业,以解决淡水资源短缺问题。据悉,我国学者在实验田中利用体细胞杂交技术培育成功耐盐小麦,获得了能够在海水浸染过的盐土中生长的后代。这种小麦亩产达300至400公斤,作物口味与淡水浇灌的一样。中科院植物所用细胞克隆技术,培育出可用1/3-1/2海水浇灌的十余种蔬菜,包括西芹、蕃茄等。海南大学林栖凤教授等人将野生海水植物红树、盐藻的总基因通过生物技术导入淡水作物茄子、蕃茄、辣椒、豇豆之中,进而又扩展到油菜、水稻、树木,获得了耐盐能力明显提高的后代。这些新品种从盆栽、小土栽培到海滩试种,再到海水直接浇灌,均获成功,已传到第四或第五代。专家预测,如果将荒碱地和沿海滩涂都种上农作物,那么我国可多增耕地40000万公顷,相当于中国现有耕地面积的1/3,可增产小麦、水稻和油料等作物1.5亿吨。

1996年,山东东营市建成我国第一家盐生植物园,占地3.5公顷,有525平方米的玻璃温室和900平方米的冬暖式大棚,收集、保存耐盐植物150多种,成功培育和引进耐盐经济作物80余种,成为科研、观赏、示范为一体的高新科技园区。说明海水灌溉正在引起一场新的农业革命,海水灌溉农业离我们的现实生活已并不遥远。

六、用渤海“海冰融水”改造北方沙漠会产生更好的生态环境效益

令人鼓舞的是,最近北京师范大学资源科学研究所、教育部环境演变与自然灾害重点实验室史培军教授提出了利用“渤海海冰可缓北方水困”的设想。如果把这一设想与“东水(渤海)西调”相结合,用渤海“海冰融水”改造我国北方沙漠,将会产生更好的生态环境效益。史培军教授研究成果指出:渤海海冰的盐度大大低于海水的盐度,接近淡水。与我国其它海区相比,渤海海水的盐度最低。低盐特性为渤海结冰创造了自然条件。海冰调查的盐度资料表明,渤海海冰盐度的平均值范围在2‰~13‰之间。一般而言,大部分栽培作物对pH值的适应范围在4~9之间,最佳范围为5~8.5。渤海海冰和海冰融水的pH值在6.89~6.73之间,所以海冰作为灌溉用水是合适的。我国黄淮海地区作物品种抗盐性较强,微咸水灌溉引起的土壤耕作层的盐分含量,仍适合这些作物的幼苗期和生育盛期容许盐分含量,故盐度为2.0‰~5.0‰的海冰融水可作为这些地区农田灌溉用水。渤海冬季受欧亚大陆冷高压影响,每年11月末到12月初海水开始冻结,形成海冰,而多年平均日最低气温低于0℃的日数在100~150天之间。通过现代遥感技术测算渤海海冰资源,史培军教授认为若采取工业化的取冰技术,初步估算每年渤海在冰期可获海冰淡水资源超过200亿立方米。

史培军教授的设想是:“如果能通过各种方法采集海冰并对海冰进行淡化处理,就可以变海冰的灾害性为资源性,得到新的水资源,缓解或彻底解决长期以来困扰渤海沿岸地区可持续发展的淡水资源严重短缺的问题。”也就是说,一是立足“海冰淡化处理”,二是就近供给“渤海沿岸地区”。

笔者试图对这一设想稍加修改。大家知道,由于渤海结冰期较短,若想一年四季利用渤海海冰,就必须解决海冰的低成本储存问题。笔者建议在“东水(渤海)西调”的取水口附近,可选择一处具有一定规模的小海湾,修建一条钢筋混凝土大堤将它与渤海隔断开来,将渤海季节性海冰资源,通过工业化开采方法集中存储于海湾之内,然后充分利用海湾内存储的海冰融水,以满足常年向北方沙漠调水之需。

毫无疑问,如果我国能够为北方纬向沙漠带,调来渤海之水(或海冰融水),把以沿海滩涂为对象的“海水灌溉农业”成果进一步推广用来改造我国北方沙漠,依托生物工程技术与海洋科学,那么21世纪,再造山川秀美的大西北就一定能够变为现实

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