第一章 中国独特的自然环境与频发的水旱灾害
第一节 独特的自然环境
中国幅员辽阔,自然条件复杂,形成了独具特色的地理环境,它是我们赖以活动的物质基础。我们的一切活动都是在这一前提之下展开的。今天我们已经充分认识到地理决定论的弊端,但我们也无法否定它对人类社会的发展所起的作用。地理条件,尤其是受气候条件影响而形成的地区河流水文状况,为中国水利事业的发展提供了现实条件。中国的先贤正是在这一现实条件下开展水利活动的。
一、地理环境
从世界地图上看,中国处于世界最大的大陆——亚洲大陆的东南部,濒临世界最大的海洋——太平洋的西部。从纬度位置看,我国领土南北跨度很广,最东端在黑龙江与乌苏里江主航道中心线的相交处(东经135°0′30″),最南端在南沙群岛中的曾母暗沙(北纬3°51′),最西端在新疆的帕米尔高原东部(东经73°22′),最北端在黑龙江省漠河以北的黑龙江主航道的中心线上(北纬53°31′)。
我国陆地面积为960多万平方千米,约占世界陆地面积的65%,占亚洲面积的25%,仅次于俄罗斯和加拿大,居世界第三位(见下表)。
中国陆地面积与部分国家的比较
资料来源:见页下注。
我国陆地疆界约2.2万千米,与我国接壤的国家有14个,分别是朝鲜、俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、阿富汗、巴基斯坦、印度、尼泊尔、不丹、缅甸、老挝和越南,与我国隔海相望的国家有6个,分别是韩国、日本、菲律宾、马来西亚、文莱和印度尼西亚。我国陆疆邻边的省(自治区)有9个,分别是辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古、甘肃、新疆、西藏、云南和贵州,我国的海域自北而南有渤海、黄海、东海、南海以及台湾以东的太平洋区。我国领海宽度为12海里。面积在500平方米以上的岛屿有6500个,总面积近8万平方千米,其中450多个岛屿上有常住人口3000万。水深在200米以下的大陆架面积为146.6平方千米。
地貌是自然地理环境的一个重要组成部分。大的地貌单元构成自然地域的分界线。地貌在自然区划低级单元划分时常成为主导因素。今天卫星遥感图像技术可以清楚地为我们呈现中国地貌特征:
1.地势西高东低,呈阶梯状分布
中国自西向东倾斜的地形面,由东、西两列山岭所分隔,形成三级阶梯(见下表)。
我国上述地势有利于海洋湿润气流向内地推进,为我国广大地区带来较为丰沛的降水。它从总体上决定我国河流从西往东的流向。三大阶梯海拔差异明显,为我国提供了丰富的水能资源,也为通过河流进行东西往来提供便利。
陆地是中国先人活动的主要地区。第三级阶梯再往东,是与大陆相联系的海洋大陆架和海岛。古代中国很早就开始了开发利用海洋资源,春秋时期管仲相齐时,就充分借助了靠近海洋的地理优势,大力追求鱼盐之利。这是齐桓公称霸的一大经济因素。《汉书》中曾记载汉朝的使者到达过东南亚。此后南方海疆生活的人们长期以来致力于海洋开发。明代郑和下西洋的壮举更是将我国的航海事业推向顶峰。今天占地球表面积71%的海洋越来越受到重视,我国领海丰富的水产、矿藏资源目前正在成为开发利用的目标。2014年3月5日,国务院总理李克强在政府工作报告中提出,海洋是我们宝贵的蓝色国土。要坚持陆海统筹,全面实施海洋战略,发展海洋经济,保护海洋环境,坚决维护国家海洋权益,大力建设海洋强国。这标志着我国实现了海洋战略的全新定位,决心建成海洋强国的雄心壮志。
中国地势三级阶梯表
2.地貌复杂多样,类型齐全
与三级阶梯的地势特征相联系的是我国地貌特征的复杂多样。我国地貌类型包括山地、高原、丘陵、平原和盆地。
它们各自面积在国土面积中所占的比例见下表:
中国地貌类型面积比例表
我国拥有四大高原、四大盆地、三大平原,它们总体上自西向东分布。
四大高原分别是:①青藏高原:北面昆仑山、阿尔金山、祁连山,东面岷山、邛崃山、锦屏山,南侧喜马拉雅山;②云贵高原:西面雪峰山,南面大娄山,东面哀牢山;③内蒙古高原:西面乌鞘岭,东面大兴安岭,南面阴山、长城,北面蒙古;④黄土高原:北起长城,南界秦岭,西至青海湖,东到太行山。
四大盆地分别是:①塔里木盆地:我国最大的盆地,处于天山和昆仑山、阿尔金山之间;②准噶尔盆地:我国第二大盆地,位于天山与阿尔泰山之间;③柴达木盆地:海拔最高,四周为昆仑山、阿尔金山、祁连山所环抱,被称为“聚宝盆”;④四川盆地:素有“天府之国”的美誉,又称为“红色盆地”或“紫色盆地”,位于青藏高原以东、巫山以西,南北介于大娄山与大巴山之间。
三大平原分别是:①东北平原:位于燕山以北,大小兴安岭与长白山之间,是我国最大的平原,特征是黑土面积大,沼泽分布广;②华北平原:北面是燕山,南面是大别山,西起太行山和伏牛山,东抵山东丘陵与黄渤海,特征是地上河与河间洼地相间分布;③长江中下游平原:位于巫山以东的长江中下游沿岸,特征是地势地平,湖泊密布,河渠稠密,水田成片。
地貌类型齐全为我国因地制宜,发展农、林、牧等多种经营提供了有利条件。中国社会抗灾能力强,很大程度上得益于多样的地貌类型。在大一统王朝尤其如此。一种极端的地质灾害、气象因素等很少会对所有类型的地貌都产生极端影响。这时即可由未受灾的地貌类型地区支援受灾地区。丰富多样的地貌类型还通过影响人们的生产生活方式,进而影响不同地区的社会习俗和精神生活,造就了中国丰富多彩的地区文化和民族文化。
3.山地面积广,地势高差大
我国山区面积约占全国国土面积的70%(含高原和丘陵面积)。这些山地有的环抱高原、盆地或丘陵,如青藏高原基本上是由雄伟高峻的大山脉所组成,四川盆地是一个丘陵性的盆地;有的为山丘所穿插,如云贵高原最为典型,高原上山水相连,峰峦重叠。
我国不仅山地面积广,而且地势高差大(见下表)。若以兰州至昆明自北向南划线的话,此线以东多为海拔在500~2000米之间的中山和低山。其中,台湾地区的山脉高峻挺拔,海拔3000米以上的山峰达62座。特别是玉山山脉主峰海拔高度达3950米,成为我国东部的最高峰。此线以西,绝大部分为海拔3500~5000米以上的高山。其中,喜马拉雅山的珠穆朗玛峰(海拔8848.13米),为我国也是世界最高峰。而我国的最低地——新疆吐鲁番盆地艾丁湖以东25.6千米处的钟哈萨低地,海拔为-293米。两者相比,相对高差达9140多米,可见我国地势高差之大。此外,我国西部的青藏高原与东部平原相比,相对高差也达数千米。即使仅就我国东部地区来看,低山丘陵与平原的相对高差也达数百米。
中国领土面积按海拔高度分配表
山区面积广使我国森林、矿产资源丰富,便于发展林业、采矿业;中草药丰富,可大力发展中草药加工业;动物资源丰富,可发展旅游业;广大的高山草地,可以发展畜牧业养殖业。此外,还可利用地势高差大为我国水利发电提供便利条件。但是以上特征也带来了诸多不利因素。如山区地面崎岖、交通不便,所以对于多山的蜀地,古人有“蜀道之难,难于上青天”的感慨。而交通等基础设施建设难度大,阻碍了山区经济的发展;山地耕种难度大,对农业生产不利。此外,地势高差大还容易造成水土流失严重,发生山体崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害。因此在开发利用山区时,要特别注意生态环境的建设和保护,预防和避免自然灾害的发生,实现社会、经济和生态的协调发展与可持续发展。
4.山脉定向排列,地形呈网格状分布
众多的山脉构成我国地形的骨架,其排列方向具有一定的规律(见下表)。总体来看,东西走向和东北—西南走向的山脉较多,而西北—东南走向和南北走向的较少。
中国骨架山脉定向排列表
上述众多山脉纵横交错,把我国领土分隔成镶嵌着高原、盆地、平原和湖泊的众多网格,形成了我国地貌网格状分布的特征。这种山脉分布特征和由此形成的网格状分布的地貌特征对我国水文、气候等方面都产生了重要影响。在水文方面,我国山脉的东西走向决定了我国西高东地的地势特征,从而导致我国长江、黄河等主要河流自西向东的流向。在整个自西向东的流域内,它们还会受到山脉走势的影响,在局部体现出东南流向或东北流向,河流时而平缓,时而奔腾,时而广阔,时而狭窄的特征。此外,山脉还成为了河流的分水岭。如秦岭山脉是黄河和长江的分水岭,南岭山脉是长江和珠江的分水岭。
二、气候环境
气候是一个地区较长时间范围内冷、暖、干、湿等气象要素和天气现象的综合反映。我国早在先秦时代已经有了关于气候的记载,如“日往则月来,月往则日来,日月相推而明生焉。寒往则暑来,暑往则寒来,寒暑相推而岁成焉”,反映了古人对自然气候演变规律的正确认识。而《诗经·国风·豳风》中关于“七月流火,九月授衣”的记载则是古人已经掌握了星体变化与气候之间关系的明证。而唐代诗歌“燕草如碧丝,秦桑低绿枝”的咏叹是南北气候差异的反映。“羌笛何须怨杨柳,春风不度玉门关”则反映了玉门关特殊的气候条件。我国二十四节气的产生和长期的运用充分说明了古人对气候的关注是和当时的生产生活紧密结合在一起的。
对于中国人所处的气候条件,英国历史学家汤因比曾这样形容:“人类在这里所要应付的自然挑战要比两河流域和尼罗河的挑战严重得多。人们把它变成古代中国文明摇篮地方的这一片原野,除了有沼泽、丛林和洪水的灾难之外,还有更大得多的气候上的灾难,它不断在夏季的酷热和冬季的严寒之间变化。”
1.季风气候显著
季风是指大范围地区冬夏的盛行风向及其相应的盛行气团和天气、气候特征随季节具有明显变化的现象(见下表)。我国是世界上季风现象明显的地区之一,大部分地区属于季风气候区。
夏季有来自海洋的海洋性气团,具有海洋性气候的特点,湿热而多雨;冬季有来自大陆的极地大陆气团,具有大陆性气候的特性,寒冷而干燥。
夏季风和冬季风对比表
受季风气候影响,我国的降水具有以下两大特征:①每年6月至8月,我国多数地区处于夏季风作用下的雨季。这一时间段雨量非常集中,约占全年降水量的50%,甚至50%以上。而且在这一时段,夏季风把海洋上空的水汽输送到大陆上空,全国各地的相对湿度较大。②受夏季风影响的强弱程度不同,会导致同一地区不同年份的降水量变化程度较大。此外,我国冬季风也很强盛,冷空气侵袭频繁,与同纬度的欧洲相比,我国冬季气温要低得多。
2.大陆性气候特征明显
大陆性气候是指受大陆热力变化大、水分少所影响的气候。在我国,大陆性气候强主要表现为大多数地方冬季寒冷干燥,夏季暖热多雨;与同纬度其他地区相比,冬温偏低,夏温偏高,气温年较差大;降水分布很不均匀。主要表现在年降水量自东南向西北逐渐减少,比差为40∶1。在季节分配上,冬季降水少,夏季降水多,且年际变化很大。以上特征使降水过分集中在夏季,造成春旱、夏涝的几率很高;降水的年际变化大,水旱灾害也会增多。
3.气候类型复杂多样
我国气候类型丰富多样。从总体上看,东部为季风气候,包括热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候。西北为温带大陆性气候。季风区与非季风区以大兴安岭—阴山山脉—贺兰山—巴颜喀拉山脉—冈底斯山脉一线分界。青藏高原为高原高山气候。按地形来说,有山地气候和盆地气候,有丘陵气候和谷地气候等。按照水分条件,由东南向西北,又有湿润、半湿润、半干旱和干旱之别。按照气温分布,从南到北有南热带、中热带、北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中温带、北温带(寒温带)等九个温度带和一个高原气候区。这个气候特征使我国的农作物种类齐全,各种动植物资源极其丰富。
4.雨热同期,水热配合好
雨热同期即降水集中期与高温期重合,也就是我们通常所说的夏季高温多雨。这利于作物、牧草、森林的生长及农牧业生产。但气候的稳定性差,旱涝、低温、冻害、台风、冰雹等气候灾害发生的频率高,影响范围广,加重了防灾减灾的任务。
我国上述气候特征形成的主要因素包括以下几方面:①我国地域范围广,南北跨纬度相差50度,导致热量差异很大;②海陆位置差异大,中纬度地区离海远近不同,导致降水差异大;③受季风影响,冬季风干冷,加剧北方严寒;夏季风暖湿,带来丰沛降水;④受地形差异影响,导致迎风坡多雨,背风坡少雨;地势高差大,导致同一纬度温差大。以上因素导致我国降水、温度等气候条件复杂,差异性大,从而形成了以上气候特征。
气候对我国历史发展起到了非常重要的作用。我国气候的多样性,导致我国自古以来就是农林牧副渔多种经济经营形式。而中国文化的多样性首先源于生产形式的多样性。其中农业在中国古代经济中占主导地位。农业的发展和气候的关系非常密切。特别是在原始农业阶段,人类改造自然的能力有限,气温、降水等气候因素决定了农业的发展水平。中国农业首先在黄河流域中部发展起来,就和此地的自然气候条件直接相关。黄河中游水量不像上游那么有限,可能无法供给需要,也不像下游那么过于充足,容易造成水患。这里光照充分,但不如南方那么强烈,也不如北方那么不足。可以说这里的光照、气温和水利条件对于原始农业的发展来说恰到好处,所以这里成为了中华文明的摇篮。但是到了后来随着铁器工具的采用,北方利用人类改造自然能力的提升,开始逐步克服自然气候条件不足的限制,使农耕区向北方拓展。而南方则充分发挥了光照充分,雨水充沛,土质肥沃等有利条件,使我国的经济重心在南北朝时期向南方转移。至南宋时期,南方开始成为中国经济的中心带,以致出现“苏湖熟,天下足”的评价。
南方经济超过北方后,古代定都北方的统治者,为取得南方物资支持,利用自然河流,开挖人工河道,形成运河,发展漕运,将南方的物资源源不断地运送至京城,形成了中国历史上著名的运河文化。这种文化是在我国自然气候基础上,融合社会政治、经济因素才得以形成的。
三、河流分布
我国是一个山高水长,河流众多的国家,流域面积在1000平方千米以上的河流大约有1500多条,流域面积在100平方千米以上的河流大约有50000多条。如果把我国所有的天然河流连接起来,其长度可绕地球赤道10圈半。
河流与人们的生活息息相关,其重要性体现于以下几方面:
首先,河流水资源是我国工农业和生活用水的主要来源。我国平均每年拥有27115亿立方米的河川径流量,多年平均水资源总量(包括河流水资源和地下水资源)为28124亿立方米,水能蕴藏量达6.8亿千瓦,居世界第一位。
其次,河流还为人类提供了航运条件。在铁路和公路运输发展以前,河流是运输物资的主要途径。我国河流的通航里程在11万千米以上,其中仅长江干支流的通航里程就达7万千米。此外,河流所塑造的河谷还是公路和铁路最容易通行的地段。
再次,河流还是一种旅游资源,雄伟壮丽的长江三峡、气势磅礴的黄河壶口瀑布和珠江支流上的黄果树瀑布都是我国著名的旅游胜地。
最后,河流不仅与现代人的生活生产密切相关,而且对古代文明的产生和发展都做出了突出贡献。很难想象,假如没有四大文明古国的河流,文明会变成什么样的形态。此外,我国许多城镇和居民点分布在江河湖泊沿岸,就与河流有着重要关系。
我国古代地理书已大量记载古代的河流概况。《诗经·大雅·公刘》中有“相其阴阳,观其流泉”的诗句,《礼记·学记》中曾说:“先王之祭川也,先河而后海,或源也,或委也。此之谓务本!”春秋战国时期的《山海经》《尚书·禹贡》《周礼·职方》都比较集中地记述了我国古代的河流。但《山海经》因传说色彩浓厚而显得荒杂。《禹贡》《职方》较为可信,但过于笼统,只具轮廓。即使后来的《史记·河渠书》《汉书·沟洫志》记述也不详备。公元6世纪,北魏时郦道元足迹踏遍长城以南、秦岭以东的中原大地,积累了大量的实践经验和地理资料,所著《水经注》一书,共40卷,记录河流1252条,达30万字。我国历代正史地理志和地方志中都以地方行政区划为基础记述了各自地方的河流概况。此外,我国古代还因农田水利、防洪灌溉的需要也保留了大量相关河流的资料。它们不仅反映了我国古代对于河流的关注,同时也为我们今天研究古代河流和水利提供了宝贵的经验。
1.中国的外流河和内流河
我国河流如按最终注入大海与否,可将其划分为两大类:我们把注入海洋的河流称作外流河;把注入封闭的湖沼或消失于陆地,不与海洋沟通河流称作内陆河(或内流河)。我国外流流域面积占全国河流流域面积的64%,内陆流域面积占36%。从世界范围来看,我国外流流域面积所占的比重并不大,低于世界78.5%的平均值,内陆流域面积则高于世界21.5%的平均值。
我国外流河的流向大都以青藏高原为顶点所形成的三个斜面为起始地,分别向东、南、北三个方向注流入海洋。其中向东的斜面从青藏高原一直伸展到太平洋,占据我国大部分的国土面积,形成了我国西高东低的地势总特征。这也造成了我国河流的主要流向是自西向东,它们分别注入太平洋西岸的各个海域,其流域面积占全国总面积的56.9%。青藏高原的南部斜面延伸至印度洋流域,占我国国土面积的6.5%。发源于我国的向南的河流都流经邻国分别注入印度洋的不同海域。青藏高原的北部斜面属于北冰洋流域,分布在我国西北一隅,面积就更小,仅占全国面积的0.6%。属于北冰洋的只有额尔齐斯河一条河流。它是鄂毕河的源流之一,流经西伯利亚注入北冰洋的喀拉海。
我国内陆流域以北起大兴安岭西麓,基本上沿东北至西南方向,经阴山、贺兰山、祁连山、日月山、巴彦喀拉山、念青唐古拉山和冈底斯山,而止于青藏高原西南缘一线为界,分布于此线以东的河流基本上属于外流流域,此线以西的河流基本上属于内陆流域,主要分布在干旱地区和青藏高原内。但受我国复杂地理和气候特征的影响,也会有部分例外。如嫩江中下游的沿河洼地,鄂尔多斯高原北部以及雅鲁藏布江南侧的一些以封闭的湖盘为中心的内陆水系。同样在内陆区域内,也有面积不大的外流区,如新疆南部喀喇昆仑山的奇普恰普河。
此外,河流的内陆区和外流区的范围不仅可以扩大或缩小,而且内陆河和外流河还会相互转化。例如,滦河在多伦以上的闪电河,原先是从南向北流的内陆河,后来随着滦河的溯源侵蚀,把它变成了外流河。但也有相反的情况,在青藏高原上有些现在以湖盘为中心的内陆水系,在第四纪早期则是外流水系。后来由于气候变干,湖面下降,因而成为封闭的内陆水系。例如,西藏的拉昂错早先是与外流的朗钦藏布相通的,后来由于湖面下降,就成为了内陆水系。结果是外流区域缩小了,而内陆区域扩大了。西南有些内陆河在地质时期也曾经是外流河,例如,祁连山北坡的黑河。
2.中国河流的分布
我国河流众多,但在地区上分布很不均衡,它们主要集中在长江水系、黄河水系、珠江水系、淮河水系、辽河水系、海河水系和松花江七大水系的流域范围内,共860多条,占1000平方千米以上的河流总数的57%。绝大多数河流分布在东南部外流区域内,而内陆区域内的河流很少。尤其在内蒙古西部的阿拉善高原、新疆的准噶尔盆地、塔里木盆地以及青海柴达木盆地等中心,为无流区,没有成形的河流。
造成我国河流分布不均的自然地理因素主要是气候和地形。从气候因素来看,我国东部和南部受东南季风和西南季风的影响,降水丰沛,径流量大,为水网发育提供了有利条件,河流多而长,形成了庞大的水系,长江和黄河都超过了5000千米。我国西北地区和藏北高原,气候干燥,降水量少,蒸发旺盛,径流贫乏,水系的发育受到了很大限制,河流少而短小,绝大多数河流的长度只有二三百千米,最长的塔里木河也只有2000千米。
从地形因素来看,由西向东逐级下降的阶梯状地形,对我国河流的发育产生了深远影响,三个地形阶梯之间的交界地带,是现代最突出的三个隆起带,也是我国外流河的三个主要发源带。第一阶梯青藏高原东、南边缘是我国主要河流的发源地,如长江、黄河、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江等都是源远流长的巨大江河,不仅是我国而且也是世界著名的河流。第二阶梯东缘,即大兴安岭—冀晋山地—云贵高原连线地区是我国次一级河流的发源地,主要有黑龙江、辽河、滦河等。除黑龙江外,无论就长度、流域面积或水量都不及源自第一阶梯的河流。第三阶梯,即长白山地—山东丘陵—东南沿海山地是我国再次一级河流的发源地,主要是图们江、鸭绿江、沂河、沭河、钱塘江、瓯江、闽江、九龙江和韩江、东江和北江等。这些河流的长度和流域面积虽较上述两类小,但因面临海洋,降水量多,径流量丰富。
水是生命之源,河流哺育和滋养了依水而居的中华民族。梁启超曾说:“凡人群第一期之文化,必依河流而起,此万国之所同也!”蒙文通先生在《古史甄微》提到中华文明起源时,对我国上古人群区系进行了江汉民族、河洛民族、海岱民族的划分。这种划分方法突出体现了梁启超的观点。对于农业民族而言,“水利是农业命脉!”我们祖先不断利用自然河流,发展水利灌溉技术,提高农业生产水平。以农业为基础形成了我国独具特色的社会面貌。随着学者研究的逐步深入,对河流在中国社会发展的地位和作用也越来越受到重视。如美国施坚雅(G.Wi1iam Skinner)教授对于中国城市史的研究提出了宏观区域学说,他打破对中国地域分析的传统行政分区方法,而是以中国的水系和周围的山脉所形成的天然界标作为划分的主要标准。据此他将19世纪的中国划分为九大区域。
今天,我们已充分认识河流的重要性。加强对河流的治理和保护,对我们未来经济社会的发展依然具有重大意义。但是我国目前的现状并不容乐观。据统计,中国海河、黄河、辽河、淮河的水资源开发率分别达到了90%、70%、65%、60%,均远超国际公认的40%警戒线,河流功能退化已成为制约中国经济社会发展的瓶颈之一,并且带来了许多隐性灾难。今天,学术界提出“人水和谐”的概念,“人类必须限制和规范自己的行为,尊重水的运动规律和自然属性,确保人与水和谐相处”。“人水关系的调整特别是人水矛盾的解决主要通过调整人类的行为来实现,需要调整好社会关系,合理分配不同地区、不同部门、不同用水户间的用水量、排污量和应承担的责任,规范人类的取用排节水行为等,既要共享水资源又要共同承担保护水资源的责任”。