羅布泊消失的真相！

羅布泊，曾經的中國第一大鹹水湖，為什麼最終會消失？

羅布泊的消失與中國西北乾旱荒漠化的日益加劇之間又有什麼關係？

作者 | 張洪泉

介紹 | 美國塔爾薩大學（The University of Tulsa）工程與自然科學學院華人教授張洪泉，是流體力學、多相流和流動保障等領域國際著名專家，他多年潛心研究中國西北乾旱沙漠化問題，發現羅布泊的萎縮和乾涸是造成這一進程的唯一根本原因。

中國的人口分布極不均衡，絕大部分人口集中在南方地區和北方地區，很少人口生活在西北地區和青藏地區。青藏地區人口稀少的原因是高海拔，氧氣稀薄，氣候寒冷，不適於居住，而西北地區唯一的制約因素是缺水。

現今夏季南方地區的洪水越發越大，而西北地區乾旱卻在加劇。南方和北方地區受太平洋氣流的影響，尤其是夏天的季風給南方帶來大量的降水，而大西北地區則處於西風帶上，大氣環流所攜帶的水分大部分被帕米爾高原截留，所剩不多，結果乾燥的西風帶與東南方的暖濕氣流相互作用，造成了降水由低到高的過渡。

筆者認為，羅布泊的萎縮和乾涸是造成中國西北乾旱沙漠化問題的唯一根本原因。

一

大西北

黃沙飄滿地，白雲懸於天

大西北處於西風帶上，其乾旱源頭是塔克拉瑪干大沙漠。而大西北的乾旱是青藏高原和帕米爾高原的雨影效應所致。

當濕潤的空氣隨著盛行風遇到山體上升時，溫度降低，水蒸氣凝結，形成山前降水。當繞過山頂後，空氣中的濕度已經大大降低，所以在山的背風面，下降的空氣就會幹燥的多。

高山雨影效應

上、下風地區空氣濕度在大氣中分布的比較

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降雨取決於兩個條件，一是大氣攜帶足夠的水分（即降雨雲），二是地面附近的空氣相對濕度要足夠高，在沙漠地區，通常這兩個條件都不具備，但第二個條件是決定性的。

在沙漠里我們常常會看到藍天白雲，但是天高雲淡很難形成降水，主要原因就是沙漠里地面附近空氣的相對濕度不夠高，雨滴落到一定高度就又重新被蒸發掉。

羅布泊的位置和塔里木盆地的中間均處於北緯40°附近，在4700米（青藏高原的平均高度），空氣濕度只有地面（零海拔）濕度的1/5，而在這個高度以上的大氣中所含的水分只有整個大氣水分的7%左右。當西風帶掠過帕米爾高原時，其90%以上的水分會被高原的迎風面截留，只剩下不到10%的水分被西風攜帶到背風面。

空氣濕度隨海拔高度變化

地面上的濕度最高，隨高度增加，濕度很快降低。

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沙漠與正常的生態環境相比，其最大的不同就是沙漠里低空的空氣濕度比較低，而在高空其濕度則會相對稍高一點，以使其蒸發的水分傳遞到沙漠之外的地區，從而增加相鄰地區的降水，這也是為什麼沙漠周圍地區經常是「十年九旱，不旱則澇」。

塔里木盆地內雖然極度乾旱缺水，但那裡也有眾多的溪流從周圍的山脈流出，彙集在一起流到中國最長的內陸河– 塔里木河。

塔里木盆地內的河流分布及羅布泊的位置

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大氣環流掠過周圍的高原和山脈時所形成的降水，雖然大部分留在山體的迎風面，但也有一部分流到盆地內，稱為地形降水溢入，再加上盆地內少量的降水，就是盆地內的總降水。

經估算，塔里木盆地的年總降水大約為125毫米，在同一緯度全球的年均降水為800毫米左右，塔里木盆地的降水只是全球平均值的大約15%。同一緯度，塔里木盆地的年蒸發量（125毫米）是全球年平均水蒸發量（360毫米）的35%。

然而，塔里木盆地的大部分區域是沙漠，那裡的蒸發能力超過每年2000毫米，若是把所擁有的水均勻分布在整個盆地，將是杯水車薪，會很快煙消雲散，所以這些有限的水只能維持盆地周圍靠近河流、面積很小的綠洲。

塔里木盆地內的沙漠和周圍綠洲

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大西北乾旱沙漠化的主要原因是青藏高原和帕米爾高原的雨影效應（因著西風帶的作用，帕米爾高原的作用更大一些），西風帶經過這一地區時，大部分水分被高原的迎風面截留，乾燥的空氣在背風面形成沙漠，並向下風地區蔓延。沙漠（包括戈壁）一旦形成，便進入惡性循環，因為那裡地面附近空氣相對濕度太低，即便有雲偶爾從其它方向飄來，也很難形成降雨。

二

塔里木

弱水出雪山，強蒸返雲間

塔里木盆地內的地表水大部分來自周圍的高山，西風帶掠過西部的山脈在迎風面形成降水，一部分溢入塔里木盆地形成河流，彙集到塔里木河。而分散降落在盆地內的水，由於地面極端乾燥，就很快被吸收然後蒸發掉了，對盆地內的河流幾乎沒有任何貢獻。

正常水蒸發使地面濕度大於高空

水蒸汽輸出使盆地上方濕度大於周圍大氣

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塔里木盆地沒有流出去的河流，進來的水只有一條出路，就是全部通過蒸發返還給大氣，進來多少蒸發多少，這樣自盆地上空向外有一個持續的水蒸汽輸出。大氣在經過沙漠地帶時，非但不會留下水分，反而將流入沙漠的地表水蒸髮帶走，沙漠里地面附近的空氣相對濕度較低，但高空中空氣濕度卻高於周圍大氣。

三

西北地區的時空變換

史書上經常提到的大漠，位於外蒙古境內，是北天山、阿爾泰山和杭愛山雨影效應的結果，也有幾百萬年的歷史。而同在高原雨影之下的河西與河套地區，在周代之前，大部分都是富饒的農耕區或草原，森林湖泊密布，是華夏九州之一的雍州，《尚書·禹貢》中說這裡「厥土惟黃壤，厥田惟上上」，即土壤是黃色的，耕田是最上等的。

陝北神木石峁古城遺址和那裡出土的鱷魚骨板（左下角）

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但是漢唐之後，西北的乾旱沙漠化越來越嚴重。根據經史記載和考古發現，黃河的變遷、動植物的南移、北方列強的向東輪轉、華夏王朝的重心東移、黃土高原的原面沖蝕等時空變換，說明西北乾旱沙漠化自古以來，是一個由西向東的空間發展過程。

由於持續加劇的乾旱，以及城市發展對水的需求增加，曾經是「八水繞長安」的古都西安，在1980年代竟成為我國缺水最嚴重的城市之一，一段時間曾出現嚴重的水荒現象，只好打井抽取地下水，結果很多地方地面下沉，甚至造成著名的大雁塔嚴重傾斜。

黃河的「黃」是東漢時才加上的

代表流域內的水土流失逐漸成為常態。

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1960年代以來，短短的50餘年，幾乎所有黃河支流水流量均呈現急劇減少趨勢，黃河的入海徑流量同期下降了大約80%。過去「三年兩決口，百年一改道」的浩蕩雄渾之河，現在已成氣若遊絲的「虎頭蛇尾」，只有在人為調配之下才不致斷流。

黃河中游支流年徑流量變化

（紅豎杠對應羅布泊乾涸時間）

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值得注意的是，黃河及其中游支流徑流量的降低都是步調一致，在羅布泊乾涸之後開始加劇，而同期長江的平均流量卻基本沒有變化。

在黃河流量大幅度減小的同時，長江的平均流量卻基本沒有變化，甚至略有增加。這充分說明，黃河流量的降低絕非全球氣候變暖或遠程大氣輸送變化所致，因為這些大尺度的變化不會選擇性的使長江流量稍有增加，而同時又使黃河流量大幅度減少，原因在於黃河流域本身以及其附近的上風地區。

黃河利津站年徑流量變化

（紅豎杠對應羅布泊乾涸時間）

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長江年徑流量變化

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四

羅布泊

原作騰雲海，今充乾旱源

在古代，羅布泊通過其巨大水蒸發量、特殊位置（處於塔里木盆地的東口）和西風帶的協助三者結合而發揮其扭轉乾坤的作用。

羅布泊面積巨大（西漢時約為一萬平方公里），水深極淺（以漢代為例，最深處不過四、五米），水溫偏高，蒸發量巨大。所有流入羅布泊的水最後都一滴不剩，變成蒸汽返還給了大氣，流入多少蒸發多少。這個水蒸發過程首先增加了大氣的水分和雲的形成，同時提高了低空的空氣相對濕度，使大氣中的降水更容易落到地面。

塔里木盆地南、北、西三面均被高原或高山環繞，而東面的北山卻很低，大約只有其它三面山脈高度的一半，並且還有河西走廊，塔里木盆地就像是一個簸箕，它的口朝向東部的戈壁灘，從標出的塔里木盆地和戈壁灘的輪廓可以看出，羅布泊正好位於兩者銜接之處。而羅布泊又恰巧海拔最低，塔里木盆地只要有富餘的水定會自然流到這裡。

羅布泊的特殊位置

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戈壁灘的形狀像是一個氣球，被塔里木盆地乾燥的空氣借西風吹起來，若是來自塔里木盆地的氣流濕潤一點，它就會小一些；相反，它就會大一些。也就是說上風地區的條件決定下風地區的狀態，上風地區濕潤則下風地區濕潤，上風地區乾燥則下風地區乾燥。羅布泊周圍存在下降氣流（即大氣在高空匯聚），並在地面附近造成迴流，這樣當地的空氣會滯留的時間長一些。

這些特點決定了羅布泊獨一無二的功能，它確實是控制中國西北地區生態環境的唯一可操控的「機關」。

中國大西北600百帕年均風向、

風速以及收斂度（10-5/s）（1961-1990）

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在現代，對比上世紀50年代和本世紀初的平均降水數據，相隔40餘年，塔里木盆地中西部及周圍的降水明顯增加，低降水區域顯著縮小。而塔里木盆地以東的戈壁灘及周圍降水明顯減少，低降水區域顯著膨脹。

1955年1月至1959年12月的年平均降水分布

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2000年1月至2004年12月的年平均降水分布

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這兩個區域的反相變化顯然是相互關聯的，其背後的原因正是塔里木盆地內水蒸發西移所造成的濕度傾斜，塔里木盆地的大部分水蒸發被限制在盆地的西部及周圍，不能達至東部，使東部的空氣更加乾燥，再加上當地春、夏、秋的高溫，在西風帶的推動下，猶如一個巨型的吹乾機，對戈壁灘及周圍地區起著持續烘乾的作用。

羅布泊一萬年以來估算水面積的變化

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中國大西北東部的「變干」和西部的「變濕」，兩者都是羅布泊乾涸和盆地內水體的持續西移的結果，它們是相伴而生的，即西部的降水增加是以東部更大範圍的乾燥化為代價的。需要強調的是，西部降水增加所帶來的好處微乎其微，而東部廣大地區因失去羅布泊這道保護門而帶來的乾旱沙漠化是難以承受且不應承受的災難。

五

復興羅布泊，恢復西北生態

01

綠長城

近防誠可貴，遠截更克堅

三北防護林工程被譽為中國的綠色長城，它在東北和華北地區以及西北地區的東南一側成效顯著，尤其以陝西榆林周圍的黃土高原、內蒙古科爾沁沙地等為代表，降低了京津一帶的沙塵暴的頻率和強度，然而在西北大部分地區卻舉步維艱，沒有取得預想的效果。

三北防護林投入巨大而收效甚微，這種願望與現實的落差，主要源於一個認識上的誤區，即西北地區乾旱沙漠化的主要原因是從古至今的濫砍濫伐，如果這一認識是正確的，那麼只要把樹種回去，生態環境自然就會恢復。

但事實並非如此，近60年來，內蒙、甘肅、寧夏、陝西北部（包括黃河河套地區）的降水都有明顯降低，綠色長城並沒有扭轉乾旱沙漠化的進程，這說明雖然綠化很重要，但還不是最重要的決定因素。起主導作用的是塔里木盆地內的水體西移，它以羅布泊的乾涸，標誌著這個乾旱之源的門戶洞開，隨後塔里木河斷流越來越長，塔里木盆地東端空氣越來越乾燥，對下風地區生態環境的吹乾作用越來越強。

通過衛星圖片可以很清楚的看出中國西北的綠色植被分布，甚至從綠色由淺到深的逐漸變化，可以看出乾旱沙漠化的走向，正好與當地的風向相吻合。

從衛星照片上的顏色紋路可以

看出中國西北的乾旱沙漠化

是來自塔里木盆地干空氣吹拂的結果

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羅布泊消失之後，戈壁灘上的沙漠迅速膨脹。自上世紀70年代到90年代，巴丹吉林沙漠增長了80%，騰格里沙漠增大了16%，烏蘭布和沙漠增大了38%，這三個原本分開的沙漠現在已連接起來。

戈壁灘幾個原本分開的沙漠

已連在一起(Google Earth)

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自羅布泊乾涸之後，銀川當地的空氣變得越來越乾燥，並且近年呈加劇態勢，空氣相對濕度越低，則降水越困難。

銀川市空氣相對濕度呈加劇下降趨勢

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根治西北乾旱沙漠化應在源頭下功夫，羅布泊是一個絕佳的「命門」。

如何才能恢復羅布泊昔日的光景？滄海桑田，時過境遷，所需要的水從何而來？下面提出一個兩步走的方案。

02

坎兒井

潛行避蒸發，水聚成天塹

塔里木盆地內幾乎遍地沙漠，濕度低，溫度高，水蒸發能力極強。盆地內的河流都是面大、水淺、彎曲、經常改道，造成大面積的濕地，很大一部分水在未加利用之前的輸送過程中就被無效蒸發，所以水使用效率極低。

塔里木盆地河流彎曲、面大、

水淺、經常改道、蒸發量大

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要解決這一矛盾，實際上已經有一個現成的辦法，就是坎兒井。坎兒井已經成功得應用於世界各地的沙漠和乾旱地區，一個主要功能就是避免蒸發。這項技術經過改進，應用於塔里木盆地，就可使水跨越長途，順利流到羅布泊及周圍，使羅布泊開始逐漸恢復。

具體做法：

首先把河道疏浚取直，使水表面積儘可能小，然後在河兩側以一定間距分步鋪設多條深4米左右的地下輸水管以取代地表水流，地下河主幹可用4米左右直徑的水泥管。

河道逐步以地下輸水管道代替

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「現代坎兒井」

用地下管道代替地面河以避免水蒸發

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除了主要的河流，在塔里木盆地周圍山腳下還存在著無數大大小小的溪流，這些季節性的溪流，在春夏流入沙漠，其水量基本都被無效蒸發了，若把它們收集起來，採用不同直徑的地下管道，彙集到較大的幹線，也是可觀的水量。

塔里木盆地周圍無數的溪流

都可用相應直徑的地下管道彙集到地下河

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地下輸水管道的銜接處非但不需密封，還須有意使管內的水可以滲到外邊，外邊的水可以滲到管內。

使用可以內外滲透的地下輸水管道的好處：

可以把土壤中多餘的鹽分帶走，避免土壤鹽漬化；

在春夏水流上漲時使地下水得到補充，秋冬水流低落時一部分地下水可以迴流；

在少水季節，使水集中流入部分管線，這樣在流動的過程中，部分水就會漏出去，滲入其它水位較低的管道；

大大降低泥沙攜帶，解決河道淤積並頻繁改道的難題。

在水少季節選擇性使用輸水管

有助帶走土壤中鹽分，改善地下水質量

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塔里木盆地底部非常平坦且略微傾斜，自南到北以大約0.05度的坡度緩慢下傾，自西向東以大約0.015度的坡度緩慢下傾，大部分河道周圍都是沙土，利於鋪設地下輸水管道。

塔里木盆地地形

（a）南高北低（b）西高東低

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若把塔里木盆地的所有地表水，從出山口開始就用地下河輸送，所需總投資應不超過兩千億人民幣。

「現代坎兒井」既可使塔里木盆地水脈通暢，又可截留蒸發水使羅布泊再生，最大化的扭轉高原雨影效應，將西北生態恢復到漢唐時期。

03

青藏水

高屋蔭華夏，建瓴三盆端

若要進一步加強羅布泊這一門戶，以致完全封住塔里木盆地的乾旱影響，使其下風的西北及北方地區生態徹底改善，消除這一地區所有的沙漠，就必須從源於青藏高原的其它河流向塔里木盆地東端引水進入羅布泊及周圍地區，同時兼顧吐魯番盆地南緣。

設想

在青海加吾附近的黃河峽谷建一大壩，形成一個大型水庫。

從這裡繞山腰開鑿一條大渠，在茶卡附近穿山進入柴達木盆地，把希里溝湖、尕海湖、克魯克湖和托素湖串在一起，在托素湖附近的山口築壩提高水位，使尕海湖、克魯克湖和托素湖連為一體，形成第二個巨大的淡水湖。

大渠繼續繞柴達木盆地北緣的山腰向西北延伸至大、小蘇千湖，在大蘇千湖附近的峽口築壩，使大、小蘇千湖連為一體，形成第三個大淡水湖。

然後在當金山口附近開鑿隧洞，穿山進入塔里木盆地，在盆地的南山坡分為兩路，一路向西延伸，一路向東延伸。東路在玉門附近穿過河西走廊，繞北山進入吐魯番盆地。西路引水渠可至車爾臣河上游以西更遠的地方，補充塔里木盆地由南到北的河流。

經黃河、柴達木盆地向塔里木盆地東端的引水設想（藍色）

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如有需要，也可在冷湖鎮以西建第四個大型淡水湖（紫色區域），在阿爾金山以西較窄的山脊處開隧洞，進入庫木塔格沙漠。

引水渠（紅色）貫串柴達木盆地北緣、

塔里木盆地東端、吐魯番盆地南緣

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在加吾蓄水庫之前的黃河上游可鑿洞築壩，穿過一道道分水嶺，把長江上游支流的水部分引到黃河，以補充引到塔里木盆地的水量。

這樣的一個引水工程把長江上游、黃河上游、柴達木盆地北緣、塔里木盆地東端和吐魯番盆地南緣，貫串在一起，將南水、北水在源頭形成一個可微調的網路，引水能力可逐漸提升，最後做到在南方的汛季能將長江上游大量的水引到黃河和柴達木盆地的蓄水湖中，以緩解長江流域的洪澇災害，而在南方較乾的時候少引或停止引水。

最終，通過內水調節與外水引入相結合，可在塔里木盆地東端形成大如浙江省的良好生態環境，這本身所帶來的經濟效益就是成本的無數倍，而其主要作用尚在盆地之外的東部廣大地區，所以總的回報將無法估量。

文章節選自《於無聲處-華夏雲泉羅布泊》

（光明日報出版社出版，2017年12月）

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