森林的气候和水文效应问题，在目前学术界仍存在着很大争议(李文华，2001)。究其原因，恐怕是研究的地域范围和时间跨度不同所致。因为只有研究大规模、长时期的森林变迁，才有可能看清森林与气候、水文之间的关系规律。小规模和短时段的试验结果总是有局限性。森林是陆地生态系统的主体，诸如旱涝灾害、水源缺乏、土地沙化等生态危机，直接与森林面积减少有关，系不争的事实。本文只想通过研究我国历史上由于森林的减少所产生的严重的生态灾难和国土资源破坏，尤其是水旱灾害这样一些历史事实，进而揭示出几个符合我国情况的规律，为今后开展林业工作提供实践依据。

中国历史悠久，典籍繁富，有条件从数千年长跨度的历史视角来研究森林变迁与洪水、干旱、沙漠化的相互关系。目前，对中国森林历史变迁的研究已取得不少进展(凌大燮，1983；赵冈，1996；马忠良等，1997；熊大桐, 1997)，同时对洪水、干旱、沙漠化的历史变迁也都取得不少重要成果(骆承政等，1996；国家防汛抗旱总指挥部办公室等，1997；朱俊凤等，1999)。这就为进一步研究它们间的关系提供了基础资料和可能性。

1 我国森林资源历史变迁的基本事实

我国(按中华人民共和国国土面积计，下同)森林资源在远古时代极为丰富，据推测森林覆盖率最高时期可达64%(马忠良等，1997)。主要分布于当时年降雨量400 mm等雨量线以东以南地区。随着历史的发展，人口不断增长，森林资源渐趋减少, 见表 1(樊宝敏等，2001)。森林遭破坏的原因，在古代主要是火田火猎、农垦、战争、建筑、薪炭等。到近代，由于帝国主义的掠夺和以火药武器为手段的战争，再加上各种工业消耗，如造纸、矿柱、枕木等，使森林资源的减损空前加剧。在夏王朝建立至建国初期的近4 000年间，中国森林资源大约由60%的覆盖率缩减为10%左右。新中国成立后，尽管大力开展人工造林，但森林资源在很长时期却是入不敷出，生长量难抵消耗量，直到20世纪末才略有好转。

我国各个历史时期，由于人口、政治中心和活动区域的变化，森林资源受破坏的地区也有很大变化。在4 000年的历史时期，前2 000年，森林破坏的地区大部集中在黄河流域；后2 000年，由原先的黄河流域，逐渐向长江流域扩展，再到华南、东北和西南诸偏远地区，最后则是遍布全国所有林区。

2 森林变迁与洪水灾害

在中国，森林资源的长期破坏，直接的后果便是洪水的发生，而且其强度和频率与森林破坏的程度有密切关系。当然，并非所有地区的森林破坏都会引起洪水。然而在同一个流域里，上游地区的森林破坏必然会加剧下游地区洪水发生的频度和强度。现以黄河、长江流域为例来分析森林与洪水的关系。

2.1 黄河流域的森林变迁与洪水灾害

黄河中游地区是中国文明的发源地。从黄帝时期，农业开始产生，进而成为人类文明的重要标志。随后，大量的森林被开垦为农田。其主要方式是放火毁林。所谓“舜使益掌火，益烈山泽而焚之，禽兽逃匿。”(《孟子·滕文公上》)随着人口的增长，人们不得不开垦更多的耕地以满足对粮食的需要。管子曾论述黄帝、虞舜和夏禹的毁林情况：“黄帝之王，谨逃其爪牙，有虞之王，枯泽童山，夏后之王，烧增薮，焚沛泽，不益民之利。”(《管子·国准》)根据史料推测，毁林较为严重的时期，是自黄帝至夏代的数百年间。其毁林地区遍及当时所有农区，较严重的是今天的陕西、山西、河北、河南、安徽等地(张钧成，1980)。

在帝尧时，我国黄河流域发生了大的洪水。当时，“汤汤洪水方割，荡荡怀山襄陵，浩浩滔天。”(《尚书·尧典》)这次洪水造成极其严重的灾难。它引发了大禹治水。“关于这次洪水的原因可能很多，……但黄河中上游森林的减少或消失是这次洪水泛滥的重要原因”(张钧成，1982)。

从此，随着这一地区森林草原植被遭受破坏程度的日益加深，黄河流域的水土流失日益严重，洪水灾害便不断加剧。黄河原称为“河”，到西汉初年才有“黄河”之名。据考证，黄土高原的森林覆盖率在西周时期达53%(史念海等，1985)。经历代的破坏，到建国以后只剩下6.1%(国家林业局，1999)。

学术界公认，黄河是洪水灾害最严重的一条河流。“自周定王五年(公元前602)至1938年花园口扒口南泛的2 540年间，决口泛滥的年份达543年，一年之中甚至一场洪水之内决溢多次，所以共计决溢次数多达1 590余次，较大的改道26次”(骆承政等，1996)。“黄河为患久矣，四千余年间，决溢变迁不可胜数，而大徙之数有六，入海之委有三。……禹河故道，自帝尧八十载(约公元前2278)至周定王五年(公元前602)，凡历1677年而无大患。其后善治河者，当推东汉王景，景治河功成，东流之局遂定，此后历800余年，无显著之变迁。……溯自大禹治河成功以来，据《黄河年表》统计，决溢总数达1 575次之多”(郑肇经，1950)。一般地说，随历史的发展，黄河水患日益加重，见表 2(郑肇经，1950)。但也有曲折。东汉以后至北朝中叶以前黄河长期安流，则与这一时期中游地区土地利用上的转农为牧有直接关系(谭其骧，1962)。到晚清时期，黄河泛滥经常发生，在1840~1911年的71 a间，黄河共计发生“一般、大、特大”灾情27次，平均2.6年一次(骆承政等，1996)。给灾难深重的沿河两岸人民带来极大痛苦。黄河为患源于河道淤塞。黄河成了高架河后，久之改道便不可避免。咸丰五年(1855)，黄河决口改道，河水从北厅兰阳汛铜瓦厢决口漫出，主河道断流，河水折向东北，借道山东境内的大清河东流归至渤海湾入海，结束了700年间黄河下游由淮河入海的历史。此后的20年，河水在中原一个三角形冲击扇中自由漫流，每遇洪水之年便四处决口(龚书铎，1996)。直到光绪元年(1875)，清政府开始在黄河南岸筑堤，形成今天的黄河下游河道。

对比表 1、2可见，隋唐对于森林和黄河洪水都是一关键时期。此前，全国森林覆盖率高达37%以上，洪水为害的频率也较低，秦汉时期虽较严重，也只是平均27.56年发生一次。而经过隋唐以后，从五代开始，全国森林覆盖率降低到33%以下，此时黄河中游地区的森林覆盖率可能降至20%以下(根据史念海研究资料估计)，黄河水患的周期已缩短到不足1年了。

黄河这一母亲河，由于其屡屡成灾，成为中华民族的心腹之患。根治黄河也便成为无数仁人志士的最大心愿。从春秋时，便有“俟河之清，人寿几何”(《左传·襄公八年》)的咏叹，到清朝康熙皇帝把“河务”作为与漕运、平藩并列的三件大事之一。新中国成立后，党和政府更是十分关注黄河的综合治理，变水害为水利，已经取得很大成就。但是，根治黄河的任务并未完成，它需要多代人作出艰苦努力。

2.2 长江流域的森林变迁与洪水灾害

长江，过去一直是清水长流。但是随着这一地区人口的增长，人类的活动对自然植被的破坏越来越严重，于是水土流失和洪水灾害便日益加剧。

五代十国时期，经济文化的重心从黄河流域转移到长江流域, 以淮河、秦岭为界，南方人口开始超过北方(王育民，1995)。宋代在南方开垦大量农田，并兴修水利工程，农业生产有较大发展。宋徽宗大观年间，全国人口已突破1亿，为中国人口增长的一个高峰期(王育民，1995)。南宋初年(1126~1145)，出现了继西晋“永嘉之乱”后第2次北人南迁的高潮。尤其是清代，人口的高速增长加大了森林的破坏，在华中地区出现大批的“棚民”，进驻山林，垦种山坡。明清两代，广筑宫殿和园林，也消耗了很多木材。由于中原地区已基本上无林可采，长江流域便成为森林破坏的重点地区。

有学者研究，长江流域森林覆盖率到2世纪末接近70%，到14世纪中天然森林覆盖率不足40%(周宏伟，1999)。进入20世纪，人们对长江流域尤其是长江源头的森林资源进行掠夺式采伐，结果森林覆盖率锐减，水土流失剧增。1957年，长江流域森林覆盖率下降至22%，水土流失面积36.38万km², 占流域总面积的20.2%。到1986年，森林覆盖率锐减至10%，水土流失面积猛增到73.94万km², 增加了1倍。就水土流失的总量而言，长江早已超过了黄河(夏汉平，1999)。

泥沙在湖底、河床形成淤积，使蓄洪、泄洪能力大为降低。至清代中后期，太白湖淤塞，在江汉平原上形成了新的大湖——洪湖。古云梦泽不复存在。同时原本辽阔的洞庭湖，却逐渐淤塞萎缩，原先0.6万km²水面，缩到后来不足0.3万km²水域。咸丰二年(1852)，中游荆江段在小水年溃决，开成藕池口，8 a后复遇大水被冲成藕池河。同样，同治九年(1870)至十二年(1873)又在荆江形成松滋河。这2条新河与先前的虎渡、调弦两河一并注入洞庭，使泥沙增加3倍以上。湖床的抬高迫使湖水流向低处耕地，使低地弃田还湖(龚书铎，1996)。

长期以来长江流域森林破坏、水土流失的后果是，长江洪水一年比一年更严重。大小水灾，唐代平均18年一次，宋元两代6年一次，明清4年一次，民国以后平均2.5年一次，进入1980年代，洪涝灾害明显增多。(蔡述明，1999；国家防汛抗旱总指挥部，1997)。长江正在或已经成为我国第二条黄河。从根本上治理长江洪水和水土流失，是我国21世纪的一项重大任务。

2.3 森林破坏与洪水灾害的相关规律

从历史分析可知，我国西部地区的森林植被破坏，必然会导致中部和东部地区发生洪水灾害，即“西伐东洪”。或者准确地说，在同一个流域里，上中游地区的森林草原植被的破坏，必然造成中下游地区的洪水，而且洪水发生的强度与频度与上中游森林破坏的程度密切相关。

“西伐东洪”是由我国的气候和地理形势决定的。因为中国西部地势高，处于大江大河的中上游地区，森林遭到采伐破坏以后，蓄水力下降，“减洪增枯”的能力降低。遇大雨，则洪峰速至，引起中下游地区的洪水。同时，森林的破坏加剧了水土流失，大雨过后，泥沙随雨水注入河床，并造成淤积，使河床、湖底抬高，河床、湖泊的容积变小，即使水量不很大也会造成决堤危害。黄河下游从清代变成“悬河”就是由淤积形成的。因此，上中游山地有水不能蓄持，中下游河道行洪不畅，必然导致雨季洪水泛滥成灾。

3 森林破坏与干旱灾害

洪水与干旱是一对“孪生兄弟”。中国森林的大面积消失，除了会造成洪水灾害，而且也会导致气候干旱、黄河断流、沙尘暴肆虐和土地沙漠化。

3.1 沙漠扩张的历史事实

4 000年前，中国的森林覆盖率达60%，估计当时的沙漠覆盖率不会超过10%。然而随着历史的发展，沙漠逐渐扩张。时至今日，全国荒漠化土地面积262万km²，占国土面积的27.3%，而且每年还以0.246万km²的速度扩展(国家林业局，2000)。

最先扩大的是我国西北地区的塔克拉玛干沙漠、阿拉善和河西走廊地区的沙漠。据史书记载，公元前2世纪汉武帝时期，塔克拉玛干沙漠南缘的楼兰、且末、精绝、若羌等地是人口兴旺的绿洲。古楼兰城废弃于376年。而东端的米兰古城在8、9世纪仍然很繁盛(朱俊凤，1999)。河西走廊地区，在汉代还是通往西域诸国的“丝绸之路”，到唐朝已变为沙漠。河西走廊安西东南的锁阳城、敦煌西部南湖附近的寿昌城、高台南部的骆驼城等，均在盛唐以后相继沙漠化。虽然直接的原因表现为民族战争，但更深刻的原因则是气候的干旱。此后罗布泊变干枯，楼兰等西域古国逐渐消亡。

今天的毛乌素沙漠地区，早在战国时期曾是一片“卧马草地”，并有相当数量的森林分布。在十六国时期，还是赫连勃勃的夏国都城统万城的所在地，当时不会没有树木和草原。统万城从修建至毁废历时581 a(413~994)(王尚义等，2001)。毛乌素沙地环境的形成与演变，是在唐代及其以后的事情。唐代诗人许棠曾写道，“茫茫沙漠广，渐远赫连城”(《全唐诗》卷603)。宋代夏州城已“深在沙漠”(《续资治通鉴长编》卷35)。

今天的科尔沁沙地地区，在辽代早期和辽代之前还有树木和草原，是辽国的国都，此后逐渐沙漠化。金代沙漠化已有发生。元明清时期，由于政治中心的南移，沙漠化有所抑制。清代中期以后，农垦和毁林渐重，沙漠化加剧。近100多年来，科尔沁逐渐成为沙漠化地区。

北京及广大华北地区，近年来春季连续发生沙尘暴，和持续高温干旱少雨天气。1990年以来，黄河出现历史上少有的断流。目前，我国是世界上土地沙化危害最为严重的国家之一，沙漠、戈壁及沙化土地面积有169万km²，占国土总面积的17.6%，范围涉及全国29个省(区)的841个县(旗)，大部分集中在我国“三北”地区的13个省(区)。全国荒漠化土地面积262万km²，占国土面积的27.3%。全国沙漠化面积呈逐年扩大的趋势。在20世纪50年代到70年代沙化面积每年只扩大0.156万km²；80年代平均每年扩大0.21万km²；90年代发展到每年扩大0.246万km²，相当于每年损失一个中等县的土地面积。而且沙漠化危害的范围不断扩大，以沙尘暴为例，据统计20世纪50年代至世纪末造成重大损失的有70多次，其中50年代发生5次；60年代发生8次；70年代发生13次；80年代发生19次；90年代发生23次(李育才，2000；国家林业局，2000)。

以上历史事实证明，中国森林不断减少，沙漠逐渐扩大。

3.2 气候变干的历史事实

据史料分析和研究，中国历史时期的气候是由温暖、湿润，向寒冷、干旱逐渐过渡的(竺可桢，1973；张丕远等，1996)。这从殷商时期黄河流域能捕到大象、汉武帝时期河南淇县能生长毛竹就可推测出来。据研究，从仰韶文化到殷墟时期，我国境内大部分地区的年平均温度比现在高出2℃左右，冬季1月的平均温度比现在高出3~5℃。而且在殷、周、汉、唐时代，温度高于现代。降水量也明显高于现在，许多植被带有程度不等地向北和向西推展的现象，如汉唐时期梅树生长遍布于黄河流域(竺可桢，1973)。自汉唐以来，鄂尔多斯高原上的许多湖泊沼泽逐步干涸消失。如高原南部鄂托克前旗城川草滩本为古湖，西汉至北魏为奢延泽，西魏至唐为长泽，清代又为通哈拉克泊，至近代则分缩为沙那淖尔等一群小湖。又如灵武县的鸳鸯湖，明清时还十分宽阔，以后湖面缩小。而榆林县的刀兔、金鸡滩，神木县的大保当，靖边县的海则滩等，古代都是湖泊，大多是唐宋以后枯竭的(朱士光，1999)。再者，气候变化对历史上农牧过渡带会产生影响，甚至会触发社会动荡，这可从北魏平城迁都、元朝中叶岭北地区移民等实例看出来(满志敏等，2000)。由此说明，一方面，气候决定森林；另一方面，森林也会影响气候。中国历史时期气候的变化，尤其是干旱半干旱地区的沙漠化，其原因固然与青藏高原的隆起、太阳的活动有关，但由于人为的活动所导致的我国(当然还有周边国家)森林的大规模减少恐怕也是一个十分重要的因素。据研究，造成西部地区生态环境恶化的原因，人为因素占94.5%，自然因素占5.5%(石山，2001)。

3.3 森林减少造成降雨量减少和沙漠化的机理

我国北方地区的干旱和沙漠化，作者认为，主要与北方地区的降雨量减少有关，而后者又是中国森林(尤其是南方中国森林)的大幅度消失所致。由于我国东南方地区的森林减少，导致了中国西北方地区的降雨减少，进而导致400 mm等雨量线的东南偏移，再到沙漠化地区的扩大。概括地说，即“东伐西旱，南伐北旱”。

森林破坏导致沙漠化的机制在于：

首先，森林与降雨有关系。如果把全球作为一个系统看，总蒸发量等于总降水量。若森林的存在可以影响蒸发(蒸散)，则可以影响降雨。由于森林(至少在中国)可以增加蒸散，从整体来说，陆地系统的森林可以增加全球的降雨。森林能增加局部或地型降雨，已为学术界公认。波兰波兹南大学研究认为，当森林覆盖率在0~50%之间，森林覆盖率每增加10%，年降雨量平均可增加16 mm(王正非，1993)。

其次，中国的东南季风性气候特点决定了我国东南地区的森林可以增加西部地区的降雨。傅抱璞(1981)对我国西北地区假定全面绿化以后对降水的可能变化作了理论估算。结果表明，在全面绿化后影响最大的夏季降水可能增加110 mm；其次是春、秋季，季降水量可能分别增加35 mm与27 mm；冬季最少，仅增加4 mm。当然对这种观点目前仍有不同意见，认为森林会耗水而不是增加降水。但另据微机模拟试验，中国东部地区自然植被的恢复将使东亚夏季季风增强，从而有更多的水汽输送到中国大部分地区，使这里大气中水汽含量明显增多，降水量增多。东部大部分地区降水量增加的幅度为1~2 mm·d^-1(符淙斌等，2001)。中国气候的特点是夏季盛行东南季风，西北部地区的湿气，主要来自东南地区。东南地区的森林，增加东南地区的蒸发，增加运至西北方向的云雾，故可增加西北方地区的降水。不仅表现于降水量的增加，还表现于降水时间分配的均匀度，即降水频率增加。反之，东南地区的森林减少，则西北地区降水减少，400 mm、600 mm等雨量线向东南偏移，气候、植被带都相应偏移。森林与草原边界线处的森林退化为灌丛，再退化为草原，再退化为沙漠。表现为森林带的退缩，草原、沙漠的东扩南侵。北方的干旱少雨与春夏高温天气也是联系在一起的，集中表现为一种沙漠性气候特征。

东伐西旱、南伐北旱的历史证据为：(1)唐代以前，森林破坏主要集中于黄河流域，尤其是黄土高原地区。其影响便是其西北部的草原地区，演变为沙漠，如：罗布泊干枯、周围地区变成沙漠；通往西域的丝绸之路因变为沙漠、戈壁而中断；(2)五代以后，森林破坏的重点，由黄河流域转移到长江流域，其影响便是毛乌素沙漠的扩大，内蒙古草原的退化和沙漠化，华北地区的沙尘暴，黄河的断流。(3)科尔沁沙地形成和扩大与其东南方向地区的森林破坏有关。清代对东北森林实行封禁政策，科尔沁沙漠化得到抑制；晚清至今，东北森林的破坏则加剧了该地区沙漠化的扩张。这表明，沙漠化的程度与森林破坏的程度有直接关系。

3.4 森林与沙漠化之间的数量关系

在我国4 000 a历史间，森林覆盖率由60%减至10%；沙漠化面积由不足10%扩大到27.3%。由此可推算出，中国的森林覆盖率每减少10%，沙漠将扩大3.46%，即33.2万km²。全国平均降雨量的减少量，有待进一步研究。

4 小结

保护并扩大森林资源是保护国土资源的重要举措。在夏代建立以后的4 000多年间，中国森林资源大约由60%的覆盖率缩减为10%左右。前2 000年，森林破坏的主要地区在黄河流域；后2 000年，森林破坏则是遍布全国所有林区，尤以南方为主。

作为森林减少的后果之一，黄河、长江等流域水土流失和洪水灾害日益严重。对黄河来说，唐代是使水患加剧的分水岭。唐代以前，黄河发生水灾的次数较少。根据当时黄河流域森林资源的情况来分析，今后为了减少黄河水患，黄河中游地区较适宜的森林覆盖率应达至26%以上(相当于西周时期黄土高原森林覆盖率53%的一半)。长江流域森林覆盖率应达到55%以上(相当于唐代时期)。

森林破坏的后果之二，北部中国、尤其是西北地区，旱灾加重，沙漠化加剧。其机理是由于东南地区森林的减少，引起西北区域气候的变化，主要是降水量减少，400 mm等雨量线向东南偏移，加上人为不合理的生产活动，进而引起生态脆弱带(或农牧交错带)的沙漠化。经推算，森林覆盖率每减少10%，沙漠化将扩大约33.2万km²。

简要地说，我国大部地区(尤其是黄河、长江等流域)森林与气候、水文的关系规律是：“西伐东洪，东伐西旱”。反过来，要减轻中下游地区的洪水，必须恢复中上游的森林植被；要扼制西北地区沙漠化的扩张，必须在东南地区培育森林。在新世纪，要使我国的经济和社会实现可持续发展的目标，必须建设好我国的生态环境。其中主体性工程就是提高全国的森林覆盖率，由今天的16.55%提高到35%以上(相当于唐代的森林覆盖率)。要实现这一宏伟目标，必须运用好以上两个规律，方能达到事半功倍之效。