2013年以来，我国中东部地区大范围持续雾霾频发，严重劣化生存环境，危害生命健康，引起全社会高度关注和忧虑。关于重污染天气形成的原因，政府部门权威的解释为：第一，污染物排放量大是根本原因，第二，不利于扩散的气象条件是直接原因。对应第一点，看年度同比，各地排污总量并未成倍剧增；再看第二点，2013年以来的气候并不比往年特别反常。但是，重污染天气日数不仅骤增数倍，而且范围之广、持续之久、指数之高、发作之频，皆前所未有。因此，雾霾灾难严重凸显之复杂因果关系，尚需深入探索。

所谓雾霾，由雾与霾组成。通常情况下，雾是霾聚集的气象条件。雾，在中国古代分为两类：雾与霿。古人对雾的认识，显然基于天地循环系统，“天气下，地不应，曰雾”与“地气发，天不应，曰霿”(《尔雅·释天》)。所谓不应就是循环阻隔，系统不通，所以才会形成雾和霿这两种非正常状态。当前雾霾成为常态，说明自然循环系统整体出了大问题。在自然系统的各种循环中，水循环最为活跃。因此要认识雾霾，还需要深入认识水循环系统。

自循环系统的特性是大小与内外一体，自生与自主一体，平衡与净化一体。在水循环层级体系中，区域大循环与本地小循环互为因果，为共生共存相辅相成。本地循环为自循环，跨区域循环为外循环。本地循环是经常性的和持续进行的，强度和速度明显的跨区域循环相对来说则是断续的和暂时的。本地自循环越活跃越充分，异地大循环相应才越协调越正常。若各地的自循环都正常，诸大小循环与内外循环就能够正常而经常化，则水循环整体系统便会以常态为主而周行不殆，相对起伏变化通常也不会很大，是为风调雨顺、风和日丽。

若系统遭到干扰破坏，本地自循环能力处于弱化趋势，就会逐渐演化为外循环为主。近来人们把北京等地的空气质量现象概括为“好天靠风吹，蓝天不过三”，普遍认为对于重污染天气的形成，“污染物排放量大是根本原因，气象扩散条件不利是直接原因”。但人们没有意识到，其根本原因则在自循环之停滞与自净化之失能。因为环境容量只剩下一个空间要素，于是只能依靠“气象扩散条件”，便是外在大循环。一旦风力减弱，污染指数即按照排放量与空间之比而攀升。净化与降解的关键就在本地循环。本地循环为净化、降解、吸纳；大循环为转移、扩散、稀释。外在大循环仅仅是暂时缓解局部污染，即使风力驱散，最终还要靠本地循环净化和降解。

水循环系统是贯通天空、地表和地下的一个有机整体。水性主降而气性主升，故地表决定空中，地下决定地表。地下水与地面植被为循环系统基础之隐与显。地面植被是正常而富有活力的水循环的可见基础，地下水则是地面植被和水循环的深层根基。

伴随我国经济快速增长，水资源用量越来越大，缺口与年俱增。多年来，我国地下水的提取量以每年25亿立方米的速度增加。华北平原浅层地下水每年超采26.4亿立方米，深层地下水每年超采12.4亿立方米，已无开采潜力。2010年，国土资源部和水利部联合对全国182个城市开展地下水水质监测，4110个水质监测点中，较差—极差级的监测点占57.2%^[1]。长期大量开采地下水带来的问题，不仅是人们已经注意到的引起地面沉降、海水倒灌和地下水污染，等等，其更为严重的后果是导致水循环系统的整体失衡与失能，对生态环境和人类社会造成不可估量的严重后果。

第一阶段：干旱趋势，降水减少，间或出现几十年不遇、百年不遇的暴雨。20世纪70年代起，推广水浇地，大量施化肥，打机井灌溉逐渐成为北方农业的普遍模式。与大范围地下水位下降基本同步，北方开始出现干旱少雨的长期趋势。阻隔地表与地下的水循环，必然削弱地面与空中的水循环。干旱少雨，于是更多抽取地下水，尽量拦蓄地表水，这又在进一步加强干旱趋势。“越抽水越旱，水越蓄越少”，这一说法看似有违常识，但却是自然规律。因为给定时空中水循环总量不变，而大量工程拦蓄水迟滞了水循环速率，故实际可利用水量大大减少。深究“越抽水越旱，水越蓄越少”其中的道理，就可以明白为什么我们越是努力修水库造大坝解决水资源短缺，水资源危机反而越是加重的深层因果。此无他，皆因我们扰乱了水循环系统，违背了自然规律。

第二阶段：荒漠化问题。地下水下降还会影响地面植被。此影响一是植被覆盖率，二是植被质量。地下水深埋，地表植被也许暂时变化不甚明显，但其生长状态、吸收拦蓄和蒸腾的循环功能以及降解污染物的能力等，都要大打折扣。降水及露霜减少和植被劣化，会影响更大范围的水气循环，联动更广泛区域的荒漠化与风沙问题。20世纪90年代起，我国北方沙尘暴频度明显增加。大范围植被破坏与降水减少是其直接原因，而地下水的下降牵动此二者并相互作用，使整体生态环境进一步下滑。

第三阶段：局地霿霾与雾霾现象增加。进入21世纪，我国中东部地区雾霾日数明显增多。据中国社会科学院、中国气象局《气候变化绿皮书：应对气候变化报告(2013) 》指出，中东部地区连续3天以上霾过程站次数在20世纪总体变化不大，21世纪以来连续霾过程站次数增加显著。持续3天以上的霾过程站次，2001年至2012年监测平均值，为1961年至2000年监测平均值的两倍以上，其中持续6天霾的过程，监测数据是对比数据的3.1倍^[2]。上述数据未区分雾霾、霿霾与霾，根据作者的观察研究，事实上一般先是霿霾多发，再演变为雾霾多发，然后是霾成为常态。从上世纪末开始，北方地区夏秋季节时常出现霿霾，说明自循环系统已经反常。再发展到一年四季雾霾频繁发生，态势就更严重。再往下，霾成为常态，只有刮风与霾天两者的交替。

第四阶段：大范围霾持续且频发。地下水位持续下降，对于水循环系统无异于釜底抽薪。地下水作为水循环系统的深层根基，其较小改变都会对整体造成很大影响，更不要说形成大范围漏斗。随着地下水位的持续迅速下降，立体的水循环体系支离破碎、徒有其表，滋养万物的大地逐渐失去了深呼吸。大范围雾霾持续弥漫时，实际上已经属于窒息态。而水循环障碍犹如人体之肾衰竭，病情已相当之严重。长期透支地下水，是现代社会的饮鸩止渴。岩层中的中深层地下水流动非常缓慢，其循环补充周期动辄数千年乃至若干万年。对于人类蜉蝣般短暂的生命尺度，这等于是与石油同样的不可再生资源。而深层地下水更比石油宝贝重要千万倍。如果没有了石油，人类也许好赖还可以生存，倘若几十米至数百米区位的中深层地下水枯竭，人类和陆地生命系统都将大难临头。眼下雾霾常态化，即为恶果之一，关键是后面还会有什么严重灾难，我们不知道。

雾霾成为常态，是自循环系统全面失能而陷入恶性循环的明显标志。对水循环系统干扰破坏最大的主要有三项：地下水下降、环境污染和生态破坏。三者相互作用综合累加，最后越过循环系统自我修复的临界点，致使本地自循环和自净化能力基本丧失。临界点也是一个动态指标。在系统下行的态势中，范围越大，临界点系数越低。若自循环系统失衡的区域小，周围地区可辅助补救，适当恢复自循环，或在辅助中一起循环和净化。失衡区域越大，所需外力越大，补助与恢复也越难，自身越容易进入恶性循环。因为大城市的自循环系数最低，所以城市规模越大，维持基本循环所需要的辅助面积相应也越大。这同时意味着，城市越大，辐射削弱压制周边地区自循环功能的范围也就越大。

雾霾的发生和发展，一般呈现以大城市为中心的扩散模式。原因就在于，现代大城市的自循环系数最低，同时又是集中产生污染微粒的地区。在现代城市环境中，从无处不在的硬化表面，到建筑风阻和热岛效应，从稀疏的植被和只有装饰作用的人工草坪，到各种污染物的集中和持续排放，从大量消耗水资源和超采地下水，到把大量污水排送至外界等等，几乎方方面面都是对循环系统的阻隔和破坏。城市的硬化表面不能降解污染物，微粒暂时沉降于斯，遇有气流扰动便又离逸，形成反复污染的循环。而本为补充当地水资源的降水，雨量稍大即致灾，相当部分雨水都从排污渠道外泄，足见其自循环机制和系统功能之差。

大城市作为现代经济发展的中心，同时也成为雾霾污染的重灾区。从自循环体系来看，城市规模和现代化程度与自循环系数往往成反比。在经济持续快速发展过程中，以大城市为同心圆，较大区域的自循环能力都在梯次同步衰减。尽管大城市远郊、小城镇和乡村地区的污染物排放相对要少，植被覆盖率也没有在短时间内发生显著改变，但地下水下降等因素，导致本地自循环已从根本上被削弱。乡村大面积耕地板结和污染，其对循环之阻隔，已逼近城市之硬化地面。水体污染、大气污染等，皆为抑制自循环的因素。自循环功能越弱，越容易被外力所左右。每当区域大气环流减弱，大城市的雾霾便迅速聚集，然后迅速蔓延。周围大片地区循环系统本已风雨飘摇，轻易被席卷覆盖，迅速将更大区域拖入失衡与失能状态。而雾霾所具的封闭效应，又进一步窒息原本微弱的呼吸循环，这本身又演化为“气象条件不利”的因与果。在雾霾中循环系统更加弱化，污染物更难以降解且不断聚集化合，复又形成共生叠加的恶性循环。这也是2013年以来雾霾在中东部地区突然大范围蔓延和频繁发作的主要因果演化模式。

自循环系统的整体性的特点非常明显。京津冀地区在2012年底率先突破质变临界点之后，很快就把黄淮地区、长三角地区和东北地区等地的临界点系数明显拉低。我国中东部地区突发大面积雾霾，其中污染物跨区域转移的因素所占比例不大，故远非主要因素，更主要的是自循环系统的内在作用。近来韩国、日本等地纷纷担心和宣称中国雾霾的扩散，实际上主要是作为循环整体的一部分，其本地自循环系统自身之问题，渐次在大系统中逐渐开始显现。地球作为一个自循环整体系统及单元，各个国家地区皆可作如是观。

雾霾常态化，是系统恶化的突出表症之一，如同污染微粒排放只是人类活动强度的指标之一。故根治雾霾既要控制排放，还需要整体调理恢复自然循环系统。认识自循环，调和自循环，补益自循环，恢复自循环，方为治本之道。

第一，以治理雾霾为契机，以修复自然系统的水循环为目标，争取尽早扭转我国生态环境“局部有所改善、总体还在恶化”的长期趋势。包括以下几个方面：(1) 通过系统人工降雨启动激活水循环体系；(2) 以大面积封育为主，助力自然恢复生态植被；(3) 严格限采禁采地下水并回灌。

第二，严重雾霾灾害等于从正反两方面再度明确警示我们，环境承载力的极限，同时就是经济增长的极限，更是中华民族生存基础的底限。雾霾灾害既是危机，也是机遇。危机即为示警，警示我们必须转变经济模式与生活方式。雾霾治理必须与促进经济结构调整相结合，改变粗放发展模式，建设循环系数高的新型生态城市。