城市史研究(第33辑)
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·空间结构与环境变迁·

600年来永定河流域“京津张大”腹地环境变迁本文得到教育部人文社科规划基金项目(14YJA770019)资助。

张慧芝 王志刚

内容提要:永定河是海河五大支流之一,位于北纬40°附近,流域内城市存在西、北、东三个子系统,中心地分别是大同、张家口、北京(京津),明清以来北京作为国家政治中心,享有资源优先聚集权,张家口、大同则以“京师屏障”、服务京师为主要职能,从军事屏障、经济屏障到近年的生态屏障,很少顾及上游地区环境特征及可能引致的流域性变化。600多年来随着上游桑干河、洋河流域灾害类型增多、频次增加,下游京津水环境问题与之同步,20世纪中期以来流域性水问题由洪灾逐步转向了日趋严重的水资源短缺。

关键词:永定河流域 城市环境问题 流域一体化发展


永定河是北京的母亲河,尹均科:《永定河是北京的母亲河》,吴文涛主编《永定河历史文化研究》,北京燕山出版社,2007,第11页。北京城是在北京湾内永定河的古代冲积扇上产生和发展的;侯仁之:《北京海淀附近的地形水道与聚落》,《地理学报》1951年第1~2期。上游桑干河、洋河分别是大同、张家口的母亲河,在天津汇入海河水系入海。明清以来600多年间,该流域一直以“京师屏障”为主要职责,迄今“京津张大”四大中心不仅未形成流域一体化态势,且陷入了流域性的生态—经济双重困境。

一 研究对象特征:北纬40°附近

永定河流域位于东经112°~117°45'、北纬39°~41°20',与传统农牧分界线波动范围一致,由北京沿永定河谷西向、西北向深入黄土高原、内蒙古草原的通道古已有之。

(一)北京上水、上风及沙源区

永定河流域属北寒带大陆性半干旱气候,全长747公里,流域包括内蒙古草原、山西高原、河北坝上草原、京津平原,及太行山、燕山山地(见图1),在综合自然区划中属华北平原亚区ⅡB,上游属冀北山地小区、下游属黄淮海平原小区,任美锷主编《中国自然地理纲要》图22,《中国综合自然区划图》,商务印书馆,1992,第120~121页。官厅水库修在两地之间。冀北山地横亘于内蒙古高原和华北平原之间,明长城东段就利用了这一地形,东端山海关是东北和华北的分界线,滦河、永定河水系横切山脊,形成了喜峰口、张家口等隘口。

上游洋河源于内蒙古自治区兴和县,桑干河源于晋省宁武、左云二县,分别流经张家口和大同地区,因皆是荒漠化易发区,故也被称为北京上水区、沙源区;北京冬季盛行西北风,位于西北向的张家口是北京的上风区。

图1 永定河流域简图

(二)北京西向、西北向水陆交通通道

沿永定河道有一条贯通山西高原、内蒙古草原、河北坝上草原、北京小平原,直到渤海湾的通道,勾连东西、纵深南北,是北京控制西部、西北部的要道。

陆路沿永定河谷有北京—内蒙古草原、北京—山西高原北部两条干线,前一条为减轻水患,北京至居庸关一段避开了永定河,也被称为居庸关道,侯仁之:《北京城市历史地理》,北京燕山出版社,2000,第353页。该道形成很早,唐代北京至山西高原路线的前段已与居庸关道基本一致。严耕望:《唐代交通图考》卷5,台北中研院《历史语言研究所专刊之八十三》, 1986,第1680页。此外,山西高原北部从大同东北向沿南洋河、洋河谷地的陆路交通线,在怀来并入桑干河谷地后东南下至幽州,也与居庸关道交接;1914年京张铁路延至大同,穿行桑干河、洋河、南洋河流域的路线基本与传统驿路平行,即沿着河谷展筑。大同—北京之间贯通永定河的水运在历史上应只是谋划,并未实施。运河开凿之前,永定河下游应是京津之间的天然水道。北魏孝文帝曾言“恒代无运漕之路”,《魏书》卷79《成淹传》,中华书局,1974,第1754页。严耕望认为唐代“桑干河水运且相当发达”,严耕望:《唐代交通图考》卷5,第1336页。但无详述。隋代永济渠最北端一段应利用了永定河道,谭其骧主编《中国历史地图集》第5册,“隋·河北诸郡”图,地图出版社,1996,第15~16页。元初通惠河未引永定河河水,因“此水浑浊不可用也”,《元史》卷66《河渠三》,中华书局,1978,第1660页。曾想开通永定河水运,郭守敬考察后认为“不通”;《元史》卷164《郭守敬传》,第3851页。明代因北疆军需转输又想开“宣大运道”,大同巡抚还进行了水陆联运的初步设计,《明史》卷87《河渠志五》,吉林人民出版社,1995,第1365页。最终被工部否决。清代以降永定河航运已无实际意义,再无人问津。

二 上游城市“屏障京师”职能强化与腹地生态

15世纪前后全球气候进入小冰期,牧族南下加深了中国北疆危机,国家战略随之调整,都城北移,下游北京城成为多民族国家的政治中心,上游张家口、大同成为民族冲突、交融的前沿。在政治作用下,该流域及其城市的职能遂以“屏障京师”为核心。

(一)明代“军事屏障”与上游边城腹地开发的生态效应

元时北疆远在阴山之外,北京及永定河流域相对安全,为便利京师与蒙古地区联系,曾议开通永定河水运。1368年元政权主动北退,瓦剌、鞑靼等部依然保有较强军事实力,遂以河套地区为据点,“出套则寇宣大三关,以震畿辅”,《明会要》卷63,中华书局,1956,第1222页。“终明之世,边防甚重”,《明史》卷91《兵三》,第1428页。宣、大两镇尤重,直到1571年隆庆和议民族关系方由战争转以互市为主。

1.军镇供给与腹地大规模屯田

明京师北迁时大宁都司、东胜卫已内徙,北方防线南退数百里,元政权余部盘踞河套,阴山和黄河天险不再,与京师位于同一河谷走廊的宣、大二镇军事门户地位陡然加重。《三云筹俎考》记载大同镇驻军编制为90966人,马31785匹,到嘉靖四十五年驻军达135778人,战马51654匹,茅瑞征、王士琦:《万历三大征考·三云筹俎考》(合订本),台北,华文书局,1968,第445~446页。“独大同巡抚兼赞理军务之柄,视他边尤为切要”,正德《大同府志》卷7《宦绩·巡抚》,嘉靖年间刻本。九镇中大同驻军最多;宣府驻军也达151452人。孙承泽:《春明梦馀录》卷42《九边》,清文渊阁四库全书本。庞大的军队供给在半耕半牧的北境是非常困难的,这也是明代屡议永定河运的根源。因长途转输不便,当时主要以军屯来解决粮食问题,“其合用刍饷各镇原自有屯田,一军之田足以赡一军之用,征屯粮不足,加以民运,民运不足,加以盐粮,盐粮不足,加以京运”,《明穆宗实录》卷39,隆庆三年十一月乙亥条,台北中研院历史语言研究所,1962。军队“七分屯种,三分城操”,潘潢:《议处全陕屯田以足兵食事情》,《明经世文编》卷199,第3册,中华书局,1962,第2084页。“每田一顷,招军一名”,王崇古:《陕西镇军务适宜疏》,《明经世文编》卷319,第4册,中华书局,1962,第3393页。每名士卒应垦田数多为百亩。《春明梦馀录》记明初大同府屯军16700名,屯地15830顷,宣府屯军8607名,屯地4303顷,孙承泽:《春明梦馀录》卷30《五军都督府》。由此可证屯垦数量与军事布防一致,开中法实施后商人多募民就地开垦。终明一代黄河中游无地不垦,沟壑坡地、丘陵山区,都在广种薄收,庞尚鹏:《清理大同屯田疏》,《明经世文编》卷359,第5册,第3870~3871页。至清时屯田还在继续推行。刘余谟:《垦荒兴屯疏》,贺长龄:《皇朝经世文编》卷34,道光刻本,记顺治年间:“国家财富大半耗尽于兵力,即使天时无警,正供不亏,而军食已急,民力已竭……舍屯田而外,别无奇策。”

2.桑干河、洋河流域生态变迁

大规模山地屯垦必使林草覆盖率大幅下降,此外,庞大驻军的燃料需求,堡寨、营房的木材需求对长城沿线森林的破坏也是惊人的。林草是流域生态系统的重要因子,大规模减少势必会扰动生态系统的能量循环,生态系统受到扰动、失衡后,流域内居民最直接的感受就是灾害的增加,甚至是新的灾害类型出现。依据乾隆《大同府志》乾隆《大同府志》卷25《祥异》,乾隆四十七年刻本。和《宣化府志》乾隆《宣化府志》卷3《灾祥》,乾隆二十二年刻本。的记载,截至1644年永定河上游主要灾害可分为13类,其类别和发生频次如图2、图3所示。

图2 17世纪中期以前桑干河流域灾害类型及时间分布

注:1地震;2雹;3风;4旱;5蝗;6雨;7雪;8霜;9水;10风霾;11饥;12疫;13虎;14狼;15河竭;16山崩。

图3 17世纪中期以前洋河流域灾害类型及时间分布

注:1地震;2雹;3风;4旱;5蝗;6雨;7雪;8霜;9水;10风霾;11饥;12疫;13虎;14狼;15河竭;16山崩。

从图2、图3可归纳出17世纪中期以前永定河上游灾害发生的主要特征。

(1)从时间分布分析,截至17世纪中期有两个灾害高发期:一是北魏时期(386~557),二是元明时期(1278~1644)。它们直观地反映出流域灾害和大规模开发的因果关系。

(2)从灾害类型分析,出现频次最高的是地震、雹、饥,前两个属自然灾害,后者则是自然与人为交互作用的灾害,17世纪中期之前桑干河流域无赈济的记录,洋河流域在1286年便有“遣使阅实饥民周济之”,乾隆《宣化府志》卷3《灾祥》,乾隆二十二年刻本。反映出人口承载力前者要高于后者,这也是后世张家口城市发展无法回避的腹地制约问题。

(3)14世纪中期桑干流域出现疫疠,1580年、1607年又两次出现;洋河流域在17世纪中期之前则无记载。疫疠多造成人口迅速减少,如1353年“大同路疫,死者大半”,反映出桑干河流域的开发已对环境造成较大压力。

(4)17世纪前期上游出现虎狼灾害,佐证了明代山地耕垦对野生动物生存空间的挤压。

(二)明后期至20世纪80年代“经济屏障”与边城内地化的生态效应

隆庆和议结束了北疆两个多世纪的战争状态,民族关系转以互市为主,张、大边城开始内地化。清政权与蒙古族融合,张、大边城职能愈发趋弱,民国初年已与内地城市无异,但受地缘位置影响,经济屏障职能趋重:(1)国际地缘政治变化,俄国东向扩展,张、大成为与俄人商战前沿;(2)近代天津开埠、京津人口规模扩大,张、大经济腹地功能显现,但在政治力量作用下,两市产业结构更多体现着服务、满足京津的特点,这一态势至今依然。

1.中俄商战、旅蒙贸易前沿

17世纪下半叶俄国东向扩展加速,1689年签订《尼布楚议界条约》,始大规模对华贸易;1728年签订《恰克图条约》,恰克图城归俄,至19世纪后期该地一直是中俄两国重要的贸易中心。库伦位于恰克图南约760公里,康熙年间设市于此,因商道起点是张家口,遂称张库商道(后称张库大道),该道“作为贸易之途,大约在汉唐时代已经开始。出现茶的贸易,大约不晚于宋元时代”,李桂仁:《明清时代我国北方的国际运输线——张库商道》,《张家口文史资料》第13辑,1988,第110页。商道辐射范围辽阔,覆盖了蒙地大部及俄南境。茶叶多由晋商从武夷山茶区贩运至张家口,大同作为中转站,“商旅辐辏,货物涌贵”,“民物繁凑,号西北都会”。正德《大同府志》卷1《风俗》,明正德十年刻本。张、大经贸功能的扩展,对腹地经济引领作用加强,如张家口皮毛、土碱、茶叶等加工业及酿酒业等,“每年大约要输出白酒即达100余万斤以上。……运往漠北各旗”,卢明辉、刘衍坤:《旅蒙商——17世纪至20世纪中原与蒙古地区的贸易关系》,中国商业出版社,1995,第73页。所需粮食多取自口北新垦农区;再如大同的药材、铜铁器皿,大同城内钟楼街也被称为铜匠街,铜制品多运往外蒙古地区。

2.近代以来政治力量干预下的京津经济腹地

20世纪初外蒙独立、张库商道衰落,张大商贸功能弱化,同时随着近代产业结构的变动,京津经济腹地功能渐增,但在政治力量作用下,经济调整更多以服务京津为目的。京津在城市功能定位上均为工业中心,但辖区内能源有限,只能依赖张大等地的供给。张家口矿业开发较晚,1901年始以土法开采煤矿,1911年发现铁矿,张家口市地方志编纂委员会编《张家口市志》,中国对外翻译出版公司,1998,第426、428页。直到1949年才大量开采煤炭,1978年之后煤炭发展迅速,但多为年产量万吨以下的小煤矿,张家口市地方志编纂委员会编《张家口市志》,第442页。对当地生态破坏很大。坝上牧地一直是京津地区牛羊肉重要供给地,50年代片面以粮为纲,牧地大量转化为耕地,以怀安县为例,民国年间耕地占全县总面积的15%,《怀安县志》,民国23年刻本,第27页。2010年增至23%,河北省统计局编《河北经济年鉴2011年》,中国统计出版社,2011,第270页。对于一个山区县,这一增幅是惊人的。大同地区有着优质易采的煤炭、铜、铁等矿产资源,明代方志将石炭、正德《大同府志》卷4《土产》,正德十年刻本。煨炭顺治《云中郡志》卷4《土产》,顺治十年刻本。归入土产,开采应不很普遍;乾隆五年(1740)“广开煤炭”,中国古代煤炭开发史编写组编著《中国古代煤炭开发史》,煤炭工业出版社,1986,第112页。到道光《大同县志》“货属条”中炭已列首位;道光《大同县志》卷8《物产》,道光十年刻本。1914年平绥铁路延至大同,煤炭远销张家口、绥远、京津等地;1949年被定位为国家能源基地,煤电输出量不断增加,成为京津唐电网供电主力。国家统计局城市社会经济调查总队、中国统计学会城市统计委员会:《2003中国城市发展报告》,中国统计出版社,2004,第181页。

3.桑干河、洋河流域生态变化加剧

17世纪中期以降永定河上游地区生态变化呈加速态势,主要特征如下。

(1)流域生态承载力下降。1644年前大同府无赈济、蠲免记载,宣化府仅寥寥几次,自清初便频繁起来,这可能与执政者“爱养民生”《清圣祖实录》卷85,康熙二十四年九月壬午。理念有关,但通过流域内对比分析,更直接的原因应是生态承载力下降。1644~1775年,大同府共有六次恩诏“蠲缓”和“蠲免”,其中两年还“赈恤有差”,正德《大同府志》卷25《祥异》,乾隆四十七年刻本。保安州(今涿鹿县)在顺治四年、五年接连发生蝗灾,“民蒸蝗为食,饿死者无数”,道光《保安州志》卷1《祥异》,道光十五年刻本,光绪三年刻板重印。六年还引发饥民作乱,却无赈济记载;保安州东南境与北京门头沟接壤,更近京师,流民更易危及北京,蠡测大同府的灾害程度应较之更重,光绪十八年(1892)旱灾,大同城人口锐减1/3,可佐证。桑干河流域开发早、开发规模大,对环境扰动更持续、剧烈,到18~19世纪人口与生态承载力之间便开始出现问题。

(2)动物灾害频次增加。以毗邻北京的保安州为例,崇祯十五年春红狼伤人甚众,顺治九年夏狼直入西关伤人,康熙四十五年城北有虎伤人,道光元年正月狼入城伤人,虎狼伤民多是人类与之争夺栖息地的结果。隆庆和议后长城沿线人口不断增加,耕垦范围不断扩大。以天镇县为例,长城穿境而过,从名称可见其军事地位,雍正三年设县,1652年至1692年的41年间,在册官地增加约985顷,1728年至1737年的10年间增加旱下地117顷。清时丈土地多分水旱两则,再各有上中下三等,“旱下地”是耕地类型中等级最低的,从丁银定额看,它较“见额地”低60%,较新开“牛具地”低50%,光绪《天镇县志》卷2《土地志》,光绪十六年刻本。产量应该很低,由此可见,到清代所增加的耕地便已多为非宜耕之地。

(3)河流灾害加剧,21世纪中期以降始出现断流。《元史》记元代98年间永定河泛滥22个年份。方志记明代277年间永定河发生水灾并危及北京城19次;吴文涛:《清代永定河筑堤对北京水环境的影响》,《北京社会科学》2008年第1期。清代278年间永定河决口、浸溢平均不到4年1次;河北省水利厅水利志编辑办公室编《河北省水利志》,河北人民出版社,1996,第323页。民国38年间北京发生的6次重大、特大水灾,皆为永定河水患;吴文涛:《清代永定河筑堤对北京水环境的影响》,《北京社会科学》2008年第1期。1950、1954、1956年永定河连续发生水灾,直到官厅水库等中小型水库陆续建成。此外,灾害程度、危害渐次加重,“永定河历年来之洪水,似以一千八百九十年为最大,其在门头沟之流速,似每秒五千立方米,至于流速每秒三千至四千方米之大水,则屡见不足异,在民国元年至民国九年间,已有一十二次之多”。张恩祜:《永定河疏治研究》,出版单位不详,1924,第85页。20世纪中期以来大量水库建成,有效截留了洪水、泥沙,同时又出现了新的灾害:下游径流量减少,直至断流。

(4)土地荒漠化与京津沙尘天气。土地荒漠化主要发生在张家口坝上,自然条件使当地具备了土壤沙化的气候、土质基础,占全年风向频率70%以上的西北季风携带了大量的沙尘,通过天然隘口,直逼洋河、桑干河河畔,形成河岸百里风沙线,仅淮安金沙滩、宣化黄羊滩、阳原开阳滩、怀来甘家滩和南马场滩等五大沙滩,沙化土地及犯风区域面积约199.5万亩,康成福:《张家口土地沙化成因分析及治理对策》,《河北林业》1997年第4期。并不断向京津地区延伸。

(三)20世纪90年代以来“生态屏障”与上游城市经济、生态双重困境

被称为北京头顶“两盆水”之一的官厅水库,始建于1954年,是新中国第一座大型水库,1997年水库因污染退出城市生活饮用水体系,此前对水质污染问题并无足够重视,如上游大同被定位为能源基地、坝上则大规模农垦。20世纪末始关注北京的生态问题,因缺乏系统认识,到21世纪初又形成了一个环首都贫困带。

1.确定北京的上水、上风区缺乏生态系统性

目前北京最迫切的生态问题是水和空气质量,出于地形、风向考虑,北向的张承地区被列为上水、上风区,鉴于生态系统的独立性、整体性,局部关注很难从根本上解决问题。

首先,北京水源主要来自周边流域,永定河流域官厅水库是其中之一,水库控制流域包括洋河、桑干河,重在治理洋河显然是片面的。20世纪中期大同被定位为国家能源基地,原煤产量、火力发电量不断增加,对水资源、空气的污染也不断加重,2010年大同市水资源量较多年均值(1956~2000)偏枯7.2%,盆地平原区水位下降0.6m,下降区面积占平原区总面积的 65.4%,城郊超采区地下水降落漏斗总面积达148.16km2,王惠玉:《大同市海河流域水污染防治规划研究》,浙江大学硕士学位论文,2013,第11页。桑干河流域占官厅水库控制区面积61%强,且降雨量多于洋河流域,是官厅水库的重要供水区,它的断流、污染势必影响水库水质。

其次,北京沙尘问题聚焦于上风区的结论也缺乏科学性。坝上高原区,年降水量不足400 mm,年8级以上大风天数有40~70天,土地沙化严重,确实是北京春、秋两季沙尘灾害的主要源头。但北京西北方向还有本地沙源,即永定河、温榆河、潮白河等河道淤沙,春、秋风季之外的沙尘多因此而起。桑干河流经黄土高原夹带大量泥沙,至明代下游已是“一石惟容五斗泥”,蒋一葵:《长安客话》,北京古籍出版社,1982,第158页。乾隆四十九年(1784)验勘卢沟桥石道工程时,桥下“刨验至七八尺之深,始见装板石”,各桥洞有一半被积沙所淤,《清高宗实录》卷1200,乾隆四十九年三月丙戌朔。清嘉庆六年(1801)永定河洪水过后,大兴等县农田淤沙达四五寸到一二尺不等。中国水利水电科学研究院编《清代海河滦河洪涝档案史料》,中华书局,1981,第263页。桑干河泥沙含量淤积下游河道,成为北京的本地沙源。

2.行政干预下的生态—经济的双重困境

有学者提出“环首都贫困”的根源是“制度贫困”,王晓海、王晓霞:《“环首都贫困”及其根源解析》,《调研世界》2005年第7期。北京借首都之名得北京之利,被确定为北京生态屏障的地区承受巨大损失而无法按照市场运作得到合理补偿,区域贫困和生态恶化的趋势也就无法得到根本缓解。如官厅水库建设时淹没土地113km2,动迁81个村庄、4.16万人,经济损失累计6.6亿元;建成后为保证北京水源,国家和地方不断加大对当地社会生产的限制,不仅耗水污染产业不能发展,还需投入巨资维护库区生态环境。再如宣化地区“京津风沙源治理工程”“退耕还林工程”,都是政府调控式的资源分配和生态环境保护措施,相应的补偿难以弥补农民的损失,毕树广、边玉华、陶小平:《冀西北贫困成因及完善补偿机制的研究——基于京张生态等合作中问题的调查分析》,《改革与战略》2010年第8期。区域贫困和生态恶化的趋势也就无法得到根本缓解,到2000年森林覆盖率仅为20.4%。

三 下游保障“京津”主旨下河道治理的流域性作用

流域地形、地貌只能使永定河在门头沟三家店之下平原区有迁徙可能,但并非一定成灾:若上游水源涵养好、水土流失率低,下游发洪水的概率就小;若下游人口稀少、河道宽广可任洪峰游荡,也不会危害岸边居民;永定河流域问题在北京成为都城后愈演愈烈。

(一)以堵排洪水、淤蓄泥沙为主的下游治理

元明以降,下游人口大增,上游林草覆被锐减,泥沙含量不断增加,遂被称为浑河、小黄河及无定河,其主要灾害一是洪水、二是泥沙,为保京师安全,治理重点一直在下游京畿地区。

1.以坝堤堵、排洪水

国家层面的永定河治理,始于北京成为五京之一的辽代,元明时期治理工作愈被重视,到清代更升级为国家工程;其间治理措施皆在下游,以筑堤、开引河等为主,重在防止洪水冲击京师。披览元明清三代正史,永定河下游筑堤屡见记载,堤坝范围不断扩大,康熙三十七年(1698)皇帝亲自巡视永定河,接原卢沟桥段河堤又往下续修,“筑南北堤百八十余里,赐名‘永定’。自是浑流改注东北,无迁徙者垂四十年”。《清史稿》卷128《河渠三》,中华书局,1976,第3809页。终清一代,永定河大堤的长度、规格,工程的复杂性、系统性及其管理制度的专业化和完善程度等都远超前代。由于没有尊重水灾害产生的流域性根源,没有展开流域性系统治理,永定河也非永定,水灾害始终没有得到根治,直到20世纪50年代初永定河水库将洪峰、泥沙截留在库区。

2.减河沼泽淤、蓄泥沙

河道清淤除“束水攻沙”之外,从明代始修筑减河,利用永定河冲积扇和滦河冲积扇之间的“塌河淀”沉淤泥沙,《直隶河渠志》记:“塌河淀,一名大河淀,即北运河筐儿港藉以蓄泄者也……在城东北四十里,周百里。”吴邦庆编著、许道龄校《畿辅河道水利丛书》,农业出版社,1964,第48页。明清时期导洪入塌河淀的减河有陈家沟引河、贾家口引河、新开河等多条,最大的一条是筐儿港减河。民国年间海河委员会进一步扩大了放淤区,如1929年将永定河浑水导入北运河以东的低洼地带,1932年建成今日北郊塌河淀以北的淀北放淤区,1935年又续辟淀南放淤区。1956年官厅水库筑成,将泥沙蓄在中下游之间,塌河淀逐步被淤填利用。

(二)保障下游的治理理念与流域性灾害

永定河危及北京的洪水、泥沙源头皆在上游,而上游生态恶化又多是满足下游中心地资源需求的结果,这是流域问题解决的一大悖论。

1.危及北京的洪水、泥沙皆源自上游

永定河下游水患突出,根源在上游。桑干河流经黄土高原,洋河流经土壤沙化严重的长城地区,北京成为京师之后,这些地区的开发不断深入,宜耕宜牧区域大规模变为耕地和牧场,加之矿产开发,林草覆被不断减少,涵养水分能力趋弱、水土流失加剧,这必然导致下游洪峰集中、泥沙含量剧增。曹魏时期永定河下游被称为清泉河,王国维校,袁英光、刘寅生整理《水经注笺》,上海人民出版社,1984,第449页。金元以后北京城大兴土木,上游森林不断被砍伐,土地被连片开垦,到元明便成了浑河、小黄河和无定河。元代卢沟河连年为害,为祈平安,封卢沟水神为安平侯。到清代,水源短缺、植被稀少已成为流域性特征,河水继续向含沙量大、季节性流量不均的方向恶化,下游越来越固定的堤岸使永定河出山后无法摆动分流,于是河床淤积越来越高,竟像黄河一样成为“地上河”,反过来又加大了决堤的危险和下游的泥沙淤积量。

2.重在下游的治理会加剧流域问题

永定河是北京城生成、发展的地理基础,所以被称为北京的母亲河,金元以降就成了害河,京畿地区开始想方设法围堵、控制它,一直以筑堤、放淤为主,但问题一直加剧。反思永定河治理的历史经验,局部治理、忽视流域生态系统性是环境恶化的根源。谭其骧先生针对黄河曾提出下游问题根源在上中游,谭其骧:《何以黄河在东汉以后会出现一个长期安流的局面》,《学术月刊》1962年第2期。20世纪80年代以后黄河中游开始退耕还林,永定河流域也如此:下游问题根源应在上游的生态。卢沟桥以下河道在20世纪五六十年代便渐渐干涸了,下游问题由水多成灾变成了严重缺水,官厅水库来水量50年代多在20亿m3左右,进入21世纪后均在2亿m3以下,2009年创下历史最小值,仅为0.22亿m3,而21世纪初降水量比1980年代还略多。究其原因,只能反思人类的干扰行为了,1980年代后上游发展提速,用水量激增,为截留水源,各类水库达240座,再加上工矿业发展对上游水环境的破坏,源头附近的大同市已开始引黄济桑,上游无来水,下游必然缺水。

四 史鉴:流域内城市布局、结构应遵循自然规律

20世纪60年代,国际学界提出中心地与河流水系之间具有相似的结构,Woldenberg MJ, Berry BJL, “Rivers and central places: analogous systems?”, Journal of Regional Science 7(1967): 129-139.21世纪初国内学者对此展开理论及实证研究,陈彦光、刘继生:《中心地体系与水系分形结构的相似性分析——关于人地对称关系的一个理论探讨》,《地理科学进展》2001年第1期。认同水系构成与城市体系的等级结构具有完全相同的数学模型,“地理系统的自然—人文对称性可能反映了人地关系的某种内在规律”。刘继生、陈彦光:《河南省城镇体系空间结构的多分形特征及其与水系分布的关系探讨》,《地理科学》2003年第6期。尽管现代理论不能套用到传统社会,但是它有这样的启示:在人为过度干预下,流域生态与其中心城市之间可能会产生互害。

(一)北京城市规模过大,超越了生态承载力

生态承载力包括支持力和压力,前者指生态系统的自我维持、调节能力及其资源、环境的承载能力;后者指生态系统可维持的社会经济规模和人口数量,二者应基本相当,压力过大时就会出现流域生态问题。永定河是北京最直接的生态腹地,河道既是交通干线,也是一条产业轴线,城市大致沿河流两岸布局,因首都在此,城市首位度极高;城市等级与城市分布也体现出一定的圈层特征,明显地存在西、北、东三个子系统,中心城市分别是大同、张家口、北京(京津)。中国古代城市主要依靠政治特权获得资源,京师作为全国政治中心也必然是规模最大的城市,1949年之后在行政力量作用下,北京职能进一步膨胀,由此带来人口规模的高速增长(见图4),远远超过了腹地生态的承载力。张、大服务北京、优先供给北京的职能定位,加大了北京的“吸虹效应”,不仅使两个中心地地位低下、对腹地经济起不到应有的引领作用,导致流域上游的贫困,且在全流域服务首都的政治任务下,甚至要饮鸩止渴似地满足北京,违反流域生态系统规律的后果只能是流域性地衰落,近年来整个流域的发展滞缓和北京灾害天气加剧皆是明证。

(二)次级城市过度服务首都导致流域性经济—生态双重贫困

600多年来永定河流域职能单一,以屏障京师为要,从农牧纷争的军事屏障、南北贸易的经济屏障,到服务北京各种基地的定位,20世纪末北京环境问题严重,又提出了生态屏障,在北京上水、上风区划定了一个生态保护范围。如果说在交通沿着河流延伸的冷兵器时代,永定河流域作为京师军事屏障、农牧产品南北贸易的口岸尚有地理位置、自然条件因素在内,那么近代以来,特别是20世纪中期以来流域内城市功能的定位就明显是人为武断所致。按照城市体系布局的一般规律,地理位置毗邻京津皆定位为特大型城市是不妥的,元代以后北京城仰赖江南供给已反映出整个海河流域腹地供给的不足,要实现供给两个特大型城市显然是不可能的,其结局一方面是天津发展受到阻碍;另一方面必然是引起环境问题。如1983年引滦入津,1997年官厅水库退出北京市饮用水供水系统,2012年引长江水入京,2003年开始官厅水库连续从山西、河北两省调水。程卫华:《山西、河北省向官厅水库调水启示》,《北京水务》2011年第5期。张、大也是严重缺水的城市,但须优先保证北京,张、大与其腹地不仅关系疏散、无法起到带动腹地发展的作用,并且在服务京师上各有侧重,这势必引致上游地区发展无序,陷入生态—经济的双重困境。

图4 13世纪70年代以来北京城市人口规模变化简图

资料来源:1948年之前数据来自韩光辉《北京历史人口地理》(北京大学出版社,1996,第137页,表4-1, “辽至民国北京地区和北京城市人口规模之变迁”)。1949年以后数据为常住人口中非农业人口,数据来源为北京统计局编写《北京统计年鉴》(中国统计出版社,2004);《北京改革开放二十年》(中国统计出版社,1998);《北京五十年》(中国统计出版社,1999);等等。

(三)城市环境问题应从流域生态系统入手进行根治

城市是人类文明发展到一定阶段的产物,大量非农业人口聚集,不仅需要充裕的腹地经济作为物质基础,还要消耗大量的自然资源,水资源更是须臾难离,所以城市往往临河而建,如北京城与永定河。城市作为流域复合系统的一分子,既是流域的文明中心,也是流域内资源消耗中心、生态问题中心,因此城市生态问题的解决需要打破行政区划、从流域生态系统做整体性介入。从第六个五年计划开始(1981~1985),北京饮用水源保护开始关注小流域单元,20世纪90年代依据水利部发布的《水土保持治理规范》,在饮用水源保护区的县(区)开始实施以小流域为单元的防治,先后在怀柔庄户沟、老沟、三渡河,密云黄峪田、石匣、小漕村、陈永山等进行小流域治理,刘汉桂:《北京饮用水源保护的实践与思考》,《生态经济》1997年第5期。取得了一定的成果。在此基础上,今后的工作应逐步在小支流基础上推及大支流,再遍及整个流域。基于生态系统的流域综合管理也体现了国际趋势,如《欧洲水框架指令》指出未来的河流管理将从调整河流满足人类需求,转向调整人类利用来实现河流生态系统的健康,European Union Commission.2000. The EU Water Framework Directive-integrated River Basin Management for Europe[OL].2008-12-14.这些理论对永定河流域生态治理具有重大引导意义。

作者:张慧芝,河北工业大学马克思主义学院

王志刚,北京师范大学历史文化学院