——評《洞庭湖地質環境系統分析》

　　1996年地震出版社出版的、由中國水文地質工程地質勘查院編輯的《環境地質研究》第三輯，發表了中國地質大學（武漢）張人權、樑杏等的“八·五”科技攻關項目的系列研究成果《洞庭湖地質環境系統分析》（下文簡稱《分析》）［1~4］。該成果主要討論近代特别是近百年來洞庭湖的演變趨勢，認爲“搆造沉降是控制洞庭湖演變的一個關鍵因素”或“搆造沉降是湖泊演變這一地質史劇的導演”。這一成果發表前，曾以“專家新結論、洞庭湖在擴大、半世紀搆造沉降總量大於泥沙淤積量”的赫然標題，在1995年8月19日的《中國環境報》的頭版頭條新聞中宣傳報導過，作者當時讀後即覺詫异並提出過質疑［5］。最近讀到正式發表的文章後，始知其全部研究内容及其主要結論的來龍去脈。然愈知其詳，愈覺其可討論之處甚多。鑒於洞庭湖環境問題的重要性，特别是經歷了1998年的特大洪灾後，洞庭湖的演變趨勢及其對該區環境、生態造成的影響，很爲人們所關注，故有必要加深對洞庭湖問題的認識與研究。本文即試對《分析》做一些概略評論，目的是想通過不同意見的交流討論，增進人們對洞庭湖問題的瞭解及有助於日後對有關問題作進一步的探索研究。

　　1　假設能演繹嗎?

　　《分析》似乎采用了一般研究者很少使用的“先下結論後予證明”或“先提假設後予驗证”的研究思路。但其作者却稱自己的研究方法爲“假設一演繹法”，並明確指出，該研究要用“假説引路演繹出應有的現象”來。然而，假設須求证，不能一味地“演繹”。由假設演繹出來的現象，如果不求证，依然建立在假設的基礎上。

　　過去有某名人倡導做研究可“大膽設想，小心求证”，此雖被斥爲“唯心主義”而遭反對，但“假設一求证”總比“假設一演繹”多一些唯物成分，因爲它强調要“求证”，而且提醒應“小心”。對假設求证，一不小心露出破綻，其假設或前提，便有可能失去支撑而站不住脚。

　　2　洞庭湖南擴和東洞庭湖局部水深增大並非一定由“搆造沉降”造成

　　《分析》一開頭就下結論認爲：“搆造沉降是控制洞庭湖演變的一個關鍵因素”。爲了維護這個假設，作者們進行了多方面的努力：一是對某些可能是不利於這一假設的重要、甚至關鍵問題，如“舍南救北”造成的“荆江由兩側分流、北多於南，變爲向南一側分流”和湖區沉積物壓實問題等，采取了較爲逥避或甚至是辯解的態度；二是對另一些以爲是有利於這一假設的現象，如雲夢澤東擴和洞庭湖南擴以及東洞庭湖局部地帶水深加大等，則着力加以渲染。這大概是由於前者不合假設演繹之“應有的現象”，只有後者才象“應有的現象”，故對兩種客觀現象采取了兩種截然不同的態度。然而，第一方面的現象與問題逥避不了，第二方面的現象可用其他原因進行解釋而並非一定是“搆造沉降”的結果。

　　洞庭湖南擴，不少文獻特别是地質文獻，如周國祺等（1995）［6］等等，都像《分析》那樣，喜將之視爲是“掀斜式搆造沉降”使沉降中心南移（或東移）造成。其實，這是湖盆沉積作用的一種正常表現：只要湖盆有某一主要方向提供較豐富的泥沙來源，泥沙在湖盆該側沉積後，就可導致湖水壅高並向另一側方向擴侵。洞庭湖南擴、雲夢澤東擴以及鄱陽湖向東北方向的擴侵，即是這三個湖盆分别主要有北向、西向和西南向供給的豐富泥沙在湖盆堆積造成。此可由一平置（而非斜置）的、壺嘴朝南的“水壺加沙”實驗得到證明：若在一個盛有大半壺水的水壺之北側加入一大把泥沙，壺中之水必然壅昇抬高並南侵由壺嘴溢出；而水壺北側泥沙擴淤堆積未及之處的壺水深度，較之加沙實驗前同一地點的水深增大。此即可恰到好處地解釋洞庭湖南擴和東洞庭湖西南角介於飄尾水下三角洲和注滋口水下三角洲之間空擋位置的“漉湖至湖心”地帶曾經發生過的水深加大現象。當然，這種水深加大現象是暫時的，一旦水下三角洲淤積體擴展到達這裏便立即淤積變淺。實際情况也是如此：今漉湖四周的湖灘已淤高擴大並基本成陸，漉湖本身亦已淤縮變淺近乎成爲陸上的殘留湖。

　　3　對“陸地視搆造沉降速率”和“湖區多年平均年搆造沉降量”的質疑

　　《分析》的作者爲了維護開頭所下的結論，還盡力開發數字資源，試圖量化其概念以证其假設。但其所示的具體計算數據認真説來大多經不起推敲。這裏僅對兩個重要數據的求算方法作一些質疑。

　　一是所謂的“陸地視搆造沉降速率”10 mm/a的求取，僅據兩套不同時期湖區地形圖資料進行手工對比得出，其科學性和可靠性便使人存疑。不説逥避沉積物壓實等問題可能欠妥，僅就文中所説“濾除部分噪音”這一操作行爲而言，其隨意性的痕迹顯露，由此得出的結論數據如何令人信服?

　　二是洞庭湖“多年平均年搆造沉降總量”1.88×108m3/a的求取。其計算面積多達18 780km2而竟然未作只字説明，這是不正常的。須知這18 780km2是一個多麽大的數字：它3倍於清同治年間（1870年）時的“八百裏洞庭”面積（6000km2），曾幾何時洞庭湖達到過這麽大的範圍?更不好理解的是，《分析》還將按18780km2面積求得的“多年平均年搆造沉降總量”1.88×108m3/a，很不平等地與1951~1988年間湖泊面積只有3915~2620km2時的“多年平均年湖内泥沙淤積量”1.15×108m3/a進行對比，進而聲稱洞庭湖“半世紀搆造沉降總量遠大於泥沙淤積量”，這不是有點近乎在開玩笑嗎?如此之較量，恰似將一個泥塑巨人與一個真實的只有4~5歲的小孩進行對比，論個頭，確乎“巨人”遠大於小兒，但人工捏造的泥人如何能和真人進行較量，這樣對比有什麽意義呢?所以應當認爲，《分析》得出的洞庭湖“搆造沉降量”遠大於“泥沙淤泥量”的看法及其計算方法並不可靠，由此衍生而出的‘盆’（洞庭湖）在擴大的結論自然亦失去支撑難以站得住脚。究其原因，這似仍與其“假設-演繹”的思路有聯繫：該作者從假設的前提出發，首先隨意將洞庭湖擴大爲18 780km2，然後由此引路進行演繹分析計算，最後又回到原來的位置上來，得出“洞庭湖在擴大”的結論。如此這般從假設到演繹再到假設地做遊戲，所得出的結論怎會可靠和有意義?

　　4　控制近代洞庭湖演變的關鍵因素到底是什麽

　　《分析》認爲，影響湖泊演變的因素可歸納爲“盆”、“水”、“沙”三者［1］，這不無一定的道理。可是不知是何緣故，該研究的主要成果在實際討論影響近代洞庭湖演變因素的過程中，既論“盆”，也談“沙”，唯獨不具體提及“水”的問題。然而，入湖逕流量（包括固體逕流泥沙）特别是來自荆江四口的水量和沙量及其變化，對近代洞庭湖演變有看得見、摸得着的巨大影響。哪個不知，洞庭湖擴大至“八百裏”的6000km2範圍，是荆江在原有三口（調弦口、藕池口、太平口）分流的基礎上再於1870年在淞滋决口分流匯入大量的長江水量後造成；誰個不曉，今日洞庭湖縮小至2000km2左右，主要與荆江四口帶入的大量泥沙在湖中淤積及人工圍墾湖灘使湖域變小有關。所以，近百年内這實實在在（而非虚擬）的洞庭湖一擴一縮的演變主要由什麽因素控制，應該是十分清楚和明確的。

　　另一個對洞庭湖環境演變有重要影響的因素是湖面（尤其是洪水位）——基面的不斷上昇作用。這是因爲：自洞庭湖形成之日始，湖面即不斷發生上昇的變化，洞庭湖擴大時期湖面固然呈上昇發展趨勢；洞庭湖因泥沙淤積充填使湖盆縮小時期，湖水水位亦不斷提高，此猶如在一盛水容器中傾倒一堆泥沙後容器中的水面被壅昇抬高一樣；而湖區圍墾减少了洪道和湖盆的過水斷面面積，這愈加重汛期時洪水水位的抬高作用並使其上漲速率加大［7］。近2000年特别是近百年乃至近幾年來，洞庭湖水位尤其是洪水位的不斷上昇現象愈來愈顯著：①洞庭湖水位的昇高與長江（荆江）來水及其水位的變化休慼相關，據考證，近2000年來，荆江水位的上昇量爲12m［8］；②近百年來，南洞庭湖（沅江）的水位抬高了3.0~4.5m［9］；③近數十年來，洞庭湖洪峰水位仍在上昇，如80年代與50年代比較，西洞庭湖洪水位昇高了1.8m（石龜山站）和2.49m（南咀站），東洞庭湖（七裏山站）洪水位抬高了3.21m，而南洞庭湖（沅江站）80年代與60年代比較，洪水位抬高了2.73m［10］； ④洞庭湖口城陵磯站的最高洪水位，1954年時曾達當時歷史最高水平爲34.55m，1996年刷新爲35.31m，1998年再破記録達35.94m,，如此明顯和重要的基面上昇作用，《分析》在研究洞庭湖地區的地殻（相對）運動時，竟然不予考慮或未予以注意是不應該的。這就難免又對不少問題和現象做出不適當的演繹和解釋。例如，洞庭湖區垸堤内的平原（《分析》稱爲“潜在湖域”）低於垸堤外的洪道和“實際湖域”的現象，《分析》成果的最初報導認爲是内動力“搆造沉降”所致（《中國環境報》，1995年8月19日），後又改爲是“洪道淤高與垸田沉降共同作用的結果”［4］。然而，如果認識、注意到洞庭湖一直存在的湖面上昇作用，這一現象完全可以用荆江向南决口分流使洞庭湖擴大、湖域被大量長江來沙充填和人工圍墾湖灘等外動力及人爲因素引起的基面（湖面）上昇作用來説明，而不必求助於“搆造沉降”來解釋。即，一方面洪道和“實際湖域”的水位因上述原因在不斷昇高，另一方面所謂的“潜在湖域”因垸堤保護再也得不到泛濫泥沙淤積的影響，故兩者高差愈來愈大，以致後者使人有似“沉降”之感。

　　又如，《分析》作者按洞庭湖一般洪水位高度30m計算出撤堤後的湖水“淹没範圍”（凡小於30m高程的地區均被淹没）遠大於現洞庭湖的面積，以佐证其“洞庭湖在擴大”的論點。殊不知現洞庭湖洪水位及其不斷的上昇作用，與人工築堤大量圍墾湖灘减少洪道和湖盆的過水斷面面積有關，一旦撤堤退田還湖增加洪道和湖盆過水斷面面積後，洪水位便立即跟隨下降，撤堤退田還湖的愈多，水位下降愈多，此種情况下，如何還能按30m高度的水平計算“淹没範圍”呢?

　　5　結　語

　　現代自然科學研究鼓勵先提假設，然後“用可控制的實驗或特選的觀測進行驗证”的“科學問題驅動”式研究（汪品先,蘇紀蘭,1998.尋找科學創新之路——試談我國地球科學中的思路方法與學風問題.中國科學報,1998年11月9日,第7版。）。《分析》在這方面進行了嘗試，可惜並不怎麽成功，這是由於該成果對假設重演繹輕實驗和觀測驗证所致。近、現代湖泊地質環境及其演變的研究，應加强觀測、實驗和用現代化探測技術（如14C、210Pb和137Cs等）對湖區地層及其沉積環境進行測定和分析，才有可能使認識深化。

　　控制現代洞庭湖演變的關鍵因素，究竟是内動力作用（搆造沉降），還是外動力影響（入湖水沙條件和圍墾等因素以及由它們引起的湖面——基面上昇作用），這是兩種有代表性的、完全不同的學術見解和認識觀。不同的認識觀，在實際問題（如洞庭湖洪水灾害的治理）的應用方面，也有不同的態度和看法。如《分析》對衆所周知的自明代始實行的“舍南救北”治水方針及其造成的四口分流使洞庭湖擴大的事實和後果熟視無睹，他們似還視三峽水庫的修築對緩解洞庭湖的水患無益（據説是來沙减少後，湖泊淤積量不足，利於湖盆擴大）。而我們則認爲，今日洞庭湖區洪澇灾害嚴重的局面，主要由“舍南救北”治水方針造成，必須調整、改變這一政策，在荆江北岸或湖北省境增辟泄洪水道，才能减輕長江洪水對南部洞庭湖區的巨大壓力；當然，洞庭湖區本身亦應部分退田還湖以增湖泊的蓄洪能力；三峽水庫的修築有助於調節、减少洪季荆江對洞庭湖的泄水量和泄沙量，這對削减洪峰和减緩湖區水患只會有利而不是與此相反。可見不同學術觀點的交流討論，不僅具有學術價值，而且還有實際意義。

　　

　　參考文獻:

　　［1］ 張人權,孫連發,張國樑,1996.全新世及歷史時期洞庭湖區的變遷及其影響因素——洞庭湖地質環境系統分析之一.見:中國水文地質工程地質勘查院編.環境地質研究（第三輯）.北京:地震出版社,153~164.

　　［2］ 張人權,樑杏,張國樑,1996.洞庭湖區搆造沉降系統分析——洞庭湖地質環境系統分析之二.見:中國水文地質工程地質勘查院編.環境地質研究（第三輯）.北京:地震出版社,165~178.

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　　［4］ 樑杏,張人權,王明甫等,1996.洞庭湖近期演變趨勢及治理對策探討——洞庭湖地質環境系統分析之四.見:中國水文地質工程地質勘查院編.環境地質研究（第三輯）.北京:地震出版社,186~192.

　　［5］ 李春初,1996.對我國地貌學學科發展問題的一些看法.熱帶地貌,17（2）:1~7.

　　［6］ 周國祺,劉月朗,1995.洞庭湖及其外圍地區、第四紀地層及新搆造運動.見:第四紀冰川與第四紀地質文集.北京:地質出版社,46~59.

　　［7］ 李春初,1995.洞庭四水河口過程對長江四口來水來沙影響的響應.見:中國地理學會地貌與第四紀專業委員會編.地貌·環境·發展.北京:中國環境科學出版社,112~114.

　　［8］ 周鳳琴,1986.荆江近五千年來洪水位變遷的初步研究.歷史地理,4:46~53.

　　［9］ 卞鴻翔,龔循禮,1985.洞庭湖區圍墾問題的初步研究.地理學報,40（2）:131~140.

　　［10］李景保,1992.近數十年洞庭湖湖盆形態與水情的變化.海洋與湖沼,23（6）:626~634.

　　原載:海洋與湖沼,2000,31（4）:460~464. ）