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石羊河发源于祁连山区，全流域自东向西由大靖河、古浪河、黄羊河、杂木河、金塔河、西营河、东大河、西大河8条上游支流及其汇集而成的下游石羊河干流组成，石羊河干流最终注入民勤境内的青土湖（20世纪70年代，红崖山水库建成后，青土湖已经干涸，现在石羊河水注入红崖山水库），是民勤县域内唯一的一条河流，也是30万民勤人的生命线。根据竺可桢的研究，近5000年来，西北地区的降水状况并无明显变化 [5] 。郭承录的研究则表明，近50年来石羊河流域的平均径流量也无明显减少 [6] 。然而，甘肃省水利厅提供的数据显示，近50年来，石羊河流入民勤的地表水量却急剧减少，从20世纪50年代的6亿立方米降至90年代已不足2亿立方米，到2000年以后则降至1亿立方米以下。
水是生命之源，对于沙漠中的绿洲而言更是如此。然而，滋养民勤绿洲的石羊河却并非民勤独有，而是流域中各个绿洲的共有资源，属于“公地”的性质。1968年，哈丁提出了著名的“公地悲剧”理论 [7] 。哈丁在“公地悲剧”中设置了这样一个场景：面对一个向众人开放的牧场，每个牧羊人的直接利益取决于他所放牧的牲畜数量。由于缺乏约束条件，每个牧羊人虽然明知公地会退化，但个人博弈的最优策略仍然只能是增加牲畜数量，久而久之，牧场可能彻底退化或废弃，这就是“公地悲剧”。
石羊河流域干旱少雨，水资源短缺，自古以来，石羊河水这块“公地”就是流域内各绿洲争夺的焦点。武威绿洲地处民勤绿洲的上游，与民勤共用石羊河水。雍正三年（1725年），武威县民筑木堤数丈，拦截石羊河水，镇番（民勤）县民数千人告官。经凉州府监督张批、凉州卫王星、镇番卫洪涣会勘审详，“蒙批拆毁木堤，严饬霸党，旧顺流镇番” [8] 。雍正五年（1727年），武威县金羊下坝民人谋于石羊河东岸开渠，讨照加垦，拦截石羊河水流，镇番（民勤）民申诉，经武威县郑松龄、镇番（民勤）县杜振宜会查，府宪批：“石羊河既系镇番（民勤）水利，何金羊下坝民人谋欲侵，又滋事端，本应惩究，姑念意虽萌而事未举，暂为宽宥。仰武威县严加禁止，速销前案，仍行申饬。” [8] 为了避免类似争水事件的发生，上述两案的处理经过及结果“俱载碑记，同时立碑于郡城北门外龙王庙” [8] 。
实际上，不仅各绿洲具有多占石羊河水的激励，同一绿洲内不同灌区、不同农户之间争水亦十分激烈。乾隆二十年（1755年），时任甘肃巡抚陈宏谋对此做过概括：“遇缺水之岁，则各争截灌，遇水旺之年，则随意挖泻。”为了解决绿洲农业中水资源的“公地”问题，清政府在当地设立专职的水利老人和水利通判，主要采用：按修渠人夫分水、按粮食产量分水以及按耕种亩数分水这三种方式对石羊河水进行分配。镇番（民勤）县于康熙四十一年（1702年）设水利老人和水利通判 [8] ；武威县，于乾隆元年（1736年）设立水利通判 [8] 。而水利老人和水利通判的职责，在乾隆八年（1743年）县令安泰勒石《渠坝水利碑文》中有明确记载：“各坝各使水花户册一样二本，钤印一本，存县一本。管水乡老收执，稍有不均，据簿查对”，“各坝水利乡老务需不时劝谕，化导农民，若非己水，不得强行邀截混争，如违，禀县处治”。
针对石羊河水的“公地”问题，清政府推出的政策措施是按修渠人数、粮食产量或者耕种面积来分水，这在客观上鼓励了人口的增长和对当地水土资源的过度垦殖。雍正三年（1725年），青松堡农民李海峰等78户农民迁往柳林湖屯田，拉开了开发湖区的序幕，这也是民勤绿洲的第三次大开发 [9] 。至雍正十二年（1734年），柳林湖开发如火如荼。十年的光景，民勤人把石羊河终端河道改成了灌渠和泄洪渠两种沟渠。灌渠分五渠：东渠、西渠、中渠、外西渠、红柳园红沙梁渠。柳林湖灌区被改造成“塞上江南”，民勤的人口也在道光年间达到了18万的历史峰值。然而，由于五渠之水只能进入耕地，入不了湖泊，柳林湖最终干涸。道光以后，五渠被风沙埋没，人口也开始自然减少，到民国六年（1917年），民勤人口已减少至12万。
新中国成立以来，石羊河年均径流总量基本稳定，各绿洲“非灌不植”的农业生产方式并未发生变化，而石羊河流域各绿洲的人口都有显著增长，灌溉面积也大幅增长。在这样的背景下，各绿洲都有多占石羊河水的激励，都在进行大规模的水利建设。根据郭承录的研究 [6] ，截至2009年，石羊河流域共建成水库26座，总库容4.5亿立方米，引水工程34处，干支渠总长4207公里，机电井约1.4万眼，形成了以蓄、引、提为主的供水体系。各类工程实际总供水量为28.4亿立方米，其中地表水13.45亿立方米，地下水14.95亿立方米，地下水年超采5.6亿立方米。农业总用水量为24.34亿立方米，占总用水量的85.7%。由于上下游多次重复利用以及地下水的超采，流域水资源开发利用率高达172%。如此高密度的水利工程体系，是各绿洲面对石羊河水“公地”的本能反应，也是地处最下游的民勤逐渐断水的根本原因。
石羊河来水的减少直接影响着民勤绿洲的生态环境。石羊河水既是民勤人生产、生活所依赖的水源（85%是农业灌溉用水），也是民勤地下水的补给水源。在石羊河上游来水大幅减少的情况下，民勤人开始大规模开采千百年来所积累起来的地下水源。在未开采地下水或地下水开采强度较小时，通过石羊河水补给和降水补给，绿洲中心区的地下水位或高于外围沙漠区的地下水位，或与绿洲外围区的地下水位基本一致，地下水从绿洲向外围荒漠区补给。石羊河上游来水减少不仅使民勤地下水失去了补给来源，更是推动了民勤地下水的严重超采，形成绿洲区地下水降落漏斗。长期的超采，地下水位持续下降，降落漏斗扩大加深，绿洲外围荒漠区变成高水位区，地下水从荒漠区反向补给绿洲，使外围荒漠区地下水位下降，导致了绿洲外围天然防护区植被枯萎死亡，昔日的防风固沙区丧失了防护能力，直接推动了绿洲的沙漠化。
即使是在民勤县域内部，石羊河水的“公地”问题也是诱发其沙漠化的重要因素之一。以红崖山水库的修建为例，石羊河的尾闾原为民勤境内的青土湖，该湖在新中国成立之初仍有超过100平方公里的水域面积，相当于现存民勤绿洲面积的1/7。1958年，当地政府开始在距青土湖约100公里的上游修建红崖山水库，拦蓄石羊河水，目的是扩大红崖山灌区的灌溉面积。20世纪70年代，水库建成蓄水后，通过引水垦荒，水库灌区的绿洲面积有所扩大。但是水库的下游河道及青土湖却逐渐干涸，沿河两侧的农业区以及青土湖周边的农业区失去了灌溉水源。巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠从两侧迅速推进，并最终导致青土湖区全部沙漠化。全国政协原副主席钱正英院士在视察民勤时指出，由于过去没有充分认识到内流河水与下游生态之间的依附关系，在石羊河等内流河的中上游兴修水库，不恰当地扩大人工绿洲，片面引水垦荒，结果几十年后出现了许多严重的生态问题。