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空气、水和土地构成生态环境的三个最基本的元素，这三个基本元素是人类赖以生存和发展的最为重要的资源和物质基础。
在甘肃省的实地考察中，笔者看到并了解到石羊河和黑河的现状，宽阔却干涸的河床，露出白花花的鹅卵石，犹如一片戈壁滩。只有在水库或枢纽工程区里，才蓄积了一点水。分水渠里的水像小溪流般流淌着，流向周围广阔的田野，以满足周边的农业灌溉需要。
黑河流域的中游是以传统农业为主的张掖地区，下辖五县一市。1949年前后人口约55万人，2002年区内人口约124万人，随着人口的增长，耕地和灌溉面积也在不断扩张。灌溉面积从1949年前后的103万亩，扩大到2002年的378万亩，增长了3.7倍 15 。
在这一干旱地区，为了增收，人们不断扩大耕地和种植面积，不可避免地导致对河流水资源的拦截和过度利用，不可避免地对河流水文循环系统造成了破坏，同时也不可避免地导致下游地区地下水位下降和生态系统破坏。水在三个环境要素中处于中心地位，水环境的变化和状况不仅对人类生存处境直接产生影响和作用，必要的洁净的淡水也直接关系到人们生存和生活状况，人们的日常生活离不开安全和足够的淡水供应。此外，水环境的变化又间接影响着环境中的其他各种因素。缺水、地下水的过渡抽采和地下水位的降低、水质污染等现象都在较大程度上影响着人类赖以生存的环境。水环境的状况关系到气候的变化，影响着土地资源的状况。
当前，在全面落实新发展理念，促进生态文明建设的新形势下，生态环境问题与环境保护是中国社会在发展过程中所面临的挑战。而在环境保护问题中，比较突出的和重要的问题可能是水资源危机以及水资源的可持续利用和保护问题。水是人类生存所必需的资源，水资源是否得以合理开发、利用和保护，直接关系到水对人类生存和生活的利与害，清洁的水有利于人类生活，而污染的水则给人类带来灾难；水量过多或过少，就会带来洪涝或干旱等灾害。因此，这就要求人类能科学合理地保护和利用水资源。
华北和西北的较大的一部分地区属于半干旱和干旱地区，水资源是这些地区社会经济发展中的关键性但同时又是稀缺的资源，水资源的状况直接关系到这些地区社会经济发展速度和水平，某种意义上，水资源成为这些地区社会经济发展过程中的一个瓶颈，制约着发展的诸多方面。因此，在这些地区乃至整个北方地区，水资源的合理利用和保护以及水资源的可持续性发展就显得尤为重要。如果人们长期以超过自然补给率的速度来开发和获取河水和地下水，就势必会导致水资源平衡系统的破坏，最终将导致水生态系统的失调，从而直接影响人类生存的生态环境和社会的可持续性发展。
在以往关于水资源问题或水利问题的认识中，人们把较多的注意力放在工程技术的层面上，这是受那种“人定胜天”或科学主义观念支配和影响的体现。在对待水利问题和水资源保护问题上，人们对中国传统的“天人合一”观念中所包含的人文主义精神没有给予足够的重视。其具体表现就是对水问题的人文社会科学研究的重视不够、投入不够，导致水资源的人文社会科学研究相对滞后以及对重大水利工程和水资源管理的制度供给存在严重不足现象，以及工程解决机制与社会解决机制出现不协调的现象。
例如，在西北和华北地区，尽管有些大型的水利工程如引水工程、水库、灌溉渠道等曾发挥了重要的调节功能，为社会经济增长和人民的生活做出了重要贡献，但同时也有一些水利工程虽然投入了较大资金和人力，但并没有从根本上改善和解决人们用水状况，有的甚至加剧了水资源的危机和水环境以及生态环境的恶化。由此表明，水环境问题不是一种简单的技术层面问题，而是与复杂的社会因素相关的问题。探讨水资源的合理开发、利用和保护，需要从技术、经济和社会等多方面因素中寻找合适的路径和策略。
“水常流、树常绿”，这是我们在日常生活的经验中所获得的比较直观的感性认识，它让我们形成一种定势，以为自然的原状是不会改变的。受这种感性观念的长期影响，我们似乎不会去想象树木不再绿起来，河流会干枯不再有流水。
然而，当今全球环境在不断恶化，全球气候有变暖的趋势、空气质量在下降，人们生活的生态环境受到多方面的污染。从所有这些环境退化的事实中，我们或许会明白一个道理：那就是人类赖以生存的环境和自然资源其实是脆弱的，河流及水资源可能更是如此。
目前，在华北和西北地区，大大小小的河流相继出现断流现象，而且断流时间又在不断延长。中华文明之源泉——黄河已经出现了断流达一百多天的现象，让人触目惊心。在沙尘暴的主要源头内蒙古自治区和甘肃省，土壤沙化、沙尘的形成，与众多河流的干涸断流、地下水位下降、森林植被的破坏密不可分。
据对黑河下游地区内蒙古自治区的额济纳旗科学考察显示，中游地区的农业灌溉超度用水使得下游河道干涸断流，下游地区的地下水不能得到补充，地下水位下降迅速，从而导致树木枯死、草场毁坏。目前，有大片的历史悠久的胡杨林出现枯死现象，土壤沙化和盐碱化不断加剧，给沙尘暴的产生提供了条件。
在甘肃省的另一条著名的内陆河石羊河流域，也出现了类似的景况。缺乏节制的生产扩张，尤其是农业灌溉面积的不断扩大，中上游对河流水资源的大量蓄积，以及用水者随意地取水，导致下游河道断流，河道缺水使得该地区的地下水不能得到补充，引起了土壤沙化和盐碱化。
在民勤县，由于河流水文循环遭到破坏引起的生态恶化现象尤为突出。目前，在民勤盆地，由于缺乏一定地表水的供给，而大量的农业灌溉又需要用水，因此只好超量开采地下水。据县水利局的材料显示，民勤县的机打地下水井有一万多口，取水量超两亿立方米。过度开发利用地下水，导致地下水位急剧下降，目前地下水位已经下降到25米，甚至更低。
在永昌县的永昌灌区，灌溉面积约二十万亩，灌溉用水基本上靠地下水，目前有机打井近一千口。该地区属于冲积盆地，因而地下水储藏条件较好。但是，由于每年超采地下水达到5000万立方米以上，地下水位下降的速度呈现出加快的现象（见图3-1）。
图3-1 甘肃省一灌区地下水位下降趋势
资料来源：甘肃省凉州区永昌灌区水协会材料
地下水位下降不仅直接造成了农业生产成本的提高和产量的下降，而且更为严重的是，地下水位的下降给生态系统造成的危害可能是难以估量的。在有些地方已经能看到苍老的古木渐渐地枯死，因为很多树木难以从很深的地下吸取水分。对与水相关的生态系统的脆弱性以及其遭破坏后加速崩溃的趋势，当地的用水者难以给予高度的重视。
对于农民来说，他们知道地下水位在不断下降，但是他们不认为，或者不愿意把水资源当作是脆弱的资源。因为他们依赖于这种资源，他们的生产依靠水，他们的生活也离不开水。如果没有水，那么生产和生活是不可能维持下去的。因此，从一般的社会心理角度来看，在那里生息繁衍的人们，可能更倾向于乐观地对待他们赖以生存的水资源，较少去思考、关注这种自然资源的脆弱性或最终会枯竭的可能性。因为农民即便意识到用水越来越困难，他们也会因生计所迫而想方设法取水灌溉。
对于传统的小农来说，他们的收入来源和风险保障除了传统的耕作之外，几乎没有其他收入流，或者其他收入流的成本相当昂贵，是他们望尘莫及的。在这样一种社会情景中，对水的依赖、对水的眷念、对水的开发并最终对水的破坏，构成了传统农业和农民的复杂的水情结。
永定河的命运也和其他断流的北方河流一样，人类对河流自身水文循环的漠视，人类自以为是的改造，人类肆无忌惮的掠夺和获取，最终把一条秀美的河流，变成了野草丛生的荒原。
目前，水生态的脆弱性已经得到了广泛的关注，全球水伙伴的技术咨询委员会曾明确提出，水是有限而又脆弱的资源系统 16 。如果河流水生态循环现状得不到有效保护和治理，整个水生态系统也将会受到巨大影响，水资源的可持续发展将面临重大危机。
据沿河的居民回忆说，在20世纪70—80年代，人们还能见到河里浅浅的流水，附近的居民还能打压水井抽到地下水，到了90年代之后，除了在雨季河道内能见到一点蓄积的雨水外，下游的河道几乎都是干涸的。
同样，生态系统也是脆弱的，人类肆意地介入和大量地开发来获取自然资源将难以维持系统的均衡。河流及水资源就是如此，它是一种循环的系统，当其循环的某个环节遭到破坏，就可能导致整个系统的破坏。