北京申办奥运成功，并提出了"绿色奥运"目标。可如果沙尘天
气不能控制，这个目标就不能实现得那么彻底。现在学术界有一种
说法：未来几年沙尘暴发生将呈增加趋势，目前人类控制沙尘暴的
能力有限，较大幅度地控制沙尘暴是不可能的。应该说，这个结论
是正确的，但这个正确是建立在传统生态理论和技术体系基础上的。
如果我们有了明显的创新性生态理论，和创新性生态技术体系，就
另当别论。辽宁省全生态农业课题组提出的全生态农业理论和全生
态农业技术体系，就可以在几年内解决北京的沙尘天气问题。
全生态农业理论中的两个关键性观点
全生态农业研究把传统生态系统分为无机环境系统和有机环境
系统（生态系统）两个层次。无机环境系统由太阳能、水体、大气、
土地（土壤与地形）四大要素构成。生态系统是在无机环境系统的
基础上由植物、动物、微生物三要素构成。治理沙漠化、水土流失、
干旱缺水等问题，必须研究无机环境系统的结构功能，及其与生态
系统的层次关系。
治理无机环境要素产生的灾害，必须从治理其他3个要素的作用
入手
无机环境要素的运动原理是：任何一种要素的循环运动，都是
在其他3种要素的共同作用下实现的；而一种要素的局部运动，是在
其他一种或两种要素的作用下实现的。例如水循环过程，首先是太
阳能蒸发海水为水蒸气，然后大气把水蒸气运送到陆地上空发生降
水，最后是降水通过河流（地形）回归海洋。水循环的过程就是其
他三大要素对它作用的过程，没有要素之间的作用就没有系统内的
运动。治理某种要素形成的灾害，也必须从治理其他3种要素的作用
入手。无机环境要素运动原理的发现至关重要，它将成为治理干旱
缺水、水土流失、沙漠化等问题的必须路线。
治理无机环境问题，就是恢复生态系统的调节功能
全生态农业研究的一大发现就是生态系统结构功能，它是生态
系统存在的必要条件。生态系统结构功能主要分为两个部分：一是
生态系统内部诸要素之间相互作用的结构功能；二是生态系统对无
机环境要素进行调节相互联系的层次功能。治理生态环境问题需要
的是后一种功能。生态系统对无机环境要素进行调节的内容：一是
降水调节，无机环境系统中的降水蒸发快、流失快，而经生态功能
调节后的降水改蒸发为蒸腾，并以较高的涵水能力控制了降水无效
流失；二是气流调节，生态功能对气流的调节是改大风为和风；三
是对土壤的调节，在无机环境内土壤不断被水流和气流侵蚀，生态
功能调节后的土壤物质只在生物体内循环，不再出现侵蚀现象。全
生态农业研究认为：干旱缺水、沙漠化、水土流失等有关生态环境
问题，都是失去生态功能调节后的无机环境要素的运动特征。所以，
治理生态环境问题的本质就是恢复生态系统的调节功能。
至此必须要说明一下生态功能的恢复原理，生态系统的调节功
能与森林有本质的区别，森林是生态系统的形式，生态功能则是生
态系统的本质内容。生态功能的恢复是指生态功能的复杂性进化过
程，而不是植树种草追求的单一品种的森林或草原。
现代科学认为：系统结构的复杂化与系统的稳定性是一致的。
一个30条腿的桌子，失去27条腿还具有桌子功能；而一个3条腿的桌
子，只要失去一条腿就失去了桌子功能。全生态农业研究遵循上述
科学规律，认为生态恢复过程应该是生态功能的复杂化过程，而不
是单一品种的森林和草原，人类恢复生态系统功能必须要注意这一
点。
美国科学界曾经观察过康涅狄克州一片森林被夷平后的情况：
第一年是一些先锋植物---禾本植物和杂草占领了土地，基本恢复了
结构最简单的生态功能，可比喻成3条腿的桌子；几年后，灌木和松
树长了出来，排挤了禾本植物和杂草，形成草---灌混合性生态结构；
10年后，松树和桦树形成了低矮的森林；80年后进化成以槭树和栎
树为主构成的顶极林，形成了由苔藓、菌、草、灌、藤、乔等几大
类植物共同构成的复杂生态结构，就是30条腿的桌子了。一切毁灭
性的生态灾难（虫害、病害）只出现在简单的生态结构之中，而从
不出现在复杂性的生态结构之中。简单的生态功能是1年就可以恢复
的；而以树木为主的复杂生态功能，却必须有一定的条件和时间。
这一规律是我们治理沙漠和水土流失过程中所必须遵循的。
全生态农业技术体系
现阶段全生态农业技术设计原则，主要是遵循上述两项自然规
律，针对沙漠化、水土流失这些无机环境问题进行设计的，主要包
括全生态农业免灌技术、全生态农业治沙技术等。
全生态农业免灌技术
此项技术的设计，目标是恢复耕地的生态系统调节功能，设计
方法是遵循无机环境系统内诸要素的作用规律，以控制耕地土壤水
分蒸发。具体设计主要有4项措施：一是池型整地：即把原来的耕地
改造成水平池田，其目的是强迫雨季降水就地入渗，造成地形复杂
化，使气流和缓；二是有机质覆盖：用有机质长年覆盖地面，建立
地表太阳能、降水、气流相互作用的缓冲带，控制土壤水分蒸发和
土壤侵蚀；秋天只收粮食，让秸秆仍长在地里，以调节气流速度固
定地表覆盖物；三是封闭性林网：控制宏观气流，辅助上述3项措施。
试验证明，全生态农业免灌技术可以在1年内基本恢复生态系统
调节功能。
全生态农业治沙技术
全生态农业治沙技术的设计，是以恢复沙地生态系统调节功能
为目标的。与全生态农业免灌技术不同的是：免灌技术主要控制土
壤水分蒸发，而治沙技术则主要控制大风速度。其措施是，每300～
500米建设一道大约7米高的挡风沙岗，把地形简单的沙地割裂成无
数无大风的空间。在这些无大风的空间内，可采用全生态农业免灌
技术进行农业开发。沙岗的主要作用是加大地面对风的磨擦系数，
消除气流能量，使之逐渐减速。大风控制住了，沙漠的危害会自动
消失。
在五六年内解决北京风沙天气
全生态农业的研究结果证明，人类是可以控制天气的，也能在
治理区内1年恢复生态调节功能，控制沙漠化和水土流失。为此，只
要我们扩大治理规模，就可以在五六年内解决北京的风沙问题，在
2008年办一届风清气朗的奥运会。
人类可以控制天气
传统科学认为：沙尘暴是天气过程和地面过程共同作用的产物，
而人类控制天气的能力很有限，所以必须承认未来几年沙尘暴呈增
加趋势的合理性。而对全生态农业来说，这个结论是错误的。人类
可以在短期内控制沙尘暴的基础是：因为人类可以在短期内控制天
气。
气流的发生虽然是宏观大尺度上的事情，它的范围可能超跃一
个、两个或多个国家。但全生态农业研究揭示了一条科学规律：气
流的发生是在其他3个无机要素作用下实现的，我们只要控制其他
3个要素对气流的作用，天气就可以控制。我们能控制天气有如下
4个根据：第一，气流速度是由地形决定的，简单的地形和处于下坡
的地貌可以使气流加速，而反之则可以使气流减速；第二，地表形
状可以决定气流的具体方向；第三，良好的地表生态可以控制气流
速度；第四，导致三北环境问题的天气系统是产生于新疆北部、蒙
古、西伯利亚南部极地大陆气团，它距北京有数千公里的距离，即
使在国内也有上千公里距离，我们有足够的治理空间。在上述4个根
据中，前3个是控制天气的基础，后一个可确定工程实施方位。只要
我们严格按科学规律办事，局部控制天气是完全可能的。
短期内控制北京沙尘天气的方法
今年春天，我国"沙尘暴考察团"提出4个沙尘源区，但我认为北
京的沙尘天气主要产生于冀、晋北部和内蒙古中部耕地、沙地，因
为这些耕地和沙地正处在极地大风向北京运动的路线上。据山西省
科研部门提供的资料，在每年的3～5月份，晋北耕地4级风就出现扬
沙现象；5级风在耕地上扬起的沙尘是4级风的6.5倍；7级风在耕地
上扬起的沙尘是5级风的43倍。每年3～5月份风蚀的土壤占全年风蚀
总量的84.3％，这与北京的扬沙天气、与华北大风多发季节都是吻
合的。所以，治理北京的沙尘天气必须要做以下几件事。
一是必须在河北、山西北部和内蒙古中部的耕地上推行全生态
农业免灌技术，使这些耕地恢复生态系统调节功能，有大风路过时
就会不再起沙。另外，耕地上冬春保留秸秆还可以调节大风的风速。
二是尽量使这些耕地的地形复杂化，加大极地大陆气团运动时
的磨擦系数。这样做可以消减大风的能量，使之携带的沙尘在途中
降落，也是减轻北京沙尘天气的必要措施。
三是要用全生态农业治沙技术尽快治理北京周边的沙地，消灭
北京附近的沙源。
有效控制了极地大风的风速，消灭了北京周边的沙尘源地，北
京不会再有严重的沙尘天气。另外，河北、山西北部和内蒙古中部
的干旱耕地采用了全生态农业免灌技术后，变成高产、稳产耕地，
也给那里的农民增加了收入。在这种情况下，北京就可以办一届风
清气朗的"绿色奥运"了。
张福增 中国环境报