人与河流的系统思考

1、七看“河流”摘要：本文从新世纪人与河流关系调整的趋势着手，用系统思想 分析人与河流系统的空间、结构、行为、功能、环境、特性、过程、特 点，为人河关系的处理提供了全新的视野、理论、方法和技术，为系统 科学的应用开拓了新的领域，为水利工作新思路调整，特别是构建人与 河流和谐关系提供理论支持和现实指导。，河流是人类文明的载体。人类的历史在某种意义上说就是人与河流 的关系史，河流是古代四大文明的摇篮。人类社会进入工业时代以来， 河流成为了巨大的载体。当今社会已经进入了信息时代，人们开始反省 不良的人水关系，人与河流关系进入调整期。美国提出建设“生态 河流”、“有工作能力又正在工作的河”，欧洲提出建设“

2、休闲河流”， 澳洲建设“健康工作的河流”，非洲全力化解“尼罗河风险”，我国 首先是提出维持“黄河健康生命”，然后提出人水和谐的理念。纵 观中外对人河关系的研究，虽然提法各有不同，但有一个共同的认 识，那就是当今人与河流的关系正朝人与河流和谐关系的阶段发 展。当代河流是复杂的人工自然系统。人与河流和谐关系的构建是 一项规模宏大的复杂系统工程，复杂的系统需要相应的办法来解 决。在人类社会产生以前，河流是纯的自然系统，人类社会存在以 后，河流已与人类社会构成了复杂的人工自然系统。在构建人和河 流和谐关系中需要系统思想指导。用系统科学的理论、方法、技术 审视人和河流系统的各个方面，进行人和河流系统的系

3、统分析，这 既是对系统科学体系补充，也是对水利工作的有力支持，同时也可 为其他专业系统工程提供经验。当前一个重大的课题是如何跳出行 业看人与河流关系，克服人河关系中存在的整体观不足、相关性不 周、系统性不优的缺陷。系统方法看河流才全面。用系统方法分析人与河流关系的问题，抽 象的说就是要用系统学的原理来分析河流。具体的说，就是要跳出水利 看河流，突破行业看河流。主要是分析河流系统的发展、空间、结构、 行为、功能、环境、特性、过程、特点，我简言之为“七看”。一、从发展阶段看，人与河流关系发展可分三阶段。系统学认为对 任何事物的认识，都要经历三个阶段，我们可以借用这个方法首来分析 人与河流关系。一是

4、“只见森林，不见树木”阶段，即是朴素的系统思 想主宰人河关系的认识阶段。从远古时代开始，由于人们认识能力的限 制，只可能对河流形成模糊的整体概念，虽然也有杰出工程出现，但只 是朴素的系统思想自发应用。在这一阶段人与河流关系中，水是盲日的， 人是被动的。二是“只见树木，不见森林”阶段，即是形而上学思想主 宰人河关系的思维阶段。这一阶段主要是人为地从整体中把人单独抽出 来研究，未注重总体联系，因而蕴含着极大的局限性。如建国初期，在 人河关系中，“人定胜天”的思想起主宰作用。这一思想使我们确立了 以工程措施应对水旱，在决策中过分强调人的主观能动性，对于河、人 河关系规律缺乏探索。治理河流的日的是完全

5、消除河的不利影响，即除 害。在这一阶段，整体性认识被弱化，在人河关系中，河流是被动的， 人是盲日的，突出特点是工程治水，过分强调工程来调整人水关系。三 是“又见森林，又见树木”阶段，即是科学的定量的系统思想主宰人河 关系的思维阶段，也就是唯物辩证法主宰时期的思维阶段。这是最为成 熟的一个阶段，是人河关系最为协调的阶段，是理想阶段，是人河关系 的发展方向和终极日标。这一阶段人们开始关注非工程措施建设，从多 方面调整人与河流的关系，人们力图实现由工程师向管理者治水的转 变，把人河关系放到整个国家发展大局中去整体分析认识。这一阶段突 出特点是人河状态是和谐的，我们就是要把认识提升到这一阶段，把和 谐

6、作为人河系统的最高日标。二、从河流空间看，河流具有变化多维度。许多行业的专业人员多都 有一种感觉，那就是，在一个部门工作了一辈子，总有一种对这个行业 看不透的感觉，甚至是到退休时反而更不明白。我想许多水利行业的同 事肯定也有同感。为什么？系统科学告诉我们，这其实是一种正常现象， 主要是受思维空间的限制。如果你仔细观察，你也会发现，许多专业工 作人员都喜欢“三句话不离本行”，这源于一种“职业思维习惯”。在这 种习惯下，形成了一种“职业思维方法论”，他们的“三思、三想也离 不开本行”，甚至“考虑一切问题都离不开本行”，终生被专业术语、专 业概念、专业思想所左右，不自觉的以这种思维模式去观察一切客观

7、事 物，有很多的专业人员很偏激，甚至是固执。可以说，“不识庐山真面 日，只缘身在此山中”。因而各行各业的专业人员要学会“跳出行业看 行业”。如何才能跳出呢？主要是要有意识去树立一套好的系统方法论。 从人河系统来说，要树立一个“多空间的人河系统”。人与河流系统不 是“三维空间”吗？这正确但不全面。系统科学认为，所谓空间维度， 指的是系统的约束因子的数量，或者说是关系空间。人们常说，在夹缝 中做人难，最能说明这个道理，显而易见，肯定不仅仅是物理的三维空 间使其为难，还应该有事理不明白的原因，或者是人际关系难处理。用 系统科学的观点，就是还存在事理空间，关系空间，甚至还有我们没有 发现的空间。我们看

8、人河系统，不能仅仅局限于可见的三维空间，还要 看到事物的事理空间，更要看到关系空间。以人河系统中的河流为例， 河流是由水、河道、河岸、河滩、支流、集雨范围等等有形的空间组成， 研究河流水文特性的是水文学、地形学、地貌学，主要是特点“可见” 我们可以称之为“河的有形可见维度”，有“3”维。我们往河底下看河 流，就会发现河流的制约因子有地质情况，还可能有地下河的作用，研 究它的规律的是地质学，加上这“不见有形”的一维，维度就有4维” 了。再往上看，河流的上面有水汽在流动，也受其影响，河流本身也是 大气循环的一个重要的通道，研究大气的是气象学。再加上这“可见又 不可见”、“有形又无形”的一维，就有“

9、5维” 了。在自然的河道上修 建工程，其成为了河流的一个组成部分，但是“人为有形”的，研究这 些的有水利学、航道学，我们又加上这一维，已经“6维” 了。如果加 上历史对河流的因子，这一部分是不可见又无形的，维度开始向无形发 展了，但我们又能感受得到，又加这一维，有“7维” 了。再还有政治 因子、经济因子、文化因子，就有“10维” 了，再分析下去，还可以增 加维度，维度越高，对事物的看法就更全面，整体性更强了。三、从河流演变过程看，河流具有生命特征。系统科学认为，系统 的生命体现为系统的演变过程，系统的演变有渐变和突变。良性的系统 具有适应性，能够不断调适自己，应对不良干扰，使系统处于良性的运

10、行状态，延续系统生命。在演变过程中，可能发生突变，使演变趋势出 现分岔，可能朝良性和不良的转变。对于河流来讲，其演变是一个漫长 的过程，这也可以说是河流的生命过程。要正确看河流，我们一定要分 析河流的演变历史，把握河流现阶段的现状，并预测河流的未来。任何 一条河流都有一个独特的生命演变过程，要因河而异对待，把握其特点。 在实施具体工程时，一定要周全考虑其对河流生命过程的影响，要规避 不良的突突，减少不利的干扰，使河流生命得以持续。四、从河流结构看，人与河流的关系十分复杂。结构是一个非常重 要的概念，系统的结构决定系统的功能。系统学的结构讲的是一个系统 内子系统或元素之间的关系。在系统空间维度内

11、，各种关系靠结构来描 述，在一定的时间内这种结构不会发生大的变化，这是我们认识事物的 基础。但有内部急剧作用，系统会发生突变。作为对河流的认识，我们 一定要把握河流的结构特点，分析其内部组分的关系，要把与地质圈、 地形状况、地貌影响、水气圈、生物圈、人类等关系及相互关系弄清楚， 对于这些有形可见的关系，许多专业人员基本能把握，但往往就局限于 此，不再突破。人为的想简化本来十分复杂的关系、并且以有形的关系 去与无形的关系对立的倾向明显。其实有时无形的关系相当重要，有时 是关键性的，因此我们还要关注历史、文化、政治、经济等关系，要分 析所有这些关系的相互关系的组合，这样才能保持结构的整体性。例如，

12、 在河流上修一个工程，在有形的关系分析中可行，这远远不够，要分析 时间上是否合适，技术上是否有保障，经济上是否有保证，即使这些都 可行，也未必能修成一个工程，可能会受到当地村民的反对，可能会有 政治上的影响。如果这些都可行，可能会修成一个工程，但未必是一个 好工程，还要看所有的关系组合是否是最优。可以效仿这个例子的做法 来看河流，把与河流有关的因子找准，把关系分析透，把关系优化好， 才能真正是看清了一条河流。同时，对河流上要修建的工程也分析是否 对良性结构要不良影响。只有把握了结构才能准确分析系统的功能，真 正做到河流的自然功能的发挥和社会功能的体现。五、从河流功能看，河流是流的载体。河流究竟

13、是什么？如果从系 统学的角度分析，很简单，就是能量的载体，系统科学认为，系统间的 交换主要有物质流、能量流和信息流，其实物质和信息流也可以归为另 外两种能量流，只不过是期间有各种能量的转变或衍变，有不同层次、 不同形式、不同结构的能量。首先人们饮水、灌溉，这就是把河流中的 水变成了动植物中的生物能，这是河流最根本的能量转换。在古代我们 的先辈在河流中用木筏、水车、甚至到现在的航运等，这是自然能的利 用。然后人们学会了利用河水的动能和势能，发明了榨油机、碾米机， 这就开始了河流的能量转换，把动能和势能转换成了机械能。再后来， 人们掌握了水力发电的技术，又把机械能转化成了电能。纵观人类对河 流的利

14、用史，就是一部能量的转化或转变史。对这些能量的利用，由于 多种因素的影响，在一个流域内是不平衡的，没有从整体最优全面考虑。 也可以说是利用结构的调整还可以新增加能量，这就是河流系统的结构 能，现代社会已经进入了河流结构能利用的时代了。例如，在河流上修 建工程，位置不同可以得到不同的能量，不同的技术可以得到不同的能 量，经济水平不同也可以达到不同的能量，等等这些都可以归入结构能 的范畴。值得注意的是，河流除了上述的能量外，还有精神能、信息能。 如果一条河流承载了文化的、精神的东西，那么她就具有精神能。如果 一条河流是信息的载体，如河流的某变化预示着某种信息，那么河流就 具有了信息能，信息能是非物

15、质能，它的作用最容易忽视。其实河流每 一个状态的变化都包含丰富的信息，是河流生命的特征的体现，这种信 息的能量对人类来说至关重要。同时，人类社会也会以信息能的形式作 用与河流，政治的力量看似乎对河流没有关系，或者说关系不明显，其 实不然，只要稍微想有想，就会发现，哪一个水利工程不受政治的影响， 建与不建最后都是权力部门定夺。为什么美国会在20世纪30年代建那 么多河流整治工程，都是当权者的政治的策略，主要是拉动内需以度过 难关。懂得这一点，就会明白为什么田纳西的治理最后没有达到设计的 效果，可以说其中最大一个原因就是政治权力的更迭，导致了河流与外 界的关系结构发生了变化，使治理日标也发生了偏离

16、。同样，经济、文 化也是以能量的形式作用于河流。六、从河流发展规律看，河流的环境最重要。系统科学认为系统 的整体应包括系统内在本体、系统环境和系统边界三大领域，要认识一 个系统，对系统的环境、边界的分析至关重要。所谓环境，就是与一个 系统存在实质联系而有不属于该系统的一切对象的总体。如果降低一个 层次，系统还存在内环境，这个内环境成了上一个层次的子系统或元素。 系统的内环境要协调，它是系统内在能动性的来源，内环境间也存在合 作、博弈、矛盾、竞争的关系。例如在一条河流内，上、下游之间，左 右岸之间，干支流之间，都可以互为环境，同样道理，河床、河洲之间 也可以互为环境，在经过系统的不断演化之后，河

17、流会趋于自然的理想 状态，呈现出河流的规律性变化。如果没有人为的干预，有时河流也发 生一些抗规律性的干扰，如洪水期的崩岸、脱坡等，它不是源于系统外 的作用，但对河流的系统可能产生极为不利的影响。那么什么是系统的 边界呢，系统学认为，系统的边界是一个多维的曲面，它包裹一个系统， 超越它就是系统外。这个曲面不是取封闭系统的作用，而是界定能量输 出与输入的一个界面。具体对河流来说，这个边界最简单的可见的一条 曲线就是流域的三维曲线，众多的影响因子都有这样一条曲线，它们组 成了一个系统的边界。这个边界具有开放性，可以增加曲线，也可以减 少曲线，边界对能量具通透性，不消耗能量，也不阻滞能量。系统外环 境

18、也就是通常说的系统环境，可以分为自然环境和社会环境。如在一条 河流中，自然环境可以分为地理条件、地质条件、地域条件、气候条件 等，社会环境可以分为政治条件、经济条件、文化条件、精神条件等， 各个条件还可以再分。根据系统与环境的关系，还可以分为合作环境与 竞争环境，地理条件就是河流的合作环境，气候条件是既竞争有合作的 环境，经济条件就是竞争环境。系统与环境间是一种生克关系，从根本 上说，环境决定着系统。例如在河流的治理中，要求我们符合或许顺从 自然的大环境，否则，过度的开发就回使环境向不良方面转化，环境为 了自身的需要，就会报复系统。如再不调整，就会受淘汰。当前，各界 对河流环境的重视也说明了环境的