编者按：国家标准或者行业标准，并不仅仅制约着生产过程。这些标准中的每一个指标都左右着产品的品质，并进而关系到消费者的使用安全。从这期开始，我们将在这个栏目中剖析国家标准中与个人生活安全密切相关的各项指标。

面对即将于今年10 月实施的饮用矿泉水新标准，我们发现一种潜在致癌物溴酸盐的含量将开始被严格限制，与此同时，受到影响的还有病菌含量的新指标，而菌落总数的指标不见了。

对欧洲人来说，即使告诉他们全世界的瓶装矿泉水统统是充满细菌的“脏水”，他们仍然会毫不犹豫地打开一瓶“依云”，仰头咕咚咕咚⋯⋯但是，在中国，它曾经屡屡通不过入境检验。仅在2006 年的5 月到10 月间，就有4 批次共210542 升“依云”矿泉水遭上海检验检疫局拦截，多个集装箱共上百吨依云天然矿泉水遭遇退港，其理由则是菌落总数超标。对比《饮用天然矿泉水GB8537－1995 标准》所规定的罐装天然矿泉水菌落总数要低于50cfu/ml（每毫升所含细菌群落总数）的指标，对“依云”的检测显示为5080cfu/ml，超了100 倍之多。与此同时，由不得你不信，国内的矿泉水却是鲜有菌落总数超标的。

“依云”据理力争，称其产品完全符合世界卫生组织所颁布的《国际食品法典》以及欧盟颁布的欧洲标准。同时不少业内专家也表示：细菌在日常饮食中无处不在，并不会对健康构成危害。关键看的是病菌含量。依照即将于2009 年10 月1 日实施的新标准《饮用天然矿泉水GB8537－2008 标准》，“依云”应该不会犯“菌落”的忌讳了。然而，国内的诸多矿泉水企业如果不更新灭菌方法，则会通不过新增加的“溴酸盐”这项指标。

长久以来，国内的企业一直在给罐装矿泉水下着一剂杀菌的猛药。具有极强氧化能力的臭氧被大量使用于灭菌，不分差别地杀死几乎所有的微生物。这就是它们曾经之所以能在菌落指标一栏达标的原因。然而，水中的一些含溴物质在强氧化性的臭氧的激化下，很容易被氧化为溴酸盐(BrO3- )。

溴酸盐本身具有一定的染色体和DNA 水平的遗传毒性，它有可能引起染色体畸变和DNA 损伤。而且，溴酸盐会导致肾病，人们还在动物试验中发现它使细胞出现了肿瘤。国际癌症研究中心（IARC）将溴酸钾列为2b 级，即潜在致癌物，表示“可能对人具有致癌作用”。军事医学科学院马秀英教授也曾对媒体表示：长期饮用高溴酸盐含量的饮用水，将增加癌症的患病率。

事实上，在中国几乎每一个矿泉水生产者都知道溴酸盐的“秘密”，而消费者却完全蒙在鼓里。按照行业、企业等各个部门意见总结而成的矿泉水新国标GB8537－2008 在几经修改的过程中，对于溴酸盐的指标依然反反复复，这很大程度上就是因为涉及到企业的自身利益。

现在，我们终于能看到新国标对于溴酸盐浓度限定必须低于0.01 mg/L 的指标。这与国际上的同类标准也相符合。1993 年世卫组织的《饮用水水质准则》中，溴酸盐的限值为0.025mg/L，2004年修改为0.01mg/L；美国国家环保局（EPA）饮水标准中溴酸盐的最高允许浓度规定为0.01mg/L，期望值是不检出；最严格的是欧盟，规定为0.003mg/L。

与“溴酸盐”的严格限值相对应的是关于菌落总数的指标在新国标中不见了。取而代之的是3 项属于致病菌的微生物指标。（在国际上也是如此，在世界卫生组织和美国EPA 的最新标准中，已经删除了细菌总数，而加强了对致病菌的控制。国际食品法典委员会（CAC）颁布的《天然矿泉水法典标准》中也具体规定了需要检测矿泉水致病菌。）

这次的矿泉水新国标，对于使用臭氧灭菌所产生的潜在致癌物溴酸盐和水中菌落总数这两项此消彼长的指标，同时做出了新的、符合科学界认识的指标。在我们终于改变了“干净的矿泉水却含有溴酸盐”这个隐藏了十年的潜规则的同时，专家对于溴酸盐检测方法以及相关危害仍然在做进一步的调研。

饮用天然矿泉水新旧标准的主要变化

旧标准：GB8537－1995                                           新标准：GB8537 － 2008

饮用天然矿泉水是从地下深处自然                                 饮用天然矿泉水是从地下深处自然涌出的

涌出的或经人工揭露的、未受污染                                 或经钻井采集的，含有一定量的矿物质、

的地下矿水；含有一定量的矿物盐：          完善定义             微量元素或其他成分，在一定区域未受

微量元素或二氧化碳气体；在通常                                 污染并采取预防措施避免污染的水；

情况下，其化学成分、流量、水温                                 在通常情况下，其化学成分、流量、水温

等动态在天然波动范围内相对稳定。                               等动态指标在天然周期波动范围内相对稳定。

溴化物≥ 1.0mg ／ L                                            溴酸盐＜ 0.01mg/L    潜在致癌物

水源水菌落总数＜ 5cfu/mL                 删除的指标          阴离子合成洗涤剂＜ 0.3 mg/L

罐装产品菌落总数＜ 50cfu/mL                                    矿物油＜ 0.05 mg/L

碘化物＜ 0.50 mg/L                                             粪链球菌

锂＜ 5.0 mg/L                                                  铜绿假单孢菌

锶＜ 5.0 mg/L                            新增的指标          产气荚膜杆菌

锌＜ 5.0 mg/L                                                  锑＜ 0.005 mg/L

锰＜ 0.4 mg/L

-                                                              镍＜ 0.02 mg/L       +

硼（以H:BO: 计）＜ 30 mg/L                                    硼酸盐（以B 计）＜ 5 mg/L

镉＜ 0.010 mg/L                          修改指标             镉＜ 0.003 mg/L

砷＜ 0.050 mg/L                                               砷＜ 0.01 mg/L

载人航天、探月工程和太空行走已经陆续成功，中国已经成为了空间技术的大国。但是在空间望远镜方面，似乎还是一个空白。其实，中国科学家们已经为空间望远镜持续努力了十多年，正争取让它在几年之内升上太空。

在北京高能所粒子天体物理中心，记者见到了中国首台空间望远镜的样机。这台一人多高的白色圆柱形仪器，安放在一个篮球场大小的房间里。仪器上面镶嵌着18 个圆孔，看起来有点像巨型的蜂窝煤。它被媒体称作“中国的哈勃”，正式名称是“硬X 射线调制望远镜”（HXMT），可能在两三年内发射进入太空。

HXMT 和位于河北兴隆的世界最大施密特望远镜LAMOST、贵州平塘的世界最大口径射电望远镜FAST，并称为中国三大望远镜工程。HXMT 总耗资约10 亿人民币，超过另外两个望远镜之和。国际天文学界对它抱着热烈的期待，但是HXMT 在国内却一直保持低调，甚至看不到一篇详细的报道。这个神秘的空间望远镜会向人类揭示哪些宇宙的奥秘？它的进展如何了？

用X 射线的眼睛看黑洞

HXMT 看起来似乎不像我们所熟悉的哈勃空间望远镜，因为看不到洁净的反射镜面。“这18 个圆孔探测器就是HXMT 的‘镜头’，它们观测的是硬X 射线，也就是能量较高的X 射线。”高能所粒子天体物理中心研究员卢方军指着“蜂窝煤”上的小孔说，“硬X 射线是研究黑洞周围时间、空间和物质的关键。”

黑洞是HXMT 的主要探测目标。黑洞并不发光，但是被黑洞吸进去的物质就像掉到地球上的流星一样会发光。流星物质由于摩擦发热燃烧，温度会高达几千摄氏度，而黑洞强大引力所吸积的物质，落到黑洞附近时温度高达数千万摄氏度，发射的光线能量极高，是人眼看不见的高能X 射线。和机场安检的仪器一样，硬X 射线有较强的穿透力。很多黑洞被吸积的尘埃包围，普通的X 射线都无法穿透，只有高能量的硬X 射线才能被我们接收到。

“但是困难在于，X 射线是无法贯穿大气的。所以HXMT 必须发射到太空中。”卢方军说。也正是这个原因，X 射线天文学的先驱们的路异常艰难。即使在美国，要发射卫星也必须得说服政府官员，而不是几个大学教授就能决定的。最初的探测工作只有用高空气球和探空火箭，通过实验知道了太空中有比太阳亮上亿倍的X 射线源，但是不能确定它的准确方位。直到1970 年发射了自由号（Uhuru）卫星，第一台真正意义上的X 射线空间望远镜，才发现了第一颗“疑似”黑洞的天体。著名的天鹅座X － 1，它被认为是由一颗20~40 倍太阳质量的巨星，和一颗8.7 倍太阳质量的致密星组成，后者被认为是一颗黑洞，正在从巨星上吸收质量而发射出X 射线。

在此之前，黑洞不过被看作广义相对论里的数学游戏而已，X 射线天文学让人们“看见”了黑洞。此后又有十多颗更强大的X 射线空间望远镜上天，如美国1978年的爱因斯坦卫星、1999 年的钱德拉X 射线空间天文台，以及欧空局同年发射的XMM- 牛顿卫星等等，它们除了发现上千个疑似黑洞天体，还发现一些剧烈活动的星系核中，很可能隐藏着质量巨大的黑洞，从一些黑洞中有接近光速喷出的喷流。2005 年钱德拉X射线天文台发现一个黑洞正在爆发，它吞噬的质量相当于3 亿个太阳。这些X 射线空间望远镜观测的主要是软X 射线，而HXMT 主要工作于20keV 以上的硬X 射线能区，和以往的同类X 射线空间望远镜相比，它具有显著的优越性。

物美价廉的HXMT

“HXMT 既能对全天区进行扫描成像，又可以对特定宇宙天体进行细致的定向观测，所以有美国的天体物理学家认为，HXMT 会是2010 年前后这段时期中独一无二的硬X 射线望远镜。”最早提出HXMT 项目的李惕碚院士向记者介绍。由于资金问题，中国在实测天文学方面一直落后，但是HXMT使用中国自己的直接解调成像方法，实现了技术成熟而便宜的探测装置。X 射线穿透力很强，难以聚焦成像，人们想出了编码孔径成像的办法，但是其装置非常昂贵，成像的分辨率也不高。1992 年，李惕碚和吴枚提出了硬X 射线直接解调成像方法，通过直接解观测方程，充分利用观测获得的信息，实现高分辨成像。

在高空气球实验中，直接解调方法获得了成功。1993 年9 月25 日，高能所粒子天体物理中心用高空气球搭载HXMT 的球载试验样机“HAPI-4 望远镜”升至36~38 千米高空，进行约1 小时扫描观测。巧合的是，就在5 天前，美国加州理工也用昂贵的编码孔径成像方法做了同样的试验，探测时间也约1小时。结果两个望远镜都实现了对天鹅座X － 1 的高分辨成像，而HAPI-4 的成像质量优于大型编码孔径成像望远镜。可惜的是，直接解调成像方法价廉物美得让人难以相信。“主要问题是作为核心的方法有待确认。” 这是1994 年，HXMT 申请“九五计划”立项未通过时评审组下的结论。

为了消除对新方法的怀疑，李惕碚院士的团组用了多年时间。除了论证直接解调的数学基础，还用它重新分析了许多国外高能天文卫星的数据，取得了不少新成果。卢方军就曾用直接解调方法处理德国伦琴卫星（ROSAT）的数据，发现了超新星遗迹G54.1+0.3 存在X 射线喷流，随后申请到美国钱德拉X 射线天文台的观测时间，发现了“牛眼脉冲星”，被国际媒体广泛报道。2000 年，HXMT 预研终于列入国家重点基础研究发展规划（973）项目，获得第一笔经费，这就是我们面前的HXMT 地面样机的来历。

中国空间天文何时上路

按照预期，HXMT 将在2010 或2011 年发射，是否一切准备就绪了呢？“HXMT 很可能无法按时发射。”卢方军遗憾地说。“HXMT 上天之前还有很多试验要做。至少需要做4 台样机，其中三台是用来做电性能、结构热控和空间环境适应能力试验，最后一台才是正式上天的。”

有了973 项目的经费， 在2005 年建成了HXMT 第一台样机，测试结果也不错。但是后续的资金没有到位，无法继续做下一台样机，研究人员们还在做HXMT 的各种试验，以进一步提高HXMT 的性能和工程可靠性。“不过这也正常，美国也经常推迟发射，因为不可预料的事情太多了。”卢方军仍然很乐观。

中国虽然在航天领域多数项目上领先亚洲，但是仍然没有发射过空间望远镜。从上世纪至今，国际上已发射的天文卫星有100 多颗，覆盖的能量范围从微波直到高能γ 射线，取得了大量的观测研究成果，中国的空间天文却仍然是空白。所以有一种说法：发展中国家重视空间技术，发达国家重视空间科学。令人宽慰的是，2007 年10 月，经国务院批准发布的《航天发展“十一五”规划》已经明确了要“优先支持面向重大科学问题的自主创新项目，研制硬X 射线望远镜”。

在HXMT 缓慢行进的同时，NASA 已经开始实施雄心勃勃的“超越爱因斯坦计划”，为了探索大爆炸、黑洞和暗能量，寻求物理科学的新突破，计划发射一系列天文卫星，其中包括新一代的“星座”X 射线望远镜（HTXS），以及“黑洞发现者”X 射线探测器（BHFP），它们的功能将空前强大，但是发射日期还定在2016 年之后。HXMT 如果能够赶在它们之前发射，中国仍然有很好的机会取得领先的重大科学成果。“但是如果得不到财政支持继续拖延下去，就会在激烈的国际竞争中丧失时机，而成为一个罕见的反面事例：一个国家在长达15~20 年的时间里都抓不住自主创新所提供的科学机遇。当然，提供反面的教训也是贡献吧！”李惕碚院士有些无奈地苦笑着说。

●硬X 射线望远镜的成像方法

掠射成像：与金属表面几乎平行的X 射线会被反射，就像打水漂时石块会在水面反弹一样，可以用一系列小角度反射镜让掠射X 射线聚焦成像。但是对高能量的硬X 射线实现掠射成像非常困难。

编码孔径成像技术：在一个刻有小孔花纹的编码版上，根据不同方向硬X 射线源的“影子”推导出射线源方位，就像根据多个路灯下影子的形状来推断路灯的位置。

直接解调成像：它只需要一个准直器来限制探测器的视场，通过扫描获取数据，然后直接解观测方程来还原X 射线强度的空间分布，可以尽可能少的丢失信息。

你可能已经长期处于亚健康状态，却不知不觉，这就是缺乏微量营养素（包括微量元素和维生素）的危害。拜无数营养品的宣传所赐，人们已经对它们的重要性有所了解。但是，靠吃补品、药品，或者在食物中添加微量营养素，这些方法都昂贵且不方便。而“生物强化”工程要从作物品种出发，发动又一场国民膳食健康的革命。

米饭2 两、一盘鱼香肉丝、一盘清炒菠菜、一盘松子玉米，一顿看似营养充足的午膳下肚，其实仍然饥饿。因为铁、锌、碘、维生素A 等微量营养素的摄入不足，一场微量营养素的膳食革命已经于1994 年在全世界展开，但中国人仍在蒙受“隐性饥饿”带来的伤害，直到2004 年，国内的农业学家和营养师联合发出了“你真的吃饱了吗”的质疑。

呼声起于北京的中国农业科学院东北角，重大科学工程楼4 楼，由范云六院士牵头，张春义、王磊等多位博士组建的项目小组试图通过不用化肥、不用转基因、也不用人工添加的方式，改变微量营养素在中国膳食结构中曲高和寡的局面。项目小组给这次行动取了一个代号，名为“生物强化”。

实际上项目小组成员对这个代号并不满意，因为它容易让人联想起“无所不能”的实验室加工。“对这个名字我们也很苦恼。国外1994 年就开始做了，他们叫‘HarvestPlus’，我们翻译得似乎不那么贴切，容易让人误解，大家都以为是利用一些工业手段，以人工添加的方式实施，其实，我们是纯农业手段。”负责β- 胡萝卜素富集甘薯种子培育的张春义博士解释道。2004 年，也就是项目实施之初，张春义和诸位同事们经历了听课、检测、临床试验等多种形式的“再教育”方才正式接受了“生物强化”这一概念在中国的首次莅临。

给微量营养素一个说法

每1 千克水稻种中含有10~15 毫克的铁元素，这是铁富集水稻种达标的国际标准。虽然微量营养素对人体健康的作用已众人皆知，常被保健品厂商作为促销的噱头，但是在国内作物的审核标准中，微量营养素的地位一直无关痛痒。“由于中国颁发品种证书只有针对亩产量、蛋白质、淀粉含量等的审核，对于微量营养素还从来没有意识到要设定一个审核标准，我们只有参考世界健康组织推荐的各种微量营养素的日摄入量，还有比如墨西哥等国的标准等等。”农科院生物强化项目组的王磊博士介绍道。

在2004 年之前，中国有关微量营养素摄入状况的系统调查几乎空白。2007 年，中国疾病预防控制中心和美国北卡罗来纳大学协作展开了一个名为“中国健康与营养调查”的项目，追踪15 年间（1989~2004年）中国居民膳食结构与营养状况的变迁，近400页的报告中，反映我国居民微量营养素摄入情况的只有只言片语——“只有21% 的成人维生素A 的摄入量能够达到推荐摄入量”。

从理论到实践均不够重视，直接导致了我国群众常年因微量营养素缺乏而处于“隐性饥饿”中。营养素尤其是微量元素含量不足，且摄入不均衡，这些事实都被“吃饱”的假象掩盖了。因为缺铁、锌、碘、钴、镍等微量元素引发的儿童智力低下、视力减退等“看不见的病”一直在拖国民素质的后腿，而昂贵的额外添加微量元素手段，很难推广到广大的不发达地区。2006 年4 月，四川大学华西公共卫生学院对陕西省淳化县官庄镇中学初一年级422 位学生的贫血与智力状况做了调查，结果表明，这里的学生维生素A、铁、锌、铜等微量营养素的摄入均不足，由此导致该校初一学生贫血患病率高达37.7％，智力中下和缺陷者比例居高不下，占40.5％。很巧的是，此次调查的所在地——四川和陕西均成为生物强化项目的首批实验地。

一颗富铁水稻种的前世今生

“生物强化”在我国开展的环境，也就是农作物生长的环境与国外还有所不同：水质遭受严重污染，微量元素在土壤中的分布不均匀，例如湖北省恩施市富硒，而黑龙江省克山县却严重缺硒，这样的原因导致我国农作物中微量元素的含量先天不足。“生物强化”工程通过天然手段开始了后天的努力。针对4 种基本农作物——水稻、小麦、玉米、甘薯，培育一批微量元素富集的种子，治标治本。当这些种样适应了中国的温带气候、土壤质量等环境，而微量元素含量达到实验之初设定的标准时，就成为生物强化小组众望所归的“种子选手”。

水稻作为项目组的重点课题，研究进展备受关注。由“生物强化”国际以及中国项目组提供，上千个来自中国、美国、墨西哥、南非等世界各国的水稻品种和品系分批经过测定，筛选出铁元素及其他微量营养素含量较高的优种，两个优种杂交之后，种植在试验田中，它们生产的后代继续经历筛选、测定、杂交、育种这一过程，直到找到符合标准的富铁水稻种，最终得到的达标优种往往是含多国血脉的“混血儿”。

富铁水稻种的开发是个漫长的过程：每年做两三次育种，3~4 次鉴定，每次育种选择2~3 处试验田，每个实验田有1~2 亩地。而刨去作物成熟所需的时间，仅样品种子微量元素的测定就需要半年之久。其他的作物优种诞生的方式和富铁小麦种是一样的。“这一过程比想象的复杂很多。100 次杂交之后才能筛选出几个优种，一般开发出一个微量元素达标的品种，比如这次含8mg/kg 铁富集水稻种需要3 年左右时间，其他的甚至需要5 年。”王磊博士深谙生物强化项目的难度。有时，实验结果还会无情地给科研人员开个玩笑，比如两个富铁的水稻种子，杂交之后的下一代也许并不富含铁元素。

“烤红薯是最科学的吃法”

“生物强化”项目组选择四川作为中国首批试验目标地之一，而蓬溪县成为了富β- 胡萝卜素甘薯的专属实验地，这些甘薯将在今年10 月成熟，登上百姓的餐桌。

“在上市之前，我们会做严谨的实验，其中包括临床试验。”四川华西医院营养师曾果介绍，“2006~2007 年之间，我们对蓬溪县其中两三个小学的学前班以及1~3 年级的学生做了试验，给他们吃这种富含微量营养素的甘薯，最后的结果表示，不管是智力反应还是视力都有了很明显的改善。”

这些富含微量营养素的甘薯在吃法上还有讲究。任何食物在加工过程中都会有部分营养流失，“就像2008 年火爆一时的‘德润生天价大米’，它的活性成分极不稳定，即使真的存在，经过高温烹煮之后活性成分也很难存留了。”张春义博士表示食品的储藏、加工过程都不可避免营养素的流失，“我们通过‘生物强化’的方式培育出的作物也有这个问题，我们会对此做很多次测定。比如富含胡萝卜素的甘薯，我们实验它在烤、蒸、煮等各种情况下，微量营养素的流失，发现在烤的过程中流失是最少的，烤红薯是最科学的吃法。”

目前，富集各种微量营养素的首批优种水稻、小麦、玉米、甘薯大部分已经培育成功，都将进入从餐桌到农田的阶段。而这次四川省蓬溪县的β-胡萝卜素富集甘薯即将成熟，课题负责人张春义博士表示，“这是第一次把微量营养素富集的品种种在农民的田里，让老百姓来吃。”

对话

“生物强化”的是与非

中国“生物强化”项目小组成员、农科院张春义、王磊博士= 农

新知客= 新

新：“生物强化”与转基因之间有什么不同或者联系？

农：转基因是“生物强化”的手段之一，但我们还没有使用。“生物强化”是指提高作物的性能，比如产量，蛋白质、淀粉的含量，或者是微量营养素的含量。我们做的就是提高微量营养素的含量。还有，比如做食物强化的，他们是工业手段，施洒化肥或者是人工往成品里添加一些营养元素，像富铁的酱油等等。我们是农业手段，通过杂交选种等方式，比较绿色天然。

新：“生物强化”是主要针对贫困地区，还是仅仅针对贫困地区？

农：“生物强化”主要是改善中国营养失衡的状况，我们只是首先选择贫困地区，最终是要向全国推广的。首先选择比如陕西、河南、四川等地是因为那里摄入不足的问题较严重，他们的饮食结构比较单一，只能种什么吃什么，并且没有其他渠道获得营养均衡的有关知识，而经济水平较高的地方还可以买点营养补品来缓解，比如妇女缺铁性贫血，可以买点补铁的药片吃。

新：一旦达标的优种培育出来，还需要定期追踪检测含量的变化或者继续改良吗？

农：“生物强化”不是一劳永逸的。它需要不断更新，就像计算机软件的升级，现在实验所得的品种可以理解为低版本，而优化的版本一方面把现有富集微量营养素提高，另一方面还可以提高别的元素，比如铁锌富集小麦优种，那么提高铁和锌含量的同时也可以提高硒、维生素等其他微量营养素，这样人体所需微量营养素在其中逐渐富集。每一次育种都是一次升级，平均一年我们会做两三次杂交育种。

新：造成我国土壤质量低，难以让作物吸收足够的微量元素矿物质的原因是什么？

农：影响农作物微量元素含量的原因主要有两个，一个是土质矿物质含量分布不均引起的缺乏，另一个是作物品种本身的原因。作物品种不好，生长期根系不够发达，难以吸收土壤深层的矿物质，微量元素自然无法达标。那么，土质除了矿物质含量分布不均之外，还受到多年来种植习惯的影响，比如为求亩产量高、抗病虫害能力高，大量施洒化肥，这种情况对土质有一定程度的破坏，但不是导致土质不好的本质原因。

美国白蛾入侵中国，与我们对峙30 年。它生命力旺盛，住进了国宾馆，甚至还几乎威胁到奥运。今天，一场培养天敌打击美国白蛾的行动正在进行着。

进入6 月份，山东省烟台市所属公路路段上的12000 余株法桐、榆树可能会失去它们的叶子。6 月5 日，山东境内的美国白蛾末龄幼虫将进入“暴食期”，这意味着在此期间它们要吞掉超过幼虫期取食总量半数的叶子。白蛾所到之处，绿叶将被整片整片蚕食，仅剩下叶柄，如同经历一场“无烟的火灾”。

“美国白蛾自北向南入侵我国，目前‘先锋部队’就在山东”，北京市东城区园林局绿化办公室副主任程桂芳说。其实，不只山东，北京、天津、河北、辽宁、河南、陕西等6 个省市也是林业局和农业部共同认定的国际性检疫害虫的疫区。

已经30 年了。自从1979 年美国白蛾进入辽宁省丹东市，我们与这个外来入侵物种打上了持久战。

美国白蛾在中国

鳞翅目、灯蛾科，美国白蛾“白袍巫师”的形象不难辨认。这种体长9~12 毫米的中型蛾子不仅头、腹呈白色，胸部背面也密布白毛。区别于雌性，雄性白蛾身上还有一小部分黑褐色，包括复眼、下唇前端和30 毫米左右的羽翅上面零落的斑点。

它还有另一个更为形象的别名：秋幕毛虫。如果行人在秋季见到路旁行道树上结了浅灰色网幕，可以认定美国白蛾幼虫就在其中。

在美国白蛾食谱上，行道树排位靠前。“城市里，美国白蛾对行道树和公园里的树木危害尤其严重。对我国来说，它的寄生植物达到100 多种，”北京林业大学森林昆虫学教授李镇宇介绍，根据其取食兴趣，这些树种排列为：糖槭、桑、榆、臭椿、花曲柳、山楂、杏、法桐、泡桐等。一般喜食的包括枫杨、樱桃、杨、柳、桃、胡桃楸、苹果、梨、葡萄等。

在辽宁省丹东市森林病虫害防治检疫站高级工程师何少春那里，记者看到了一本出版于1981 年、名为《美国白蛾》的小册子。这本30 页的薄册子的封面是一只白色蛾子趴在绿叶上，身下还有密密麻麻一片虫卵。

事实其实不似封面所画。初产时，白蛾虫卵泛着浅黄或浅绿的光泽，排列成块，像是某种诱人的甜点。这些在现实中直径0.5 毫米的球形白蛾卵意味着可怕的繁殖量。每头白蛾成虫产卵500~800 粒，最多可达2000 多粒，孵化率一般在95% 以上。这些数字所反映出来的美国白蛾旺盛的生存能力，恰恰是它们为害的基础。

在美国、加拿大和墨西哥，美国白蛾的罪名最多只是有碍观瞻。它在北美出现的时机恰值深秋，树叶基本完成以光合作用为树木提供过冬能量的使命。而且，大量本土天敌足以对付它们。但是到了中国，美国白蛾几乎没有天敌。

进入冬季，树木静候下一年的抽枝发芽，美国白蛾同样以越冬蛹的姿态躲在老树皮下、枯枝落叶和地面表土内。第二年5月，开始羽化：蛹壳从头部开裂，被甩脱，落在墙根或矮树上。白蛾双翅像蝶类一样竖立，过半小时后，突然下落，永远收在了腹部两侧。在我国大部分地区，美国白蛾一年发生两代，成虫期分别在5 月下旬至6 月下旬、8 月上旬至10 月上旬。10 月陆续化蛹，而后以蛹越冬，再度轮回。

与白蛾对峙30 年

何少春无意以审美眼光来欣赏白蛾的蜕变，他对白蛾生命周期的关注，是出于制定防治日程的考虑，“各地防御白蛾的手段都差不多，而且这么多年也没有太大的变化。”最简单的办法是人工防治。在幼虫4 龄之前，“剪除网幕”就可以消灭害虫和老巢。对5 龄后的幼虫，“围草诱杀”很有效果，具体做法像是给树干“系草裙”：在树干离地面1 米高左右的地方围上稻草或其他干草，用绳子捆绑，等待老熟幼虫向下迁移，结茧化蛹，再集中烧毁。

然而何少春很肯定：“这个虫子是杀不干净的。”一种外来物种入侵，只有在发现及时，立即采用有效手段和全面参与的情况下才有可能将其根除。“可惜当时，人们还不具有这个意识。”

30 年前，第一只美国白蛾如何进入了中国？答案鲜有人知。据何少春推测，人为运输、旅行携带，甚至直接飞越国境皆有可能。丹东这座北方小城同朝鲜新义州一衣带水，最狭窄处相隔不足6 米。一旦入侵者在新栖息地开始了爆炸性的生长，坏消息就不断传来：1981 年，美国白蛾进入山东荣成；1989 年扩散至河北省秦皇岛⋯⋯

1995 年，在天津塘沽，美国白蛾引发了恐慌。“飞到了灶台上，跑到了碗里”，李镇宇参与了那次同美国白蛾的拉锯战。各路专家赶赴天津，一鼓作气将其打退了30 千米，然而到了2003 年，因为“非典”，无暇防虫，防线最终被打破。李镇宇还记得前北京市长王岐山曾焦虑地说：“白蛾快进国宾馆了，卫兵能防住坏人，防不住虫子呀。”2006 年，北京被定为疫区。

事实上，北京奥运会的举办恰处在美国白蛾第2 代成虫羽化之时。白蛾正值暴食期，在3~4 天时间内可将一棵树的叶子全部吃光。当时，包括李镇宇在内的许多专家担心这将会毁掉“绿色奥运”。

所幸，白蛾没能打扰北京的绿色。北京市林业保护站站长陶万强告诉记者，不像其他省市被动防御，北京采取的是预防措施。北京在2007 年4、5月份起开始预防美国白蛾越冬成虫，主要利用灯光诱杀，下一步针对3 龄幼虫，利用病毒和仿生制剂。如今再问到对防蛾的忧虑，李镇宇说：“以北京的人力、物力和财力，没有问题。”

制造一种天敌

与美国白蛾对峙30 年，丹东的失地面积在增加。令何少春觉得蹊跷的却是，相比丹东，朝鲜那边的防治力度几乎察觉不到，却也没见对岸出现林木灾祸。其实，在我国将美国白蛾定为第一批国际性检疫害虫时，很多老专家存有异议。美国白蛾从1940 年传入欧洲，先后蔓延到匈牙利、南斯拉夫、捷克、罗马尼亚、奥地利、前苏联、波兰、保加利亚和法国。1945 年传入日本、韩国、朝鲜。但据北京市东城区园林局绿化办公室副主任程桂芳说，将其提为国际性检疫害虫的国家“并不多”。

“各国各地生态环境不一样，制定标准不能一概而论，”程桂芳赞同当年的判断。彼时白蛾越境进入中国本土，没有任何天敌可以制衡。况且，暴食（一生可食10~15 片桑叶）、耐饥（最多达15 天）、抗寒（越冬蛹抵御零下30℃低温）、超生（一次产卵多达2000 粒）的特点决定，美国白蛾一旦发飙，局势不好控制。

然而在朝鲜，美国白蛾和当地生态可能已经达到了某种平衡。“外来物种入侵一个新的地区，尽管该地区可能当时不存在它的天敌，但自然界中一定会存在。这些天敌有可能跟随入侵物种稍后赶到，经过自然调节，达到新的平衡。”她猜测，大量化学制剂在中国的严格打压控制住了美国白蛾虫口数目，不足以吸引天敌，同时，受到污染的环境排斥天敌生存。于是，可能的平衡迟迟无法达到。

从20 世纪80 年代前期开始，人们投入了大量敌敌畏、敌杀死等农药防治虫害。相关化学药剂实验显示，用90% 的敌百虫800~1000 倍液、80% 敌敌畏1000 倍液、50% 杀螟松800 倍液等进行喷洒，杀虫效果接近于100% ！但这些后来都被禁用了。何少春告诉记者：“从环境保护和生态平衡观点出发，有机氯农药（如滴滴涕、六六六）的使用也普遍受到限制。”然而，即使是当下所施用的生物农药（如甲维盐、灭幼脲类农药），程桂芳同样充满担心：“所谓生物制剂，其实是一半生物一半化学，对环境和天敌生长还是会有些危害的。”

最好的防治办法或许是寻找出一种天敌来与入侵物种作战。中国林业科学研究院的杨歧忠教授在陕西发现了一种周氏啮小蜂。这种小蜂是美国白蛾的寄生性天敌，体长1 毫米，腹部产卵器可以扎破蛹壳，将200~300 枚卵产入美国白蛾蛹内。三四天后幼虫孵化，再过20 天周氏啮小蜂飞出，蛹中组织和器官的营养被吸收殆尽，留下空洞的白蛾蛹壳。

杨歧忠通过对周氏啮小蜂的研究，发现如果在美国白蛾老熟幼虫期和化蛹初期分别以幼虫5 倍的数量放周氏啮小蜂1 次，连续两代，就能使有虫株率降到1.25%。连续5 年追踪10 代美国白蛾的发生情况，第2 年至第5 年有虫株率均没超过0.1%，而天敌的寄生率仍能高达92%。为使天敌种群形成控制量，技术人员还筛选出替代寄主——柞蚕蛹，使繁蜂量提高了近100 倍，可以达到常年繁蜂和规模化繁蜂。

2008 年6 月中旬，山东省预计将投放15 亿只周氏啮小蜂杀灭白蛾。在与入侵物种作战的第30 个年头，这群生物部队将大显身手。即便如此，美国白蛾至今还没赶走，而入侵物种却在10 年间新增了20 多种。面对已经被悄然破坏的生态平衡，我们已经认识到用杀虫剂不分彼此地截堵反而没有好处。生态上的倾斜只有依靠生态上的调整来平衡。

保守估计，如今的人兽共患病超过200 种。随着动物保护区越来越少，养殖产业不断规模化，可能会有一些我们还不能预料的疾病出现。

如果不是这次甲型H1N1 流感，拉格洛里亚镇还只是坐落在墨西哥维拉克斯州的一个普通小镇而已。现在，它已经举世闻名。和它一起闻名的还有距离小镇8 公里远的一座养猪场，直到截稿前，它依然被怀疑是此次流感病毒的发源地。

当人病遇见猪病

两年前，世界上最大的猪肉生产和加工商之一的史密斯菲尔德公司开始在拉格洛里亚镇建造养猪场，每年饲养超过100 万头猪的史密斯菲尔德公司在这里并不受欢迎，镇里的居民们因为环境恶化而不断抗议——猪粪即便被处理了，仍然臭气熏天，引来大量的蚊蝇。在医务人员因为流感事件而介入之后，发现这些蚊蝇甚至跑进了居民家中，不得不用化学药剂来剿灭。

猪与这次大规模暴发的流感扯上了不清不楚的关系。“这次的甲型H1N1 流感病毒株中有5 个RNA 片段来自猪流感，所以一度被定名为‘猪流感’。事实上，猪流感已经存在了相当长一段时间。”吉林大学人兽共患病研究所卢强教授介绍，病毒需要借助人和猪这样的宿主细胞来合成下一代，实现自我的繁殖。“流感病毒的遗传物质是单链的核糖核酸，也就是我们说的RNA，它有别于我们熟知的脱氧核糖核酸（DNA）。RNA 被核衣壳紧紧地包裹，核衣壳外面是病毒囊膜，有血凝素和神经氨酸酶这两种重要的糖蛋白。通过血凝素和神经氨酸酶，流感病毒可以顺利进出细胞。”

这种繁殖并不是简单地从一到多。因为在宿主细胞中的复制有基因片段的交换，流感病毒的变异并不鲜见。世界各地流行的猪流感包括3 种主要的亚型，即H1N1、H3N2 和H1N2 亚型，其中包括不同的基因型，即古典猪H1N1、类禽H1N1、类人H3N2、基因重配的H3N2 以及多基因型的H1N2 亚型。此外，H1N7、H4N6、H9N2、H5N1和H3N3 等亚型病毒也从猪体内分离到，但都未在猪群中引起传播。

卢强对记者分析，如果一名养猪从业人员得了流感，那么人的流感病毒就有可能经过猪产生变异，经过变异后的人流感会从猪身上重回到人的体内。“人流感病毒每年不同，最重要的变异温床就是猪。之前因为变异后的人流感并没有对人体产生严重危害，所以没有被重视。”

在上述的“人流感病毒- 人流感病毒”变异中，如果作为变异温床的猪不巧也被流感病毒困扰，那么事情就没有那么简单了。“人流感、猪流感病毒在猪身上搅在一起，新出来的变异病毒就有了两种流感病毒的特征。”卢强说，如果期间再有禽流感病毒混入，结果就会像我们现在看到的甲型H1N1 流感病毒这样复杂，可能引发新的传播方式，甚至发生致死事件。

难以溯源的变异

猪为什么这么“坚强”，能同时容纳自身的流感病毒、来自人类和禽类的流感病毒？

事实上，之所以成为病毒变异的温床，首先是猪的群体总量大，作为餐桌上的常客，仅中国每年就生产超过1 亿头猪；其次是和人类的关系密切。“作为哺乳类动物，猪的很多器官和人都很相像，这也可以理解为生物进化上的亲缘性。”吉林大学人兽共患病研究所副所长柳增善教授如是说。

研究已经证实，猪和人体的肌肉组织十分相似，人的胸部和腹部肌肉都能在猪身上找到，而猪的后腿肌肉和人的大腿肌肉相似，如果有什么不同，只是大小尺寸和位置不同罢了。此外，猪的胸部、腹部器官和人的也很相似：人的肝脏是四叶的，猪的肝脏是五叶的；猪和人的肺部都是多叶状的，两者的胃、脾、胆道系统、小肠、肾脏和膀胱等脏器，也大致相同。因为器官的相近，英国伦敦帝国学院的研究人员曾试图将转基因猪器官移植到人的体内。

“但猪的病原比人类复杂。流感病毒的最大危害就是它会不断变化，我们不知道它可以变化到何种程度。每一次新的流感病毒出来之后，研究人员能做的就是和以往的流感病毒做对比，然后根据新测试出来的基因序列，研制防御疫苗。”柳增善说。

根据中国动物卫生与流行病卫生中心动物流行病学检测室主任陈继明和他的研究小组绘制的流感病毒HA 和NA 基因全景谱系得知，流感病毒可以分为16 个HA 亚型和9 个NA 亚型，“HA 亚型和NA 亚型又能够进行排列组合，形成数十个亚型，如H1N1、H3N2、H5N1 等亚型。各亚型流感病毒因为时间、地理、宿主的不同以及不同毒株之间的基因‘杂交’，最后会形成一个非常庞大而复杂的流感病毒家族。”陈继明说，因为难以统计的变异过程，要寻找最初的来源变成了一个艰巨的任务。

1998 年，美国分离出了一种新的猪流感病毒，首次发现了人、禽、猪这三种病毒的结合体，当时并没有引起人的死亡。香港大学微生物学系管轶教授在接受记者采访时说，虽然还没有证实甲型H1N1 病毒是如何在全球传播的，但从现在获取的病毒株杂合人、禽、猪流感的基因片段分析，各大洲之间的生猪进出口贸易是一个重要原因，“当我们 无法有效抑制病毒时，疾病的全球暴发就成了可能。”

“现在已经发现的所有流感病毒都能在其他动物身上找到，在人际之间传播的流感病毒原来也是寄居在动物身上的。”管轶说，最近30 年来大力发展的家禽和畜牧养殖业，让围绕在人体周围的流感病毒大大增加了，人被感染的几率也增加了，而动物种群之间本身的流感病毒也获得了更多的重组变异机会，“可以创造出更多新的流感病毒，或者是引起旧病毒某一片段的变化。”

新的流感疫苗可以帮助我们更好地预防疾病，但药物的作用只是减缓症状而已。以达菲为例，口服后通过干扰病毒从被感染的宿主细胞中释放，减少了病毒再次复制的机会，使病症得到减缓。柳增善说，如果发现得太晚，出现继发感染，达菲也不起作用了，“拿猪来说，一旦证实患了猪流感，药物就不起作用了，严格的处理措施是进行无害化的处理，比如深度填埋以及焚烧，可以从根本上杜绝向外传播的机会。”

人兽共患病超过200 种

甲型H1N1、SARS、禽流感、口蹄疫⋯⋯在卢强的眼中，除了都是高危险性的传染病之外，它们还有一个共同的名字是“人兽共患病”。

“人兽共患病是世界卫生组织和联合国粮农组织于1979 年联合命名的。它泛指人和脊椎动物由共同的病原体引起，且又在流行病学上有关联的疾病。”卢强对记者说，这类病原体很多，包括病菌、细菌、衣原体、真菌和寄生虫等等，“在划分上，人兽共患病可以分为病毒型、细菌型以及寄生虫型三大类型。这次暴发的甲型H1N1 流感就是病毒型，而细菌型常见的有链球菌病、结核病等，寄生虫则有血吸虫、旋毛虫等。”

最近10 年来，全球范围内的人兽共患病有加剧的趋势。2007 年，河南农业大学的教师张龙现在自己的文章中提到了一组数据：目前已知感染人类的病原体有1407 种，其中58% 是人兽共患性的。而在这1407 种病原体中，177 种是新出现或再出现的。卢强分析，新出现或再出现的病原体一般而言具有更广泛的宿主种类，因为会有更多的促成因素。大自然有自己的规律，自然性的疾病可以通过自我的调节来抵抗，但是当这样天然的规律被打破时，防御疾病成为了能力之外的事情。当动物还在努力恢复的时候，很可能另外新的疾病又来临了。

其实，除了人工饲养的家畜、家禽和宠物外，人兽共患病还可源于野生动物、鸟类、水生动物等，这被称为自然疫源性疾病。柳增善说，保守估计，如今的人兽共患病会超过200 种。

以研究食源性人兽共患病见长的柳增善教授告诉记者，尽管因为食品添加剂的问题人们对食品安全的关注度提高，其实在食品安全领域还有一个突出的问题是食源性寄生虫病引起的疾病。“姜片吸虫病、弓形虫病、肝吸虫病等，这是因为随着生活水平的提高，饮食来源和方式也多样化了，如果不注意，染病并不奇怪。”

下一个暴发的疾病是什么？目前还没有答案，但是有一些端倪可循。卢强说，现在的动物保护区越来越少，野生动物不断驯化，而家禽类的饲养越来越规模化，养殖产业不断在发展，如果没有及时有效的预防和监控措施，可能又会有一些我们还不能预料的疾病出现。

需要提高意识的不仅仅是养殖业，人兽共患病的基本原则就是“人兽共防治”。“人和动物的关系和以前不一样了。现在大家养猫养狗当宠物，猫和狗也是很好的病毒混合器，比如孕妇和猫接触容易感染弓形虫，然后由孕妇传染给胎儿。SARS 的时候全世界死亡人数不到千人，但是我国每年就有3000人死于狂犬病，尽管如此，大家对狂犬病的态度和SARS 显然不一样。”卢强说，在防控疾病方面，还有很长的路要走。

对话

新知客= 新 卢强= 卢

新：您提到，在这次甲型H1N1 流感病毒暴发之前，人流感在猪身上变异是很常见的事情，但是这种变异并没有对人产生危害。前几次没有危害的主要原因是什么？之前的变异和这次变异之间的主要区别是怎样的？

卢：因为猪和人类接触紧密而且数量庞大，是流感病毒的一个很好的温床，其中关键的是猪可以感染人流感病毒和禽流感病毒，因此这种不同种类的流感病毒就在猪体内有了混合感染的机会，这也对病毒的变异和重组提供了机会。但是这种变异是有随机性的，在新的病毒未出现前，人们无法预测。流感病毒每隔10 多年有一个大的突变，造成全球大流行，而小的突变隔几年甚至每年都会出现，造成部分地区的小流行，这也是为什么流感疫苗的接种需要每年都进行的原因。这次甲型H1N1 流感病毒的变异与以前的变异从学术角度没有任何区别，之前的变异并不是对人没有危害，而是危害没有引起人们的重视。

新：目前能否发现，导致人兽共患病的病毒在二者身上发生的变异有一定的规律？这是一种怎样的规律？

卢：导致人兽共患病的病毒有很多，在漫长的进化过程中，病毒和宿主之间形成了相对稳定的关系，病毒的感染谱也就是感染的宿主范围在一定程度上是稳定的，毒力和致病性方面变化也不会很大，但是因为环境的变化、药物的使用、疫苗的应用和更新使病毒处于一种选择性压力下，变异也是一直在发生的。这种变异在动物和人体内都可以发生，变异在很大程度上是随机的，很难说有什么规律，只有能够适应新的情况的变异才能延续下来，要说规律，RNA 病毒因为复制过程中纠错机制的原因比DNA 病毒变异要快，这也是流感病毒易变异的原因。

新：在人兽共患病的研究中，确定一种疾病是不是人兽共患的，需要进行怎样的分析工作？

卢：要严格紧扣人兽共患病的定义来分析。比如，如果病原为非生物的因素，如毒蛇咬伤、农药中毒等造成的疾病就应排除在外；病原体需要经人工接种等实验手段才能使某些实验动物感染，而在自然条件下动物不能感染人类专有疾病，如麻疹、甲型肝炎等也不在人兽共患病之列。

新：我们一直在强调防止人病，但是越来越多的流行病显示，人病和兽病并不是相互独立的。人兽共患病的防治既要防治人又要防治动物，那么监控工作应该怎么进行？

卢：具体的监控工作因病而异，但主要还是防止疾病由动物传播给人，这就需要密切关注主要的人兽共患病的流行病学，对病原的种类、毒力和致病性的演变、在动物体内带毒情况要有明确的认识，对家畜和宠物进行定期、科学的疫苗接种，加强野生动物重要病原的流行病学监控，狂犬病的监控和防治就是这样做的，在发达国家已基本控制了狂犬病的流行。

卢强

现任吉林大学人兽共患病研究所、人兽共患病研究教育部重点实验室教授。主要研究方向为人兽共患病毒病与分子免疫学。

2009 年3~11 月，北京密云、官厅两大水库的蓄水将得到来自天空的支援——飞机增雨；5~10 月，北京和河北张家口、承德将联合发射火箭，目标还是“增雨”。进入秋冬的半年，地面碘化银发生器将用来对高山地基进行增雪。

这是5 月18 日北京“人工影响天气”办公室公布的影响天气预案的部分内容。这个预案还在完善中，据透露，其中还将涉及到国庆60 周年庆典期间如何进行人工“消雨”的内容。

“人工影响天气”并不是一种新科技，从50 年前开始，中国各地的类似工作已经开展得有声有色。惟一不同的是，随着2008 年奥运天气保障服务和2009年抗旱工作的宣传，人工影响天气逐渐进入普通人的视野。与之相对应的，则是中国人工影响天气规模已经跃居世界第一的现实。

截至2007 年，全国2900 多个县级单位中，有1959 个县在开展人工影响天气的工作。这些工作多数落实在单一的农业应急抗旱、防雹层面，“打一炮，风调雨顺”的调侃也许能说明这种需求的市场何在。

目前来说，人工影响天气仅能停留在寻找自然天气过程中可利用的条件，用少量的耗费促使它们向预定的方向转化。毕竟，以人类目前的实力，要彻底转变或消灭一个蕴含上千万吨当量级能量的天气过程，并不现实。

但这给我们留下担心：这种“四两拨千斤”的影响方式必须依赖于高精度的天气监控和云层条件分析。而以记者了解到的情况，尽管中国对雷电机制的研究在世界尚属领先，但在纯粹的云与降水方面的研究方面并不具有大的优势。那究竟是什么在引导着世界规模第一的影响天气事业呢？

建造在云上的事业

文：赵妍 雍洁

“从播云作业不确定结果的角度看，执行这种作业的决定应被视作为赌博。资金和资源正在投入于一场离成功遥遥无期的事业。”

北京昌平区崔村镇真顺村，人工影响天气作业的炮手又上区里培训了。挺着啤酒肚的果农张卫国这几天笑呵呵的。因为防雹作业的显著效果，自从2001 年承包果园开始，张卫国迎来了好几年的丰收。

5 月，是人工影响天气作业在全国进入“备战期”的时间。接着的9 月又将是大丰收，因为今年领取上岗证的炮手将用碘化银炮弹再一次保卫张卫国的苹果园。

最大规模的播云作业

这些炮弹平均每颗含１克碘化银，炮弹进入云层后爆炸，释放出碘化银催化剂，一次作业使用20~30克碘化银便能产生效果。碘化银受热会在空气中形成极多极细（只有头发直径的百分之一到千分之一）的碘化银粒子。1 克碘化银可以形成1013~1015 个微粒，随气流运动进入云中，在温度极低的云层中产生冰晶，从而形成雨或雪。这个过程被称为“冷云催化”，是应用得最广的人工影响天气手段。（详见本刊2008年5 月报道《“鸟巢”消雨计划》）

因此， 在技术层面， 人工影响天气被称为“播云作业”（Cloud Seeding），这个称呼不由让人产生种种关于农业播种的想象。对一个中国农民来说，减少了自然灾害，保住一年的收成，比什么都实在。这个需要作为出发点，直接导致了中国“人影”（人工影响天气）规模居世界首位的事实。

“中国播云作业次数远多于世界其他国家的总和。”丹尼尔·罗斯菲尔德教授是以色列耶路撒冷希伯莱大学地球科学学院的教授，在他看来，以干旱和滴灌农业闻名的以色列对降水的需求应当远大于中国，而中国人工影响天气次数之频繁“几乎不可想象”。

这一规模有多大？中国气象局的资料表明：1999~2006 年，中国共人工增雨2500 亿吨，每年超过300亿吨，计划到2010 年，每年增雨500 亿吨。与此相关，每年在这方面的投资高达数亿元，全国各地为此投入3.7 万人、约7000 门高炮和5000 个火箭发射架。

“老百姓的需求巨大。” 中国气象局人工影响天气中心主任郭学良解释这种巨大作业规模的“群众基础”，“干旱很严重，冰雹灾害很严重，老百姓需要。你不给我作业，每年辛辛苦苦种的粮食，一场干旱、冰雹，什么都没有了。他们靠这个赚钱，结果什么都没有了，你说做不做？”然而，也许老百姓不知道的是，这个颇具科学气息的技术，还未真正得到科学实验的有效论证。美国怀俄明大学大气科学学院退休教授伽柏·瓦利告诉记者，关于人工影响天气最大的问题是播云作业有效性的不确定。这种不确定是指，现有的科学知识不能阐明在何种条件或情况下，播云作业可以产生预期的结果。因此，应用于实际生活中的人工影响天气技术执行情况并不遵循可靠的科学知识。换句话说，播云作业仅仅是在模糊的概念下决定了怎样做，什么时候做以及做什么。

理想的情况下，科学应该能够给出“人影”作业成功机率的评估。然而，研究大气科学的伽柏·瓦利最终认定，即使是这种评估在现在也是不可能的。涉及天气变化的大气科学是一个充满复杂变量的学科，云层条件差异很大，而且这些条件只有通过一系列指标，如雷达反射率、回波高度、飞机观察等才可以被诊断。这些指标很重要，但却是不充分的。目前所掌握的知识，并不能估量播云作业的负面结果。

“从播云作业不确定结果角度看，执行这种作业的决定应被视作为赌博。资金和资源正在投入于一场离成功遥遥无期的事业。”瓦利教授说。

“各省自管头顶天”

眼下投资这场事业的，是中国各地地方政府。

“人工影响天气作业的费用主要来自于地方政府。”郭学良主任说。2007 年中国气象局人工影响天气中心成立，承担国家级人工影响天气业务建设。全国逐步形成了以气象部门组织实施、地方投入为主的国家、省、市地、县四级人工影响天气业务制度。

各省的“人工影响天气办公室”是当地气象部门气象业务的一部分。人工影响天气作业由各省气象局负责技术管理，各地省政府进行行政管理。省人影办统一协调作业，决定火箭点、炮点布置。作业前需申请空域，由空军管理部门控制。

一般情况下，由省级人工影响天气办公室发出人工影响天气作业通知，相关各级单位做好作业准备。区县气象局发现作业条件时，向上级人影办汇报，人影办向空军申请协调空域，得到安全发射指令后，召集各作业点炮手进行作业。

这种实质上以省级人影办为主导的机制，将人工影响天气作业引入“各省自管头顶天”的境况。

当然，这种行政划区的做法并非中国独有。在人工影响天气技术的发源地美国，也是由各州政府主导管理人工影响天气作业，具体涉及的管辖部门在各州之间也有所差别。以瓦利教授所在的怀俄明州为例，批准发放“人影”牌照的是怀俄明州工程办公室，但在批准前必须由州水资源开发委员进行协调。

与中国各省“自上而下”展开作业的情况不同的是，美国开展人影作业项目更像是“自下而上”。个人和团体获得人影作业牌照后，还得作出项目环境影响评估。他们必须证实人工影响天气的行为不会带来负面影响。

当然实践这样的政策在瓦利教授眼里存在太多变数。“因为评估起来非常困难，太多因素需要被考虑。”他说。正是由于评估的困难，美国多数的州并不开展“人影”作业。即使作业，也只限于一小部分团体申请，主要用于增加降雨量。俄罗斯也有“人影”作业，2007 年他们甚至在红场阅兵前使用了这一手段，而这在美国是坚决不允许的。

云水争夺战

美国人的顾虑不仅于此，云层具有流动性的性质，让云水资源的法域问题一直备受争议，这个问题在中国尤为突出。

“我们国家现在希望达到省与省之间的协调，能够更多地增加降水，就是要跨区域作业。”郭学梁说，“一块云，如果单独作业就是省里的管辖范围，跨区域作业就是说大家联合来作业，降水量可以更大一些。让各省联合起来都降水，不仅考虑自己的利益，也考虑干旱地区。干旱地区跨的范围也很大。我们希望几个省联合起来，都降下来，这样不管是哪个省都有好处。”

这种理想化的跨区域合作模式在人影作业经费来自各地财政的现实面前，仍然是一件“任重道远”的事情。以省内协调主导的机制直接导致的是省际间评估标准不统一。各省独立制定评估标准的做法，使得目前为止没有全国性的评估报告。因此郭学良主任在谈及评估效果时将“农民觉得有效”作为有力证据。“农民不让撤作业点，”他说。

而这种“农民觉得有效”的评估也存在内部矛盾。郭学良也明白，地方气象局应天气变化作出防雹干旱决策时，并不能协调全部农民的利益。他举例说，青海的牧区每年到了春季干旱缺水，但是牧民不希望降水，因为老是下雨，羊蹄就会发烂，他们希望雨水量适当。但是对于有些需要水资源的部门，比如水电部门，需要水越多越好，这就是矛盾。

矛盾远不止此。在“人定胜天”的热情背后，各地人影办工作开展得如火如荼。然而，这种热情有时带来的却是另一番局面。

早在5 年前，河南就已经上演了一次轰动全国的雨水争夺事件。2004 年7 月9 日下午，从河南南部向东北方向飘移来一片携带丰富水汽的云块，久旱无雨的平顶山、驻马店、漯河、许昌、周口5 市为抢夺云水资源，纷纷投入大量的人力和物力竞相实施人工增雨。

中科院寒区旱区环境与工程研究院研究员陈广庭在接受《北京科技报》采访时曾对这一现象表示担忧：“从理论上讲，在一定时期内，同一片云系的云水资源如果没有及时从大气循环中得到补充，其拥有的空中水资源就是恒定的，如果在一个地方实施人工增雨，云系下游的地方降雨就要减少，下游即使实行人工增雨，成效也会受到影响。”

如果云水资源争夺是地方协调的缺失，那么发生在昌平崔村镇真顺村的“小插曲”就反映出作业人员管理的问题。

真顺村张国岳副主任告诉记者，一位村里的炮手因醉酒与人打赌，擅自发射炮弹。尽管在雷达监控下，这场闹剧被区气象局及时制止了，但是对于空域和环境的负面影响可见一斑。

一个求雨仪式？

瓦利教授以一句略带诙谐的话结束记者的采访：“我们应该明白，许多社会活动仅仅因为心理因素和政治影响而被认为是有用的。比如使用焚香跪拜、动物祭祀等仪式求雨。作为科学家，我无法证实它的有效性。但是我也无法否认，这些行为毕竟令人充满希望。”尽管这位美国科学家研究了“人影”技术一辈子，但看来他并不支持大规模应用这项技术。

瓦利并不是惟一这样表态的科学家。美国国家大气研究中心气象学家丹尼尔·布雷德也认为，人工降雨的效果令人鼓舞，但有很多夸大之辞，“这不光损害了大气科学和人工影响天气，在整体上对科学来说都是个损害。” 20 世纪70 年代末，有2000 万美元的联邦研究经费用于研究人工影响天气，而现在专门研究如何人工降雨的经费已经取消了。

丹尼尔·罗斯菲尔德的国家30年来都站在人工降雨的技术巅峰。以色列应用的是地面燃烧焰剂和飞机播撒碘化银，据说这样的手段能增加15%~20% 的雨量。在中国则主要靠高炮作业。发射到云层的碘化银炮弹是用军队过期“三七”炮弹改装的。高射炮也是军用淘汰下来的设备，它的前身是无缝钢管制作的土炮，发射内装碘化银的礼花弹。依靠这些装备，据评估每次作业也能增加10%~23% 的雨量。

然而近年来，罗斯菲尔德的观点略有变化，他建议记者与其关注人工降雨，不如去关注中国的空气污染问题。“播云作业和空气污染对天气产生的影响，实际上是一样的，它们对云层的影响作用基于相同的物理准则。”罗斯菲尔德说，“已有研究成果表明了，无论哪个国家，靠蓄意播云作业影响降水，效果都赶不上因空气污染而引发的变化。”

但对于郭学良主任来说，作为全国“人影”事业的领头人，当务之急还是如何建立全国范围内的评估机制和促成跨区域合作，把工作规范起来，把“乱象”问题解决掉。毕竟从中国的国情出发，“人工影响天气”的庞大需求已经是不能忽略的存在。“既要发展，也要解决吃饭问题；既要保护环境，还要维持老百姓的生存。这就是现实问题。我们做人工影响天气的目的是应对自然灾害，很明确，不是为了发展气象武器或别什么，仅仅只是应对自然灾害而已。”

人工影响天气简史

从避雷针开始，到往云层里播撒食盐、干冰和碘化银，影响天气的尝试，几乎可以说古已有之。

1、从避雷针开始

人类最早影响天气的科学尝试，也许应该追溯到避雷针。避雷针一般认为是富兰克林在1749 年发明。实际上首次有科学根据的人工影响天气建议是美国气象学者伊斯派于1839 年提出的，他认为在潮湿的空气中可用烈火产生上升气流来造云致雨。

2、不成功的尝试

使用炮击消除冰雹的做法到最近30 年才普遍使用，但是最早的尝试是在1896 年，一位意大利市长斯汀格使用一个2 米高的大炮产生冲击波来消除冰雹，在实验的2 年之内没有雹灾发生。1918 年，法国科学家把装满液化气体的炮弹发射到空中。1921 年和1924 年，美国科学家两次用飞机向云层播撒带电沙粒，试图促使云层碰撞而降雨。这些实验基本上都失败了。

3、朗缪尔－沙弗尔实验

历史上首次成功的人造雨雪发生在1946 年11 月13 日，由美国通用电气公司聘请的化学家艾尔文·朗缪尔设计实验，他的助手文森特·沙弗尔驾驶飞机，在马萨诸塞州格雷洛克山上空把2.7 千克干冰倒在云层中，引发了一场暴风雪。图为朗缪尔，1932 年诺贝尔化学奖得主。

4、中国的第一次

中国最早做的人工降雨是在1958 年，吉林省这年夏季遭受到60 年未遇的大旱。这次作业用的是食盐，由空军二航校的飞行员周正驾驶一架杜－２型轰炸机，在云层播撒了将近200 千克。杜－２型轰炸机是当时解放军的主力机型，这次行动也是一次准军事行动。

5、引导天雷

最早的人工引雷实验应该是法国人做的。但纽曼等人利用火箭拖导线技术，于1960 年在美国最早实现了真正实用意义上的人工引雷。20 世纪70 年代，研究者们发现用红外或紫外激光也能实现引雷。

6、阻止飓风

20 世纪60 年代美国军方秘密启动了“风暴狂人”项目，试图在大西洋上使用人工降雨技术来改变飓风的生成规律。这个计划只对少数的飓风进行了测试，因为资料还未解密，至今也不清楚该项目是否成功。

7、被禁止的气象武器

1967~1972 年，美国曾进行过“中间人—爱国者行动”，利用飞机播撒干冰的方法人工降雨，延长雨季，用于截断越南的“胡志明小道”。这一行动先后出动2600 架次飞机，造成山洪暴发，杀伤巨大。1978 年，一项国际条约禁止了将人工影响天气用于军事和敌对目的。

8、中国人的应用

1987 年5 月，大兴安岭特大火灾中发射了降雨弹4700 发，据说在一定程度上减小了火势。20 世纪90 年代，国外对人工影响天气的兴趣开始减小。2009 年2 月，中国北方地区发生了38 年罕见的干旱，很多地方使用碘化银炮弹促使增加降水，使人工增雨在中国成为新话题。

追踪雷电的轨迹

文/ 桂祺莹

雷电是大气中最神秘也最强大的现象之一，利用火箭研究天然雷电的特性，以便进一步对其施加影响和利用，减少气象灾害，是大气科学家长期以来的一个梦想。

山东滨州，人迹罕至的棉花地，零零落落的简陋平房里，中科院工作人员正在检查设备。这天是2008 年6 月29 日，1 个小时后，雷公如约出现，工作人员想抢在他挥动雷神之锤，发出可怕的炫目亮光之前，用专用引雷火箭在天地间触发大气放电现象，也就是我们所说的闪电。

众所周知，对雷电的研究最早能追溯到1752 年6 月，本杰明·富兰克林在费城完成了著名的“风筝实验”，从实验知道了雷暴云带有电荷。随后，许多科学家投身到雷电研究中，发展出一整套雷电观测、研究、防范的科学体系。在“风筝实验”过去200 多年后，整个科学界对于雷电的基本物理过程有了一定认识，但有些问题仍未解决，对防雷产品的检测大多也仅停留在实验室模拟雷电场景阶段。

“一方面，直击雷电灾害的防护工作与以前相比未有本质上的提高，而另一方面，随着微电子设备的迅速发展，雷电带来的灾害却在不断升级，雷电造成的人员伤亡已使其成为中国仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害之后名列第三的气象灾害，中国每年因雷电造成的经济损失高达亿元以上。如果能把雷电引到地面，深入研究雷电物理机理和雷害形成的机理，就能对其进行较好的防护，从而减小损失”，中科院大气物理研究所的郄秀书研究员说。

把雷电引到地面，目前通用的方法是火箭引雷，就是在适宜的雷爆条件下，通过一枚小型火箭将雷电人为地引到地面。过去人们很难对雷电进行直接测量，因为不知道它会打到什么地方。火箭引雷却能把雷引到预先设定的地点，以便集中现代化设备对雷电进行观测、研究，使本来随机发生的雷电在可控状态下进行，从而获得近距离研究雷电的机会。

捕捉雷电的地方

火箭和雷电第一次亲密接触由法国人促成，中国则开始于1974 年。这年原兰州高原大气物理研究所用防雹用土火箭，进行了人工引雷的尝试。目前，仅有法国、美国、中国、日本和巴西拥有这项技术。自2005年起，中国科学院火箭引雷实验小组开始在山东滨州地区开展实验。

滨州的这片棉花地里的简陋平房是实验人员的宿舍，距离宿舍直线距离1000 米的地方有一个小小的铁皮房子，它实际上是一个“法拉第笼”，笼内安装有雷电流测量设备。法拉第笼旁边70 米处是火箭引雷的控制室。控制室很简单，一张桌子，上面摆满了各种设备，分别是大气平均电场仪控制盒、光纤发射机、快慢天线电场变化仪控制盒和记录雷电数据的电脑和示波器等。它们都连着很长的线，光纤连接到火箭发射架上的光纤接收机，来控制火箭的发射，电缆线连接到电场探测设备的室外探头，用来传输雷电产生的电场变化信号。

法拉第笼，从物理学上讲，是一个密封的金属腔体，它是最早由英国物理学家法拉第根据静电平衡原理利用金属空腔隔离静电场影响所采用的一种结构。1876 年， 法拉第的学生麦克斯维提出将法拉第笼结构用于雷电防护，以减小雷击所造成的损失。

中国资深防雷专家王时煦教授在负责 1958 年人民大会堂工程的电气和防雷设计中率先采用了法拉第笼结构，将人民大会堂工程结构中的梁、板、柱以及基础内的所有钢筋全部焊成一体。这样，当有空腔的导体放入电场中时，导体中的电子会在外电场作用下发生移动，最后达到静电平衡——电子不再定向移动。此时金属空腔的内表面上处处没有电荷，电荷只能分布在腔体的外表面。由电场唯一性定理，腔内没有电场，电位处处相等，整个腔体是个等位体。这样一来，整幢建筑物实现了等电位连接，空腔导体隔离了外电场的作用，使外电场不能透入空腔内部，从而达到防雷的目的。

现在，法拉第笼已成为火箭引雷实验的标配。笼内所配的电流测量设备有同轴分流器和Rogowski 线圈，笼外顶部是5 米长的引流杆，雷电最终会引向这里。在法拉第笼旁边是火箭发射架，发射架上装有引雷专用火箭。这是最新的型号，2008 年由中科院大气物理所与陕西中天火箭公司合作研制，全称为“人工引雷专用火箭YL-1”。这种火箭全用复合材料制成，分伞仓、开伞装置、钢丝绳、发动机和尾翼几个部分。它具有空中抛伞和放线功能，放出的0.2 毫米钢丝绳能有数百米长，为了增加导线的机械强度及耐火强度，有的导线外面还包上一层尼龙，导线末端和引流杆相连。

工作人员仔细地检查了各条线路，检查完毕后，他们回到控制室，等待雷神的到来。“引雷也算是靠天吃饭，闪电不来，一点办法都没有，”参加引雷实验的现场科研人员介绍说。两个小时后，雷神没有如期而至，他们回到宿舍休息。

凌晨两点，电话突然响起，是山东省气象局打来的，雷暴马上要来了。电脑液晶显示屏幕上，只见一个巨大的云团如变形虫一样，迅速地挪向滨州地区。

大家迅速套上雨鞋雨衣再次奔向控制室。这时，外面狂风大作，风中无形的气流烦躁地上下翻滚，很快就大雨瓢泼。一个踉跄，雨鞋陷入湿软的土地，一个工作人员摔倒在地上，他赶紧用手将雨鞋从泥地中拔出，套在脚上，正当他要继续前行时，一个闪电咣当打在离他不远的地面。管不了那么多，大家匆匆忙忙往控制室奔。宿舍和控制室的直线距离很近，但要绕过湿软的棉花地，天气又恶劣，往往到了控制室，鞋子里全是雨水，冰冷冰冷的。10 分钟后，工作人员全体到达控制室。

当火箭引雷入地

工作人员手持对讲机，眼睛瞪着液晶屏上记录的曲线，时不时用余光看看外面的棉花，另一只手则放在激光发射机的小红点上，准备随时按下按钮。这些曲线来自“大气平均电场仪”，用于监测雷暴产生的电场变化。雷电发生前，云层中的电场将会影响地面的电场。不一会儿，屏幕上的曲线开始眼花缭乱起来。“根据地面上的电场强度，可以大概推断云层中的电场强度，以确定引雷时间。”工作人员解释说。

外面的风不断扫过棉花地，闪电也绵延不绝。“这不是引雷的好时机，虽然雷暴已当顶，但风太大，闪电太密集。”工作人员解释说，风太大容易把火箭吹跑，而闪电太密集也不好，容易在火箭上升的过程中发生自然击穿。

什么是自然击穿呢？佛罗里达理工学院的约瑟夫·杜艾尔曾打过一个比喻：可以想像一个三明治，地球和地球大气上方的电离层是两片导电性极好的面包片，而中间的地球大气却是良好的绝缘体。大地带负电荷，而电离层则带正电荷，两者间的电压相差约有30 万伏。在雷雨云中，上升气流和下降气流导致水分子相互碰撞，雨滴就会带上电荷，然后雷暴云会形成不同极性的电荷区。当这些电荷积蓄到一定数量和强度时，就会发生击穿放电。杜艾尔虽然用了很好理解的比喻解释闪电的形成过程，但他本人并不认同这种说法，因为多年以来，研究人员还是没能观测到足够强大、可以导致闪电释放的电场的存在。

30 分钟后，风小了很多，起码棉花没摇晃得那么厉害，闪电也消停了些。依据大气平均电场仪参数判断，该是出手的时候了。“引雷时机目前并没有一个定量化的标准，具体什么时候发射火箭，除了电场仪给出的数据外，在一定程度上还要靠经验。” 工作人员毫不犹豫地按下激光发射机上的红色按钮，几乎在同一时间，发射场的火箭拖着长长的导线，以每秒200 米的速度冲向浓密的乌云，在雷暴云和地面之间形成了一个天地通道。火箭在雷暴电场下上升，如果雷暴云带负电荷的话，由于静电感应，火箭头部带正电荷，导线一端带负电荷，引流杆顶端则会带正电荷。火箭离雷暴云越近，感应的电荷越多，电压差达到一定程度时，“啪”一声，闪电顺着火箭上的钢丝猛扎到地面。引雷成功。火箭残骸则随降落伞缓缓落到地面。

乍一看这个工作没什么太大的难度，不过是发射一枚小火箭而已，但有太多的因素影响引雷的成功。追踪雷电不像去迪斯尼看米老鼠，去了就能看到。大自然也需要喘息，不知道哪里确切能有闪电。除了靠天吃饭，火箭发射速度也很关键，因为太快会把导线拉断，引雷就难以成功；太慢不能冲破火箭头部的屏蔽电荷层，同样无法引雷落地。

雷电中的信息

当年，富兰克林在进行风筝实验的同时，还使用原始的蓄电池莱顿瓶做了一系列动物试验。这些试验包括：要用多少个小莱顿瓶才能电死一只鸡？如果换成火鸡，需要多大的莱顿瓶？为什么被电死的火鸡尝起来味道比用一般方法杀死的火鸡美味？据说富兰克林敢于冒险进行风筝实验的动力，就是为了给他的莱顿瓶充电。现在，很多人也有这样的幻想，通过火箭引雷蓄电。

地球上每天会有800 万次雷电。一次闪电， 云和大地间的电压可达1 亿伏，电流强度可达10 万安培，闪电的长度可达1 万米，电火花的长度也只有十几厘米，闪电的功率可达100 亿千瓦，是我国葛洲坝水电站发电功率的几千倍。雷电的确是一种强大的能源，能不能把这些能量安全地“引导”到地面上来，然后使本来随机发生的自然雷电，在人工可控的状态下服务于人类？

“想法很好，但需要走的路还很远。闪电的持续时间很短，一般就是一秒左右，就一次闪电而言，总的能量并不很多。要知道，收集雷电的电能并不像放个水盆接水那么简单。我们并不知道它发生的时间和位置，怎么有效的收集？风能有大气的环流系统支撑，知道大的趋势，雷电不能。”工作人员说。

除此以外，有报道称“北京延庆县许家营的一次人工引雷试验后，玉米地结出的玉米产量高于其他地块四倍以上。”记者查看了原始文章，文章作者意思是说在“收获时发现闪电击地点及闪电主分流电流通路附近的大田玉米单株双穗率和雄花结穗率比对照地段高出4 倍和2.8 倍”。而在山东引雷实验期间，雷电击中的地方，由于电流入地后的径向流动，半个月后，发现雷电击地点附近的棉花都死掉了。雷电对农业的作用究竟怎样，看来还需更广泛深入的研究。

如此说来，火箭引雷目前最重要的目的还是更好地研究雷电的物理机理和电磁辐射效应，积累原始数据。

另外，可以用火箭引雷对雷电防护设备和技术进行效果检验。记者打电话至普天中普防雷公司，询问避雷针是否通过测试，客服给出的答案是避雷针都没有测试，也没法测试。没有测试如何保证品质？

工作人员说，在工程应用上，除了能检验防雷产品的优劣，火箭引雷还能检验雷电定位网的探测效率和定位误差。雷电定位网实时监测雷电发生的位置和时间，对于雷电引起的输电线路故障和森林火灾位置的判断非常有用。但是雷电定位网确定的闪电位置是否准确，可以用火箭引雷来检验。国外在这方面已经做了很多工作，国内类似的工作目前还很少。“这些工作正是我们正要着手去做的。”

文：桂祺莹

文章来源：《新知客》2009年04月刊

(插图：郝鹏飞)

导语：

撞月，重点不在撞，而在过程中发现了什么。就像NBA的灌篮比赛，扣进篮筐不是重点，之前的花哨动作才是关键。

正文：  

在赫鲁晓夫看来，运载火箭之父科罗廖夫提出的“撞月方案”无疑是打击美国人的“上等货”。当时，赫鲁晓夫正与美国总统艾森豪威尔进行最高级会谈，他迫切需要一件宣传利器。于是，苏联适时地向月球发射了探测器“月球2号”。

撞月先驱

1959 年 9 月 12 日，携带着两枚标有苏联国徽装饰物的“月球2号”对准月球的方向，一路狂奔——它抵达月球需要30多个小时。其间，在科罗廖夫的安排下，莫斯科还不断向位于曼彻斯特的焦德雷尔班克观测站发送着关于“月球2号”的详实数据，以方便观测站的主任，享有卓越声誉的伯纳德·洛弗尔男爵（Bernard Lovell）能够不停地对它进行跟踪。苏联人的目的，是希望这次行动的成就最好能够由西方人自己发布，以放大它的效果。

不久，“月球2号”进入月球重力场，加速。这颗390千克的探测器以每秒3.3千米的速度撞击在月球上的奥托利克环形山附近，第一个人造物体落在月面，发射器信号停止。

“月球2号”成功殉月，并完成探测任务。它发现月球没有磁场，月球周围没有像范艾伦带一样的辐射带。不过，大多数媒体在报道中都忽略了它的发现——显然，“撞月”的行为更能引起他们的兴趣，尽管“撞月”在当时并不具有科学意义。

还是在太空竞赛中，美国人最终超过了苏联人。“月球2号”探测器在撞向月球的时候，并没有能拍下月面的图片，而这一任务，由1964年美国发射的“徘徊者4号”探测器完成。在高速撞向月球的过程中，“徘徊者4号”携带的电视摄像机不断地进行拍摄，以获得高分辨率的月面图像，最后几分钟里发回了4316幅高质量的月球画面，其中，最后一幅画面是撞击前0.19秒，距月面仅426米高时拍摄的——画面中人们能清晰地看到密布凹坑的月面。

像“月球2号”、“徘徊者4号”这样直接撞击月球表面，我们称之为“硬着陆”。硬着陆和自杀没什么区别，撞击前探测器相对于月面的速度一般都大于2.5千米/秒。硬着陆使人们所能获得的月球信息非常有限，但这有限的信息却为后继的一系列问题提供了答案，起码我们知道了月面能承受住载人飞船的重量。要知道，曾有著名的天文学家推测月面上被深厚的尘土覆盖，宇航员登月是不现实的。

随后，美国于 1966 年 8 月 10 日发射了“月球轨道器1号”，它是首颗围绕月球运行的探测器，也是首颗受控撞月的探测器，主要任务是对阿波罗飞船所有可能的着陆场进行拍照，测量月球周围的流星体通量，并通过对探测器的精确跟踪来确定月球的引力场。接下来的一段时间，航天技术不断进步，自“徘徊者 9 号”后，专门用来“硬着陆”的探测器基本消失，用反推火箭控制的“软着陆”成为主流。直到 20 世纪 90 年代，新一轮的“硬着陆”才再次上演——日本“飞天”、美国“月球勘探者号”、欧洲“智慧 1 号”、印度“月船 1 号”、日本“月亮女神中继星”、中国“嫦娥1号”等多台探测器都选择了受控撞月。但和以前的撞月不同，它们不再只是传回图像，通过图像加以光谱分析才是重点。

(“月球轨道探测器”（Lunar Reconnaissance Orbiter，LRO)及其携带的“月球陨石坑观测与感知卫星”(Lunar Crater Observation  and Sensing Satellite，LCROSS) 由诺斯罗普·格鲁曼公司负责建造。它将研究、测绘和了解月球表面的情况，其中包括撞击月球南极，探究那里的固态冰。)

纷至沓来的新撞击者

月球上到底有没有水，一直困扰着科学家。美国在1998年发射了“月球勘探者”探测器，它除了负责探测月球的地质结构、矿藏、磁场以外，其主要使命就是寻找月球南极地区有水冰存在的证据。

“月球勘探者”进入环绕月球的轨道后，利用专门探测水冰的中子谱仪等有效载荷，在环月轨道上对月球进行遥感探测，随后在其寿命即将结束之时撞向月球的“皮鞋匠”弹坑。“皮鞋匠”弹坑是美国人月球撞击任务的重要地点，它位于月球永久的阴面，这里有高浓度的氢，可形成水冰。

NASA相信，当重达160千克的“月球勘探者号”高速撞向“皮鞋匠”弹坑时，释放的能量很可能撞开一个大坑。如果水冰确实存在于月壤层中，撞击力将足以使水冰蒸发或溅射出一团水蒸气，地面和空间的探测设备通过观测水汽云可以判断是否有水存在。

1999 年 7 月 31 日，收到地面指挥人员下达的撞击命令，这个探测器以6115 千米的时速向“皮鞋匠”弹坑猛烈撞击。这一撞击能量相当于140辆 2 吨重的小汽车同时以每小时 200 千米的速度相撞所产生的能量。科学家原本估计撞击将激发18 千克左右的水蒸气，供地基和天基望远镜观测，从而得到无可争议的存在水冰的证据。遗憾的是，“月球勘探者号”撞击后却没有出现期待中的水汽云。“哈勃空间望远镜”和得克萨斯大学麦克唐纳天文台的地基探测设备均没有探测到任何有关水的信息。“月球勘探者号”的“光荣殉职”没有换来水蒸气，这给月球上到底是否存在水的问题继续留下了问号。

21世纪初，新一轮的探月活动开始。欧洲的“智慧 1 号”探测器于 2003 年 9 月 28 日在法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。在太空中遨游14个月，它对多项新技术进行了验证，2005年3月进入预定的环月球轨道，它在环月轨道上飞行 1 年左右时间，并利用携带的多色微型相机、月表红外探测器、X射线成像仪等先进仪器，收集月球地质、地貌、矿物和月球环境数据，以帮助科学家更好地认识地月系统。2006年下半年，在推进器燃料即将耗尽之前，欧洲航天局的地面控制人员对“智慧1号”进行了多次飞行轨道调整。

2006年9月3日“智慧1号”以将近2千米/秒的速度和一定的倾斜角度，撞向预先选定的月球优湖地区。在接近月面的过程中，“智慧 1 号”采用其携带的“先进月球成像实验仪”获取了高清晰度的三维图像，还用小型X射线光谱仪、红外光谱仪从较低高度对月面区域进行了详细的观测。“智慧1号”对月球的这一撞击，产生了一团小闪光，扬起宽约10千米的月球尘埃带，持续时间长达5~10分钟，并最终在月面撞出一个直径约3~10千米、深1米的坑。欧洲航天局利用地面设备对整个过程进行了监测。观察和分析撞击产生的闪光和溅射的尘埃，可以了解撞击的物理机制、月面表面性质和撞击过程中探测器的运动方式，这些数据对未来的月球探测计划具有重要的参考价值。2009年5月，美国将发射一颗名为“月球轨道探测器”的探月卫星，为了进一步寻找月球极地存在的水，它将会释放一个子卫星撞击月球极地，激起尘埃云，母卫星则在飞越尘埃云时收集数据并传回地球。

如此一来，通过撞击月球获得月面及月面以下物质的光谱已经成为主流做法。但中国的“嫦娥 1号”是个例外。据探月工程相关专家介绍，“嫦娥1号”撞月更多是为了给探月工程二期“月面软着陆探测与自动巡视勘察”提供数据和经验支持——软着陆阶段要攻克的着陆轨道设计与制导、导航与控制等技术。2008 年 12 月 19 日，“嫦娥 1 号”就在地面控制下进行了轨道机动演练，轨道高度从100 千米降低到 17 千米，然后又提升回 100 千米。经过轨道机动演练，嫦娥已具备了精确定点撞月的能力。最终，“嫦娥 1 号”落在月球东经 52.36 度、南纬1.50度的丰富海区域。这里距前苏联上世纪70年代发射的月球探测器“月球16号”和“月球20号”的着陆点不远。

(从A到D展示了LRO如何靠近南极，释放LCROSS，并撞击月球。LRO项目同样为人类重返月球服务，历时一年。)

撞月实不易

简单说来，卫星撞月就是一个“停车”的过程。实际操作起来，异常繁杂。在卫星绕月过程中，卫星像陀螺一般，这个时候就需要调姿，调姿发动机启动，向卫星运动的反方向喷气，卫星就会下降高度。当高度下降到一定程度，轨道就会与月面相交，交点就是理论撞击点。这就和我们停车一样，在停车入位之前，得不停地打方向盘和踩刹车才能准确停住，而停车位就是撞月的理论撞击点。

另外，月球质量分布不均匀，绕月卫星的轨道也不是平滑的，有起有伏。这样，绕月卫星更是得不断调姿。比如我们的“嫦娥1号”，它的环月飞行轨道每年将下降100千米，如此一来，就得通过调姿，再次将卫星稳定在距离月面200千米左右的地方。

除此以外，遥测技术也是一个难点。飞往月球的探测器要与地面联系，受地面控制，同时反馈回信息。地球大约 24 小时自转一圈，同时月亮27 天左右绕地球公转一周。美国在全球建了3 座测控站，在本土的加州、澳大利亚的堪培拉和西班牙的马德里，每隔120 度建一座，总有一个站能观测到，此外它还有数座直径数十米的接收天线，已经具有了探测太阳系的能力。而我们国家的国土资源所覆盖的时区有限，当我国国土所在的那部分地球表面转到背向月球的方向，就无法观测到探测器。

绕月探测工程测控系统副总指挥董光亮指出，“嫦娥1号”是我国首次实施准深空探测，而我们目前尚没有独立的深空探测网，利用现有的陆基、海基卫星测控网和载人航天测控网进行测控，关键弧段测控覆盖率达不到技术要求。因此，还用到了国外的四个测控站。

文：孙爽

文章来源：《新知客》2009年04月刊 

避孕疫苗能够调动人体免疫系统，阻断人体受孕过程中的关键环节，从而达到避孕目的。这种方法即将进入推广阶段，但还有许多问题需要解决。

疫苗似乎已经变成了一种无处不在而又神奇的东西，它能帮你避免许多麻烦——病毒、癌症、烟瘾⋯⋯还有怀孕。美国、中国、印度等众多科学家们正将免疫学用于生殖研究，他们希望发明一种长效疫苗，注射后人体能产生抗体（主动免疫），从而实现避孕，安全、简便、高效且廉价。到那时，最难过的也许是那些避孕药的生产商了！

与3000万精子的对峙

避孕就是要阻止或破坏正常受孕过程中的某些环节，其途径主要包括抑制卵巢排卵、阻止精子和卵子结合、阻止受精卵着床和抑制精子的正常发育。

卵细胞的发育和成熟受下丘脑和脑垂体的影响，因此，大部分避孕药都是通过抑制下丘脑和脑垂体的功能来实现避孕的。哺乳期时排卵是被抑制的，因此有些人认为此时做爱没有怀孕风险，但哺乳并不是一种可靠的避孕方法，因为有10%以上的哺乳期女性出现过意外怀孕。这是因为排卵总会在月经来潮前出现，而人们浑然不知。

根据此原理，人们发明了短、长效避孕药和皮下埋植避孕剂。欧洲和东南亚女性多采用口服避孕药的避孕方式，其人群比例占育龄妇女的一半左右。中国女性选择口服避孕药的仅占6%。德国女性使用口服避孕药的平均年限为6.5年，法国为5.6年，英国为5.5年。在完成增添家庭成员的使命后，30%左右的欧洲女性选择绝育，这种不可逆、长效的避孕方法在中国、韩国和印度更为普遍，绝育者占所有避孕女性的1/3。

与口服避孕药的原理不同，做绝育手术、避孕套等都属于“屏障避孕法”，即阻止精子和卵子结合。此外还包括采用“杀精剂”、阴道隔膜、外用避孕药(膜/栓)等。中国用“杀精剂”的人微乎其微，且多为城市或未育妇女。

具备正常生育能力的男性每天几乎都能生产3000万精子，所以通过抑制精子发育来实现避孕是十分困难的。相比较之下，女性每月一般只排出一粒卵子，而且排卵又十分规律，控制起来要容易得多。

围攻精子的疫苗

与其他避孕方法不同，避孕疫苗是利用人体自身的免疫系统形成避孕机制，和接种了牛痘不惧天花是一个道理。正是因为其潜在的独特优越性——具有抗生育作用、但不干扰其他生殖生物学功能，世界卫生组织人类生殖研究与培训特别规划署在1999 年12月确定，将免疫避孕疫苗作为高度优先产品进行研究开发。

那么，形成疫苗的关键物质在哪里？

普通的疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性。当动物体接触到这种不具伤害力的病原菌后，免疫系统便会产生一定的保护物质，如免疫激素、活性生理物质、特殊抗体等。当动物再次接触到这种病原菌时，动物体的免疫系统便会依循其原有的记忆，制造更多的保护物质来阻止病原菌的伤害。

科学家们希望生育也能够像某些疾病一样通过注射疫苗实现免疫。但怀孕本身并不是疾病，疫苗自然不可能从病原微生物中产生。经过长期观察，科学家们发现，在精子和卵子的形成过程中，一些蛋白质和基因对它们会产生十分重要的影响。

2008年，美国北卡罗莱纳大学的迈克尔·奥兰德领导的研究小组发现了 Eppin 蛋白质——它是人类精子外层的一种化学成分，对保持精子活性很关键。以 Eppin 为主要物质的疫苗注射进试验公猴体内后，调动了自身的免疫系统围攻精子，从而成功实现避孕。

研究小组选取了 18 只成年公猴分两组进行试验。第一组公猴被注射 Eppin 蛋白质后，有 7 只和母猴交配后全都没有后代。没有注射疫苗的9只公猴则有6 只做了爸爸。研究小组认为，被注射了疫苗的公猴体内产生了抗体，中和了精子中的 Eppin蛋白质，从而使公猴精子活力大减，射出的精液成了空包弹。而在停止注射后，第一组7 只未能生育的公猴，有5只恢复了生育能力。

重庆大坪医院和美国弗吉尼亚生育研究所自 6年前开始合作，他们将小白鼠作为试验对象，与北卡罗来纳大学的研究者不同，他们为小白鼠注射的是精子中的另外一种物质——高度特异且只作用于精子成熟后期的抗原受精素β，注射后小白鼠的生育力下降了70%，理论上对于多胎的小白鼠是70%，则对于单胎的人类则可能更高。

避孕疫苗和其他疫苗一样，也可以通过不同的“取材”实现同一个目的，印度国家生殖健康研究中心等世界上其他一些研究人员分别从精子中分离出不同物质，取得了不同程度的进展。

避孕疫苗的争议声

男用避孕疫苗迟迟未能进入临床阶段。加拿大蒙特利尔大学男性生育专家贝尔纳·罗巴尔认为，有几点疑问还未能很好解决，这也是争议声一直伴随避孕疫苗研究的主要原因。

首先是抗体的副作用，一些精子的蛋白质抗体会破坏睾丸的其他细胞，引发炎症。去年重庆大坪医院和弗吉尼亚生育研究所的实验似乎解决了这个难题，他们称抗原受精素β产生的抗体只会附着在输精管中的精子上，并不会对睾丸造成影响。

另外一个疑问仍与男性巨大的精子产能相关，即疫苗必须能够促使机体产生足够的抗体，以使每次射精时产生的上亿个精子全部丧失活力，因为即便有一小部分精子逃出免疫系统的控制，它们也足能导致女方怀孕。而因为是男方在避孕期产生的精子，它们是否会存在某些遗传缺陷也不得而知。

最强的质疑是针对避孕疫苗的可逆性。理论上疫苗的效果都是暂时的，例如某种避孕疫苗，在连续注射三针后，人体内抗体即可以达到避孕的要求，且效果可以维持一年。但生命体都具有差异性，每个人抗体起作用的机制都可能不同，例如抗体何时开始起作用，何时减弱不足以实现避孕，这些都需要仔细研究；而抗体维持时间过长，甚至出现极端的不可逆的情况，这就是最糟糕的情况了。

女用避孕疫苗的研究进程并不比男用避孕疫苗顺利。科学家们将 hCG（绒毛膜促性腺激素）、卵透明带作为疫苗的主要物质，通过血液中抗hCG抗体的浓度了解试验动物的生育能力，但免疫失败的比例仍较高，因此，距离人类临床阶段尚有距离。

科学界对女用避孕疫苗也存在争议，除了它的安全性和可逆性，一些人还担心由于管理上的不完善，避孕疫苗将被滥用，有的人可能在自己不知情的情况下被注射避孕疫苗。而且，一些人可能因为注射了避孕疫苗而放弃使用避孕套，这样一来反而间接扩大了艾滋病的传播范围。因此，世界卫生组织认为避孕疫苗的临床试验必须严格控制，只有实现100%的避孕效果才可将它用于临床。而这项新技术的应用普及，则需要几年甚至更长的时间。

尽管如此，学术界大多数人对此还是持乐观态度的。尤其是对男性避孕疫苗，一旦它推广到市场，不仅有利于人类的生殖健康，还将给人们增加一个自由选择的空间，会对男女平等、两性关系的发展带来深远影响。

中星6B故障事件

文：桂祺莹

文章来源：《新知客》2009年04月刊

商业通信卫星的转发器是透明的，电视信号编码是公开的，不像军事卫星的抗干扰能力那么强，但导致卫星故障的，更多是外层空间的不明撞击，或者“日凌”等自然现象的干扰，不一定就是人为的恶意信号。

信号丢失

“中星6B”属于中国卫通集团下属的中国直播卫星有限公司，拥有38个转发器，负责着国内150多个台的信号传输。据直播星工作人员说，最先想到是不是受到了人为的信号攻击，但很快就排除了，“‘中星 6B’地面设备能监测转发器转发的上行信号，依据载波观察，并没有两个信号源同时存在。况且当初订购‘中星 6B’时，抗干扰就是一项重要指标。”而发生故障时，工作人员都在控制室里进行日常监测工作，从故障前后的数据来看，完全可以排除是人为的操作失误。

故障发生没多久，为了确保卫星的能源用于故障处理，“中星6B”使太阳能电池翼面向太阳，自动关闭了星上全部转发器，进入安全模式。不到10分钟的时间，传输终端消失的信号又出现了——处于“罢工”状态的“中星6B”回归。“我们通过地面遥测检测‘中星 6B’，结果各个部件没再出现异常，于是就向38个转发器逐一发送了开机指令，恢复了电视节目传输。”直播星的一位工作人员说。

那么，难道是卫星本身故障了？硬件故障还是软件故障？卫星驻扎在赤道上空3.6万千米处，怎么修？为什么会关闭所有转发器？一时间，网上众说纷纭：“中星6B”在轨测试的时候就出现过定位故障；“中星6B”以前曾受到过境外信号干扰；“中星6B”每年有那么几天信号不稳定⋯⋯“中星 6B”成为人们关注的焦点。

中星 6B

2007年之前，我国广播电视专用卫星是“鑫诺3号”。但“鑫诺3号”仅有10个C波段转发器，对于像中央电视台国际频道以及一些以对外宣传为主的省级卫星频道，鑫诺的转发器数目是远远不够的，需要更大容量的转播星。

2007年7月5日20时08分，西昌卫星发射中心，法国泰雷兹·阿来尼亚宇航公司研制生产的、精挑细选的新一代抗干扰通信卫星“中星6B”成功打入太空，定点后，卫星的在轨测试和验收都很顺利，于是就在8月1日正式交付使用。“中星6B”装载了 38 个 C 波段转发器，能覆盖中国、东南亚、太平洋及大洋洲，可传送300套电视节目。此后“鑫诺3号”转而成为备份星。

购买“中星6B”的过程有点小波折，本来中国一向是在美国公司购买卫星，而这次中国偏向了法国公司。“理由很简单，美国人不卖。”亚太卫星公司一位高级工程师说。亚太购买的“亚太 1 号”、“亚太1A”、“亚太2R”、“亚太5号”一共4颗卫星，全部都来自美国的波音公司和劳拉公司，但其中“亚太5号”因为没有“出口证”曾一再推迟发射期。中广卫王姓高级工程师对于一直躺在劳拉公司仓库的“中星8号”更是无奈。“‘亚太5号’好歹给发射了，‘中星 8 号’彻底没有了，1.32 亿美元的定金也没退。”最终，泰雷兹·阿莱尼亚宇航公司成为首选。泰雷兹·阿莱尼亚是世界上领先的空间电信开拓者之一，卫星订单在 2006 年世界排名第一。

当时能相中“中星6B”，还因为它在中方的要求下有更强的抗干扰能力。

2002 年 6 月、9 月、11 月、2003 年 10 月 和2006 年的 10 月，“鑫诺 1 号”卫星 Ku 波段的 2A、3A和6A转发器多次受到非法信号攻击，干扰了中央电视台、部分地方台和中国教育电视台节目的正常播出。2003 年 10月15日，“神舟五号”载人飞船成功发射。当日，转播中央台电视节目的“鑫诺1号”的转发器再次受到非法信号攻击，持续时间共计 18 分 44 秒。

“因此在选购‘中星6B’时，抗干扰是一项很重要的指标。”中国卫通工作人员指出，“中星6B”具备防止地面恶意上行信号干扰的能力。一般的通信卫星之所以不能够抗干扰，是因为卫星的上行和下行信号接收、发射天线合二为一，另外其转发器通常采用透明转发器，不能有效地抵御恶意信号的干扰。而“中星6B”则采用了上行、下行收发天线分离、上行波束与下行波束分别覆盖的方法，上行波束天线覆盖中国大陆，但不包括中国台湾地区，把敏感地区排除在上行波束之外。下行波束覆盖整个亚太地区，这样可以确保国内广播电视节目的安全、优质传输，最大限度避免了恶意信号的干扰。“这也就是为什么，我们这次能很快排除人为信号干扰，直接进入卫星故障的排查环节。”

另外，原中国通信广播卫星公司总设计师闵士权指出，通常人为恶意强功率干扰只能使卫星转发的工作信号失常，受到抑制，甚至出现非法信号的图像等信息，而不是信号中断，收不到任何转发的信号。此外，人为恶意干扰针对性强，目标明确，通常只对一两个卫星转发器实施干扰，而不会对所有卫星转发器同时实施干扰，因为这样做干扰方付出的代价太大，且无必要，而这次故障现象不是个别卫星转发器失常，而是全部工作转发器同时失常。

排除了地面控制的人为失误、人为恶意干扰，剩下的该被盘查的部件就是卫星本身了。“现在我们已经掌握了卫星的故障位，是星上一个设备的计算机数据出现异常，而且已经将事发情况和数据传给了法国生产商，让他们分析原因。但在法方的结果出来之前，我们不能草率断定故障原因。”中国卫通工作人员说。

广播卫星的困境

1945年，阿瑟·克拉克在英国《无线电世界》杂志上提出了一个大胆的设想，那就是利用3颗地球静止轨道卫星进行准全球通信。10多年后，这个梦想实现了。

Telstar于1962年进入轨道，它完全是一种商业冒险，因为贝尔实验室隶属的AT&T甚至向NASA支付了300万美元，作为德尔塔运载火箭的费用。发射15小时后，当Telstar沿东北的弧线从加勒比向西班牙飞行时，它的控制人员试图发送世界上第一次跨越大西洋的电视广播。这次演播是在美国、英国与法国的地面站之间进行。美国方面先放了一段录像，法国方面的接收效果很好，英国收到的图像却是延迟的。从那个时候开始，卫星偶尔的小情绪就折磨着广播卫星行业——不管这些小情绪是人为或者自然造成。

广播卫星是多功能设备的组合体，又不像地面设备那样可以直接监控，温度控制、姿态控制都非常复杂。很多因素都会使卫星产生多种故障，以至无法工作。2003年12月，“亚洲2号”卫星姿态滚动角偏差出现明显异常，所有C和Ku频段转发器的信号传输陆续中断，导致包括中央台在内共23套节目一度中断。据亚洲卫星一位张姓工程师回忆，当时推断是外层空间某些不明微粒撞击卫星，导致了姿态的偏差，所以就和卫星的厂商洛克希德·马丁公司商量，对卫星姿态进行调整，结果收效不大，偏差甚至扩大了，23 套卫视节目信号传输陆续中断，最后不得不将23套节目转到亚洲3S卫星和亚太1A卫星上紧急播出。几天后，采用新的办法对卫星进行调姿，姿态偏差才得以修复。

陈林是卫视发烧友，在自家后院支了一个“锅”，直指“中星 6B”。2008 年 2 月 26 日，他正在家看电视，信号突然断了，将近一半的台信号不稳定。开始陈林以为是家中的天线出问题了，可20分钟后信号又恢复正常了。“在随后的一周内我不断观察，每次信号中断都是从12：25开始到12：45左右恢复。我终于发现原因了，原来在这段时间内太阳、‘中星6B’、天线三者正好处在同一直线上。”陈林说。

陈林所说的现象是日凌干扰。闵士权解释说，对某一颗静止卫星的通信系统来说，日凌中断一般是难以避免的。每年春分和秋分前后，太阳运行到地球赤道上空。由于这时太阳距离地球最近，太阳发出的电磁波对地球的辐射最为强烈。在这期间，如果太阳、通信卫星和地面卫星接收天线恰巧又在一条直线上，那么电磁波对于人造卫星的影响就最强烈，太阳发射的电磁波比卫星发射的信号能量要强很多，从而会干扰卫星信号的接收。“简单说来，卫星是一面镜子，地面信号可以理解为一束光，用手电筒照射的光，经过镜面折射，我们在另外一个地面站，能接收到这束光。而太阳，它发射的是激光，地面站接收到的就是激光。这两束光同时出现在一个地面站，我们接收到的是激光而不是手电筒的光。”

另外，地球静止轨道位置资源和无线频率资源有限，卫星的空间位置和工作频率必须向国际电联申报并要符合国际规定，即其参数，包括电视信号的编码方式都是公开的。也就是说，作为卫星电视广播的是商业通信卫星，为降低成本，大多采用透明式转发器。商业卫星没法像军事卫星那样采用如变频、跳频、增大功率等方式来抵御人为干扰。像“中星6B”这样的民用卫星，虽已增加了一些抗干扰功能，但程度不太强，因为造价过高。目前世界上抗干扰能力最强的是美国的“军事星”卫星，其造价高达十亿美元。针对恶意干扰，我国已提出了一些卫星抗干扰措施，例如增加正常广播节目信号的上行功率，使得信号明显大于干扰，以压制干扰信号。

不管是卫星故障，还是自然或者人为干扰，尽管它们有时候无法避免，留给卫星运营公司的总是无法回避的巨大损失。据鑫诺卫星公司市场部一位人士测算，近年来卫星事故给卫星产业带来不少麻烦，有时候只卫星成本就20多个亿，而像中断信号这样的状况，需要赔偿广告商的损失。“我们最大的困扰是如何去面对客户的担心，这种担心如果处理不好，将直接面临客户的流失。”

文：刘轩

文章来源：《新知客》2009年04月刊

动物不但可以成为我们的朋友，还能治疗一些疾病，特别是儿童的心理疾病。国际爱护动物基金会（IFAW）在这方面已经做出了许多尝试。

孩子们的行为因为“宠物狗”而大大改变！老师们对此惊叹不已。在北京市海淀培智学校、新源西里小学的特教班，无数特殊儿童从“医生狗”那里得到欢乐。而“医生狗”的作用还不止如此。据新源西里小学的杨校长说，“医生狗”项目在他们学校开展了近一年，与这些狗接触后，原来胆小孤僻、忧郁寡言的孩子都逐渐开朗起来。“医生”们每周到学校来都会受到孩子们的热切欢迎，孩子们争着抚摸它们，跟它们交流。面对这样的场面，“医生”们自己也都兴奋不已。而且它们的治疗效果是确确实实的，据老师们说，原先那些孤僻的孩子变得关心集体了，还有曾患自闭症的小女孩当着一教室的人唱起了歌⋯⋯

从“宠物”到“伴侣动物”

人们惯常把身边陪伴自己的动物称为“宠物”。而“宠物”似乎只能涵盖人与动物亲密关系的一个方面，即人对动物的抚养和关注。而这是否过于突出了人类的单方面作用呢？由此，当今越来越多的人开始使用“伴侣动物”这个词来称呼那些在生活中与人类保有亲密的情感联系、并能够在一定程度上与人类形成互动的动物。国际爱护动物基金会（IFAW）的 何勇先生认为，从“宠物”到“伴侣动物”其实反映了人们对动物认识的一种转变，动物应当是我们的朋友，而不是供取乐的工具。这样的定位无疑提升了动物在当今社会现实下的地位。而且通过一系列的研究和实践，学者们和各团体的工作人员也为它们谋得了一些新的社会角色。

人类驯养犬类已有上万年历史。到今天，协助狩猎、牧羊的个体已经很少了，作为消防队员和警探的个体也数量有限，更多的狗儿是被养在家里，作为主人的忠实伴侣和随从。越来越多的心理学研究表明，与伴侣动物共同生活可能会为人类身心健康带来种种好处，例如有助于减少孤独感和抑郁情绪，提供社会支持，减缓压力，提高生活幸福感，甚至有助于降低胆固醇、甘油三酯等不良生理指标的水平。类似效应在一些特定社会群体尤为明显，例如空巢父母。

空巢父母可以由伴侣动物来安慰。通过2003 年和2005 年的两项研究，来自北京师范大学心理学院的研究者傅纳和郑日昌认为，养宠物犬确实有利于空巢父母的身心健康，而且其中养宠物犬的比不养的确实要更少地去医院。如果按照国外学者海迪等人的说法，由于养了伴侣动物而节省的医疗开支甚至是可以估算的。郑日昌也提出，类似研究结果是否对政府相关政策的制定具备一定参考价值呢？

选拔“狗狗咨询师”

其实伴侣动物对于人类心理健康的作用还不仅如此，一些经过挑选的动物甚至可以成为真正的“心理咨询师”，这被称为“宠物治疗”。傅纳和郑日昌介绍，“对于许多病人，特别是那些长期瘫痪的病人，与宠物互动能满足他们的情感需要，从而改善身心健康。”当然，宠物医生的咨询对象也会包括生活孤寂的老年人和存在某些发展障碍的儿童。何勇就曾与北京师范大学教育学院合作，针对类似人群开展过一个称为“医生狗”的项目。

不过“狗狗咨询师”的资格认证绝不是那么容易获得的，只有通过一系列严格执行的行为测验，一只狗才可能成为“咨询师”。“首先我们会考虑到狗的健康情况”，一只狗需要疫苗齐全、健康状况良好才能通过第一关。第二关是敏感反应测试，“狗有一些部位是非常敏感的，比如爪子、腹部和生殖器部位，一旦触及，可能做出比较激烈的反应。因而反应过于激烈的个体是一定要排除的。”而这一关又分为两步：第一步先要用一只假手去触摸，确认反应不强烈之后才用真手去测试。之后，第三关就更亲密一些，“我们会让陌生人给狗一个拥抱，观察它的反应。”如果反应仍然很配合，开始进入第四关，即进行比较激烈的玩耍。“对于食物和自己喜欢的玩具，狗可能会拼命保护着。这时我们要看看如果去抢，会发生什么。”如果这只狗仍然表现得很配合，它就很有希望成为“狗狗咨询师”了。

“在与孩子或老人的交流过程中，伴侣动物其实扮演着一个双重角色，”何勇先生说，“它既是作为教育者，自身又充当了教具。”或者从另一个角度说，伴侣动物完全是作为一个社会成分出现的。通过抚摸、玩耍、喂食等活动，孩子或老人可以与动物形成互动，在其中也就渐渐学会了如何表达自己的情感，以及如何与他人进行沟通了。

伴侣动物遵循快乐原则

在成人看来，孩子与小动物好像具有某些天然存在的共同点，他们似乎总能看穿小动物的心思。孩子们自己大概也认同这一点。根据弗洛伊德的记载，儿童确实会觉得自己与动物比较亲近，而对长辈感到困惑。对于这种相似性，存在着不同的解释。例如弗洛伊德认为，之所以说儿童与动物相似，是因为他们都遵循着“快乐原则”，随着儿童的成长，“快乐原则”才会渐渐被“现实原则”所替代。

而卢梭从另一个角度，认为儿童与动物的相似之处恰恰就是赤子之纯真所在，而随着儿童成长，这种天然的纯真就会渐渐被人类文明所玷污。

另一种解释来自美国心理学家斯坦利·霍尔，他的基本观点是个体发展过程会在一定程度上重复生物进化史，由此，鉴于人类是由动物演化来的，那么童年的人类与动物相似就不足为奇了。以上三个观点不管哪个更有道理，它们都提示着我们：假设我们把小动物与儿童进行类比，也许会产生一些新的认识。

按照奥地利动物行为学家康拉德·劳伦兹总结的规律，幼犬会从第五个月左右开始对抚养者形成忠诚，这种忠诚很可能是毕生持续的。人类婴儿与早期抚养者之间也会形成一种依恋的关系，这种关系的样式会对婴儿往后的生活产生深远影响。例如一个人如果在婴儿期经常被忽视以致常处于与抚养者分离的焦虑中，他成年后就可能不容易相信别人，在交往中也不会投入太多的情感因素。

然而对于狗而言，它们的选择仿佛不多。因为不论周遭环境如何变迁，它们都被要求顺从每一个新的主人。我们经常听说一只狗生下来没多久就被迫与母亲分离到一个新的家庭，几年后又被转送给另一个家庭。

所以，能够与主人终生为伴并得到信任、关爱的狗无疑是幸福的，因为如果被主人抛弃，可能造成严重的心理伤害，甚至于死亡。又如那些终日流浪在城市街道上的狗，它们通常是怯懦的，它们对陌生人低头顺目，眼中流露出的零星期许往往伴随着巨大的不安，既想信任和依靠人类，又难抹去记忆中犹存的伤痛和恐惧。实际上，不妨时常把这些动物想象成人类的儿童，那样或许在做出或没有做出一些行为前我们便会感到不忍了。我们也会逐渐认识到，身边的每一只伴侣动物不分种系，不分美丑，都是同样的高贵。作为伴侣动物，它们来到人类身边，充当着带我们走出困顿的天使。

文：葭珩、谢博识、周明婕

文章来源：《新知客》2009年04月刊

（2月9日元宵夜在TVCC大楼附近的行人们，在一个意外的时间和一个意外的地方注意到了这场意外火灾。 摄影：晓艺）

    重返2009年2月9日央视新址电视文化中心（TVCC）大火现场，我们试图从科学的角度还原火情发展的真实过程。对于这起由大火引发的公众事件，身处事发核心地带能观察到的境况，其实不同于电视画面与众多口水所描述的那个世界。

深一脚，浅一脚，没有灯。当李引擎踏入这栋标高159.68米的建筑时，前一晚的可怖场景，仍不断闪回于他的思绪中。

“是不是整个结构都歪了？”巨大的悬疑催促他穿行工地，将落满一地的银色晶体踩在脚底。一抬头，覆盖大楼的钛锌面板已从视线中消失，空余下支撑面板的网架裸露在春日寒风中，近看已有几个网架杆件局部有些变形。

“由主结构支撑的外部附加幕墙层受损严重，基本烧光。但支撑面层材料的网架体系并没有垮塌”，肉眼检视结果令李暂时宽心。更重要的发现是，绝大部分网架仍包裹着防火材料——它们与大火搏斗后得以幸存。

作为少数亲临火场进行火情评估的专家之一，中国建筑科学院建筑防火研究所所长李引擎，于大火扑灭不到12小时就进入大楼。他熟络这座异形建筑的防火状况，因为早前通过的TVCC消防性能化评估，即由他所在的防火所完成。站立在楼内，李引擎很快意识到这起由大火引发的公众事件，身处事发核心地带能观察到的境况，其实不同于电视画面与口水所描述的那个世界。“主结构部分有小的局部受损，总体是无大碍的。由外幕墙燃烧进来的火导致部分相邻房间有过火痕迹，但总体烧损并不严重”，李引擎向记者透露，在首层CCTV5演播大厅内，他甚至看到有些沙发座椅保存完好，连外包装都还留在那里。

他说，大多数火场都会飘散出刺鼻气味，但TVCC楼内却感觉不甚明显，因为“主要是外部燃烧”，而且一场火灾，从烧到灭的4个小时，和在一个点燃烧 4 小时，并非同一概念。

“这个公式是无效的”

浓烟升起于月圆之夜。北京城近五分之一的消防车当晚8点27分后陆续冲出夜色，向东三环红光映天的方向集结，其中包括望京中队的大家伙，拥有90米级登高平台的博浪涛消防车（BRONTO）——这刚好达到鸟巢的建筑高度。依照消防部门的计划，此级别云梯车仅限于高层灭火与营救被困人员时出动。考虑到研发成本与安全性等问题，全球研发屈臂53米以上高度消防车的厂家并不多见，这一高度已被认为适用于大多数火场消防。不过在这个黑夜，由于无法对TVCC百米以上的大火实施有效压制，甚至连90米级的博浪涛都无法成为主角。知情人还向记者表示，通常情况下，云梯车也只能升到限定值的 80%。

火情惨烈，以至于在最前线的地方，一辆30米级的尼桑森田消防车停在距大楼仅3米开外，不断下坠的爆炸物残骸，将车体砸得坑坑洼洼。参与TVCC施工设计的北京城建集团副总工程师金星向记者坦承，央视配楼的扭曲设计的确对消防灭火有影响，无法让云梯贴合或平行于外墙。

一位不具名的红庙消防中队人士透露，作为主战中队，当晚他们倾巢而动，一共出车8次。3个月前刚从百子湾中队调来的指导员张建勇带领4名消防兵，作为第一波力量于8点40分左右冲上大楼进行火情侦查。电台陆续传回的消息称，13层以上消防栓出水困难，大楼内浓烟弥漫。

作为一幢时髦建筑，TVCC大楼拥有一处巨大的中庭。据所获资料显示，TVCC主楼中庭南北跨度约39米，东西为25米左右，上部位于建筑标高129.750 米 至 137.750 米，计 8 米高的桁架上。

记者试图依据日本《建筑物综合防火设计》提供的计算方法，以期还原张建勇被浓烟围困时，中庭烟气层的临界高度。该公式是 z = 1.6+0.1(H  h) ，其中z 表示烟层距离疏散地面的临界高度；H 表示空间顶棚距离火源位置的高度；h表示疏散通道距离火源位置的高度。高度计量单位为米。

但李引擎并不认同完成这项推论的可行性，理由是TVCC大火十分特殊，“大楼里的烟雾从楼外强迫进去，是无规律的；对于这场从上往下，自外向内燃烧的大火，这个公式是无效的，因为物理边界条件完全不对，传统的火灾是自下而上，从里向外扩张。”

张建勇随后与外界失去联络，据本刊消息来源引述，电台里传来的最后一句话是：“烟把楼梯道封住了，我们下不去了。”其后走出火场的其他士兵虽然身无大碍，但浑身无力，他们报告说，张建勇还困在14层。此时浓烟正从敞开的窗户灌入大楼，尔后自并未密闭的空间重新涌向楼外的深色夜空中。烈火肆起时，一时烟雾遮蔽圆月。

这无疑是1949年以来北京消防史上最长的一晚。“烧得多大，都不怕，别困住人”，一位参与当晚救火的消防员说。

3 小时耐火极限

TVCC大楼周边居民很快被疏散。事发当晚，本刊记者于9时许抵达TVCC大楼北侧不足百米的一处工地。隔朝阳路相望，警灯闪烁，园林部门的运水车成队停在路旁。“砰”，礼花依然不时照耀天空，空旷的声响让大楼身前的呼家楼新苑两栋居民楼里的感应灯，整齐划一地亮起，灭掉，又亮起来。

如果相同的火灾不幸在类似的小开间居民楼中发生，或许火情不会如此伤人。李引擎回忆，在经济不发达的20世纪80年代，楼房开间普遍不大，商店具有几百平米空间就已是相当宽绰。当时的防火手段主要靠砌防火墙，一旦火灾发生，火情会被控制在极小的范围不至蔓延全楼。直至今日这一思路依然得到传承，只是在楼层开间越来越大的当下，砖砌的防火墙被代之以其他材料。

李引擎介绍说，防火规范总体上按照面积划分防火分区。有的楼层面积很大，比如有上万平米的敞开空间，如果不做防火分区，则会在一次火灾中全部受损。于是就启用诸如防火墙模式的设施——防火卷帘等实施区域分割。这些卷帘平时大都隐藏在吊顶空间内。卷帘的垂直下方被禁止放置任何物品，以防止下降时被阻断。

一旦着火，火灾探测器会首先将信号传到中控室，再由中控室自动操纵卷帘下放，隔开各防火分区。防火卷帘旁边会有一个平开的逃生小门，以供疏散。

目前防火卷帘材料以钢制与纤维制为主。为弥补钢的导热性，钢制卷帘在中间加入隔热材料，而纤维制卷帘两层之间则通过空气隔热。除了要求卷帘在限定时间内不烧坏坍塌，背火面温度还应不超过140℃——这是一个安全温度，它能保证在1000℃高温实验中，背火面如有可燃物不会出现自燃。火灾中如有被困人员，只要不贴近卷帘，亦能确定不会被灼伤。

而且此种状态要保持3小时，被称为3小时耐火极限。这个数值的历史沿革也源自砖砌防火墙时代，当时国家规定将3小时作为其耐火标准，难料日后防火墙这一概念，很快被技术革新不断异化为其他材料，但这一标准则被坚持沿用至今。不过由于承重墙、楼板等建材的耐火时间标准又不尽一致，实际上殊难保证一个合乎耐火标准的防火分区四周的所有分隔构件均达到 3 个小时的耐火极限。

“还有一种防火方法是使用水幕，不过实际工程中很少采用”，李引擎说，这是一种相当于瀑布式的防火分隔方法，它通过密集的水幕喷头，释放出的水流冲击力对火势实施遮断。之所以难以普及，是因为当强大水幕开始阻截分割工作时水量惊人。李曾经遇到某地一处建筑工程准备安装水幕进行大面积分隔，但当地自来水部门闻后直言，如此大的水量，水源厂很难保证。此外，这种防火分隔方法也有显而易见的后遗症——火灾完后变水灾。

自20世纪90年代开始，防火卷帘被要求在北京市新建大型建筑中使用，已有十多年的历史，TVCC工程同样概莫能外。知情人向本刊记者表示，从其接触到的央视新楼设计的整个过程，感觉防火要求是偏严的。因为这个建筑的特殊性，参与者不敢掉以轻心，在拿不准的时候，一定是偏严的，很多细部是经过反复讨论。李引擎透露的更鲜为人知的细节是，在设计期间就已专门考虑为该建筑群设立了专职消防站，处于研讨期间时，还讨论过为消防直升机修建停机坪。对该工程的消防防火设计，如履薄冰之姿可见一斑。

李引擎特别强调的是，TVCC是一个在建建筑发生的火灾，而不是一个已投入使用正常管理的建筑发生的火灾，这两者之间有着本质上的区别。在建建筑里面需要规范使用的消防设施还不能正常使用，还没有形成一个完全稳定有效的自保系统。人们通过灾难需要总结探索一些新的问题，避免类似问题再发生是必要的。但特别要注意的是必须理性和科学，不能无限制、无边际地外推结论。本来是这个事，但是却说到那个点上，本来具有很偶然性和特殊性的东西，非要得出普遍性的结论，一定会有失误。

钛锌板的下落

张建勇被救出火场。一小时后，他躺在朝阳医院的病床上再没醒来。战友们在为张整理遗物时，看到烧熔的可燃物从头盔上不断滴落，因为这些银色晶体的凝结，他的头盔增重了10多公斤。窗外的天空，仍在持续爆炸，耀眼的火光从楼体迸发出来，闪亮片刻过后熄灭，悄然急速下坠，在街灯与警灯的照射下落向地面，开出银白色小花。

这些小花是钛锌板的杰作。TVCC幕墙最外层即是钛锌板（约 2 毫米），均采用德国产莱茵锌板材加工。此外，依次向里分别为三元乙丙橡胶防水卷材（约 2 毫米，其中钛锌板与防水卷材之间存在一个约20~40毫米的间隔，即为空气层）、挤塑聚苯板 ( 约 75 毫米 ) 、无纺布防潮层以及瓦楞钢板。

大火起因依然是一道迷。有媒体报道指，是最初落在屋顶上的焰火烧穿了顶面的铝板。但钛锌板本身并不燃烧，击穿钛锌版的直接后果，应该仅限于将钛锌板融化。

对于大火燃起的原始状态，李引擎的分析是，极有可能礼花弹打到楼顶某一处，恰好正值施工期间，屋顶上堆放有可燃材料。礼花弹引燃可燃材料，一路延烧至由防水卷材等组成的保温层，温度达到400~500℃后，位于楼顶附近墙体立面的钛锌板开始融化。

大风始于青萍之末。伴随着金属融化过程中的亮光，第一滴钛锌板熔渣开始滴落，它将最初的落脚点选在下方不到50毫米的保温层。经过短时间的渗透与媾和，获取更大热量后，它又迫不及待裹挟着被引燃的保温层材料一路向下滑动，又凭藉楼面外层是一个没有隔断的连续结构，所到之处，高温持续从保温层接力而出，钛锌板被反复烘烤，第二滴熔渣不久也冒了出来，然后是第三滴。

存在于钛锌板与保温层之间的空气层，也事实形成了作用形同小烟囱的空气管道，一股竖向气流的吹袭，使熔渣滑动愈来愈快，以至于飞出大楼，抛开燃烧主体直奔大地而去。紧跟着，越来越多火花在引燃保温层后飞向空中，蝴蝶之翅最终扇起滂沱大雨，TVCC顷刻间熊熊燃烧。西、南、东侧外墙装修材料过火，其中钛锌板幕墙外皮5.5553万平方米的面积，大部分被付之一炬。

经过3个多小时，大火一直燃烧到23时58分才得到有效控制。与此同时，网络上各路传说早已四起，从马尼拉到旧金山，人们惊叹于TVCC燃烧速度之快。数天后，国内某媒体引述专家采访认为，TVCC的外墙建材中没有添加阻燃剂，系火势迅猛一大原因。本刊记者所采访的建材专家称，目前市面上的保温材料都已添加阻燃剂，央视的建材是建委所推荐，料无问题。

在李引擎的表述中，阻燃剂不是独立存在的，它是作用于可燃材料之中的，而且阻燃只是对材料处理的一个过程而不会根本改变材料的燃烧特性。一种材料经过阻燃处理后，它只能让燃烧速度相对减慢，做到当出现小的疏忽时，火苗不会马上起来，为灭火和逃生提供一定的有效时间。民间对阻燃概念有误解，认为只要阻燃就不会燃烧，实际上只是相对不易点燃。阻燃就通过呕烟的代价来延缓燃烧速度。而阻燃剂释放烟雾所产生的毒副作用，有时会比燃烧材料本身还厉害。而遇到真正的大火，阻燃与未阻燃过的同一种材料已无大的区别了。

就材料本身，像常用于保温层的挤塑板，聚氨酯目前在建筑中大量使用，在它们自身的可燃特性无法改变的时候，现在需要寻找一个平衡点，在建筑具有保温防水功能的前提下，同时考虑防火性能。

尾声

事发当晚12点半，除了高层一处闪动的火团，楼的颜色已经从刺眼的红，变成黯淡的灰。强光灯打在它冒烟的墙面上，两条网架贴着大楼两侧通向顶层，搀扶着这栋159米高的建筑。记者看到，稍低点的楼层里，一道四处照射的手电灯光在大楼内若隐若现，像是在寻找迷失的方向。

空气混浊，看客组成的人墙站满了街道的这一侧，他们身后巨大的地基坑里，轰鸣的打桩机还在工作，两个工人站在机器旁边，仿佛前方不足100米的地方正发生的故事与己无关。

(摄影：晓艺）

策划：岑伯宁

文章来源：《新知客》2009年04月刊

2009 年 1 月 12 日，世界银行针对中国三年以来面临的水资源缺失现状发布了《解决中国的水稀缺:关于水资源管理若干问题的建议》。无独有偶，2月2日，达沃斯世界经济论坛年会提出，全球将在20 年内陷入“水资源破产”，因此水也许会比油更有投资价值。恰恰在这个时间，中国北方正面临着严重的旱情。

水到哪里去了？这个话题没有随着北方12省市的旱情缓解而消失。2月20日，江苏盐城爆发大规模自来水污染事件，水问题再次进入公众视线。3月12日，有人大代表表示担心，水危机会减缓经济增长的“中国速度”。 3 月 22 日是第 17 个世界水日，这次的主题是“跨界水——共享的水、共享的机遇”。然而，消失的水又该如何共享？

水到哪里去了？对我们这些居住在城市里的人来说，最直观的感受也不过是预感到水价要涨了。但对这几位专家来说，城市化带来的“水尴尬”历历在目 ：水文专家王建目睹北京从一个丰水城市变成“中水之城”；城市规划师李凤禹眼见过去“人择水而居”的规划，变成今天自然水系随着城市的演进而扭曲的格局；水分析师季宇则看到了商业资本对水资源越来越大的渴求与干预。

这些本不该成为问题的核心。农业用水一直都在中国耗水量中占最大比重，这些水被农作物蒸腾、挥发，不可回收，比起能循环利用的城市工业和生活用水，本应是更大的破坏因素。然而，对中国的水问题来说，城市化似乎是造成城市本身缺水的一个最大的不定因素。现在中国的 668 个城市中，就有 440 个供水不足。

原因何在？可能是中国在由供水管理向需水管理转型间的暂时不适，也可能是某些城市的决策仍然存在不科学的因素，也可能是其他原因。短短一个月的调查也许并不足以揭示中国水问题的全貌，我们只希望，这个专题中写出的一些现状，能使人稍为深思，究竟什么才是“城市无水”这个问题的源头，应该怎样才能科学地使之不再成为一个问题。

永定河消失之惑

文：唐郑亮

河水到哪里去了？河水被水库拦起来了。水库里的水到哪里去了？水库里的水蒸发到空气中了。空气中的水到哪里去了？空气中的水被人工降雨的火箭弹打下来了。降雨到哪里去了？降雨渗到地下去了。地下水到哪里去了？地下水被人们用井打上来了。

北京市顺义区的彩虹大桥是横跨潮白河的交通要道。坐车从大桥经过，能看到桥下的水面宽达600多米，波光粼粼俨然一条大河。北京真的是缺水城市么？

就像电影《楚门的世界》里的楚门触摸到天尽头一样，往上游只要走上十几分钟就能看到河面的尽头。往下游走，水面结束于一个橡胶坝，这是一条两三米高的橡胶管子，可以通过充水调节蓄水高度。往下再没有水了，除了污水管道排出的水流淌了几千米，消失在一片荒草滩中；上游的水也到一个土坝为止，只有一小股渗漏出来的流水，这一段潮白河俨然成为了倒流河。

河到哪里去了

潮白河是北京最大的河流之一，它由潮河与白河汇合而成，而它们的源头来自河北山区。7个大坝把河水拦截在山前，成为了密云水库，这是北京最重要的饮用水源。河水通过京密引水渠送到北京，引水渠下游的平原河道就此干涸。在下游河床上牧羊的农民说，这儿已经有十几年没有过水了。而顺义城区约2平方千米的水面来自温榆河的调水。用橡胶坝蓄起人工水景，已经成为北方城市常见的做法。而即使是重复利用的中水数量也是有限的，一个冬天过去，从下陷的冰面可以看出，水面已经因为渗漏下降半米多了。

而另一条被称为“北京的母亲河”的永定河，情况也好不了多少。从官厅水库往下的永定河水，在门头沟的三家店水闸前止步，下游的平原河道则干涸多年，长满芦苇的荒滩上却仍然剩下“禁止游泳，禁止钓鱼”的标牌。就连永定河上著名的卢沟桥下，也只蓄有1300米长的水面，勉强能看到当年卢沟晓月的风光，而且还不是全年有水。一些干河床被开作农田，另一些河道成为采挖沙石的大坑，废弃的采沙坑则成为垃圾填埋场。大兴区榆垡镇的河堤内还形成了西北荒漠一样的沙丘。进入河北境内后，甚至连河道的痕迹也消失在广大的农田中了。永定河在这里似乎是历史。而全北京的五大水系：蓟运河水系、潮白河水系、北运河水系、永定河水系、大清河水系，在流入平原之后，就只有北运河水系的温榆河一条还常年有水了。

河水去哪里了？水库拦下来的河水多么？从密云水库大堤上只能看到半裸露的湖岸，似乎给出了否定的答案。2009年2月，北京市水务局表示，截至去年底密云水库蓄水量达到11.3亿立方米，是2003年以来的最高蓄水量。而密云水库的满库容量是43.75亿立方米，就是说只蓄了1/4的水。而且库容中的4.37亿立方米是所谓的死库容，也就是水库中无法排出利用的水量。能够用的只有6亿立方米。而北京市水厂的年供水量是11亿立方米，水库的水只够半年使用。

其他水库的形势更为严峻。官厅水库在2008年底蓄水只有库容的1/15，1.64 亿立方米，而它的设计库容是22.7亿立方米。著名的十三陵水库已经多年没有上游来水。十三陵水库管理处工程科的段卫军科长介绍说，前几年水库的水源来自白河堡水库的调水，而近年来还需要从下游抽取地下水补给。因为十三陵水库属于抽水蓄能电站的一部分，在华北电网的调节上至关重要。为了防止库水渗漏，甚至在水库上游也做了防渗措施。

（昆明湖原为北京西北郊众多泉水汇聚成的天然湖泊，上世纪90年代的分析研究表明，昆明湖已有3500年的历史。现在的昆明湖入冬后常因蓄水闸截流而干涸见底。摄影：王建）

北京城的水往事

北京历史上也是这样缺水的么？并非如此。曾经在水利部工作，退休后致力于考察北京水问题的王建介绍到，北京城是建立在一片沼泽湿地上的。它三面环山，永定河和潮白河带来的冲积物造就了肥沃的平原，而河流在平原上泛滥、改道，留下了大量的湖泊。北京城是依水而建的。

从三国时期开始，人们开凿运河，加固堤防，还引永定河水灌溉开辟了大片农田，在元明清三代达到极盛。那时地下水很浅，自家院里打几米深的井就能出水。但是这些历史只保存在地名中，“海淀”这个名字说明了北京西北遍布湖泊沼泽，而“胡同”一词本身就是蒙语里“井”的音译。

而在北京丰水的年代里，永定河水甚至可能淹没北京城。这样的情况至少持续到20世纪 60 年代。1963年8月，北京发生过暴雨洪水，护城河涨成地上河，城内积水深度达到0.3米至1.5米。从那以后，北京城的防洪工程已经几十年没有派上过用途，开挖蓄洪通道的挖泥船也已经搁浅在亮马河的淤泥中。北京城的水为何发生这么大的变化？虽然从1999年起北京已经连续9年干旱，年降水只有平均值的2/3，但是这点降水的变化并不足以解释河水与过去的天壤之别。水利部水文局的总工程师刘春蓁认为，全球气候变化是原因之一，但是更重要的因素是人类活动的影响。

被人类改变的水循环

“人类的活动强烈改变了水循环。”王建这样讲解道。水循环是水资源的核心，水资源并不像煤炭、石油那样可以用储量来衡量。人们可以享用的淡水，来自于水在海洋、大气、河流湖泊、冰川和地下水之间不断的循环。

而大城市周边人类的活动，已经彻底改变了水循环的面貌：干旱季节，人工降雨的炮弹把云中的水分打下来；河水被水库截留，供居民们的生活使用；不足的部分，还需要抽取地下水补充；河水不再流过河床，而是改道做过防渗措施，用水泥砌好的渠道，而城区也布满水泥和沥青硬化过的地面，浅层地下水很难得到补充，更不用说需要上万年才能形成的深层地下水。

这样做的直接后果就是，整个水循环以人类的用水为中心，周转的速度越来越快，而留存的淡水量越来越少，河流变成荒滩，水库和地下水被榨干。在北京这样的半干旱区，后果特别明显。半个世纪以来，北京市一年的平均降水量是600毫米，而蒸发量在1800~2000毫米之间，所以被称作半干旱区。降水量小于蒸发量，并不一定就会让水量入不敷出，因为蒸发量不是指实际的蒸发的水分，而是指如果有水面的话会蒸发的水分，而且山区的河流也能为北京城补充水源。

但是当所有能用的水资源都被人们征用之后，降雨对于河流和地下水的恢复就无能为力了。

据十三陵水文站的记载，从上世纪90年代以来，降雨形成的流水就已经不再有蓄满产流，全部为超渗产流，这意味着土壤已经像是吸不饱的海绵，只有当雨量大到超过它吸收的速度，才可能有水流产生。因此华北平原上的河流即使在雨季也很少有流水。人类用水对水资源的循环的影响，已经迫切需要一门专门的知识来解读。

社会水循环，这门研究人类对水循环的影响的学科才刚刚上路。传统的水文学是研究自然状况下的水，水利学是研究如何利用水，而社会水循环则是把人类作为水循环中的一个要素来考虑。2008年3月，在中国水科院召开了“社会水循环原理与知识体系研究”立项研讨会。但愿人们这一次对于水的领悟不会太迟。

TIPS

★超渗产流

地面径流（河流）的形成是在降雨、植物截留、填洼、雨期蒸发及下渗等几个过程组合下的发展过程。超渗产流是指地面径流产生的原因是同期的降水量大于同期植物截留量、填洼量、雨期蒸发量及下渗量等的总和，多余出来的水量产生了地面径流。这种产流方式一般发生在干旱区，湿润区则通常在土壤缺水量得到完全满足后产生径流，称为蓄满产流。

★一起调查北京的河流

城市乐水行是由北京的环保 NGO 联合项目“自然大学”组织的公益活动，让普通人亲身认识身边的水环境。每个周六，会带领大家考察一条与北京命运息息相关的河道，也会有水文与历史的专家沿途解说。当然更鼓励每个人参与到讲解中，把个人经验与大家分享。

城市乐水行活动从 2007 年 3 月开始，已经走遍了北京六环之内的河流，现在的目标是走过北京的五大水系。

城市乐水行对所有人开放，不收取任何费用。个人的路费、餐费AA 制，最好自带饮水和个人所需要的药品、雨伞等物。为了照顾到大家体力不同，会分别安排 20 千米左右的长线与 5 千米的短线。

具体的活动安排可以在这里找到。

http://leshuixing.q.sohu.com/

城市化下的水困境

文：孙爽

经济快速增长的中国一直依赖并继续依赖城市化进程获得发展。但不合理的规划、盲目的城市化，也使河流“碎尸万段”，破坏了城市空间与水网的联系，甚至破坏了地表水的格局和形态。

如果某个外星人偶然停驻中国上空，也许会纳罕于地球人的建设速度：一年拔起一座新城，修路如同铺地毯般容易；十几座超大型都市不断向四周蔓延，摩天大厦迅速垒就。与此同时，这些城市周边的江河却在萎缩，土地干涸，湖泊变成酱油色，只有一些水库钻石般光芒闪烁——它们担负着养活城市人的重要工作。

蔓延的大都市

水问题专家王建在万米高空上打了个盹。又一次，他梦到小时候那个万泉涌动、河渠交纵的海淀（北京北部城区，因分布大量浅湖水淀而得名）。睁开眼，飞机已经抵达北京上空，他静静俯瞰脚下这个他生活了 50 多年的城市。

蜿蜒的公路像藤，建筑密布，城市向遥远的天边延伸，市中心、郊区的边界已然不存在。“它还在膨胀，向外围不断复制和粘贴一个又一个居住区、工厂、商业区。膨胀的结果是，这个因水建都的城市，现在沦为世界级贫水城市。”王建说。

功能分离和依赖汽车的交通模式是城市蔓延的标志。这种开发模式在全世界大行其道，尤其盛行于美国这个“边疆的国家”。北京被人诟病为“摊大饼”，其比喻更加形象。

“当初北京只有二环，城区面积62平方千米。今天规划到七环，建成区 1650 平方千米。”人如潮水般涌进北京。建国后，北京人口规模由200万上升至1800万。而根据北京市总体规划，这个规模将到2020年才实现。提前10年，显示了北京城市化的跃进。

不仅是北京，成都、重庆、武汉等城市都在快速膨胀。经济快速增长的中国一直依赖并继续依赖城市化进程获得发展。未来17年，3.5亿中国农民将离开农村到城市定居，他们将迁入8个人口规模超过1000万的超大型城市和15个人口数量在500万至1000万之间的大城市中。到2025年，中国可能有200多个人口规模超100万的城市——整个欧洲今天只有 35 个中等规模的城市。

城市化建设本身需要耗水，城市的生活方式决定生活用水的增加，这么多人进城工作，需要提供相应的就业岗位，产业发展同样需要水。

然而，中国的水资源并没有相应增加。人均淡水资源拥有量不足世界人均拥有量的1/4。生活污水和工农业生产污水30%的处理率，使可用的淡水资源日趋紧张。城市的扩张高高凌驾于水资源的适应能力之上。现在中国668个城市中，440个城市供水不足，其中严重缺水的城市 110 个。

现代人的生活方式却更加依赖水，大多数人每天都要洗澡，抽水马桶一次用去10升水，波轮式全自动洗衣机一个洗衣周期耗水150升。对于北京，这个全国汽车保有量最大的城市，300多万辆汽车每年会洗掉一座昆明湖的蓄水量。

王建做了个简单的乘法：“建国初期，每个北京人平均每天用水不超过 6 升，现在是 260 升。用 1800万的人口数量以人均用水量，你会得到一个无比惊人的数字。”一边是城市化对用水量的增加，一边是可用淡水资源的减少。运转这些庞大的现代社会机器，水从哪里来呢？

消失的稻花香

一条110千米的引水渠斜跨五个区县，将水从密云水库直接引进北京城。这是北京目前最大的地表水源。水库10多年未开闸放水，下游河流几乎全断流了。

潮白河的断流改变了顺义区牛栏山镇村民万勇的生活。在此之前，他家里有8亩水稻田。“那时候全村水稻面积有2000多亩，地下水位特别浅，随便在哪儿挖几锹，就有水汩汩地冒出来。潮白河断流，家家户户把水稻田改成了旱田。”

“河干了，地也干了，灌溉完全靠从地下抽水。开始机井打几十米见水，现在要打100多米了。”万勇说。

顺义土壤肥沃，因有潮白河水世代滋润，河两岸曾广种水稻，至今仍有老人记得当年“十里稻花香”的美丽画面。潮白河干涸后，这个区将农业产业结构调整为发展节水型农作物。

水库上游的水稻也未能幸免。为减少潮河（为密云水库的上游河流之一）水的损耗，保证水库的水质，2007年，河北省将承德滦平、丰宁、张家口赤城三县10万亩高产水稻田全部改种玉米等耐旱作物。

再耐旱的农作物也需要水。由于城市扩张，原先用来灌溉的水资源被城市优先占有，农民只能依赖地下水。但地下水位越来越低，付出的电费成本越来越高，在2月份刚刚过去的北方12省市大旱中，之所以有一些农民放弃了抗旱，是因为抽取地下水的费用已经超出了他们承受的限度。当然，用水的矛盾不仅存在于城乡之间，还广泛存在于不同城市之间、甚至乡与乡、村与村之间。“十河九枯”——河流流经之处被筑坝无数，再多的水也会被截流。黄河枯了，海河只剩下一个名字。潮白河、永定河进入北京境内便彻底消失，除非碰上洪水，它们恐怕再没有出京的机会。下游天津不能对它们再有指望，只能另想办法。历史上奔流入海的两条苍龙，如今已被牢牢缚住。

如果将地下水和地表水分割开来就错了，就如同城市和农村本是一体，一条河流的上游和下游本是一体是一样的。疯狂长大的北京即使得到了上下游的照顾，水也完全不够喝。“全北京有5万多口深水井（分属于大小企事业单位和自来水厂），正日夜抽取地下水以补充缺口。因为持续超采地下水，北京已形成了一个范围达2650平方千米的地下水位漏斗，地面出现沉降，北京东部最严重的沉降区已有80厘米。南水北调的水到北京，主要任务就是补充地下水。”王建说，“而即使这样，碰到大旱，北京还得从山西大同的册田水库、北京延庆的白河堡水库、河北的友谊水库、壶流河水库、响水堡水库、云州水库等紧急调水。”

伪规划的新城运动

距离北京城230千米之外的渤海湾，一座小岛悄然崛起。每天都有新的水泥、柏油和钢筋堆到它身上，铺平建成道路，耸立竖起高楼，这种工作将一直持续到小岛上面快被覆满为止，也许会留下少许滩涂——那才是它原本的地貌，由古滦河冲击几千年形成。今后陆续迁到这里生活的几十万人不会记得它开发之前的样貌——曹妃甸，则将作为一座临海港口新城写进史册。

规划师李凤禹冷眼看待曹妃甸的进展。规划师是最不容易被热火朝天的建设场面打动的群体，他们早就看惯了太多城市的兴衰起落。“曹妃甸地区的生态本底是一片滨海的滩涂湿地，根本不具备建设滨海大城市的生态承载力条件。最重要的是，曹妃甸地区属于淡水严重缺乏的地区，需要从唐山市区乃至更远的山区水库引水。水资源供给能力严重不足，靠什么支撑它所设想的150万人口规模的城市愿景？靠什么支撑它以钢铁、化工为主的高耗水产业模式？”

这些疑问是李凤禹两年前就提出的，当时他带队参与这个项目的竞赛，但他们关于“缩小新城规模、保留58%滩涂、雨水回用”的构想与当地领导“敢叫日月换新天”的气魄相去甚远。“过去人们择水而居，城市以水定格局。现在人的能量增长了，城市建在哪里水就调到哪里。京密引水渠、南水北调都是这种改造自然的思路。天然水系无声消止在通往城市化的道路上，这样做是不可持续的，短视的。”李凤禹说。

北京大学景观设计学院院长俞孔坚也表达了类似的观点：“说到底，是城市决策者没有用生态的观念建设城市。没有认识到河流、水系是有生命的，是大地的血脉。河流廊道是大自然惟一的连续体，盲目开发新城，修建水库、并以水泥护堤衬底，把河流改道、裁弯取直。这些做法使大地的生命系统遭受严重损害，河流‘碎尸万段’，水网失去空间的联系，地表水格局和形态被破坏。水流只有蜿蜒曲折才有生气、灵气，现代景观生态学的研究也证实了弯曲的水流更有利于生物多样性保护，有利于消减洪水的灾害性和突发性。”

像曹妃甸一样的新城全中国有成百上千，与旧城扩建不同，新城是在一张白纸上画画。凭空而建，这给了地方政府极大的想象空间。利益空间也在圈地、批地时产生。直接在良田上建政府大楼，在河滩上建别墅；大学城动辄占地数千亩；各地都在开挖人工湖，补充这些人造水景的水源竟是地下水。易道公司水资源专家蒋明说：“规划，首先应该考虑长远，还要符合当地的条件，这是最起码的原则。官员们却往往凭个人喜好，有些城市的选址本身就不合理，离水源地特别远；有些的生态基础很敏感，应该恢复保护而不是继续城市化。人们正在围绕最好的资源做最大的破坏。”

规划中的新城将面临更多的问题。比如昆明，滇池的水已经全坏了，昆明守着这个云南最大的淡水湖，却只能去80千米外引水。这个拥有140万人口的城市还要建新城，将来它会有更多的城市人口，更沉重的生态负担，据说还将建引水渠，从更远的200千米外的金沙江引水。水基础不坚实，这些新城未来该如何面对它们无法避免的水困境呢？

圈水运动后遗症

文：孙爽

你知道自己喝下去的水是从哪里来的么？从水库、高山、地下或是湖泊？你为什么选择这种水而不是其他？你可能没注意过这些问题，但每滴水都有源头，每个源头都有故事。然而，现在这些故事里都有一个外来的角色——资本。

幸亏采访得及时，否则季宇（化名）又要离开家了。这次他去西藏，还是帮企业“掌眼”，看他们新找的水源能不能开发。“水圈儿”里服季宇的人挺多，因为这个大嗓门的水分析专家不仅眼力准，还有多项水处理专利，真能帮企业解决问题。50多岁的他乐于跑东跑西，一听说有新的水源地发现，兴奋得嗓门更大了。聊了一下午，到最后老专家却不同意用真名，“因为毕竟我还在业内。企业的某些做法虽然 我不认同，但他们也有难处。”

这话从一个专业的水分析师口中说出来，听着别有一番意味。

看透自来水本质

普通人看水看不出所以然，无色无味、透明液体。在季宇看来却面貌多端，他的“眼睛”是显微镜。不同的水，含有的污染物差异都很大。“我们在自来水里检出700多种污染物，其中有三四十种是致癌物，还有一些有机物，现在的技术不能完全检测出来。”

20多年前，季宇刚进研究所的时候，他和所有普通人一样，对自来水信任且依赖。“后来就不行了，水质越来越差，农业用的化肥、农药、除草剂、人畜排泄物、医疗垃圾、避孕药，化工厂排放的各种化合物。各种各样的污染物都出现在水源中，而中国现在95%的自来水厂使用的处理系统还是上世纪的，对去除它们无能为力。”

自来水的水源一般是地表水（江河湖泊）和浅层地下水。“水系统是不断循环的，所以几乎大部分地表水和浅层地下水都有污染物，只是污染轻重不同而已。中国检测水源水质的手段也比较落后，比如欧洲国家和美国是细化污染物指标的，将水中可能溶解存在的2000多种污染物列出来，中国还达不到，只能用综合的指标，才100多个。老百姓凭感觉都能发现自来水有味、不对劲，水厂却认为是合格的。为什么会这样？因为他们用的标准还是1984 年制定的。”

在意识到自来水危险性的最初日子里，乐观的季宇乐不起来了。因为水污染是整个环境系统恶化的结果，而生态恢复的过程十分缓慢，即使现在国家非常重视环境治理，用了很多措施，也只能使恶化的趋势放缓。“20年之内，这种局面不可能根本改变。你抬头看看天空的颜色，看看身边的河流就知道污染有多严重了。听说公共汽车站牌每年都要换一次，否则有的字就看不清楚了，都是被酸雨腐蚀的。那些直接排入水中的污染物，被埋进土中的垃圾，被排向空气中的废气。所有污染土壤、空气的东西都会污染水，我们制造的垃圾只是变换了它存在的地方，却从没有消失。”

1000 倍的能量消耗

瓶（桶）装水登上大众消费的舞台，正是从人们不再相信自家厨房的水管开始。担忧加深，瓶（桶）装水似乎永远没有谢幕的一天。从瓶装水占据所有会议的桌角开始，从送水工渐渐成为城市不可缺的人群之一开始，短短十几年，中国已经成为世界瓶装水消费的第三大国。而据中商情报网公司估计，2008年中国瓶装饮用水市场已经超过300亿人民币。每年中国瓶装水消费都在以近 30％的速度递增，到 2010 年，中国人一年将消耗1000万吨瓶装水，相当于美国消费量的 60％。

正当瓶装水产业在中国发展壮大的时候，美国和一些欧洲国家却开始了声势浩大的抵制瓶装水运动，理由是耗费资源、污染环境、价格昂贵、以次充好。2008年，英国政府宣布，将禁止在官方场合使用瓶装水，改用直饮水，并呼吁酒吧、旅店、餐厅向顾客提供直饮水。这个国家的矿泉水主要从新西兰进口，烧着石油越洋渡海，排出大量二氧化碳增加自己的碳负荷，只为运自己国家并不缺的水，英国政府觉得很不合算。美国一个环境科学家将瓶装水的罪过精确化，这个人叫彼得·格雷克，来自加利福尼亚奥克兰的一个非盈利组织——太平洋研究所。他将瓶装水在生产塑料瓶、加工水源、贴标签、装瓶、封口、运输、消售等每一个环节所消耗的能量加起来，结果惊人——瓶装水消耗的能量是自来水的 1000 倍以上。

“2008年不少媒体炒过这事情，把专家分成正反两派，组织了一场辩论赛。我的结论是欧美可以抵制，我们还不行。水污染的情况不一样，他们已经后现代了，把环保看得特别重要，而且自身条件也达到了。即使不用瓶装水，也不会损失健康。我们呢？”

2008年“康师傅”的“矿物质水门”事件算是一件大事，有网友报料说“康师傅”的所谓优质水源其实就是自来水，“康师傅”迅速认账并道歉。大家对企业用自来水作纯净水、矿物质水的真相都很生气，觉得自己受了骗。广告上用“优质水源”确实不合适，但“康师傅”为什么那么快就认账？因为这在“水圈儿”根本不算新闻。纯净水、矿物质水本身就是自来水或浅表地下水生产的，即使经过很多加工，也并不能完全去除污染。理性的人能很快想清楚，为接近消费地，减少运输成本，这些企业都建在城市里或周边地区，这些地方的水源怎么可能特别干净？而且大企业的销售量非常大，不用地下水、自来水，还有什么水源可以满足需求？

“圈水运动”余忧

季宇办公室的墙上有一块匾，上面写着《圣经》中的一句话：“我要将生命泉的水白白给那口渴的人喝”。这句话深得季宇赞赏，他说，“每当我站在没有污染的蓝天下，走进被清泉滋养的山林，我真的希望，普天下所有人都能喝上这好水。”

虽然站在支持瓶装水的立场上，但季宇的心态其实非常矛盾。这个老专家是个不折不扣的环保主义者，周末从舍不得歇着，去“走”水系，组织感兴趣的市民调查城市河流的污染；给学校讲课，分文不取。从健康角度，他认为应该鼓励人们喝替代饮用水，但他更知道，生产这些水付出的是资源的代价，而消耗资源的同时，污染又如影随形。

“生产100亿升瓶装水所用的塑料瓶，要耗掉100万桶石油，这些石油可以供10万辆汽车行驶一年。一瓶矿泉水出厂前，就已经有3瓶水被白白倒掉了；一瓶纯净水或矿物质水出厂前，就有5瓶水被白白倒掉了。倒掉之前，它们被用来洗桶、洗瓶、反复过滤。中国几乎每个城市下面都有一个大漏斗，因为地下水超采。眼前的水资源形势已经非常严峻了，我们或许可以承受纯净水的价格，但水资源状况却可能已经无法承受纯净水普及带来的供水压力。正因为如此，国家把‘自来水可直饮’当作解决水资源矛盾的途径。我盼着这一天早点实现。”

季宇最推崇的饮用水是矿泉水、山泉水，但同是瓶装水，自然也绕不过环保这个命题。“因为地表水污染严重，国内饮用水企业很早就进行天然矿泉水水源地的‘圈地运动’，国外资本也纷纷进入。矿泉水是地下深循环水，一旦开采过量，就会出现‘断流’，导致其他水体侵入该循环造成污染。山东、黑龙江等地都出现过这种情况，短时间之内很难恢复。值得欣慰的是，现在企业比过去成熟多了，知道水资源对他们意味着什么。有的企业会买下整座山，不允许当地农民再上山放羊。但这些水资源对当地人意味着什么？企业无暇顾及。”

“在藏区，有些水源地是当地的经济命脉，也是牧民的精神支柱，他们每年要在‘圣水’边放牧几个月，认为这样可保他们全年健康。但现在，他们只有改变自己的生活方式。经济发达地区一直在对生态发达地区做着资源掠夺的事情，但是，城市人对环境还是那么冷漠，意识不到自己对自然负有的责任。虽然矿泉水的市场已经存在100多年了，但突然扩大销售量也只是最近10年的事。如果环境污染不是这么严重，如果我们爱护水资源像爱护眼睛，‘依云’、‘巴黎水’、‘5100’充其量只是点缀。如果这些稀有的水源地最终毁于我们这一代，我们儿女这一代去喝什么？”

TIPS

★矿泉水

中国饮用天然矿泉水国家标准中对矿泉水的定义为：从地下深处自然涌出的或经人工发掘的、未受污染的地下矿水；含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳定。国家标准规定，饮用天然矿泉水标签上必须注明产地，并禁止用容器将原水运至异地进行灌装。

目前经过国家鉴定的矿泉水水源地有 4400 多处，其中山东省水源地数量最多，有 400 多处，吉林省允许开采的矿泉水量最大，每天可开采 39 万吨以上。这些水源地鉴定也很不容易，水文地质勘查专家先要对水源经过至少 1 年的动态监测 , 之后水分析师登场，对它做更详细全面的水质评定，分析它和人体健康之间的关系，最后企业设计水处理工艺和设备，开始生产。

（插图：郝鹏飞）

002     观察         靠谱的数字与不靠谱的公式
008     读者论坛
010     声音
012     图片报道     森林捍卫者
018     极品
020     眼界
026     问答
032     现场报道     重返“央视大火”现场

038    核心报道    城市化逼近枯水线

056     特别报道     中星6B故障事件
                     狗医生宠爱人类
                     虚拟地球仪之争
068     特别关注     数字化诊与疗

078     太空移民     自杀式探月
082     生产力       燃冰成火：未来能源备忘录
086     机器-人      活在硬盘里的鱼
090     推想         天生就是“核”心
094     唯物         加膜镜片更清晰
098     事件         “反应停”与“海豹胎”：药物立法前的阴影
104     心理         “维特效应”之谜
108     健康         一针避孕
112     人物         蒋高明：生态就是放任自然
116     科考旅行     怒江大峡谷地貌生态变迁
124     生命树
126     专栏 连岳    意志力成就不了的英雄      
             饭饭    在医院     
             孙尉翔  仿生学vs畜牧业    
             青方   “树人”之谜
128     资讯

http://www.tianya.cn/publicforum/content/no06/1/110783.shtml

明日又是5•12，地震于民众创巨痛深，于传媒则如学子临考，也是不可不正视的重大题材。传媒面对此题，绕不开，躲不掉，因为大题目要求、逼迫传媒“发言”。

于是在报摊上搜罗了9种以汶川地震一周年作为封面文章的重要刊物，进行了一次粗浅的比较阅读，简析其言论思路，做些个人评价，或有偏颇，望各位批评。
　　

《新知客》
　　
1.封面：8分
2.标题：震后心理进入破灭期——北川1周年 唐山33年地震心理观察
最耐人寻味的一张封面，也是传达主题氛围最为精准的一幅。主画面创意绝佳，缺憾是整体层次有些问题，有点黯淡隐忍，过于低调。
标题一开始觉得有点耸人听闻，翻进去却发现的确是严谨的心理学报道，真够直接的。从标题来看，也是非常“进行时态”的，很像一本新闻杂志，可这是本以科学为旗号的月刊！
两本月刊的封面都比各家周刊的封面更为细致，操作时间充裕应是一个重要原因。
　　
3.占全刊内页篇幅15.6%（20p/128p）
　　
4.主题：震后心理问题很严重
　　
5.结构：
北川的心病（以北川来谈，震后各个群体都有心理问题，现在进入了“破灭期”）
谁是最需要心理支援的人？（是地方干部）
心理援助志愿者的退潮（心理科研部门也面临难题。想起当初轰轰烈烈的心理支援“运动”，来得快，去得也快。还好有坚持的。）
唐山33年震伤启示录（也用了“启示录”这个词，以唐山心理重建为汶川的映照。）
　　
6.内容评价：
调性非常纯粹，很直接的心理问题报道。文章也颇有内容，与以前科普杂志或宣教，或装可爱，或奇幻无边的印象大不相同。看了以后真觉得好多媒体都有心理问题。
http://blog.sina.com.cn/xzk

自2009年5月刊始，《新知客》杂志正式停用“Focus”此一品牌作为杂志前缀名，且不再以意大利《Focus》母版杂志的版权作为《新知客》的内容特色。

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天津科学与生活杂志社
2009.5

“震后心理进入破灭期——北川1周年 唐山33周年地震心理观察”09.05.01上市

002     观察         科学不为人类担责
008     读者论坛
010     声音
012     图片报道     盐矿遗珍维利奇卡
020     极品
022     眼界
028     问答
034     现场报道     发现独龙江兰科新种

038    核心报道    震后心理进入破灭期——北川1周年 唐山33周年地震心理观察

058     特别报道     上海光源 极强光照亮隐秘世界
                    “北京人”砂中变老20万岁
                     亲睹尿毒症患者自助成医
                     进口医生“达·芬奇”
                     解放动物试毒者
084     太空移民     战神火箭淘汰航天飞机
088     生产力       胶囊式内窥镜线图甫现
092     机器-人      机器忍者下海修炼
096     推想         将物质编程
100     唯物         效果不明的钛环
104     事件         博物学家偶证全球变暖
110     健康         压力催生淋巴癌
114     人物         胡伟武 用毛泽东思想武装龙芯
118     科考旅行     走访阿尼玛卿山
124     生命树
126     专栏         沐川    为什么要害怕高压电线
                     刘夙    中国槐还是日本槐？
                     孙尉翔  印度薄饼与自动对焦镜头
                     青方    食人族的怪病
128     资讯

   狂犬病，死亡率高达100%。这种古老又恐怖的人畜共患病，在人类社会已经存在了4000年。曾几何时，狂犬病逐渐淡出我们的视野，全国发病人数仅百余人。但近几年，随着养狗人数的增加及各种原因，狂犬病全国死亡人数高达3000多人，我国因狂犬病死亡的人数占到世界第二位。狂犬病幽灵又卷土重来。

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突如而来的灾祸

    北京海淀某建材城的员工崔浩（化名）被一只流浪狗咬破了腿。伤口特别小，他没在意，并很快忘了这件事。

    然而正是这小伤口要了他的命。两个月后，他开始出现疲倦、恐水等症状。同事以为他只是普通的感冒。“后来忽然发了疯，摔东西，似乎连我们都不认识了，像是得了精神病。”李鹏是崔浩的同乡兼同事，他向赶来的120急救医生黄滢焦急地描述。看着口角流涎、惊恐万状、几个人都无法制服的崔浩，黄滢心头掠过一丝寒意。

    入院两天后，崔浩被狂犬病夺走了生命。李鹏难过之余更是惊出一身冷汗——崔浩被咬之时，他也在场：两人从河北老家回北京，追赶已经启动的长途车，迎面跑来一只流浪狗，也许它以为自己将被攻击，猛地立起身咬了崔浩一下。

    “伤口就一丁点儿大，”李鹏比划着，他的情绪显然受到了刺激，“如果被咬的是我，结局恐怕和崔浩一样，因为我也不认为这么小的伤口值得去打疫苗。”

    这已经不是黄滢第一次接到狂犬病人了。近两年北京狂犬病门诊人数激增，被猫、狗等咬伤接种疫苗的总人数超过10万人。但碰到病发并亲眼目睹病人死亡，这还是头一例。她不住地摇头，“太可惜了，才20出头。当时打了疫苗说不定就能幸免，而等到狂犬病发作，就连神仙也回天乏术了。”

    “狂犬病人从病发到死亡，一般不会超过一个星期。在病人存活的最后一个星期里，狂犬病毒已经完全控制了中枢神经，他们会出现异常兴奋、惊恐、浑身抽搐等症状；因为支配相应机能的中枢神经损坏了，喉肌痉挛，人不能喝水，也咽不下任何东西；之后病人往往全身麻痹、昏迷；最后死于器官衰竭。此时再注射狂犬疫苗于事无补，医学界尚未找到治病良方，我们医生也束手无策。”黄滢无奈地说。

最后两个月

    崔浩生命的最后两个月，似乎和他往常没什么两样，但只有表面上如此，在其体内，巨大的变化正在产生——致命的狂犬病毒一刻不停地复制，并越来越向中枢神经逼近。

    电子显微镜下，狂犬病毒形状类似于子弹或杆状，核衣壳呈螺旋对称，表面具有包膜，内含有单链RNA，大小只有（75-80）nmX(170-180)nm。这种病毒的特点是嗜神经性，即在神经细胞里繁殖，并以占领感染者的中枢神经系统为最终使命。

    野生动物是狂犬病毒的自然宿主，如啮齿类动物、野狼、野狗、野狐等。患病的野生动物通过咬伤、抓伤或舔舐粘液等途径，将狂犬病毒传染给家犬、家猫、家畜或人。吸血蝙蝠也是狂犬病毒的自然宿主，带毒率高达90%以上。

    所有温血动物对狂犬病毒均有易感性，当然也包括人。但由于传染途径的不同以及创伤部位、程度、病毒量等差异，被传染的人并不是全部都会发病。据了解，被病犬或病猫咬伤的人只有20%左右发病；而被野生狂犬病动物咬伤的人发病率可达50%。“及时进行暴露后预防性治疗（PEP）——即在最短时间内清洗伤口、接种狂犬病疫苗和注射狂犬病血清。可在很大程度上避免人感染狂犬病的发生。”中山大学博士生导师陆家海教授说。

    狂犬病毒在崔浩体内肆虐的过程，似乎是一场不战而胜的战役。在流浪狗的牙齿撕开他皮肤那一瞬间，病毒即通过唾液侵入体内，并开始在其腿部肌肉内繁殖。如果当时崔浩或者李鹏中间有一个人对此足够重视，立刻用肥皂水反复冲洗，这些病毒很可能殒命。因为狂犬病毒虽然毒力强，但也很脆弱，对高温、紫外线、干燥、酸、碱、酒精、碘酒等消毒剂十分敏感，一般的肥皂水即能灭活狂犬病毒。

    崔浩他们当然没有这么做，更没有及时接种疫苗和注射血清。狂犬病毒任意滋生，1个多月后，病毒进入崔浩的神经系统，并以每小时3毫米的速度向大脑蔓延。在外界病原入侵时，人体的免疫系统是一道强大的屏障。但狂犬病毒是寄生在神经系统的，免疫细胞在神经系统内无法发挥作用，它们甚至都检测不到狂犬病毒的存在——就这样，狂犬病毒长驱直入，占领了崔浩的脊髓和大脑，运动神经、感觉神经等完全沦为殖民地，狂犬病人的症状一一在崔浩身上出现。

疫苗和血清

    大约100年前，科学家给动物注入活性染料，动物全身组织都被染色，而惟独脑组织保持原样。但是把染料直接注入脑组织的蛛网膜下腔，则脑组织迅速被染色。实验表明，有些物质完全不能通过血液进入脑组织；有些可以缓慢通过；有些物质却可以通过血液快速进入脑组织。这种有选择性的通透现象，使人们猜想可能有某种限制溶质透过的结构存在，这种结构被称为“血脑屏障”(BBB)。

    狂犬病死亡率高达100％，就是因为狂犬病毒可以穿越血脑屏障，而狂犬病疫苗却被挡在屏障外。一旦通过血脑屏障，狂犬病毒控制神经中枢，人将迅速死亡。正因为如此，尽早注射狂犬病疫苗，使病毒在穿越血脑屏障前被中和，是人类拯救被感染者的唯一途径。

    “就像赛跑，疫苗和病毒一正一邪两股力量在被感染者身上抢时间。狂犬病疫苗两周后才会产生抗体，一个月之后抗体水平达到峰值，如果在这段时间内狂犬病毒大量繁殖，则在疫苗发挥作用之前，病毒已侵入中枢神经。这就是为什么有人及时接种了疫苗但依然病发的原因。我们会根据病人被咬的程度，考虑是否为其注射血清。”黄滢说。

    “狂犬病疫苗是被动免疫，刺激被感染者体内产生‘人狂犬病免疫球蛋白’，它能特异性地中和狂犬病毒。而血清是将已对狂犬病毒产生特异性免疫应答的蛋白组织(即抗体)直接注入人体，30分钟即形成最大保护。如果被咬伤面部等神经丰富部位或多处咬伤，我们都会为病人注射血清。”

    从被咬伤到发病，狂犬病潜伏期长则几年，短则几天。99%的狂犬病感染者在1年内发病，超过2年是十分罕见的现象。“疫苗越早注射效果越好。但对被咬后因各种原因未能及时接种的人，应尽快补注射，争取在发病前使其产生作用。”黄滢说。

10年增加20倍

    “全球每年有5万多人死于狂犬病，平均每10分钟就有一人因其死亡。我国自1997年起狂犬病发病呈逐年上升趋势，特别是近几年来，疫情上升十分明显，2007年全国共有3303个人死于狂犬病，死亡人数为10年前的20倍，成为继艾滋病之后的第二大死亡病种。如果不加以重视和控制，这个数字还会逐年上升。”陆家海及其同事用了17年时间，对中国的狂犬病发展趋势进行了研究，去年他在国际学术杂志《BMC传染病》上发表论文，指出“自上世纪末，狂犬病例的暴增幅度足以触发对其进行控制和预防的警报信号。”

    犬免疫覆盖率低是我国人狂犬病流行的主要原因。调查显示，我国犬免疫率不足20%，而国际公认只有免疫率达到70%以上，才能有效屏蔽狂犬病的散播。农村是狂犬病的重灾区，我国大概有8000万到2亿只犬，大部分在农村地区，农民对狂犬病防范意识弱，防治措施差，造成农民患狂犬病的比例占到总发病人数的70%。

    在美国和欧洲，狂犬病已经很少见了，这些地方的公共卫生措施做得非常好，狗、猫、牛等家畜身上的狂犬病毒几乎被消灭殆尽。美国人患狂犬病的概率大概只有一亿分之一。（也正是因为这样，美国有一半的狂犬病人至死都不知道自己身患何病。）

    美国对狂犬病的防控是比较成功的，强制接种疫苗、规范宠物交易是主要防控手段。1999年，美国疾病预防控制中心（CDC）颁布《人类狂犬病预防建议》，在经常与动物接触、可能感染狂犬病的危险人群中推广疫苗接种。而对猫、狗、鼬鼠等易于传染狂犬病的家养宠物，CDC规定必须接种疫苗，具有接种证书才能出售或饲养。如果收养流浪猫、狗，动物收容所有义务为动物接种；一旦发生动物咬、抓伤人的事故，则立即将有狂犬病嫌疑的动物处死。美国的公共场所是限制宠物与人接触的，很多州的法律都规定：犬等宠物攻击他人，主人必须负连带责任。

    “美国对疫情的监控非常严。每个州都有兽医诊断实验室，负责检测本地的样品或病料。根据检测结果，CDC可以很清楚地知道各州动物疫病的情况，发现可疑病例时，会在24小时内将样品送到联邦农业部的实验室进行。这种严密的诊断和监测网络有助于及早发现动物疾病，管理部门有足够的时间将其消灭在起始阶段，将经济损失减少到最小。如果动物疾病有传染到人类的风险，严密的监测也有助于提前采取措施。以狂犬病为例，CDC每年都根据各地上报的狂犬病例绘制出疫情发生的分布图，提醒各地卫生部门和公众：哪些地方比较危险、要采取措施。”

    “很多悲剧都是可以避免的，”陆家海最后说，“狂犬病目前只能预防，而预防重点是接种狂犬病疫苗，无论是人还是家养动物。这种方法在许多国家都行之有效。”

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002    观察           “中西医凑合”治死人
008    读者论坛
010    声音
012    图片报道        蔚蓝下的居民
020    极品
022    眼界
028    问答
034    现场报道        观蛇者说——老铁山蛇岛日记

040   核心报道       不可逆转的转基因

062    特别报道        木牛流马海滩漫步
                       狂犬病幽灵重现
                       路况信息随车而动
                       干电池轮回
078    太空移民        新雷达指路登月点
082    机器-人         让电脑看脸色行事
086    生产力          发动机练就吸星大法
090    推想            围海救国——如何应对海水上涨
094    唯物            危险，锂电池
098    试验
100    事件            发现宇宙黑暗面——弗里茨·兹威基和他的“暗物质”
106    心理            似是而非最恐怖
110    健康            三手烟更致癌
114    新知客          陆龙骅：探究三极气象
120    E生活           时尚环保的更新换代
122    生命树
124    专栏   连岳     系统内重建
              饭饭     电器发展史
              孙尉翔   音乐病
              沐川     地图秘术
126    资讯
128    囧科学
 

与玫瑰花相比，抚摸和接吻是原始，但却直接的制造浪漫的基本手段。

婴儿用嘴唇和掌心感受这个陌生的世界，十几年后，他们用这两个部位来感受爱情，或者浪漫，因为这两个部位是人体表面神经末梢分布最密集（而且比较体面）的区域。这种特殊性让嘴唇和掌心在大多数约会中都忙个不停，除了品尝红酒和菜肴、握住餐具之外，它们的主要任务是抚摸和接吻。

抚摸有道

美国亚利桑那州立大学的约瑟芬和劳拉博士曾对两性之间九种不同类型的触摸（其中包括“不触摸”）进行了研究，结果发现轻柔的面部触摸所发出的讯息最为强烈，对于处于恋爱双方的人来说，这意味着在制造浪漫，而对不甚熟悉的人来说，脸部触摸暗示着性骚扰。“脸部触摸可以说是九种类型中最不宜随便使用和性意味最强的，其次是腰部的触摸，吸引力和调情（反之也是性骚扰）的意味也很强，而简单的握手和不接触传达的意思则比较平淡，属于一般的礼节。”

人们通过触摸行为来表达各种情感（欢喜的、愤怒的、浪漫的、猥琐的……），这种非语言行为传达出来的信息可以帮助确定交往中的关系，而且这种传达是最直接的，效果也马上就可以看见。

假设看到一对年纪相仿的男女在路边搂抱，第一反应是什么？这对情侣的感情真不错。如果告诉你这对男女一点也不熟悉呢？估计大多数人的反应是他们发烧了，要不就是那男人在耍流氓。美国加州大学Tuan Nguyen博士等人在1983年通过访问208名从事领域、亲密程度不一的男女，发现大家共同认可亲密异性间的触摸可以增进感情，而不熟悉的异性和同性间的触摸都会让人感觉不大愉快。说白了，触摸必须建立在感情的基础上。

接吻不止

一旦接吻的程序启动了，连同舌头一起，对人体发出了讯号，建立一种愉快的、激烈的情绪和身体反应。恋爱中的男女都无一例外地渴望接吻，许多人会无数次地怀念起初吻的时间、地点和小细节，比如第一次约会时，她穿的是白色的吊带裙和嫩黄色的高跟鞋。据说以浪漫著称的法国人幻想着一个长长的吻能到达永远，而讲究快速度的美国人接吻不超过一分钟就开始脱衣服，乃至浪漫符号是纽约四十二街只穿一双高跟鞋的裸女。

平时嘴唇的功能是用来说话和吃饭，但是一到谈到接吻，它代表的就是一种情感渴望，在身体上表现出一连串的化学反应，性兴奋、感情亲近，乃至达成后有些得意忘形。美国奥尔布赖特学院（Albright College）的苏珊等人就接吻行为抽样调查了1041名在校大学生，认为接吻在短期和长期的性关系中都有体现，不过男女双方的看法还是出现了差异，“女性将接吻视为保持长期关系的方式，而男性往往追求用接吻营造短期的浪漫，并希望最后可以发生性关系。无论如何，接吻都在情侣交往中扮演了重要角色。”

接吻的力量到底有多强大？它可能毁了你！这不是危言耸听，美国纽约州立大学奥尔巴尼分校的盖洛普教授和同事对180名男女做了一项有趣的调查，59%的男性、66%的女性都会因为初吻而迷恋对方，而一个不甚美好的初吻可能会破坏以后的情路。

那么在接吻中，主动的是谁呢？Psytopic网站进行过一场为期三个月的接吻习惯调查，900多份有效问卷针对14岁到59岁未婚男女展开。答案没有意外：八成未婚男性表示在接吻时喜欢占主导地位，心理学家解释这可能和男人的支配欲望有关，而为了显示自己的矜持与温柔，女性也愿意“服从”男性的这一举动，因此在这个调查中也有八成未婚女性表示不喜欢占主导地位。

提示一下，注意过接吻的姿势么？无论你是不是左撇子，接吻时你通常把头偏向右边。在英国贝尔法斯特一项对125对夫妻的调查中，80%的人亲吻的时候都选择这个姿势，而240名大学本科生中有77%的人选择亲吻洋娃娃的右脸颊。英国研究人员京蒂尔金则认为，这一习惯与出生前在母体内的最后几个星期有关，因为胎儿喜欢的角度是把头偏向右边。

科学家们显然也喜欢接吻，所以关于接吻的研究结果也五花八门：88%感情稳定长久的夫妻嘴唇大小差不多，而男性的嘴唇则相对较薄。飞吻手势其实是一种缺乏感情的问候方式。嘴唇较厚的女性成为约会对象的可能性比成为结婚对象的可能性大28%，而嘴唇较薄的女性拥有长期稳定感情的可能性要高出57%。离家上班前亲吻妻子的男性活得更长，出车祸的几率较低，收入也比较高。所以，为了身心更健康，接吻吧！