如何理解生态系统退化和生态恢复
前事不忘后事之师从100年来人类与自然冲突的几起严重事件中，我们是否可以吸取一些教训，避免“先破坏，后治理”，“先污染，后治理”或“先引进，后消除”(往往难以摆脱)的惨痛教训？
第一次世界大战后，美国开始大规模向南方大草原移民。为了利润最大化，我们在开垦土地的土壤肥力耗尽后立即弃土，转而开垦新的土地。但草原的严重干扰诱发了大规模的沙尘暴:1932年14次，1933年高达38次，1934年春季沙尘暴席卷中西部平原，全国小麦减产1/3。1935年5月，黑风暴发源于堪萨斯州、阿克拉、荷马州和科罗拉多州，将大量黑土包裹在耕地表面，形成一条东西长2400km、南北宽1440km、高约3km的“黑龙”。它在三天内席卷了美国三分之二的地区，3亿吨肥沃的表土被吹进了大西洋，16。后来据美国水土保持局统计，在1935-1975这40年间，大平原被沙尘暴破坏的面积高达4000-6000km2a-1。为了控制土地沙漠化和沙尘暴，美国打了一场旷日持久的生态保卫战。主要措施有实施“农场法案”，鼓励弃耕，政府采取补偿制度，建立自然保护区，恢复天然草原，退牧还林还草。不到五年，全国退耕还林还草面积达到15万km2，占全国耕地总面积的10%。在此基础上，建立了144个自然保护区。从这个角度来看，美国主要通过“人退”的方式，成功遏制了困扰国家几十年的“黑风暴”。
自1954年以来，前苏联在哈萨克斯坦、西伯利亚、乌拉尔、伏尔加河沿岸和高加索部分地区开垦了大量草原，到1963年，已开垦60万km2。由于缺乏防护措施，加上气候干燥，新开垦的土地风力侵蚀严重，松散的表土在春季被强风吹起，形成沙尘暴。1960三四月份的沙尘暴席卷了俄罗斯南部广阔的平原，造成春播作物受灾面积达40000km2以上。1963年沙尘暴影响面积高达200000km2，新垦区耕作制度几近瘫痪。沙尘暴同时袭击了罗马尼亚、匈牙利和南斯拉夫。比黑风暴危害更大、更持久的是同时发生并持续至今的白风暴:前苏联在土库曼斯坦卡拉库姆沙漠修建了卡拉库姆运河，每年可从亚洲第三大湖咸海的主要水源阿姆河引水灌溉1000 km2的农田和草地。“创造性地再造自然”造成的生态灾难极其惨重:阿姆河断流导致下游咸海水位急剧下降，湖泊岸线30年后退10-20k m，咸海底部盐碱裸露，“白色风暴”(含盐尘的风暴)接踵而至，摧毁了60%的新垦区，成为生命禁区。当时斯大林提出了比美国“罗斯福计划”还要大的“斯大林改造自然计划”，主张在继续发展灌溉农业的同时，在草原地区植树造林。1949-1953年，该工程建成防护林近30000km2，但到60年代末，保存下来的防护林面积只有2%。
为了防止撒哈拉沙漠不断向北入侵，北非的阿尔及利亚从1975开始沿着撒哈拉沙漠北缘大规模种植松树，被誉为世界级的造林工程(绿坝工程)。该项目延伸至邻国摩洛哥和突尼斯，全长1500公里。根据理论计算，该项目每年可扩大阿尔及利亚林地面积10%。但由于对当地的水资源和环境承载力认识不清，盲目用外来物种进行集约化生态建设，造成生态灾难，沙漠还在向北扩展。现在国家每年流失的林地比造林面积还多。65438年6月+2004年2月11-65438+2004年6月，笔者到突尼斯北部地区调研。我们沿着海岸开了一天车，却没有看到“绿坝”的影子。当被问及北非五国绿坝项目的进展时，突尼斯国家干旱地区研究所所长幽默地说，“那是纸面上的防护林”。
荷兰举世闻名的填海造地工程极大地促进了荷兰的农业发展、城镇建设和自然保护。近20年来，垦区依靠生态系统的自然演替规律，采取了少量的人工措施或根本没有人为干预，使贫瘠的垦区焕发了生机，形成了总面积为1650km2的健康生态系统(董哲人，2003)。这一成功实践引起了国际生态学家的极大关注，经常被引用为生态重建的成功案例。事实上，该国填海区的生态建设经历了几个阶段，这反映了荷兰人民对生态建设规律的认识不断深化。第一阶段是50年代开发的填海区，根据居民休闲的各种需求进行景观设计。第二阶段，20世纪60年代以后，致力于生态设计，为特定生物群落的形成创造条件，主要是人工种植多种植物，为珍稀鸟类的栖息创造条件，提高生物群落的生物多样性。第三阶段，从20世纪80年代开始，他们认识到不种植任何植物，依靠生态系统的自然演替规律，就可以构建健康的湿地生态系统，而其成功的主要秘诀就是大量使用当地物种。
世界上最早工业化的国家英国，也是先尝到了生态破坏的苦果。大量煤矿让国家的生态环境“满目疮痍”。但到了90年代，他们已经把历史上因采矿(主要是采煤)造成的废弃土地恢复成了自然生态系统，并进一步规划成为举世闻名的乡村景观。他们成功的一个重要经验是在自然力量的帮助下进行生态恢复(Bradshaw，2000)。他们掌握了被破坏的生态系统最初的演替过程，那些生态系统能变成现在的样子，很大程度上是依靠自然力。这一模式是由英国生态学会前主席、英国皇家学会会员、利物浦大学教授A.D.Bradshaw倡导的。他认为，借助自然力进行生态修复的好处有:一是可以大大减少工作量；第二，恢复过程的其余部分可以自我维持，因为它是自然发生的；第三，可以增加和维持生物多样性。总结他一生从事恢复生态学研究的经验，他认为生态恢复有两个重要因素:一是选择合适的植物物种是解决所有问题的关键；第二，在自然可以恢复的地方，利用自然力量，绝不进行人为干预。如果不遵守这些基本规律，就不可能达到生态修复的预期目标。
澳大利亚，可能是世界上因盲目引种造成的最严重的生态灾难，试图以兔子为例来说明。1859年，一个英国人为了满足自己打猎的爱好，从英国弄来了五只兔子，之后爆发了一场可怕的生态灾难。兔子繁殖速度非常快，在澳大利亚失去天敌的控制后，数量翻了一番。到了1880年，兔子到达新南威尔士州，开始影响南澳的养羊业。从65438年到0950年，澳大利亚的兔子数量从最初的500万只增加到5亿只，全国大部分地区的农作物或草原遭受了巨大的损失，一些小岛甚至出现了水土流失。人们不得不组织大规模的杀兔行动，但收效甚微。到19年的90年代，当兔子到达西澳大利亚时，人们建造了1000英里长的围栏，试图阻止它。然而，这个栅栏很快就被打破了。无奈之下，人们从巴西引进了粘液瘤病来对付迅速繁殖的兔子。然而，病毒战争只能暂时缓解日益恶化的局势。少数兔子对这种病毒有天然免疫力，侥幸逃脱后繁殖很快。整个20世纪中期，澳大利亚的杀兔活动从未停止过。这个惨痛的例子提醒我们，在引入物种防止生态退化时，不能“饥不择食”，必须警惕生物入侵。我们在调查中发现，在长江以北，甚至在草原上种植了大量来自北美的火炬树；来自澳大利亚的桉树在长江以南大面积种植，其中云南是“重灾区”。
中国的“三北防护林”曾被称为中国的“绿色长城”。在20多年的时间里，中国花了数千亿的钱“造城”，但效果并不大(杨栗，2003；法语，2004年).绵延数千里的防护林，如今已是坍塌的“绿色长城”。种植的树都是“杨家将”(杨树)。不仅很多地方的杨树长成了半死不活的“小老人树”，而且由于纯林被广泛种植，当虫害发生时，宁夏20年建设的成果——数十亿棵杨树，将被区区一只小小的天牛毁掉。这些惨痛的教训足以说明，大规模植树，尤其是违背自然规律的植树，是得不偿失的。即使造林成功，其投入产出比也是不经济的。2002年，京津风沙源治理工程* * *完成造林6764km2，国家投资654.38+2.32亿元，折合654.38+0.8265.438+0元·hm-2；再看“三北防护林”，2002年造林4538km2，投资654.38+0.393亿元(国家林业局，2002)，3069元·hm-2。两者之和为4890元·hm-2，这样仅从国家“造林”项目(按南方每户5人，人均20hm2草地计算)来看，内蒙古南部项目区每户收入就高达48.9万元。在这种情况下，所有国家支付牧民工资都是划算的——牲畜不养了，退化的草地完全自然恢复，不用造林。实际情况根本不是这样。很多牧民甚至不知道自己的土地至今已被纳入“三北防护林”管理区。那些资金根本不能保证落实到单位土地面积上，而是集中在几个容易通过验收的项目点上，远远不到治理区总面积的10%！这就是“边治理边退化”、“治理跟不上退化”的根本原因。一个旗县据说用了1.5亿元用于植树造林，治理了6%的退化土地。以此类推，我们仍然要投入21亿元来治理剩下的84%的退化土地，因为我国90%的草原地区都面临着不同程度的生态退化(国家环保局自然保护司，2000。).即使不考虑时间，按照这个速度，国家将花费数万亿来控制涉及550多个县的生态退化，没有一个国家能够承担这样的费用(蒋高明，2004)。
二要认清生态治理的关键问题。
鉴于生态系统退化日益严重，国家启动了许多重大工程来改善生态环境(国家林业局，2002年)，但问题仍然存在，一些治理效果与巨额投资相比并不理想。我们认为，造成这个问题的重要原因是人们长期以来忽视了以下关键问题的存在:
第一，在西部经济发展方面，忽略了西部生态环境脆弱、社会基础薄弱的基本事实。毛泽东(1956)在著名的《论十大关系》中对少数民族与汉族的关系作了精辟的论述:“我国少数民族数量少，占有面积大。从人口上看，汉族占94%，是压倒性优势”；“谁有更多的土地？境内少数民族较多，占50%至60%。我们说中国幅员辽阔，人口众多。实际上是人口众多的汉族和幅员辽阔、资源丰富的少数民族。至少地下资源很可能是资源丰富的少数民族。确切地说，黑河-腾冲线是中国生态环境、社会经济、产业类型的综合分化线:东部以汉族为主，占全国的94.3%，面积42.9%；西部少数民族比较集中。虽然人口只有5.7%，面积却是57.1%(张，1999)。目前中国东部发展很快，西部被迫追赶。但由于人才、交通、基础条件的限制，西部是不可能赶上东部的。中国1000个著名制造业中，89%位于东部，西部仅占11%；只有一个江苏省(13.7%)超过了十几个西部省份的总和。所以无论西部如何赶超，经济不平衡的差距都是难以克服的。然而，在盲目追求GDP的过程中，西部地区生态退化的高昂代价却不得不由国家来“买单”。例如，2002年，国家“六大林业工程”的256亿元主要用于西部地区。
西部脆弱的环境容易引发水土流失、草原退化、土壤沙化、盐渍化、气候干旱、水资源短缺等生态环境问题，应成为全国生态保护和建设的重中之重。目前，我国水土流失面积为360万km2，其中约80%发生在西部，全国新增沙化土地大部分分布在西部。然而，从另一个角度来看，西部有着巨大的生物多样性资源库。例如，云南是中国生物多样性最丰富的地区，野生稻、茶和香蕉的所有相关物种都分布在这里。新疆干旱区和青藏高原存在适应特殊环境(高温、干旱、寒冷、强光、强紫外线)的强物种，蕴藏着我国农业、医药、工业可持续的后备基因库。西部的蒙、藏、回、维、傣、瑶、壮等民族居住的地方，是中国最完整的地方。因此，我们必须感谢少数民族为中国家庭保存了如此多样和美丽的生态系统。西部开发一定不能一味追求GDP，一定要倡导绿色GDP。保护好这里的生态是对国家的一大贡献:一是可以节省巨大的治理成本；二是可以通过优美的生态环境吸引东方和海外的游客；第三，可以保护上风上风环境，为东方输入干净的空气、湿气和能源。如果这些都兑换成现金，那也是一笔巨大的开支。国际上流行的生态系统价值评估就是基于这个思路(CostanzaR.1997)。第四，可以为子孙后代保留一个完美的生态系统。现在西部的土壤在减少，东部的污染在增加，黄河永远也不会清了，长江会变成黄河，真的很悲哀。
二是在生态治理措施方面，一些基本的科学和理论问题尚未明确。比如沙地草地种树飞籽的问题，就没有考虑到生态背景。草地上自然分布着草或灌木。我们试图通过植树造林来改变这种生态基础，但效果不大。建国53年来内蒙古锡林郭勒盟的森林覆盖率只有0.87%(包括浑善达克的天然榆树！)，恰恰说明植树造林其实是失败的。此外，树木在“阻挡”沙尘暴中的作用要比牵引“覆盖”沙尘暴小得多。飞播只是解决了生态修复中的一个小矛盾，这个小矛盾是建立在土壤中没有种子和幼苗的假设上的。实际上还有大量的繁殖体(孢子、种子、根、幼苗等。)在退化的沙地和草地上，但是人们没有给它们生长的机会，或者说人们没有控制动物。另外，飞播带来了大量外来物种，很容易把一个完善的生态系统变成单一物种系统。如毛乌素沙地变成了以羊草和油蒿为主的灌木，生物多样性价值和生态服务功能大大降低。
第三，治理费的使用存在严重的部门分割。资金使用缺乏有效性和可持续性。如果是“治沙造林”或“退耕还林”项目下拨资金，地方政府要种树，不管实际效果如何，上级领导都会以“专款专用”为由进行监管，造成“打酱油的钱买不到醋”的局面。地方领导关心的是生态治理的成本，而不是修复的收益。现在的政策强调退耕还林，退耕还林有钱，退耕还草没钱，或者钱少，这样老百姓就不管死活去种树了。人们最热衷于植树造林项目。显然，这里有“油水”。越是树木无法生存的地区，“油水”越大，基本没有风险——树木迟早会死，也不能怪他们。很多贫困县的造林项目都是“一把手”亲自抓，连“二把手”都受不了。就是这个原因。我们在调查中发现，草原上有的林业局报价300元一棵不到1.5m的松树！这些树后来大部分都死了。我们要找谁算帐？一个年财政收入10多万元的旗县，近三年国家投入防沙治沙造林资金65438+5亿元，全盟这样的旗县有9个。荒漠化和植树造林给地方财政带来的好处不言而喻。沙尘暴问题出现后，地方领导的车辆更加先进。试想一下，这些贫困县(旗)的财政收入因为牧民牧业税的减免而大幅减少，但公共消费水平却迅速提高。钱从哪里来的？
第四，重建设轻保护，甚至不想谈保护。长期以来，人们对生态系统的态度只是认为它是一种取之不尽的廉价资源，较少考虑生态系统承受大量外力的能力。利益的驱动促使人们把生态系统当成可以“赚钱”的地方。一旦这个系统出现问题，人们很容易把退化的原因推到“自然”一方，或者认为是其他国家的退化造成了我们的生态灾难。政策上，退化严重的地方治理费用就越多，而保护区却得不到资助，这是不合理的；在对牧民的补贴中，谁的羊多，谁的补贴就多。这变相鼓励了“生态破坏”。“生态移民”政策缺乏对移民自持能力的考虑，盲目设定任务和目标，地方政府为了从中得到“安置费”，也会抢任务。这也不能理解为什么越是荒漠化的土地得到治理，越是冠冕堂皇的“生态建设”其实是深层次的“生态破坏”。以沙尘暴为例。每一次大量的土壤物质经历一次沙尘暴，就刮掉一层土地。这些物质在不同的地方是有害的、讨厌的，但在当地却是珍贵的，是支撑土地生命力的关键因素。几亿年形成的土壤如果丢了，是补不回来的。“如果皮肤不存在，毛发就会被附着”(蒋高明，2002b)。然而，一些科学家没有及时告诉国家这个简单的道理，而是热衷于引入先进的仪器来监测我们失去了多少土壤。从长远来看，这对国家有什么好处？采用“人让土”的方法，可以减缓或遏制水土流失。生态保护的关键是土壤保持。虽然大自然有应对环境波动的能力，但人类的力量可以超越这种能力，让生态退化超过可以恢复的“阈值”。因此，生态修复必须在加大生态建设项目投入的同时，重视生态保护的作用，释放自然力。其中，帮助社区发展生产、摆脱贫困是解决一切生态环境问题的关键(刘塔尔，2003)。在退化生态系统的恢复中，应明确倡导“保护第一，建设第二”的原则，不能背道而驰。
第三，人口城市化和生态自然化
自工业革命以来，人与自然就注定处于“水火不相容”的状态，自然退化的根本原因不是“天灾”，而是“* * * *”。如果地球上没有人类，自然生态系统复兴就没有问题。目前，中国生态最脆弱的地区大多位于西部，那里的自然环境不适合大量人口的生存。国际上普遍认为干旱半干旱地区适宜的人口密度是1 km-2，而我们超过了2 km-2。解决这些地区生态环境问题的根本途径在于人们主动从这些地区撤离，向城市(城镇)集中(蒋高明等，2003)。目前美国约80%的人口居住在城市，韩国1/4的人口集中在首尔，埃及尼罗河流域99%的人口处于自然状态，生态退化很少发生。以人为本，分散、撒胡椒面的资金要集中到城镇，以前用于生态补偿、道路建设、救灾、教育、医疗卫生、治蝗防鼠、造林种草、飞机播种、水利工程、希望工程等方面的支出。应该是集中的，这大大提高了资金使用的有效性。利用城市化的各种有利条件，提高人民的物质文化生活水平，可以达到城市化和控制生态退化的双重目标。比如阿拉善沙漠450块钱hm-2，那里每个牧民有300hm2。如果费用集中，他每年可能有1000多块钱，足够他过上小康生活。没有人口的压力，生态修复只是时间问题。根据一般规律，沙质草原为1-3年，草地为3-5年，林区为5-10年，荒漠为10-15年。至于湿地，更容易实现自然生态修复。我们未来生态修复的重点一定是释放这种自然力。具体而言，人口从严重退化地区向外迁移有以下模式:
第一，人口向大城市迁移。中国有34个大城市，人口1万。这些城市需要大量廉价劳动力，这些劳动力主要来自农村。“JD里有一个于涛村庄。COM大峡谷”在北京平谷。近年来，超过65，438+000人自发迁移到沟外城镇，年轻人进城打工。村民被疏散后，周围的山上长出了郁郁葱葱的森林，就连农民的院子里也长满了树，政府耗资数百万美元修建的道路和电线也派不上用场。如果不断鼓励农民工离开土壤，可以大大减轻他们对当地的生态压力，非常有利于生态修复。从经济上看，他们对家乡的贡献远远大于在家乡。在“世界工厂”打工的农民工会把赚的钱还给家乡，积少成多。这些钱加在一起，甚至超过了一些省份所有的机器都开动起来，所有的农民都辛辛苦苦干出来的财政收入。8600万人口的四川省，15万农民工2003年寄回家约450亿元，而同年全省财政收入292亿元！试想一下，如果这450亿是从当地的土里挖出来的，需要多少年，要牺牲多少环境？西部落后的农村特别提倡到东部大城市打工的做法，可以组织移民搬迁，有计划地推进城市化。
二是人口向当地中小城市转移。国内587个人口不足50万的中小城市承担着接收退化地区移民的重任。这些城市应该位于现有的地级市和县级市，因为在城市化的过程中，很多城市还是有更多的空间给人，尤其是西部地区，因为原来的人口非常分散。那些能源型城市更有潜力，所以西部的经济战场不在地上，而在地下。西部的能源和矿山比东部优越，可以为东部经济的持续增长提供动力和原材料，这是需要人来做的。在中国最西部的塔里木盆地，号称“死亡之海”的塔克拉玛干沙漠，气候恶劣，人类难以生存。自塔里木盆地发现并大规模开发丰富的油气藏以来，库尔勒、库车、阿克苏等一批城市发展日新月异。随着能源的开发，地处沙漠北缘的库尔勒在90年代初还是一个原始小镇，现在已经发展成为中国消费水平和生活水平最高的中心城市。陕西省神木县在2001之前还是一片荒凉景象。现在，能源开发所需的大量采矿、加工、服务等劳动力为陕西省神木县新增了1.3万个就业岗位，城镇人口快速增长。从黄土高原的一个“穷县”，到年财政收入5亿元的“富市”。另外，值得一提的是，过去很多“资源型城市”都是在能源的发展中崛起的，从山西的大同、太原到新疆的可可托海。如今，这些城市中有许多因为资源枯竭而衰落，现在正在兴起的新一代“资源型城市”正在尽力避免重蹈覆辙。他们不是简单的剥削，而是集剥削和深加工于一体。这样可以维持城市的可持续发展，避免人口回归自然生态系统。
三、人口由分散向村镇转移在我国由农业大国向工业化转变的过程中，农村城镇化起着非常重要的作用。现在全国有19692个建制镇。然而，现有城镇的72%位于经济发达的东部和相对发达的中部地区，而经济落后的西部地区这一比例仅为28%。要结合生态修复，加快推进西部地区城市化进程。发达国家城市化率70%以上，而我们只有40%。因此，生态修复的潜力在于城市化。未来，人与自然之间的总格局一定是:人生活在城市，野生动物生活在大自然，彼此和平相处。既然这种趋势不可避免，中国生态退化如此严重，为什么不把花在城市化上的钱和花在生态修复上的钱结合起来？内蒙古阿拉善盟现有人口中，城镇人口654.38+0.3万，城镇化率达到68%，农牧区人口只有6万多。即便如此，全盟现有耕地面积仍可搬迁安置1.6万牧民。农牧区人口中，从事草原畜牧业的只有3万多人，需要搬迁的人数并不多。以较少的投入，获得最大的生态效益和社会效益。目前，全盟已成功搬迁转移牧民1.7人，进乡牧民将主要从事服务业、矿产开发等二三产业。这些措施无疑极大地促进了阿拉善盟27万km2沙漠的生态保护(王福来，2000)。
再看浑善达克。没有人为的压力，这里的自然恢复更容易实现。中国科学院连续五年的实验充分证明，这里治理退化的沙地不需要种树种草，自然力量完全有能力恢复退化的生态(蒋高明，2002a；刘美珍等人，2003年)。在65438+10万多平方公里的沙地上，纯牧民只有3万多人，利用正蓝旗上渡高乐、桑根达来、哈比日嘎三镇可以集中分散的牧民。他们退出的土地，仅靠65438+1000万亩的高生产力发展草业，就能获得6000多万元的纯收入。有更大的潜力去建设几万平方公里的自然保护区，让野生动物可以自由漫游，没有围栏，没有人为干扰(国内目前还没有)，去发展旅游业，而该旗目前的财政收入不到2000万元，国家用于该旗的生态管理费用高达4000-5000万元。可见，干旱半干旱地区的土地是可以升值的，关键是如何利用和保护。