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【專家視角】傅伯杰：北方生態(tài)安全屏障建設(shè)的四大科學(xué)問題
北方生態(tài)安全屏障建設(shè)的四大科學(xué)問題
傅伯杰
“生態(tài)安全屏障”一詞是從人類社會視角出發(fā)對生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、防御、連通、阻隔等作用的形象描述，良好的生態(tài)安全屏障不僅能夠保障本地生態(tài)系統(tǒng)的安全和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給，并且有助于支撐周邊地區(qū)生態(tài)安全及人類社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，為了使生態(tài)安全屏障的區(qū)域內(nèi)外生態(tài)功能和社會功能得以充分發(fā)揮，在構(gòu)筑生態(tài)安全屏障中夯實(shí)科學(xué)基礎(chǔ)，正確理解人類社會和生態(tài)系統(tǒng)之間要素、格局、功能和福祉的關(guān)系是非常必要的。
內(nèi)蒙古自治區(qū)位于我國北部邊疆，占我國陸地國土面積的１２％，全境處于干旱半干旱氣候區(qū)，高原和山地地貌占總面積７０％以上。一方面，重要的地理區(qū)位和地貌格局使內(nèi)蒙古生態(tài)狀況和生態(tài)建設(shè)關(guān)系到華北、東北、西北乃至全國的生態(tài)安全，穩(wěn)定發(fā)揮其生態(tài)安全屏障功能是內(nèi)蒙古生態(tài)建設(shè)服務(wù)國家可持 續(xù)發(fā)展的重要使命；另一方面，干旱生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化和人類活動高度敏感且易于退化，為內(nèi)蒙古構(gòu)筑生態(tài)安全屏障提出了科學(xué)和實(shí)踐的挑戰(zhàn)。面向?qū)?nèi)蒙古建設(shè)成為我國北方重要生態(tài)安全屏障的戰(zhàn)略目標(biāo)，需要從人類社會和生態(tài)系統(tǒng)關(guān)系的角度認(rèn)識以下四大科學(xué)問題。
一是認(rèn)識國土生態(tài)空間格局與生態(tài)系統(tǒng)過程的關(guān)系。這里格局一詞描述著各類生態(tài)系統(tǒng)的面積占比和空間分布兩方面屬性。內(nèi)蒙古生態(tài)系統(tǒng)類型多樣，“山水林田湖草沙”在空間廣泛分布。在生命共同體思想指引下，不同位置的這些生態(tài)系統(tǒng)在空間中如何發(fā)生聯(lián)系，是生態(tài)保護(hù)和修復(fù)中必須明確的科學(xué)問題。為了從系統(tǒng)的角度理解生態(tài)系統(tǒng)在國土空間中的聯(lián)系，有必要從生態(tài)系統(tǒng)過程的刻畫人手進(jìn)行分析。舉例來說，土壤侵蝕過程、風(fēng)沙運(yùn)移過程、污染物傳輸過程等造成物質(zhì)空間運(yùn)移，其運(yùn)移方向、強(qiáng)度、時(shí)間與“山水林田湖草沙”的空間分布格局直接相關(guān)。在內(nèi)蒙古沙漠化防治、大型湖泊水質(zhì)提升、礦區(qū)生態(tài)修復(fù)、草原和森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等方面，都有必要在較大空間尺度上先理解生態(tài)系統(tǒng)過程的形成原因和空間傳導(dǎo)機(jī)制，從而為“山水林田湖草沙”在生態(tài)保護(hù)和修復(fù)中的空間配置提供科學(xué)依據(jù)。
二是認(rèn)識自然環(huán)境變化與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)是動態(tài)平衡的，其往往具有一個(gè)穩(wěn)定邊界條件，超出這個(gè)邊界，整個(gè)系統(tǒng)就會發(fā)生巨大的變化，且無法自行恢復(fù)。例如，干旱少雨的氣候條件本身一般不會造成草原快速退化，草地生態(tài)系統(tǒng)的生物量等指標(biāo)隨氣候波動產(chǎn)生偏移是正常的自然規(guī)律。但隨著全球氣候變暖背景下極端干旱事件的增多，加之人類過度放牧破壞了天然草地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，草地生態(tài)系統(tǒng)更易于突破穩(wěn)態(tài)條件，導(dǎo)致了草地沙漠化和草地灌叢化等退化現(xiàn)象。在內(nèi)蒙古大部分地區(qū)水分限制條件下，堅(jiān)持減少人類活動影響，以自然恢復(fù)為主的方針是生態(tài)建設(shè)的必然要求，在部分生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的地區(qū)，則需要進(jìn)行人工修復(fù)與重建。那么，如何判斷生態(tài)系統(tǒng)變化是否突破了穩(wěn)態(tài)？這就需要通過長時(shí)間監(jiān)測數(shù)據(jù)序列的構(gòu)建，識別影響生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)能力的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，判讀生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換的臨界點(diǎn)，從而為生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、修復(fù)和重建提供明確指標(biāo)和閾值。
三是認(rèn)識生態(tài)功能近程效應(yīng)與遠(yuǎn)程效應(yīng)的關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能被定義為生態(tài)系統(tǒng)要素與過程所形成及維持的人類賴以生存的自然壞境條件與效用，可以簡單理解為生態(tài)系統(tǒng)給人類提供的各種惠益。該定義一方面強(qiáng)調(diào)著需要從結(jié)構(gòu)認(rèn)知走向功能認(rèn)知，不能簡單的以森林、草原、湖泊的面積和數(shù)量規(guī)模作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，而有必要進(jìn)一步刻畫生態(tài)安全屏障的防風(fēng)固沙、碳固定、水源涵養(yǎng)、水質(zhì)凈化、生境質(zhì)量維持等生態(tài)功能；一方面也預(yù)示著這些生態(tài)功能對應(yīng)的效益是空間流動的，有必要全面認(rèn)知生態(tài)安全屏障建設(shè)的本地效應(yīng)、鄰域效應(yīng)和遠(yuǎn)程效應(yīng)。正是由于生態(tài)安全屏障建設(shè)的功能效應(yīng)并不一定完全發(fā)生在本地，所以在科學(xué)上需要強(qiáng)化調(diào)査指標(biāo)的空間精確性、監(jiān)測時(shí)間序列的對應(yīng)性、情景模擬的時(shí)空參數(shù)匹配性，從而為諸如上游生態(tài)保護(hù)的下游產(chǎn)水輸沙效應(yīng)、旱區(qū)風(fēng)沙源治理的城市空氣質(zhì)量維持效應(yīng)、大規(guī)模造林的固碳效應(yīng)等生態(tài)建設(shè)異地功能效應(yīng)評估提供定量支持，為生態(tài)安全屏障功能優(yōu)化提供全域視野。
四是認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能與民生福祉的關(guān)系。生態(tài)安全的主體是人，目標(biāo)是在保持生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上維持和提升人類福祉，因而民生福扯的概念從需求側(cè)的角度進(jìn)一步明確了生態(tài)安全屏障建設(shè)的目標(biāo)和效益。在不同社會發(fā)展階段和地域文化下，民生福祉的表現(xiàn)形式可能是多樣的，內(nèi)蒙古不僅不能直接照搬國際經(jīng)驗(yàn)，并且在狹長的地理格局下也不宜劃定自治區(qū)內(nèi)部的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。例如：地處黑河下游的居延海通過生態(tài)輸水不僅維持了湖泊，提升了生物多樣性，而且?guī)恿吮镜氐谌a(chǎn)業(yè)的發(fā)展；巴彥淖爾市“山水林田湖草沙”生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程為綠色發(fā)展提供生態(tài)基石，提升了“天賦河套”農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域公用品牌形象。為了認(rèn)識綠水青山持續(xù)發(fā)揮的生態(tài)效總和經(jīng)濟(jì)社會效益，有必要從社會＿生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)原理出發(fā)，進(jìn)一步規(guī)范資源環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)社會效益的度量標(biāo)準(zhǔn)，確定增強(qiáng)區(qū)域民生福祉的代表性生態(tài)功能和社會效益指標(biāo)，用于生態(tài)建設(shè)的效應(yīng)評估和監(jiān)測預(yù)警，從而有機(jī)串聯(lián)資源－資本－資產(chǎn)三者的關(guān)系，為綠色發(fā)展目標(biāo)下的生態(tài)安全屏障建設(shè)架起從自然到社會、從科學(xué)到?jīng)Q策的橋梁。
