如今,⻩⼟⾼原的模样已然改变。昔⽇“⼭是和尚头、⽔是⻩泥沟”,如今变成了⼭川秀美的“好江南”。在由⻩变绿的⽣态跨越中,中国的景观⽣态学研究也跨⼊了国际前沿。什么是景观⽣态学?如何从科学⻆度理解“绿⽔⻘⼭就是⾦⼭银⼭”?本次我们专访到了中国科学院地学部院⼠、⾃然地理学家、景观⽣态学家傅伯杰,请他为我们揭秘⻩⼟⾼原变绿背后的故事。
我的研究领域是⾃然地理和景观⽣态学。
⾃然地理是指地表⾃然环境的特征,⽐如⼭、⽔、森林、⼟地的变化;景观是不同⽣态系统的空间组合。景观⽣态学是⽣态学的⼀个分⽀学科,也是⽣态学中发展最为迅速的⼀个学科,属于地理学和⽣态学之间的⼀个交叉学科。我之所以把研究⽅向定在“⻩⼟⾼原”上,是因为⻩⼟⾼原在世界上具有特殊意义的地理单元。⼏千万年以来,沙漠中间的沙尘通过⻛蚀、传输、降落堆积形成巨⼤⻩⼟⾼原。
这是“⻩⼟之⽗”刘东⽣先⽣研究了⻩⼟⾼原的形成之后提出的“⻛成说”。
在20世纪80年代,中国⽣态学会发起了⽣态平衡的讨论,我在研究⽣⼀年级时写了两篇⽂章,⼀篇是景观⽣态学的⽂章,另⼀篇就是⻩⼟⾼原⽣态平衡的探讨。实际上,我本科的学位论⽂、硕⼠和博⼠论⽂都与⻩⼟⾼原有关(包括⼟地的分类、⼟地⽣态的评价、⼟地可持续的利⽤等⽅向),可以说我的关注点⼀直是在⻩⼟⾼原上。
在20世纪⼋九⼗年代,⻩⼟⾼原治理最主要的⽬标是减少⽔⼟流失,减少⼟壤侵蚀。我们的这项研究是从不同的⼟地单元、⼟地类型出发,分析⼟地利⽤结构(指林地、草地、农⽥、梯⽥等不同类型的⼟地利⽤⽅式以及组合)如何影响⼟壤养分、⼟壤⽔分和⼟壤侵蚀,如何能够把它减少到最低的范围。
到了2005年,我们发现随着⻩⼟⾼原植被的恢复,⽔⼟流失、⽔源涵养、固碳效应都发⽣了很⼤的变化。所以我们⼜集中针对⻩⼟⾼原⽣态系统过程和⽣态系统服务之间的相互关系进⾏研究,这⽅⾯的研究也有⼏个突破:第⼀个⽅⾯,揭示了⻩河泥沙近⼏⼗年减少的原因。这段时间⻩河泥沙减少主要是由于⼈类活动引起的。2000年以来,退耕还林还草⼯程的实施是泥沙减少的主要原因,占57%。
⼀般公众认为种树就是有好处,但是⽣态建设实际上是要符合当地的⾃然环境条件和特点,不是越绿越好,不是树种得越多越好。本来在⼲旱地区基本上没有树,如果⾮要去种树,要么是引⽔灌溉,但是可能当地没有⾜够的⽔资源;要么是勉强种上树,把地下⽔抽⼲了。在适合种树的地⽅可以种树,适合种草的地⽅要种草。因为草的根系⽐较浅,其⽤⽔量是有限的。
所以我们提出的⻩⼟⾼原治理措施是退耕还林还草,在适合还林的地⽅还林,在不能还林的地⽅还草。
⾸先我们要了解“绿⽔⻘⼭”的概念,即⾃然的环境和条件,也就是⽣态系统(⽐如森林、草地、湿地、灌丛、农⽥等都属于⽣态系统的类型)。从科学上解释,“绿⽔⻘⼭就是⾦⼭银⼭”就是说,⽣态系统能够给⼈类提供服务,是⼈类可持续⽣存和发展的基础。⽣态系统的提供服务可以分为三类:第⼀类是供给服务。⽐如淡⽔、燃料、⽊材、⻝品,这些都是我们从⽣态系统⾥⾯直接获得的产品。
我这⼏年⼀直有⼀个观点,即让⽣态融⼊城市⽽不是点缀城市。城市确实是⼀个⼈⼯的⽣态系统,但是这个⼈⼯⽣态系统也需要有⼀些⾃然的⽣态系统类型,我们把它叫做城市的⽣态基础设施。城市基础设施有⻢路、排⽔的地下管道,⽣态基础设施是指城市的森林、绿地、湿地、河流或者⼩溪,所以让⽣态融⼊城市的⽬的就是要让城市⽣态基础设施发挥⽣态的调节功能,不仅是要好看⽽且要好⽤,要发挥⽣态基础设施的调节服务。
我们的研究是为了了解⾃然规律,了解⼈类活动和⾃然相互作⽤机制的过程,研究过程很⻓。我最深刻的感受是,对于地学研究来说,能够坚持和坚守是很重要的。我们研究通常是在⻩⼟⾼原的⼀个流域尺度或者是在⼀个⼤的坡⾯,⽽不是在实验室或室内进⾏模拟。每年学⽣都要去监测降⾬、径流等。在野外监测时,有时会遇到⼀些意想不到的结果。
从我进⼊这个领域40年以来,中国科学家取得了优异的成绩。在20世纪80年代,国外景观⽣态学的⼀些概念才被引⼊国内,我们还处于⼀些基本的原理和⽅法学习阶段。从20世纪90年代中后期,我国才开始通过监测、模拟发展出⼀些⽅法。⽽现在,我国已经是全球景观⽣态学的⼤国了。2011年,北京举办了第⼋届国际景观⽣态学的⼤会,这届⼤会是全球迄今为⽌景观⽣态学规模最⼤的⼀次会议,参加会议的⼈员有1000⼈。