院士說 | 《環境保護》對話李文華院士:發揮生態學重要作用,助推生態環境協同保護
院士介紹
中共中央、國務院先后印發的《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》(以下簡稱“兩個意見”)共同就維護生態環境安全,持續提升生態系統質量,實施重要生態系統保護和修復重大工程、山水林田湖草沙一體化保護和修復工程提出明確要求。圍繞兩個意見提出生態系統保護和修復的重要意義是什么?對推動我國生態文明建設發揮著怎樣的作用?我國的生態學學科建設應該如何加強等問題。近日,《環境保護》雜志記者專訪了中國工程院院士、中國科學院地理科學與資源研究所研究員李文華,請他與讀者分享他的思考與見解。
生態文明建設為生態學界催生了空前的科技需求
《環境保護》:兩個意見提出生態系統保護和修復的重大意義是什么?研究生態系統保護和修復需要注意哪些問題?
李文華:我國經濟社會迅猛發展,在對生態環境造成一定影響的同時,也對生態學工作者提出更高的要求。半個世紀的學科發展、知識儲備和科技創新為我國生態學的發展和走向國際舞臺奠定了堅實的基礎。全球經濟一體化和生態環境問題成為我國生態學研究走向世界的機遇和挑戰。兩個意見提出生態系統保護和修復的重大意義在于:森林、濕地、草原、海岸帶等不同類型的生態系統具有巨大的碳匯能力,通過植樹造林、植被修復、生物多樣性保護、海岸帶修復等生態系統保護和修復措施,不僅可以增強不同類型生態系統自身的韌性和可持續性,還能提升其碳匯能力,從而促進碳達峰、碳中和目標(以下簡稱“‘雙碳’目標”)和污染防治目標的實現。
我認為,生態系統保護與修復的研究需要注意以下幾個問題:
第一,對研究對象的重新定位。當代生態學的一個突出特點就是把人類社會與自然環境的關系包括在其研究范疇之內,用社會—經濟—自然復合生態系統的觀點,研究生態系統保護與修復的問題,注意與群眾、與社會發展和生產實際的需要相結合,為政府的決策和行動提供服務。
第二,對研究范圍和時空的擴展。生態學研究在空間尺度上向宏觀和微觀兩個方向不斷擴寬。在宏觀方向上逐漸形成了景觀生態學、區域生態學和全球生態學;在微觀方向上與分子生物學、基因工程和生物工程相結合形成分子生態學。生態系統保護與修復的研究范圍和時空應向更宏觀、更長期的方向擴展,在空間上由典型生態系統向流域和區域尺度擴展,在時間尺度上也由短期調查研究向更長時段的回溯和未來演替預測擴展。
第三,研究設施和手段的現代化。生態學研究的手段正在發生新的變化,除了一些能準確地獲取信息的手段[如遙感、地理信息系統、全球定位系統(簡稱“3S”系統)的應用以及連續、精密觀測儀器的使用]外,還強調應用模擬和模型方法來研究大尺度、多因素的大系統。例如,通過建立自由大氣富集實驗系統(FACE)模擬研究大氣CO2濃度升高對森林、草地和農田生態系統的影響,利用遙感衛星探測區域溫室氣體濃度變化,利用激光雷達測定大氣氣溶膠濃度,利用遙感反演模型反演陸地碳循環收支等。這些現代化裝備和技術的不斷完善為生態系統保護與修復的研究從定性走向定量、從短期監測走向長期定位、從描述走向實驗奠定了堅實的基礎。
第四,研究平臺從孤立走向網絡化。隨著生態學的發展和全球生態問題的出現,生態學正在從相對孤立的局部地區研究逐漸向區域化和全球化發展,并形成網絡,進行綜合與對比的研究。例如,全球觀測系統(GOS)、全球陸地觀測系統(GTOS)、全球海洋觀測系統(GOOS)、全球氣候觀測系統(GCOS)以及國際長期生態系統研究網絡(ILTER)和全球通量觀測研究計劃(FLUXNET)都是這方面的標志性網絡。我國已經建立的中國特色生態系統網絡,把我國生態學的研究提高到一個新的水平。它不僅可以為生態系統保護與修復研究提供長期科學觀測和實驗研究的網絡化平臺,同時也加速了我國生態學研究的觀測儀器和技術手段的現代化進程。
生態文明與生態城市是靈魂與實體的關系
《環境保護》:您在中國可持續發展方面的研究和實踐,已取得了顯著成效和豐碩成果,促進了我國生態系統服務和生態補償領域的研究與發展。其中,生態省、生態市和生態示范區建設對我國生態文明建設發揮了怎樣的重要作用?還存在哪些不足,您又有怎樣的建議?
李文華:生態省、生態市和生態示范區建設是我國生態文明建設的重要體現。在生態文明理念的指導下,以人與自然和諧共生為理念,了解、重視和科學管理生態系統,發揮其綜合效益和服務功能,對于我國區域生態安全保障體系的建立和可持續發展戰略的實施,具有重要意義。
目前,國內生態城市的相關創建工作有很多。如“園林城市”“生態園林城市”“山水城市”“生態城”“生態市”“綠色城市”“國家森林城市”“花園城市”“生態文明先行示范區”等。這些稱謂雖然各不相同,但都包含著生態學的內涵。一般來說,這些工作多側重城市生態建設與發展的某一方面或某幾項因子。然而,隨著實踐與發展,在城市可持續發展思想的指導下,這些生態城市發展的理念逐漸趨同,都將城市作為一個整體進行規劃,以生態價值觀為出發點,以社會—經濟—自然復合系統為規劃對象,融會城市規劃學、生態學、經濟學、社會學等多學科知識以及多種技術手段,合理配置空間資源、社會文化資源,提出社會、經濟、自然整體協調發展的時—空結構及調控對策。
我國開展生態城市建設的時間并不長,關于生態城市建設的理論、規劃、設計和管理機制還不夠成熟,許多問題尚處于探索階段。在今后的區域生態建設中,應當對以下幾項內容加以重視。
第一,生態文明與生態城市是靈魂與實體的關系。對于已經制定生態城市規劃的城市應該用生態文明理念進一步補充與完善其規劃,對于正在開展或準備開展生態城市規劃編制的城市要站在高起點上進行規劃和設計。
第二,生態城市是一種發展模式。無論是發達地區還是欠發達地區都可以建設生態城市,差別只是發展的道路不同。指標的設定無論是對基礎好的區域還是基礎弱的區域都應是“切實可行、適度提高”,促進區域進一步的發展。
第三,近年來,我國政府非常重視節能減排和循環經濟等方面的工作。然而在科學研究方面,尤其是在如何實現城市的節能減排以及物質循環利用、能源有效利用方面,還需要找到適應不同自然、經濟、社會條件的有效模式。
第四,環境與經濟利益關系的扭曲,使生態保護缺乏激勵,也威脅著地區間和人群間的和諧發展。保護者得不到應有的經濟回報,破壞者未能承擔破壞環境的責任和成本,受害者得不到應有的經濟賠償,生態系統服務功能未進入經濟核算體系。同時,需要加快推進生態保護補償和生態產品價值實現。
第五,生態文明建設不是一蹴而就的,而是一個非常復雜、非常艱巨的長期性工作。從原始社會、農業文明社會、工業文明社會到生態文明社會,這是一個巨大的改變。它不僅包括物質方面,還包括精神方面。此外,我們處在一個全球化的時代,國際環境和形勢會對我們產生極大的影響。生態環境問題存在彈性、外部性和滯后性。這些錯綜復雜的形勢都使得我國在進行生態文明建設的過程中面臨著極大的困難和挑戰。我們一定要認識到工作的艱巨性、復雜性和長期性。
總之,生態城市建設是一項帶有全局性、緊迫性、長期性的戰略任務,也是保證國民經濟全面協調持續發展,統籌人與自然的和諧關系,實現我國社會經濟可持續發展的必然選擇。
“雙碳”目標為生態學的發展創造了新的歷史機遇
《環境保護》:請問您當初投身生態學事業,是什么契機呢?您從事生態學研究這幾十年來,最具有標志性的成果是哪些?
李文華:在中學時期,我看到一本介紹美國國家公園的圖書,被書中著名的巨杉和花旗松森林激起對大自然的向往。1957年,我在留學期間師從著名的生物學家和森林生態學家蘇卡切夫(Sukachev)院士。后來,在研究工作過程中,我受到了侯學煜、陽含熙、馬世駿、吳征鎰、黃秉維、任繼周等多位學界大師的指導和幫助?梢哉f,大學求學經歷以及留學經歷成為我終身從事生態學研究事業的起點和契機。
我多年來對生態學的研究可歸納為以下幾個方面:第一,基于科學考察的生態學研究工作,尤其是從1973年開始,我參與了青藏高原綜合科學考察,分別擔任了第一階段的林業組組長、第二階段(橫斷山)的常務副隊長職務,以及西南地區綜合科學考察隊隊長。第二,生態學基礎理論研究,包括暗針葉林、森林生物生產量、森林可持續經營、自然保護區等方面的研究工作。第三,面向現實需求的研究工作,主要包括生態系統服務與生態補償、生態農業工程、農業文化遺產等可持續發展方面的研究與實踐工作。
《環境保護》:您作為我國生態學領域的權威專家,曾說過“生態學已經從一只不被承認的‘丑小鴨’向‘白天鵝’蛻變,并日益展現出蓬勃的生機”。未來,在推動生態學學科建設過程中需要注意哪些方面?重點工作是什么?您想對年青一代的生態學研究者說點什么?
李文華:生態學作為一門學科,出現在科學的舞臺上已經有一個半世紀的時間。作為一門研究生物有機體與環境相互關系的科學,生態學與大自然以及生產生活緊密聯系。對生態學進行調查和定位研究,可以積累大量基礎性的資料,同時也能為農學、林學、畜牧學和水產學的發展及自然資源的開發利用與保護奠定基礎。
在推動生態學學科建設的過程中,應當著重開展以下五個方面的工作。第一,生物多樣性及其保護研究,包括生物多樣性的調查、評價與監測,生物多樣性保護與生物產業發展,有害生物入侵的預警、監測與防治,生物多樣性可持續利用與惠益分享。第二,生態系統結構、功能和格局變化的監測、評估與管理研究,包括生態系統的類型及其區域空間格局、生態系統的網絡監測和長期定位、生態系統服務功能定量評估與價值核算、全國的生態系統生態功能分區、典型和區域生態系統管理。第三,退化生態系統的恢復與重建研究,包括退化生態系統恢復的理論和方法、典型地區生態系統恢復技術、大型生態建設工程。第四,全球變化生態學與應對氣候的科學研究,包括全球變化科學國際合作研究,我國區域的歷史氣候變化過程的研究,生態系統碳儲量、循環過程機制及其碳收支研究,陸地生態系統碳通量與循環過程機理和過程模擬分析研究,生態系統對全球變化的響應和適應性試驗研究,全球氣候變化對農林業影響和適應對策研究。第五,可持續發展的生態學研究,包括可持續發展的理論研究、生態產業理論與實踐研究、循環經濟理論與實踐研究、城市生態與區域可持續發展研究、“五位一體”總體布局下的生態文明建設研究。
最后,我想對青年人說,生態學之所以能在一個半世紀完成從不被承認的“丑小鴨”向“白天鵝”的蛻變,是因為在環境問題出現后,生態學主動參與了社會變革并在變革中改造了自己,從而展現出蓬勃的生機。實現碳達峰、碳中和,是以習近平同志為核心的黨中央統籌國內國際兩個大局作出的重大戰略決策。如何充分發揮生態學在推動減污降碳協同增效、促進經濟社會發展全面綠色轉型、實現生態環境質量改善由量變到質變的作用,是生態學再次騰飛的契機所在。我殷切希望一線的青年生態學工作者要不斷開拓創新,扎扎實實做好基礎研究工作,發揚團隊精神,群策群力、協同攻關,勇攀科學高峰。
文/本刊記者 郭媛媛 于寶源