作者:王晨绯 来源:中国科学报 发布时间:2018/2/12 9:56:13
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《自然—可持续发展》:美丽中国的“环江样本”

 

■本报记者 王晨绯

近日,一篇在《自然》子刊《自然—可持续发展》上刊发的封面文章在生态圈里引发了无数转发和点赞。论文作者是中科院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站研究员王克林团队,这篇论文首次证实中国西南喀斯特地区在大规模生态保护与建设工程的投入后,石漠化土地退化的风险被降低,区域尺度喀斯特生态系统属性有显著改善,区域尺度植被碳固定得到显著提高。

1月25日,英国牛津大学Marc Macias-Fauria教授在《自然》评述了该研究,高度评价了中国科学院亚热带农业生态研究所(以下简称亚热带所)在中国西南喀斯特区域生态恢复评估方面的研究成果。

1月31日,由于在喀斯特的研究工作,团队2017届博士毕业生童晓伟获得“玛丽·居里学者计划”资助,资助金额为20万欧元。

①中科院院长白春礼在环江喀斯特站调研

②环江喀斯特站

③科技扶贫产品红心柚

扶贫“扶”出封面文章

这篇文章之所以引发生态圈的一片叫好,最直接的原因是科研人员在研究方法上的突破。亚热带所在喀斯特运用了大区域尺度植被恢复评估的研究方法,利用了三套独立的证据链,并且得出彼此印证一致的研究结果,获得令人信服的结果。

在亚热带所研究员王克林和研究员岳跃民的指导下,喀斯特研究团队童晓伟博士与丹麦哥本哈根大学Martin Brandt博士等合作,将喀斯特地区生态恢复评估与区域生态研究前沿紧密结合,集成长时间序列光学遥感影像、微波遥感影像、生态系统模型、气候变化及生态工程投入与治理地面核查等数据,发展了大区域尺度生态工程成效识别与厘定方法。

中国围绕喀斯特地区石漠化治理与生态恢复,先后在喀斯特地区实施了一系列生态保护与建设工程。截至2015年底,喀斯特地区整合生态保护与建设方面的中央资金规模已达1300多亿元。效果如何呢?

“生态工程的投入与建设在多大程度上改善了区域生态系统服务,是政府生态工程成效评估的重要依据。大区域尺度上生态工程成效的识别与量化一直是国内外研究的难点和关注的核心问题。”王克林告诉《中国科学报》记者。

亚热带所是上世纪90年代开始广西环江县科技扶贫工作的。亚热带所一边扶贫,一边开展喀斯特峰丛洼地景观结构和水土过程的研究。科学家们的眼睛就像一个长焦镜头,聚焦水土过程的微观镜像后,又拉长镜头扩大视野。这次成果,是在之前研究基础上的大区域尺度的研究。

科研人员惊喜地发现,生态工程还获得了让中国西南喀斯特区域成为全球重要碳汇的额外效益。

“工程实施后,仅滇桂黔三省区植被地上生物量固碳就增加了9%,相比2010~2050年中国森林固碳潜力,生态工程背景下西南喀斯特地区可能有巨大的固碳潜力;揭示了喀斯特区域生态系统恢复演变与气候变化、生态工程建设强度等的关联机制。”童晓伟博士说。

岳跃民补充道:“西南喀斯特地区植被整体恢复较慢,本研究表明即便是不利气候条件下、大规模的生态保护与建设工程投入也能缓解气候变化对西南喀斯特地区脆弱生态系统的影响,加快喀斯特地区植被结构与功能的恢复。不过,我们还需进一步开展更为直接的评估,考虑更多因素的影响。”

由于地质背景与人类活动强度的差异,西南三省区中广西峰丛洼地区域植被恢复最为显著,贵州喀斯特高原次之,云南断陷盆地最慢。

生态与脱贫“双赢”

让生态圈拍手称赞更深层次的原因是科学家们在环江的付出。这篇文章的数据来源于他们二十年的观测、试验、探索、示范、推广的生态工程成果。中国政府在生态工程上投入了大量人力、财力,而王克林他们的研究则清晰地展示了生态工程对中国西南喀斯特地区植被的大尺度积极效应,这样一个显著的结果极其鼓舞人心。

环江县是毛南族世居发祥地、世界自然遗产地、国家级生态示范区、滇桂黔石漠化集中连片特困地区片区县,也是广西区28个国家级贫困县之一。

“由于人口密度大,人类活动干扰对生态环境破坏严重,石漠化不断加剧,土壤流失严重,部分地区一方水土养不了一方人。”王克林说。

亚热带所紧紧围绕生态功能提升与民生改善目标,开展石山丘陵区坡地水土综合整治技术集成和模式示范、岩溶丘陵山地草食畜牧业模式构建与示范、生态模式的优化与生态衍生产业的培育等研究与示范,形成了可复制、可推广、可持续的生态产业。

“我们推广牧草的种植属于保护性种植,让石漠化的土壤表层能够形成结皮,20年不扰动,减少侵蚀,有效保持了水土,生态效益和经济效益比退耕还林效益还好。”王克林告诉记者。

在环江县古周村,科学家借助种草养牛示范基地,让石头山上的牧草茂盛起来,让农民的腰包鼓了起来。最近5年,示范区水土流失减少30%、植被盖度提高20%以上,替代型草食畜牧业等生态衍生产业让贫困户年均增收15%。生态扶贫带动精准扶贫,实现减贫脱贫和生态文明建设的“双赢”让在贫穷中挣扎了几十年的喀斯特人终于有理由相信,科技扶贫与生态保护,都将为他们带去幸福。

中国南方喀斯特保护的典型案例

20年来,科研人员在艰苦的条件下建立的环江喀斯特生态系统观测研究站(以下简称环江站),也从简陋到现代、由规模扩展到质量提高、从台站独立发展到多观测网点互联。现在的环江站已建成体系较为完整、设施较为先进的野外观测试验研究平台,通过观测和试验积累了大量的第一手野外科学数据,取得了一系列重要的创新成果,为西南喀斯特地区生态建设作出了重大贡献。

“环江样本”作为中国南方喀斯特保护的典型案例,受到多位地学遗产保护专家的肯定,一些专家表示,环江喀斯特是“目前保护状况最好的喀斯特地区之一”。

国际上更是出台了未来发展和促进地学保护的国际合作共识《环江宣言》。《环江宣言》认为,环江喀斯特在自然景观、地貌发育、生物生态和人文景观等方面对中国南方喀斯特的世界自然遗产价值、完整性和保护管理作出了突出贡献,遗产地的保护管理思路与成效,尤其是在法规制度建设、保护管理体系建设、社区参与和生物多样保护等方面取得较大突破。

“从政治任务到应用研究,再到社会需求问题深化的应用基础探索,这是野外台站可持续能力的体现。”王克林对此深有体会。

从环江站作出的这篇重磅文章不难看出,野外台站的作用往往要经过较长时间之后才能充分显示出来。由于其观测、研究对象复杂,变化缓慢且难以人工模拟和调控,一个野外台站在短期内也许不能很快产出大成果,发大文章。亚热带所的科学家们围绕着国家需求和科学目标长期坚持,不断积累着数据。记者注意到,近几年环江站经常产出一些看起来很“小”的成果,而这篇文章则是利用长期积累的数据和通过综合集成产出的大成果。与此同时,也在国家需求和地方需求上发挥了大的影响,为美丽中国建设提供了西南喀斯特地区范例。

《中国科学报》 (2018-02-12 第5版 创新周刊)
 
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