
玛曲作为科学实验地的独特优势
玛曲地处甘肃南部。从行政区划看,它是甘、川、青三省的交界部;从自然地理区位看,是青藏高原的东北边缘;从水文地理看,是黄河上游水源地;从人文地理看,是藏民族的传统居住地;从经济地理看,是传统的高寒草原牧业经济。
黄河由青海入玛曲县,绕行玛曲后,再返回青海,完成了黄河对甘肃的第一次进入。黄河绕行玛曲呈U型,既形成九曲黄河中的首曲,也产生著名的玛曲湿地,见图1。
这一切使玛曲具有自然科学、技术科学和社会科学意义上的独特性和代表性。玛曲作为科学研究的实验地有着三大独特优势。
1.玛曲作为高寒沼泽型湿地具有首屈一指的湿地生态价值和功能
玛曲县面积1.02万平方公里,湿地占其40%。国际湿地专家认为,它是中国保存最完好、状态最原始、特征最显著的高寒沼泽型湿地。玛曲湿地的生态功能在我国是首屈一指的。就水文地理而言,黄河进入玛曲时的年径流量仅占黄河年总流量的20%,而黄河流出玛曲时的年径流量已达黄河年总流量的65%。这使玛曲成为黄河上游最重要的水源地。就对全球气候变化的影响而言,玛曲湿地的泥碳层有数十米之厚,这既显示了它的积碳能力,又显示了它的释碳潜力。这说明它对地球生物化学循环中的碳输运影响,是一般植被系统难以相比的。此外,在玛曲,与湿地共生并部分重叠的是玛曲草原,它约占玛曲面积的90%,被誉为“亚洲第一天然优质牧场”。草场与湿地的相互依存和共生,进一步增强着玛曲的生态系统功能。
2.玛曲湿地生态学研究和地区经济和社会发展研究,对于青藏高原的两河河源地区具有典型性和代表性
无论就湿地生态学而言,还是就地区经济和社会发展而言,玛曲均可视为青藏高原的两河(黄河、长江)河源地区的缩影。这一情况在湿地生态治理方面,尤为显得突出。现在玛曲已和整个两河河源地区一样,深受生态退化的威胁。自上世纪90年代以来,玛曲湿地大面积萎缩,沼泽面积减少近2/3;草场大面积退化,其中重度退化达27%,中度退化达35%;地下水位下降近20米;生物物种数减少近40%。现在,沙化、鼠害、毒杂草等三害已成为湿地和草场退化的普遍现象。可见,玛曲的湿地和草场,既存在严峻的生态恢复问题,同时也面临寻求与选择能与当地高寒湿地生态特点相协调的经济和社会发展模式问题。应当说,玛曲的生态恢复问题与经济社会发展模式问题,是青藏高原两河河源地区的共性问题,因而具有普遍意义;又由于玛曲在两河河源地区的独特的生态地位,使得这些问题更为典型和引人注目。
3.玛曲的局域封闭性所带来的科学实验优势
由于玛曲由黄河环绕,因而使玛曲具有近乎岛屿生态系统的局域封闭特征。这样,在玛曲进行区域生态研究,尤其是湿地生态研究,有着青藏高原两河河源的其他地区所没有的研究条件优势。第一,玛曲面积约1万平方公里,其中湿地达4000平方公里,它作为两河河源地区的区域生态系统样本和湿地样本,在空间尺度上是合格的;第二,玛曲的局域封闭性,使得所进行的区域生态研究,尤其是湿地生态的实验研究,以及相关的人类活动生态影响的实验研究,易于采集为确定各类参数所需要的数据,也易于对这些实验进行参数控制。
正是由于玛曲湿地具有以上三个条件,使得它作为研究青藏高原湿地生态的首选科学实验地,具有资格优势。
利用玛曲湿地进行湿地生态的多学科和跨学科实验的课题类型
玛曲湿地尤其适合具有以下特征的课题的实验性研究:
·课题的学科领域应当是高寒地区湿地生态学、草原生态学,以及相关的多学科(multidisciplinary)、跨学科(transdisciplinary)和学科间(interdisciplinary)研究;
·课题的空间尺度,应当是生物地理省(bio-geographical province)或生物地理群落(biome);
·课题的研究内容既可以是基础理论性的,又可以是高度应用性的。
就当代中国和当代世界而言,利用玛曲湿地进行下述6类研究尤其具有紧迫性:
1.我国湿地碳汇研究
在温室气体导致的全球气候变化研究中,湿地与森林一样,是陆地生态系统的重要碳汇。并且,从对全球生物—地球—化学碳输运的影响看,湿地超过森林。一方面,由于湿地中有水面的存在,死亡的动植物体易于转化碳而在湿地累积,使得湿地作为碳汇的净积碳率高于森林。这可由原始湿地中深达十几米、几十米的泥碳层为证。另一方面,当湿地因退化而干涸时。其泥碳层会因土地开发和利用而成为重要的碳释放源,其释碳率亦远高于森林。
然而,湿地在我国的全球气候变化研究中,尤其是温室气体的源汇研究中,仍是一个弱项,甚至可以说是一个空白点。玛曲可以成为开拓这一研究的科学实验地。这是因为:①玛曲尚存在原始的未受人类破坏的天然湿地,其泥碳层有数十米之厚;②玛曲同时还存在正在退化的大面积湿地,它们在旱化,水面在萎缩。鉴此,选择玛曲作为青藏高原湿地研究的样地,既可系统解释自然沼泽作为碳汇对稳定全球生物–地球–化学循环中碳输运的重大正面影响,又可深刻揭示湿地作为碳库会因退化而对全球碳输运和碳分布格局的严重负面影响。这一研究不仅有重要的理论意义,而且它可作为“清洁发展机制”(CDM)中一类新的碳汇(比森林更重要的碳汇),而在全球减排战略和谈判中具有重大的现实应用意义。
2.青藏高原(尤其是两河河源地区)生态退化的成因
青藏高原(尤其是两河河源地区)的湿地是与其周边的草场相互依存的。一方面,草场向湿地输送大气降水;另一方面,湿地强大的水源涵养功能,又能维持和保持草场生长所需的润湿条件。
然而,现在青藏高寒湿地和草场的生态退化现象(如沼泽萎缩,湿地旱化,草场沙化,鼠害和毒杂草盛行等),已是不争的事实,并且仍在恶化中。对于这一退化的成因,我国学术界众说纷纭,有“气候主导说”、“过度放牧说”、“天敌消失说”等等,莫衷一是。因此,有必要进行精确的科学论证实验。
这种论证实验,由于两河河源地区地广人稀,空间尺度不能小;但如以整个两河河源地区(近百万平方公里)为实验地进行研究,则又相当困难。然而,如果以玛曲为实验样地进行生态退化成因的实验研究,则便捷得多,也精确得多。玛曲的湿地与草场实际上可视为青藏高原两河河源地区生态系统的缩影。
玛曲可以为高寒湿地和草原的生态退化成因研究提供系统而完整的基本数据资料:
① 气象类数据,主要为年降水量与年蒸腾量;
② 水文类数据,主要为黄河的玛曲河段的年入水流量与出水流量;
③ 人类活动数据,主要为牲畜存栏数,草场载畜率,采矿用地面积;
④ 生态退化数据,主要为沼泽萎缩,地下水位下降,草场沙化,鼠害状况,毒杂草状况等。
这四类数据在玛曲均易于获得或易于精确测量。通过对它们之间的相关性研究,可以确定玛曲生态退化的主因,确定不同影响因素对生态退化的贡献率。这样的结论应对青藏高原两河河源地区具有相当的适用性。
3.青藏高原两河河源地区生态退化的特殊性态:与内蒙草原比较
从生态退化的结局看,青藏高原两河河源地区的生态退化与发生在我国其他地区的生态退化是相似的,均表现为干旱化,沙化,生物多样性性下降,产草量下降,等等。然而,就退化的生态学性质看,则可能有着根本性不同。这里仅以玛曲与内蒙古草原的退化进行比较。
在内蒙,发生退化的草原,只要通过禁牧、休牧,在现时生境条件下,大多是可以自然地恢复的。然而,在玛曲,退化的湿地和草场的自然恢复是很难的,甚至是不可能的。这是因为,在现时生境条件下,因退化而出现的鼠害和毒杂草,已成为当地生态群落的优势种,这一新的生态群落与现实的生境条件是相适应的,稳定的。由此可见,内蒙草原的退化是自然可逆的,而青藏高寒湿地和草场的退化可能是自然不可逆的。
上述观点仍需进一步检验和论证。无论为何,它都说明青藏高原两河河源地区生态退化的特殊性质,以及揭示这一特殊性质的重要性。如果这一退化真的是自然不可逆的,那么对它的治理和恢复,需要引入新的思路。
4.青藏高原两河河源地区的生态退化治理和恢复:新路径探索
玛曲湿地和草场的生态退化在青藏高原两河河源地区具有典型性和代表性,因此,它的治理对于两河河源地区有榜样意义。
迄今玛曲对生态退化的治理,仍然沿用内蒙、新疆的治理思路。那是一种典型的末端治理思路,就是说:对于沙化,进行“压沙”,对于鼠害,进行“灭鼠”;对于毒杂草,进行“除草”。这些举措移植玛曲的实践,证明不仅治理成本极高(压沙的工程投入费用约为1000元/亩),而且难见成效。在实施治理的试验性样地上,虽有4-5年治理史,恢复状况离预期甚远。这说明,这类末端治理措施对于玛曲并非最适,甚至不一定可行。
玛曲的生态退化治理应另寻新的思路。一种可行途径是从改善生境条件着手。当地的历史气候数据表明,与玛曲天然湿地和草场相应的气候状态,是年降水量约650毫米。这一气候条件现在已受削弱,可以优先恢复。这可通过人工降水实现。由于这里地处青藏高原,是印度洋进入我国的路迳的前端,水汽资源丰富;又由于这里海拔达3500-4000米,有着良好的成雨高度条件;因此,通过人工降水确保年降水650-700毫米,以恢复其生境,不是一件难事。恢复了原初的润湿生境,等于消除了沼泽萎缩和草场沙化的成因;中华鼢鼠、草原鼠兔、毒杂草等,也将不再是优势种。这种从生境着手的治理,实质是针对退化源头的治理。在玛曲这样的自然地理条件下,值得一试,也有必要一试。它的成功会为青藏高原两河河源地区的生态退化治理和恢复,开辟一条新路。
当然,对玛曲生态退化的治理,还需对当地政府的采矿活动和当地社区的过牧行动加以约束。
5.青藏高原两河河源地区的大尺度气象—水文试验
在玛曲通过人工降水恢复其湿地和草场生态系统生境的试验,除具治理生态退化的意义外,就青藏高原两河河源地区而言,还有更为重大的气象—水文意义。
青藏高原两河河源地区,一向被视为中华水塔,它的年产水量占有长江、黄河的年径流量中的相当大份额。自上世纪90年代以来,两河尤其是黄河径流量减少,两河河源地区被视为重要原因之一。由于两河河源地区具有丰富的水汽资源和良好的成雨条件,科学界曾有人提出以人工增雨的方式,提高两河河源地区的产水量。
但这一设想至今没有付诸试验。据说,主要顾虑之一是担心两河河源地区因增雨而消耗水汽资源可能会导致下游地区干旱。其实,这种顾虑仍属假设性的。事实上,两河河源地区因增雨而耗用水汽,对大尺度跨区域水汽输运可以有两种可能影响。其一,即如前所说,会减少向下游输运的水汽而导致那里的干旱。其二,并不会导致向下游输运的水汽减少。
其实,大气中的水汽运动是一种服从物质–能量规律的运动。两河河源地区因人工增雨而耗用水汽资源的影响,可以从局域层面和宏观层面两个角度讨论。就局域而言,它会导致局域水热梯度的变化,这有可能引起新的水汽资源的补充,从而维持向下游水汽输运的稳定。就宏观而言,这种局域性水汽耗用仅占其陆地上空水汽的较少部分,而陆地上空的水汽输运仅占海洋生成水汽总量的8.3%。因而,轻言局域增雨,尤其是河源地区的增雨,会对水汽环流有负面影响,未必一定科学,仍需经由实验论证。
正是由于上述两种可能,因而有必要进行试验。玛曲的价值正在这里。它在通过增雨方式治理生态退化的同时,还是一种局域气象-水文试验。通过它可以说明:增水对当地水文和局域气象的影响;并进而通过对局域水汽输运状况的监测,检查对相邻的非增水地区的气象和水文影响。这样的检测结果,在一定程度上可以表明两河河源地区人工增水的气象—水文影响。
当然,以玛曲空间尺度(1万平方公里)的试验结果来测算两河河源地区(近百万平方公里)的影响,未必能保证测算的准确度。为此可以将玛曲试验的空间尺度逐步扩展。如果它达到两河河源地区面积的1/10的量级,而试验结果仍然不变或呈现某种变化规律,那么,两河河源地区增水的气象-水文影响应是大体可预测的了。
顺便指出:高原地区的人工增雨措施应不同于平原地区的人工增雨措施;以增加水资源量为目的的人工增雨措施也应不同于以抗旱为目的的人工增雨措施。这些是在论证上述思路可行后需进一步讨论的工程技术类论题。这里不再展开。
6.青藏高原两河河源地区的社会经济发展模式
青藏高原的两河河源地区是我国重要的自然生态功能保护区。在关注这一地区的生态功能保护的同时,应同时高度关注这一地区的经济和社会发展。我国迄今的环境保护实践表明:对于一个重要的生态功能保护区,如果仅有保护规划而无发展规划,那么这一保护规划是纸面的、虚假的;如果虽有发展规划但无针对当地当时特点的创意,那么它的保护仍然是纸面的、虚假的。青藏高原两河河源地区的经济和社会发展,如同它的区域生态系统功能保护那样,必须寻找与其他区域不同的模式。
在开拓两河河源地区的新的发展模式方面,玛曲同样可以成为先导型试验地。
玛曲有着以下资源优势:
·由原始湿地和黄河首曲形成的生态和地理景观资源
·有河曲马、牦牛、藏羊、天然草场构成的特色畜牧业资源
·由喇嘛教和藏民族生活习俗构成的民族传统文化资源
玛曲可以以旅游业为平台构建地区经济和社会发展的新模式。这一模式有以下特点:
①大力发展以自然风光和藏民族文化为特色的旅游,包括观光旅游、节庆旅游、度假旅游、商务旅游(会议)等;
②对河曲马资源进行定向改良和再开发,将它由“驭用”变为“娱乐”和“健身”用,发展高原地区的娱乐马业和健身马业。由此使已被经济边缘化的河曲马资源再现新的辉煌生机。这不仅是当地旅游产业的重要部分,而且是当地文化产业的重要部分;
③利用旅游市场和游客的多品味需求,对传统的牦牛和藏羊品种按功能进行特化改良。按不同的乳用或肉用,开发不同的畜产品品种;按不同的畜品类型(如幼畜型或成年畜型),实施不同的饲喂方案;力争畜体的全资源利用。从而从品种、品质和质量上大幅度提升单位畜产品的商品价值,消除一味追求数量的过度放牧行为;
④利用旅游市场和游客的多品位需求,对餐饮业进行特色化,优质化,精细化,标准化改造升级,从而大幅度提升餐饮业的品牌声誉和价值;
⑤利用旅游市场和游客的多品位需求,利用藏族文化资源,多角度开发文化创意产品,不仅满足当地旅游市场需求,而且同时向区外进行市场拓展,使它成为当地与餐饮业一样重要的经济支柱产业。
⑥利用旅游业带动当地社区的经济和社会转型,当地居民由传统牧民向经济产业转移,尤其是向服务业转移。
⑦在上述经济的支持和驱动下,发展具有当地特色的教育系统、文化服务系统、医疗卫生系统和社会保障系统等公共服务体系。
可见,上述模式真正保护了当地的自然和文化遗产,继承和发扬了藏民族的经济、社会和文化传统,并使之与现代社会的发展需求相一致。在这样的模式中,“保护”并非是放弃发展的保护,“发展”并非是无视保护的发展,“传统”并非意味着落后,意味着发展的障碍,而会演化为一种推动经济和社会进步的资源优势。
(作者单位:中国社会科学院环境与发展研究中心)