關于湖北林業生態建設的思考

潘磊　唐萬鵬　史玉虎

摘要：黨的十八大把生態文明建設納入中國特色社會主義事業“五位一體”總體布局，擺上現代化建設的突出位置，并做出努力建設美麗中國、實現中華民族永續發展的戰略部署。林業和生態是這一戰略中的兩個關鍵詞，如何以生態學原則與理念指導林業生態建設，又如何在林業生態建設中發展生態學理論與方法，這是我們必須面對的挑戰，也是我們需要把握的機遇。

關鍵詞：林業生態建設；森林生態系統服務；生態系統管理；湖北

中圖分類號：S7185文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2016）01-0001-06

過去的30余年，中國社會的變化舉世矚目、翻天覆地，在極短的時間內奇跡般走完了西方上百年的工業化道路。近年來，這種快速發展的副作用正日益引起人們的反思，土地沙化、濕地退化、物種安全、淡水緊缺、空氣污染和重大自然災害等生態問題日益突出，GDP的增長和人民生活質量的提高已開始遇到瓶頸，有效應對生態挑戰成為全社會普遍關注的重大問題[1]。

黨的十八大把生態文明建設納入中國特色社會主義事業“五位一體”總體布局，擺上現代化建設的突出位置，并做出努力建設美麗中國、實現中華民族永續發展的戰略部署。其中，林業成為生態建設的主體，承擔著建設森林生態系統、保護濕地生態系統、改善荒漠生態系統、維護生物多樣性的重大職責。在生態建設中林業占首要地位，在貫徹可持續發展戰略中賦予林業重要地位，在西部大開發中賦予林業基礎地位，在應對氣候變化中賦予林業特殊地位，并把發展林業列為生態文明建設的首要任務，納入經濟社會發展總體布局。

生態學已成為指導人類生存和發展的首要原則與方法，是人類社會可持續發展的基礎和核心。如何以生態學原則與理念指導林業生態建設，又如何在林業生態建設中發展生態學理論與方法，這是我們必須面對的挑戰，也是我們需要把握的機遇。美國生態學會提出的未來生態學三個戰略目標可以給出部分答案，即強化以生態學為基礎的科學決策，推進面向地球可持續發展能力的創新性生態學研究，促進生態學中文化氛圍的交融以開創一個前瞻性和國際化的生態學事業。

1進一步理解生態學

生態一詞大家都已經耳熟能詳，它是指生物與環境、生命個體與整體間的一種相互作用關系。而生態學則是一門學問，是研究生物與其環境之間關系的科學。對于生態學很多人都有自己的理解，但事實上，它是一個超出初創者想象的意義更為重大的思想，同時，它也是一個超出大多數人理解的實用科學。

1.1生態學的作用

王如松先生曾經指出，21世紀的生態學，既是包括人在內的生物與環境之間關系的一門系統科學，也是人類認識環境、改造環境的一門世界觀和方法論或自然哲學，還是人類塑造環境、模擬自然的一門工程美學，是科學與社會的橋梁，是天地生靈和人類福祉的紐帶。

如何理解這一總結，轉引伍業鋼[2]列舉的一個生態學實踐的案例。紐約市政府每天要提供560萬 t生活用水給近900萬人口，為了滿足這一供水需求，市政府面臨兩個選擇，一是投資600萬美元用于建立水處理系統，另加每年11億美元的管理運行費；二是每年投資14億美元用于流域保護，直接使用流域內19個水庫和3個自然湖泊的水資源。為了保護流域水質達到無毒害、無臭味，能夠直接進入飲用水供水管理，紐約市政府在流域管理和保護中，采取的措施有：

（1）由于流域中70%的土地為私人所有，政府要保證流域內水源保護和凈化水質的目的，一方面通過購買重點地段的土地，另一方面也通過與私有土地者簽訂合同，共同保護流域內的森林、草地灌叢等植被覆蓋，保護濕地、水源、湖泊和水庫岸邊植被。杜絕人為污染，包括生活用水、工業用水以及旅游娛樂等造成的可能對水體的污染。

（2）環保、農林相關部門加強對公眾、私有土地擁有者、游客進行有關流域與水資源保護的宣傳，出臺《森林管理》、《濕地管理》等各種具體管理辦法，以及各種監督和舉報機制，防止意外事故的發生。

（3）政府加大力度具體解決流域100多個小城鎮內2 000多個化糞系統、排污系統、地表徑流系統的質量檢查和監督管理，保證水質安全。

（4）政府相關部門具有明確的權力和責任，對流域水質進行監控、管理和預測評估。具體包括林業部門對森林質量的監測與調控，保障森林凈化水質的生態服務得以優化；環境監測與市政部門開展流域人口壓力、都市化發展、化糞系統、排污系統、地表徑流系統的變化監測與分析，提供季節性流域變化和水質變化以及水需求量增加下的應急預案。

正是因為政府強烈的流域生態管理意識，生態理論與實踐的應用，對公眾和私有土地擁有者的教育，對游客的管理以及采取各種有效的技術措施防止水質污染等整體戰略，使得流域水質達到了不用過濾處理，就可以直接進入供水管道。紐約的飲用水也成為美國流域科學管理和安全飲用水的典范。

案例很好地詮釋了生態學在可持續發展中的作用，政府的生態管理意識、生態理論與技術的應用、生態系統管理各部門的協調與合作、公眾的參與所帶來的可持續美，正體現了生態學聯系世界觀、方法論“橋梁”與“紐帶”的魅力。這種魅力能否在社會經濟發展中時時綻放，目前看來仍是任重道遠。

1.2相關生態學發展行動與研究計劃

（1）聯合國的千年生態系統評估行動。為了加深氣候變化、土地利用變化、生物多樣性減少、富營養化等因素對生態系統影響的認識，為決策者提供最新的科學信息，以采取切實有效的措施，保護生態系統和人類自身的安全，在聯合國原秘書長安南先生的支持和推動下，聯合國環境規劃署、開發計劃署、世界銀行、世界資源研究所等機構和生物多樣性公約、防止荒漠化公約等組織共同發起聯合國千年生態系統評估計劃，簡稱MA計劃。2001年6月正式啟動，2005年結束。該行動的實施為在全球范圍內推動生態學的發展和改善生態系統管理工作做出了極為重要的貢獻，它是生態學發展到一個新階段的里程碑，對于21世紀生態學的發展和人類可持續發展發揮了無法估量的推動作用。

（2）美國生態學會21世紀的生態遠景與行動計劃。該計劃由美國生態學會于1991年提出，該計劃總結其發展目標：“我們未來的環境由人類為主體的、人類有意或無意管理的生態系統所組成；一個可持續發展的未來將包括維持性、恢復性和創建性的綜合生態系統； 生態學注定會成為制定可持續發展規劃與決策過程中的重要組成部分； 為了更好地開展生態學研究和有效地利用生態學知識，科學家，政府，企業界和公眾必須在區域以至全球范圍內結成前所未有的合作關系，形成一種新型的生態文化?！?/p>

（3）歐盟的生態創新行動計劃。是歐盟委員會2011年底提出的一個最新行動方案，旨在加快各成員國的生態創新進程，并推動各項創新技術進入市場，從而實現提升資源利用效率和保護環境的目標。生態創新行動計劃從需求、供給政策，以及行業政策和金融工具應用上做出了具體規劃，包括以下七個方面：通過環境立法和政策促進生態創新；支持示范項目并加強與企業間的合作來獲得創新技術；制定新的環保標準來推動生態創新；為中小企業提供金融支持和服務；加強國際合作；挖掘新興技術和就業機會，并通過就業培訓滿足勞動力市場需求；通過歐洲創新聯盟（IU）間的合作關系推動生態創新。

（4）全球氣候變化研究計劃及IPCC評估報告。 IPCC 第五次評估報告（AR5）總結了全球氣候變化的觀測事實、歸因分析和未來氣候系統變化預估方面的最新研究進展，發現在1880～2012 年的近130 年中，全球地表的平均溫度升高了0.85℃；基于大量觀測數據指出，近百年人類活動加劇了全球氣候變暖是毋庸置疑的事實。氣候變暖使海洋增暖，全球幾乎所有冰川發生退縮[3]。氣候變化的歸因分析表明，人類活動（尤其是CO2排放）是氣候變暖的主因之一[4]。

（5）生物多樣性計劃（DIVERSITAS），該計劃由聯合國教科文組織（UNESCO）、環境問題科學委員會（SCOPE）和國際生物科學聯合會（IUBS）于1991 年建立，包括生物編目與計劃、生物發現、生態服務、保護與可持續利用4 個方面的內容。中國在2004 年與CTFS合作，建立了中國大型樣地的森林生物多樣性監測網絡，這對森林生物多樣性監測在溫帶的發展有重要的推動意義，也獲得了豐碩的成果產出[5-7]。

目前的國際重大研究計劃具有以下新的特點：①科學問題上，不僅關注一般性的全球問題，而且關注具有區域性特點的環境問題；②在研究的時空尺度上，在多時空尺度研究的基礎上，更加強調區域和大陸尺度的研究；③在研究方式上，在多學科、多方法研究的基礎上，更加強調自然科學和社會科學的交叉；④在研究計劃的實施方面，更加關注科學與政府的互動；⑤強調全社會各界利益相關者的全程參與[8]。而這正代表了新世紀生態學發展的重要趨勢。

1.3森林生態學的重要性及其發展趨勢

陳吉泉[9]曾經總結了生態學家面臨的7個挑戰，①全球變化與區域生態安全。②生物入侵及其管理。③重要生態區與生物多樣性保護。④流域生態學與科學管理。⑤濕地生態系統的保護與水資源安全。⑥農業生態系統健康與食物安全。⑦植被恢復與生態災害防治。

這些挑戰是面對一系列生態與環境問題，人們反省過去，面向未來的研究趨勢。認識論的突破帶來了方法的大轉變。這些挑戰很多涉及林業生態，凸顯林業生態的重要地位，林業生態建設與研究發展趨勢表現出與之相適應的特點：首先注重在不同生物層次和空間層次上全面揭示森林生態系統的復雜性；其次是系統中的生命過程與其環境因素的相互關系研究。即關注過程、機制的研究，森林生態系統動力學研究是其代表；其三是強調研究的時空尺度，注重長期的數據積累和網絡化對比；第四，全球化和生物多樣性的研究仍然是目前和未來森林生態學的研究熱點。以美國為例，其森林生態學發展趨勢集中表現為其研究內容主要圍繞森林生態系統對全球變化的響應和生物多樣性的研究。研究方法主要強調實驗生態學的應用，研究手段則日益顯示高新技術的滲透。其特點是定位研究、長期研究、綜合研究和研究層次的多極分化。這很好地反應了當前森林生態學的發展趨勢的主要特點。森林生態學研究和發展將進一步幫助人們認清森林生態系統在全球變化中的響應，反思自己行為，同時也為人們應對生態危機提供科學依據。

2森林生態系統服務

森林是地球上最主要的陸地生態系統類型，在生物多樣性保育、全球碳循環、水土保持、水源涵養、林產品供給、改善大氣環境、游憩和文化教育等諸多方面發揮著不可替代的生態系統服務功能[10]。然而，氣候變化、土地利用變化等環境變化正在迅速改變和影響著不同尺度上的森林生態系統結構[11]，并導致森林生態系統服務功能的持續退化和一系列全球生態環境問題[12]。森林生態系統服務功能維持和提升已成為全球生態學研究關注的熱點問題。

2.1何謂生態系統服務科學

生態系統服務是人類從生態系統中獲取的自然惠益，是人類賴以生存和發展的基礎，一般可包括供給服務、支持服務、調節服務和文化服務等[13]。隨著氣候變化和人類活動導致的生態系統結構功能退化及相關環境問題的日益加劇，生態系統服務功能的評估和管理受到廣泛關注，成為生態學研究面臨的首要問題[14]。

生態系統服務科學，則是通過對提供服務的自然格局和過程的研究，維護和管理生態系統的服務功能。研究生態系統服務，也就是從量和質上理解和保證可持續發展的潛力與策略[2]?？梢哉f，生態系統服務的提出，強調了人與自然的統一，強調了生態系統與經濟價值和市場價值的結合，這是對可持續發展在概念上的更新[2]。

依賴生態系統服務科學的發展，我們希望回答一些關鍵性的問題，比如哪些生態服務是不可替代或十分昂貴的，或其替代技術將會產生意想不到的負面效果？哪些生境必須保護以保障生態系統能為人類提供關鍵的服務功能？哪些因素會削弱生態服務？怎樣才能減緩或逆轉它們的影響？個人、企業和政府的行為是怎樣維持或削弱生態服務功能的？當自然保育對策不能生效時，生態學家能采取些什么樣的對策？

2.2森林生態系統服務研究回顧

該領域研究真正在全球范圍內引發關注，起源于生態系統服務功能范圍界定與評估方法[15-17]，在生態創新與生態應用背景下，近來，大家開始更多地關注生態系統服務功能的形成機制與動態過程[18]，包括生態系統服務在景觀尺度上格局與過程[19]、生態服務功能的尺度效應[20]及其與氣候變化/人類活動的影響反饋機制[13，21]；同時，生物多樣性在該領域的研究漸次深入，包括生物多樣性與生態系統服務功能間的關系[22-23]以及生態服務功能自身的多樣性[24]；而且涉及生態服務應用管理的研究也日漸增多，包括生態服務功能傳輸[25]、生態系統服務管理[19，26]，及眾多評估軟件模型得以開發和應用，特別是CITYGREEN模型和i-Tree模型，由美國林務局開發，目前已經在城市綠地生態效益評價中得到廣泛應用[27]。

2.3森林生態系統服務研究發展趨勢

（1）更加側重于過程與機制的研究。格局、過程、服務功能、干擾間的聯系進一步加強，森林生態服務功能變化與景觀格局間的耦合關系受到關注，尤其是生態系統服務功能動態的“非線性”和“閾值”特征增加了研究的復雜性，需要進一步加深生態系統服務功能權衡和主導功能的理解。

（2）更加注重應用性研究。包括變化環境中森林生態系統服務功能的動態、反饋機制，強調生態服務功能動態模擬分析。同時，森林生態系統服務功能的多樣性、森林生態過程與服務功能傳輸、尺度轉化與效應及其與多樣性關系受到越來越多關注，重點是開展集多變量的因果關系分析，非線性的反饋機理和基于個體行為的決策為一體的交叉學科研究，從原生的、現存的、未被擾動的生態系統研究向以人類為重要組分、聚焦生態系統服務和人工生態設計的生態系統新研究的轉型，將為維持地球生命的質量和多樣性奠定科學基礎。

（3）更加強化新技術的應用。高分辨率（時間、空間）遙感數據和GIS技術越來越多的應用于森林生態系統服務功能研究，生態服務功能空間制圖分析將受到重視。

3湖北林業生態建設的幾點思考

湖北地處長江中游，被譽為“千湖之省”，生態地位極其重要；湖北又是中國中部崛起的重要戰略支點，擁有長江中游最大的工商業城市和交通樞紐，經濟區位十分獨特；湖北還是荊楚文化的發源地，有著悠久的歷史和文化，文化挖潛的空間十分廣闊。在推進湖北經濟社會科學發展中，加快湖北林業生態建設的步伐，對于全省、中部地區乃至全國都具有十分重要的戰略意義。

3.1湖北林業生態建設的重要性

湖北位于長江中游地區，是長江三峽、葛洲壩、丹江口等大型水利樞紐工程的所在地，是南水北調中線工程的水源地，生態區位重要。建設好湖北的森林植被，能極大地減少水土流失，對于減少長江中下游河道的淤積，進而防控長江中下游地區的洪澇災害，保障長江流域生態安全具有重要作用。丹江口庫區主要分布在湖北省境內，是南水北調的主要水源地，關系到首都等地區的水安全。要確保丹江口水庫的水量和水質，保證南水北調工程的用水安全，最有效的辦法就是增加森林資源，充分發揮森林涵養水源、凈化水質的功能。以長江、漢水和清江等江河構成水網結構，濕地資源非常豐富。因此，加強湖北的濕地保護，對于保持水源、凈化水質、蓄洪防旱、調節氣候和維護生物多樣性等具有重要的意義。神農架是地球上北緯31度線保存最為完整的一片原始森林，是不可替代的地球豐富的生物多樣性的寶庫，保護好神農架自然生態系統和珍貴的野生動植物資源，是湖北現代林業的重要任務。

3.2湖北林業生態建設的現狀、問題與優勢

湖北林業生態建設經過多年的發展，取得了突出的成就，造林綠化、資源保護、林業生態工程建設、自然保護區等發展迅猛，進入了新的歷史階段。尤其是重點林業生態工程的實施，包括退耕還林工程、天然林保護工程、生態公益林建設工程、防護林體系建設工程、防沙治沙和石漠化治理工程、抑螺防病林工程等國家林業重點工程，以及以八大重點林業生態工程，“南水北調中線植被恢復工程”、“三峽庫區生態安全體系構建工程”、“1+8武漢城市圈的城市森林生態體系建設工程”、“低產林改造和中幼林撫育工程”、“鄂西生態圈植被恢復與林區建設工程”、“長江中下游濕地保護和修復工程”、“大東湖水網林網體系建設工程”和“大別山革命老區生態修復工程”為基本架構的“綠滿荊楚”戰略舉措，基本構建了較為完備的全省林業生態防護體系。

生態林業發展也面臨著資源保護壓力加大、生態修復難度增大等諸多問題。一是發展不夠。林業建設還沒有把生態資源有效地轉化為良好的生態產品和生態公共服務，生態體驗缺少設施，森林濕地難以感知，生態服務價值還無法顯化和量化。二是發展不平衡。生態空間、生產空間、生活空間配置錯位較為突出，具有清新空氣、清澈水質和清潔環境的生態空間離人口密集區特別是大中城市居民比較遙遠，大多數人感受不到近年來生態建設的成效，身邊增綠、社區休憩的需求越來越迫切。三是與民生林業發展緊密關聯的林業生態技術不健全。長期以來，生態學關注更多的是大生態，關于極度脆弱或退化區的植被恢復實用技術、綜合生態系統服務新理念的生態系統優化管理模式，森林可持續經營的模型、模式等實用技術還很匱乏

3.3湖北林業生態建設的幾點建議

針對存在的主要問題，結合當前生態研究的發展趨勢，建議全省林業生態建設應在重點項目的支撐和科學研究上推進幾項工作：

（1）從項目和資金兩方面加大林業生態建設科技支撐的支持力度。雖然林業生態建設是“五個湖北”和“生態立省”的重要組成，但目前湖北省科技廳支持的應用技術研究是以“產業鏈”為核心，林業生態研究與應用并未得到應有的重視，無論是監測網絡建設，還是森林可持續經營、防護林體系構建等技術研究大都來源于國家相關投資，其支持力度從全省層次來看非常有限。因此從林業行業出發，省林業廳在科技支撐項目立項上要支持生態類項目，尤其是在重點林業生態工程省級配套中安排專項科技支撐經費，重點解決效益監測評估、實用技術推廣應用等科技需求。

（2）專項支持生態監測網絡建設，并將生態示范縣、生態監測網絡與生態研究基地整合為“三位一體”建設體系。目前湖北省的國家級森林生態監測站點主要包括秭歸（共建），神農架（在建），丹江、恩施、咸寧（待建），再加上依托天保工程、退耕工程效益監測建立的一些臨時監測體系，無論是從網絡布局還是基礎設施，都無法滿足當前形勢下的全面生態監測評估與應用的需求。建議盡快啟動實施《湖北省陸地生態系統定位觀測研究網絡建設發展規劃（2011-2020年）》，以重點林業生態工程效益監測，森林凈化大氣提供負離子等熱點生態產品監測為重點內容，構建林業生態服務監測網絡體系；積極推進生態示范縣、生態監測網絡和生態項目研究基地有機整合，多方面政策和資金有效疊加，建設一批具有綜合示范效果的林業生態建設成果展示示范基地。

（3）加快推進重點領域的生態研究項目。①重點生態區生態防護林體系構建技術研究。湖北特殊的生態地理區位對生態防護林體系構建提出了更高要求。我們需要通過強化拓展兩江兩庫防護林和水源涵養林體系建設、脆弱區生態修復、濕地生態系統保護與可持續利用、林業血防等關鍵技術研究，以及生態防護林在區域生物多樣性保育與土壤改良、涵養水源、保持水土和防災減災、碳匯等生態服務作用、過程及其調控技術的研究，為整體優化全省重點生態區域防護林體系布局、結構，全面提升防護林質量和生態系統穩定性提供重要和關鍵的技術支撐。②森林生態系統生態服務功能監測、評估與應用。生態系統服務價值補償和交換、生態系統保護、生態系統開發利用和生態可持續性建設都需要對生態系統服務作出科學監測與評估，而這也是決策管理者判斷是否應對某一生態系統進行修復和保護、修復和保護到什么程度、優先修復和保護哪一部分結構和功能的重要依據。為此，需要通過研究基于全省林業生態服務功能區劃的網絡構建、生態服務功能監測技術，構建全省陸地生態系統定位觀測與研究網絡。同時，將其與重點林業生態工程、自然保護區、森林公園等林業生態建設主體有機結合，從氣候變化背景下的森林碳評估與管理、森林凈化大氣與森林旅游、小流域優化治理等途徑強化其應用技術研究。③森林生態系統的可持續經營技術研究?！傲謽I的發展定位要由生產型向生產、生態一體型轉變”，將森林的經營管理轉變到生態系統經營的層次上來成為必然選擇，只有這樣才能實現“森林生態、林業產業、林業生態文化三個體系最優化和生態、經濟、社會三個效益最大化，最大限度發掘林業的多種功能”。從生態系統管理的角度探尋森林經營管理的有效途徑，其重點在于通過對森林生態系統的經營技術體系研究，提出包括天然林（包括生態公益林）保育的可持續經營技術、次生林近自然經營技術及低效林結構調控技術在內的應用技術體系，以解決目前林業生產上面臨的“天然林及生態公益林單純保護的不可持續性和片面性”、“林權制度改革背景下森林管理技術匱乏”、“2020年林業雙增目標對森林提質提效技術的迫切需求”等現實問題。目前的主要任務是建立三大體系：一是全省低質低效林監測評估體系；二是集體林改背景下的森林質量調控技術體系；三是典型地區森林可持續經營的示范與推廣體系。

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