基于水土生態理論研究視野下的氣候變化

文│孫發政（深圳市大自然生態園林技術有限公司）

地球生態環境正以前所未有的速度衰退，人類生存面臨著巨大風險。全球變化中，最為嚴峻的是氣候變化、全球變暖。從水土生態理論來分析，產生這一問題的根本原因在于人類活動的無序和無節制，只重視發展利益，忽略發展目的；從源頭上看，是人類對地球水土生態過度干擾和破壞造成的后果。保護和修復地球水土生態，早日實現碳中和，從源頭上阻止全球變暖給人類帶來不可逆轉的災難，是刻不容緩的。

一、全球變暖，后果是災難性的

歷史上，地球氣候變化主要是自然變化，而當今氣候變化、全球變暖，主要是人類活動引起的。那么，人類在地球上做了些什么呢？從人類經歷最初的蒙昧而逐步走向文明的過程來看，漫長的采集狩獵時期到農業文明，對地球水土生態的影響是微弱的，而進入工業文明時代，情況就大不相同了。以挖山填海為代表，人類破壞自然的手段，已達到無所不能的程度。現如今，全球因人類活動每年排放510億噸準二氧化碳，溫室效應已造成冰川融化、海平面升高、極端氣候頻出、自然災害加劇，颶風、干旱、洪水、熱浪以及森林火災正變得越來越險惡。從源頭上找原因，這是由于人類對于地球水土生態過度干擾和破壞造成的。

工業化、城市化以來，地球上有很多固碳放氧的綠水青山、農田、草原、森林、濕地，變成一望無際的排碳耗能的鋼筋混凝土城市，生產鋼筋水泥排碳耗能、施工中排碳耗能、建成后持續排碳耗能。如今地球陸地上約75%的自然水土生態被改變或破壞。如森林砍伐變成牧場，草原開墾變成農田，濕地圍墾變成旱地；綠水青山開挖后變成鋼筋混凝土建筑；萬畝良田被鋼筋水泥化后變成飛機場。土地城市化，顛覆性地改變了地球原生地貌及水土生態。

工業化、城市化燃燒的化石燃料，已導致全球溫室氣體含量快速增加。在過去80萬年里，全球主要溫室氣體二氧化碳含量在170～300ppm之間，而2019年5月大氣二氧化碳濃度均值達到414.7ppm，這在人類歷史上前所未有的。創紀錄的溫室氣體濃度將全球溫度推向越來越危險的境地，1900年以前，地球表面溫度增速約每百年0.7～0.9℃，但1975年至今，已提高到1.5～1.8℃。2015年《巴黎協定》通過，較之2015年，今天的氣候變化形勢更加嚴峻，氣候危機持續，且有加速之勢。現在地球的氣溫要比工業化前高出1.2℃，在未來幾年內可能會跨過1.5℃。

氣候變化的自然信號和社會經濟影響正在加速。現今全球山地冰川正在消失，2018下半年以來格陵蘭島的冰蓋正以前所未有的速度融化，其融化速度是過去350年以來最快的；南極洲冰蓋也持續減少，1979年到1990年南極洲的冰損失速度為每年400億噸，而2009—2017年已增加到每年2520億噸。第四屆聯合國環境大會發布的一份報告警告稱，即使全球溫室氣體排放全部停止，北極冬季氣溫也將在2050年升高5℃，導致格陵蘭島冰蓋融化，全球海平面上升，一些經濟發達沿海地區恐將被淹沒。如今全球60%的經濟總量集中在入海口，70%的工業資本和人口集中在距海岸100千米的海岸帶，氣候變化、全球變暖、海平面上升，首當其沖的是入海口和海岸帶地區。2018年9月，聯合國秘書長古特雷斯呼吁各國立即行動起來，阻止全球變暖，避免氣候變化給人類造成不可逆轉的災難性后果。

二、地球水土生態被改變和破壞，是全球變暖的根源

氣候變化，全球變暖，帶來的危害是多方面的。資料表明，地球溫度升高2℃，將意味著地球上動物減少8%，植物減少16%，昆蟲減少18%，珊瑚礁消失，同時引起一系列的連鎖反應。引起全球變暖的原因是多方面的，溫室氣體排放、下墊面改變都是重要原因，而這些原因的源頭，是人類對地球水土生態的改變和破壞。

1.人類文明發展的歷程對地球水土生態的影響。大約5萬年前，人類發展出了語言，開始狩獵采集的生活方式，那時人類的數量少，勞動分工簡單，主要是女性為采集者，男性為狩獵者，人類不懂得種植農作物和飼養牲畜，只消費，不生產，依賴大自然的再生和補充，對地球水土生態影響微弱。1.2萬年前后，我國在南方稻谷作為農業萌現，在北方有了旱作農業的萌芽。到了5000年前后，中華大地已是處處農忙景象，南北各地種稻、種黍、養雞、養豬，西北地區還養牛羊。農業文明對地球水土生態的影響也是微弱有限的。從公元1年到1800年左右，全球人均GDP增長緩慢，而公元1800年到現今，人均GDP增長了數10倍，背后的力量，是工業革命。工業化開啟了大航海時代，帶來了全球范圍內的分工與合作，生產效率大幅提升，極大地增長了人類財富。在過去200多年的時間里人類經歷了三次工業革命，共同特點是化石能源的開采和利用。近代以來，工業化特別是城市化給地球水土生態帶來了顛覆性的影響，地球表面原生地貌及水土生態，被大面積改變和破壞，溫室氣體持續大量排放，以至于氣候變化，全球變暖。

2.水土生態平衡的改變和破壞，是全球變暖的根本原因。水土生態是地球歷史長期演化的結果，地球上水、土、植被三大要素（系統）及相互之間具有活躍的代謝過程，有著能量流動的物理、化學和生物過程，能量流動驅動了物質與信息在各要素之間的轉化與遷移，維護和推動了水土生態系統的穩定和演化。水土生態的核心是水、土、植被之間的相互聯系、相互作用，包括生物地球化學循環、植被演替、景觀地貌等，水土生態系統發生的復雜物理、化學和生物過程相互耦合使之成為有機聯系和不斷變化的動態系統。

地球歷史上氣候變化主要是自然變化，而如今全球變暖主要原因是人類活動引起的。目前只有3%的地域具有自然生態系統的完整性。工業化和城市化，開礦鉆油，鋪路架橋，筑壩蓄水、蓋樓建園，城市不斷擴展，這些劇烈的活動，不僅改變了地球原生地貌及水土生態平衡，使碳匯原生植被和土壤消失，還持續排放大量溫室氣體。全球每年排放510億噸準二氧化碳，研究顯示這些排放的準二氧化碳中，水泥、鋼鐵、塑料等工業占31%，電力占27%，農業占19%，交通占16%，空調占7%。

所有這些人類的生產活動，都是在改變和破壞地球水土生態平衡。例如，生產水泥、鋼鐵需要開采礦石，燃煤發電需要開采煤礦，水力發電需要筑壩蓄水，化學農業會造成面源污染，等等。為了實現碳中和，世界各國圍繞著清潔能源、煤電依賴、新能源交通、碳捕捉和碳儲存、工業碳排放、植樹造林、綠色建筑等多方面展開工作，我國也在努力探索碳達峰、碳中和的科技創新路徑，推動鋼鐵、水泥、化工、冶金等高碳產業生產流程零碳再造，發展碳匯和碳捕集利用與封存負排放技術等。但如果不從水土生態的源頭上采取措施，不能深刻領會綠水青山就是金山銀山的科學內涵，無節制地把自然水土生態視為土地財產，大搞土地開發建設，破壞自然水土生態，上述節能減排工作難以實現，無力阻止全球變暖。

近幾十年來，我國各地在熱火朝天地進行經濟開發區、工業園區建設。全國加起來有幾萬個經濟開發區、工業園區，很多青山綠水、農田湖泊、秀美山川被夷為平地并鋼筋水泥化，固碳放氧的草原、林地、農田，自然水土生態，變成排碳耗能的經濟開發區、工業園區。例如，四川成都郊縣某鎮約有8萬多人，該鎮在已有的3萬畝工業園區的基礎上，又建設了一個10萬畝的開發區，投產產值不到5個億，造成巨大閑置。又如，2015年《深圳市規劃國土委關于查違和歷史遺留違建處理工作的匯報》，至2014年年底，深圳市違法建筑37.30萬棟，4.28億平方米，其中住宅類達1.72億平方米。違建不僅破壞了原生地貌和自然水土生態，而拆除、重建又需要消耗大量化石能源，排放大量溫室氣體。

2020年，我國所有城市轉讓給房地產開發商的土地，共計收入84142億元，創下歷史新高。2020年全國財政收入是18萬億元左右，轉讓地收入占全國財政收入的44%，占地方財政收入的84%。2019年有12個城市的土地財政依賴度超過了100%，尤以溫州為最，達到了179%。這樣的土地財政不僅難以為繼，而且只視土地為財富來源，大搞土地開發，最終綠水青山、肥沃農田、湖泊濕地都將在開發建設中被改變和破壞，固碳放氧的原生地貌、植被土壤，都變成排碳耗能的鋼筋混凝土和水泥玻璃建筑，自然水土生態將失去平衡，溫室氣體排放將持續增強。因此，保護自然水土生態這個根本性的問題得不到解決，僅靠一些技術創新遠遠不夠，難以實現碳達峰、碳中和，地球生態環境保護也可能失去良機。

三、保護和修復水土生態，從源頭上阻止氣候變化

水土生態理論認為，人類與自然的關系，尋根溯源歸結為人與水的關系、人與土壤的關系、人與植被的關系，即人與水土生態的關系。處理好人與水土生態的關系，人與自然和諧才有基本保證，才能保護好野生動植物，維護大自然的生態平衡。控制溫室氣體排放，必須從源頭上保持水土生態平衡。

土壤是在地球長期演化過程中，通過氣候、生物、母質、地形和年齡等5個自然因素和人類活動共同作用而形成的歷史自然體，是巖石圈、水圈、生物圈和大氣圈相互作用的產物。研究表明，僅農田土壤固碳就可以抵消約13.1%的溫室氣體，土壤有機質含量每提高1%，就可從空氣中凈吸收約306億噸二氧化碳。作為全球陸地生態系統中最大的碳匯，土壤通過影響碳固定而減緩氣候變化。

地球上約有136億億噸水，成就了太陽系惟一的生命星球。水是人類和一切生物賴以生存的基本物質。湖泊是生態安全的重要屏障，發揮著調節氣候、涵養水源、防止荒漠化及維系生態系統平衡等重要功能。數據顯示，我國面積大于10平方千米的湖泊已有200多個萎縮；全國因圍墾、建設消失的天然湖泊有近1000個。保護水土生態，控制溫室氣體排放，任重道遠。

研究顯示，到2050年避免采伐、森林經營、增加更新代次和造林/再造林等有助于讓全球每年二氧化碳排放量減少60億噸。到2055年，每年有多達60億噸的二氧化碳可以被森林封存。在全球氣候變化緩解行動中，全球林業和草原起著重要作用。2000年至2020年，我國92.6%的區域植被生態質量指數呈提高趨勢，2000年以來我國草原和林區植被凈初級生產力呈上升趨勢，平均每年分別增加4.1克碳/平方米、5.4克碳/平方米。但草原、森林、農田三大生態系統的保護還需要加強。

水土生態理論提供了一種解決人類面臨的生態環境問題的理論導向，是保護地球生態環境的共同理論基礎。控制溫室氣體排放，在能源、工業、交通、建筑、農業等領域開展碳減排的同時，要從源頭上保護和修復水土生態，防止人為對自然水土生態進一步破壞。同時，還要加強對土壤沙化和植被退化的防治，維護地球水土生態平衡。