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講座記錄丨李文華院士:加強生態系統保育,建設美麗中國

1月
12
2018

2018年1月12日18時 今日科學 環境我家

環境我家

加強生態系統保育,建設美麗中國

李文華院士

生態學是研究生物(包括人類)之間以及生物與環境之間相互作用的科學,是在變動世界中不斷發展的科學。生態系統是自然界生物與生物之間,生物與非生物之間通過不斷的物質循環和能量流動而形成的一個生態學的功能單位。生態系統中的任何單位都值得我們去研究。

生態學的發展悠久而曲折,主要存在以下幾個問題:理論體系的不完善、缺乏本學科特色研究方法、分支體系的雜亂性、術語名詞的爭議、純自然主義傾向。生態學在發展過程中一開始並不受大眾矚目,其研究常在無人煙的地方。但生態學後來在資源、自然發展方面起到了很大的作用。生態學的很多作用帶有自然主義彩色,但如今的自然社會離開人是不行的,必須靠人類去保育。

當前,全球生態環境問題越發突出,空前的創造力、超強的破壞力以及全球性反映出人們迫切需要一個新的學科的研究來解決,這也是我們研究生態學的原因。

如今,人類資源消耗超出地球承載能力。美國科學院在2002年出版的《重新界定進步》說到:已開發國家為了繼續高消費,發展中國家為了生存,正在消耗大量的地球資源。在1980年前後第一次超過了地球的再生能力;在1999年時,上述需求已超過了地球這一能力的20%。我們在消耗地球的自然資本,以滿足自己過度的需要。由於棲息地的破壞、過度捕獵、外來物種入侵以及氣候變化,野生動物正瀕臨滅絕。更有甚者,猜測第六次物種大滅絕已經悄然開始。

2001年6月啟動的千年生態系統評估(MA)以滿足決策者對生態系統與人類福祉之間相互聯繫方面科學信息的要求為目標,進行為期四年的研究,來自95個國家的1300學者參與其中。研究者得出重要結論:60%的生態系統服務功能退化;人類從生態系統獲取生態效益的成本日益上升。後代能夠從生態系統獲取的效益將大大減少;在21世紀的上半葉,生態系統服務退化的狀況可能顯著惡化;在滿足日益增長的生態系統服務需求的同時,扭轉生態系統的退化狀況,將涉及重大的政策、體制和作業方式改革。

可持續發展觀念在發展時經歷了幾個重要事件:1972年在斯德哥爾摩發表《只有一個地球》人類環境宣言;1987年發表《我們共同的未來》;1992年在里約熱內盧商議21世紀議程;2002年在約翰內斯堡制定R10+10+20;2015年在巴黎簽署巴黎協定。1972年至2015年,可持續發展逐漸獲得人們的關注,世界人民積極參與。

隨之而來的是,生態學的工作也引起了人們的注意。近代生態學進展歷程的幾個里程碑事件包括:20世紀60年代注重生物生產力的《國際生物學計劃》發表;70年代至今的注重人與自然的《人與生物圈計劃》;90年代至今注重圈層間關係的《全球變化的國家地圈生物圈計劃》;2001年啟動的注重自然、人文與政策的《千年生態系統評估》。生態學開始注重人在自然之中的作用。

當代生態學具有以下特徵:第一,研究理念的重要轉變:我們開始利用生態學中的名詞「子因素」和「子系統」來闡釋人必須進入自然的研究,用以表示生態學不僅考慮自然還要考慮經濟、社會、文化等多方面的系統問題。第二,時空尺度在不斷擴展:從分子生態學到社會研究領域,從分化逐漸走向綜合,從單一生態學延伸至生態與社會、環境、基礎、產業、工程、管理等方面,這樣才能做到生態問題的綜合管控。第三,學科融匯與綜合:生態學開始與工程建設、產業部門、社會科學、環境科學、基礎科學融合,形成一系列的以生態學為中心的外延學科。第四,學科方向轉變:由結構到功能到過程:第一個十年為第一性生產力,營養物質交換通量,營養結構干擾,有機物的積累和分解;第二個十年是大尺度生態格局和生態過程,以及人為活動對生態系統的影響;第三個十年要打造新的綜合科學,提高對複雜環境的認識,構築一個服務於科學界和全社會的知識體系,最終實現生態預測。第五,研究範圍網絡化:研究站從從國家水平到區域水平再到全球水平不斷發展綜合,形成網絡化的研究體系。第六,研究方法現代化:原始的研究手段和方法在技術的幫助下逐步走進使用無人機、網際網路、物聯網的時代。第七,自然與文化的滲透:西方科學歸納演繹抽象分析,中國科學注重有機整體、融會貫通、綜合總體和相生相剋,中國科學淵源於古希臘、古羅馬的西方科學,交相輝映、相互滲透。

對比生態學的歷史發展與現代特徵,我們不禁反思生態問題產生的原因:

問題一:我們如何使區域成為產品豐富、生產高效、充滿活力的地域(發展問題)?

問題二:我們如何按照生態系統的規則,生活在其承載能力的閾限內,而不超越這種閾限? (環境問題,或可持續性問題)

現今出現的問題要求我們以生態文明建設理論為指導,使可持續發展從理念落實到行動。

我國生態學發展背景具有悠久的歷史、環境的本底、實踐的積澱和遲緩的科學研究。雖然發展相比西方晚了100年,但在有些方面中國處於領先地位。

中國生態學發展有五個時期 :

1、樸素的生態思想和實踐時期:中國有五千年以上文明史,是 「四大文明古國」之一。原始社會浙江餘姚河母渡氏族, 首開世界種植水稻之先河;西安半坡氏族是黃河流域母系氏族社會仰韶文化。公元前700年,李冉的《道德經》已表達了人類生存的地球「水木金火土」五行相生相剋的思想;《管子•地員篇》、《春秋》、《莊子》都記載有土壤性質與植物生長和品質的關係,以及動物的行為等。

2、生物與環境本底的調查研究時期:縱使我國研究起源時間落後,但研究力度是其他國家難以與之相比。農、林、牧、漁各業的發展為我國生態學研究打下了堅實的基礎。

3、物種、種群、群落的研究時期。經典性巨作《中國植被》的出版來之不易,對我國生態基礎特點有了一個系統的概括,為進一步研究打下紮實的基礎。

4、生態系統定位研究時期:中國科學院於50年代末在雲南西雙版納建立了我國第一個「生物地理群落實驗站」,在全國劃定了15處自然保護區。有關科研單位和高等學校結合科研、教學和生產的需要,開展了小規模的定位研究,後因十年動亂而中斷。

5、七十年代末重新興起的時期,至今已發展至相當的規模。由寒帶至熱帶,從高山到濱海,對許多有代表性的天然森林、草原、濕地、荒漠、海洋,人工的農田、草地、綠洲、海灣,以及一些複合經營的人工生態系統都先後建立了生態定位觀測研究站,並開展了不同生態系統結構、功能及演替等方面的長期觀測研究。

我國當代生態學研究的主要領域有:生物多樣性、生態系統的管理、退化生態系統的恢復、全球變化的適應和應對、區域可持續發展。

(1)生物多樣性保護:我國查明編目、建成生物標本館體系、多方面建立了資料庫和信息系統。但同時仍面臨許多問題:缺乏國家層次的頂層設計、多部門管理的職能交叉、生態保護與經濟發展協同性不夠。但我國經過60年的發展,形成了以自然保護區和風景名勝區為核心,行業部門分骨幹、地方管理為主的主要特徵的生態保護體系,進入由數量增長向質量轉變的關鍵時期,及生物安全管理。

(2)退化生態系統的恢復:我國的天然林保護工程、退耕還林工程、自然保護區建設工程等的建設是世界上首屈一指的

(3)生態系統的管理:生態系統服務功能是當前研究的熱點,主要研究產品功能、調節功能、文化功能、生態系統服務價值。且已取得一定成績:評估了不同尺度上和多種類型的生態系統,提高了公眾生態系統保護和管理意識,為生態補償提供科學基礎,森林生態服務價值評估方法初步規範化。

由於環境及其經濟利益關係的扭曲,使生態保護缺乏激勵,因此出現生態補償。生態補償是以保護和可持續利用生態系統服務為目的,以經濟手段為主要調節相關者利益關係的制度安排。

(4)全球變化的適應和應對:生態系統與生物多樣性、氣候變化、水文變化、全球變化之間相互聯繫.

(5)可持續發展的生態學:近期需要做的工作:把生態文明建設放在首要地位,五位一體。

當代中國,生態文明的提出要求把生態文明建設放在突出地位,融入經濟建設、政

治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程。循環經濟的模式要求減量化應放在首位,全過程都必須做到無毒化、無害化。生態系統複合經營提出積極探索解決生態保護的長期性和群眾改善生活的急迫性之間矛盾的途徑,充分挖掘林業的經濟潛力,促進農民快速增收致富,如:在造林樹種選擇速生樹種和加強培育管理;因地制宜加大經濟林的比重;在有條件地方積極開展農林複合經營,林下經濟等。全球重要農業遺產保護的目標是做到能夠持續提供多樣性的商品和服務,保障是食品安全並提高生活水平以及傳承技術和知識。區域可持續發展成果逐漸出現:近年來,以生態省、生態市、林業省、森林城市建設為載體的區域可持續發展建設已成為時代浪潮,是可持續發展戰略在中國深入人心的標誌,是中國社會發展的自身需要,也是對國際履約和對世界的貢獻。建設美麗中國要求除了生態學的工作這之外還需要各方面研究相互配合相互協調。要求理念創新、技術創新、體制創新。

值得一提的是,我國的生態學正處於轉折點,我們現在要以統籌人與自然和諧發展為指針、以區域持續發展為重點、建立有中國特色的生態學科技體系、加強全球視野,研究全球變化、加強國際合作,參與科技競爭。

如今我國的生態學研究水平與國際水平仍存在差距: 缺乏原創性和深入的基礎研究、對政府決策的支撐缺乏應有的科學儲備、缺乏全球視野,參與國際競爭意識不強、對自己的傳統知識和本土的知識重視不夠、先進的概念與紮實的實踐成果的脫節、缺少大跨度學科交叉的系統綜合研究、短期行為、急功近利、心浮氣躁的學風。

對我國生態學的發展,我們要充滿信心。我國的生態學實踐具有政府重視、治理地型優勢、傳統實踐經驗等明顯優勢,現在正是生態學最好的發展時期。

對美麗中國的展望與期盼:

我們要扎紮實實地進行基礎研究、實實在在解決國家面臨的問題;克服浮躁,加強團隊精神,拼搏、奉獻、創新;面對國際合作要有理有節、不卑不亢、平等互惠;要分析世情、國情;要博採眾長,揚長補短,挺直脊樑,開拓自己的道路,在生態學領域的「國際奧運」中,創造輝煌。

註:本文根據李文華院士講座記錄整理而成,未經本人審閱。

環境我家

萬物有成理而不說

天地有大美而不言

排版:林玲


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