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2 北京师范大学 地理科学学部 地表过程与水土风沙灾害风险防控全国重点实验室
中国荒漠化治理成效显著,实现了土地退化“零增长”。以科学推进干U8国际旱地区人与自然关系为主旨,持续探索科学治沙新理念、新方法、新途径,有助于推动中国干旱地区基本实现人与自然和谐共生的现代化。文章基于荒漠化、生态修复基线、自然对人类贡献的定义,阐释了“治可治之沙、需治之沙”的科学内涵;讨论了从“人进沙退”到“人沙共生”,从土地增绿到绿色发展的新时期中国荒漠化防治实践需求。以“借自然之力”为主线,以“惠民生福祉”为目标,提出加强保护原生荒漠、提升沙化草场经营效率、强化防护林“四库”功能、适应旱区气候变化等建议,从而科学促进干旱地区人与自然和谐共生。
1994年,各国政府向世界承诺全面遏制土地退化和破坏,积极应对干旱灾害,发布了《联合国防治荒漠化公约》(UNCCD)。UNCCD基于土地退化“零增长”核心目标,为联合国可持续发展目标(SDGs)的目标15.3提供直接支撑,即到2030年,防治荒漠化,恢复退化的土地和土壤,包括受荒漠化、干旱和洪涝影响的土地,努力建立一个不再出现土地退化的世界。经过40多年,特别是通过党的十八大以来的防沙治沙工作,中国在全球率先实现了土地退化“零增长”,体现了中国以生态文明建设推动全球可持续发展的大国责任和担当。尤其是1978年启动的“三北”防护林体系建设工程(简称“三北”工程),是目前世界上规模最大的生态工程。“三北”工程以科学改善干旱地区人与自然关系为主旨,持续探索科学治沙新理念、新方法、新途径,将助力推动中国干旱地区基本实现人与自然和谐共生的现代化战略目标,为全球荒漠化地区可持续发展提供中国智慧和中国方案。
2025年9月,《第十届库布其国际沙漠论坛共识》在鄂尔多斯市发布。该共识倡议:科学划分封禁保护区、系统修复区和合理利用区,治可治之沙、需治之沙;加强基础科学研究和应用技术攻关,大力推广机械化、数智化高效治沙和林草建设装备,推动荒漠化防治从经验治理向智慧治理转变;呼吁加强全球行动,将草原保护修复纳入全球生态治理核心议程。如何从区域人与自然关系中的实际问题着手,放眼荒漠化防治全局性问题的同时聚焦区域性、地方性特色,基于自然条件约束与经济社会需求的差异性精准施策,是新时期科学治沙需要回答的基本问题。为此,本文以人地系统耦合为重要理论基础,以“三北”地区为主要分析对象,从科学内涵的阐释、科学问题的提出、科学建设的方向3个方面,提出治可治之沙、需治之沙以科学促进干旱地区人与自然和谐共生的观点和建议。
在1994年通过的UNCCD第一条(a)款中,给出了荒漠化的定义:荒漠化是指包括气候变化和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。
一方面,荒漠化土地的位置在旱区(dryland),决定了干旱是荒漠化地区人与自然关系的基本约束,土地沙化是中国荒漠化的主要类型。UNCCD在2024年发布的报告《旱区的全球威胁:区域和全球干旱趋势及未来预测》中给出的干旱(aridity)概念界定是:干旱是指那些长期存在且持续的气候状况——缺乏足够的水分来维持大多数生物的生存,潜在蒸发需求远远超过降雨量的区域,区别于干旱事件(drought)所表征的一种异常的、较短时期的水资源短缺现象。所以,全球变暖下中国干旱地区的干旱事件增加或者减少,很难根本性改变干旱作为区域人地关系基本约束的客观现实。
另一方面,荒漠化是一种土地退化类型,决定了要从退化的机制出发开展修复,清楚地认识到荒漠(desert)不等于荒漠化(desertification)。第六次全国荒漠化和沙化调查结果显示,截至2019年,我国沙化土地面积168.78万平方公里,占国土面积的17.58%。由于目前的科学认识水平还难以准确把握区域土地退化的动力机制,该沙化土地面积的测算还不能对应于可治之沙或需治之沙。例如,有研究显示库布其沙漠最晚在距今1.9万年前后在西北部开始了风沙堆积,距今9000年前后在东部地区堆积风成沙,而现今沙漠景观的发展很可能受距今2000年前后人类活动诱发。那么,在库布其沙漠开展荒漠化防治,可不可以、需不需要去治理约2万年前形成的沙化土地呢?这一例子就体现了目前荒漠化治理实践工作中的重要议题,也是新时期科学治沙需要回答的问题。
生态修复基线是生态修复目标设定的基准参考。恢复生态学对于生态修复基线个标准:
以年份为标准划定生态修复基线更贴近土地退化的时间演变过程,但只能刻画近期出现的土地退化。这是由于空间精细化程度高的遥感观测资料多积累于近40年,更早时期的土地退化过程难以呈现。如果基于历史地理学、地貌学和第四纪地质学,百年、千年尺度上分析,就需要通过开展综合性、跨学科、长时间尺度研究,回溯当时的气候等环境条件。例如,毛乌素及科尔沁沙地在距今8000—3000年时段沙丘固定、水草丰茂,对应夏季风降雨较多、气候较湿润的环境特征,而距今2000年以来的气候条件则有所不同。遥感数据的时长有限性,以及百年、千年尺度上气候的波动性,决定了“治可治之沙”的判定很难以年份作为基线标准。从干旱区地球表面演化规律看,防沙治沙具有长期性、艰巨性、反复性和不确定性。如何科学规划,优先遏制并逆转人类活动主导的土地沙化,并借助气候暖湿化趋势的“生态修复窗口期”促进一部分气候变化主导的土地沙化区域自然恢复,是“治可治之沙”的重点议题,这就需要在更长的时间尺度上综合研判干旱地区的环境演变规律。
大自然对于人类的贡献是多元的。生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台(IPBES)倡导在政策制定中承认自然价值的多元性,强调占主导地位的政治和经济决策狭隘地优先考虑自然的市场交易价值,从而导致了对自然的不可持续利用。因此,沙“需不需治”不取决于短期、个人的物质利益,而是以生态安全保障、生态功能提升为主要需求。同时,自然对人类贡献可以分为调节、物质和非物质三大类共18项,在干旱地区这些分项贡献往往不呈现同高同低的协同关系,而是此消彼长的权衡关系。如果“见沙就治”,忽视生态系统服务权衡机制,不仅治沙效果不稳定,还可能诱发其他生态问题或社会矛盾。如何统筹考虑,在干旱地区既做到生态优先,提升生物多样性、降低人为造成的沙尘源地面积,又兼顾社会发展,满足本地居民日益增长的美好生活需要,是“治需治之沙”的重点议题。
“人进沙退”是荒漠化治理的阶段性成就,但一味强调“人进沙退”不总是符合“治可治之沙”的理念(图1)。历史上中国干旱地区长期以来“沙进人退”。那么在技术进步推动和社会发展需求牵引下,“人进沙退”作为一个荒漠化治理阶段性产物是必然且必要的。但随着荒漠化治理技术手段的飞跃式提升,“人进沙退”的规模迅速扩大,也会带来一些潜在生态风险。例如,“人进沙退”后农田面积和林草植被盖度增加,提升了生态系统总耗水量,间接导致地下水位下降风险提升;随着高蒸发、低降水区域水土资源持续开发,原有的水盐碱运移规律被改变,新增灌溉农田所在土地的盐碱化风险提升。而这些风险是治沙面积指标所不能反映的。
水是荒漠化地区的第一约束条件,不能科学把握量水而行,就难以判断“治可治之沙”的边界。面向“人沙共生”的荒漠化治理目标,围绕量水而行实践需求,需要思考的科学问题包括但不限于(图1):不同干旱地区在不同国土开发利用强度、国土绿化程度情景下,降水、地表水、土壤水、地下水的转化关系是什么?不同干旱条件下的乔木、灌木、草本植被耗水机理与需水阈值是什么?如何在考虑人类生产生活用水的前提下,核算国土绿化的水资源承载力,从而规划合理的区域植被覆盖度?如何在不确定的气候变化条件下,设计低耗水、高稳定性、多功能性的干旱地区农业生产模式,以及相匹配的植被恢复模式以适应气候风险?
干旱地区土地增绿是符合土地退化“零增长”目标要求的,但“绿”并不是“治需治之沙”的唯一指标(图1)。UNCCD土地退化“零增长”目标的3个核心指标是土地覆被类型变化、净初级生产力、土壤有机碳。显然越“绿”则3个指标的取值往往越高,侧面反映了荒漠化防治是需要土地增绿的。但现实问题是可能“过犹不及”。例如,种植人工林的净初级生产力更高,在土地覆被类型变化中就能抵消更多全球毁林损失,因此对土地退化“零增长”的贡献更大,但耗水量也更大。生物土壤结皮作为荒漠植物群落演替的“先锋”类群,能够提高荒漠地表的稳定性,既能防风固沙,水分消耗又很少。本来已有生物结皮的荒漠化土地只是“浅绿”,但是否还需要更绿,绿化后生态系统稳定性是提升了还是降低了,就值得商榷。上述土地增绿的利弊关系,实际是生态系统服务权衡的体现。
基于自然的解决方案(NbS)为“治需治之沙”提供了规范性框架。联合国环境规划署对NbS的定义是:采取行动保护、养护、恢复、可持续利用和管理自然或经改造的生态系统,以有效和适应性地应对社会、经济和环境挑战,同时对人类福祉、生态系统服务、生态系统韧性和生物多样性产生惠益。NbS理念的优势在于,它不仅在思路上试图协调生态保护和经济社会发展,还给出了具体准则以推动实践应用。面向干旱地区绿色发展的治理目标,围绕NbS实践需求,需要思考的科学问题包括但不限于(图1):如何将干旱地区生态、社会、经济等多维度指标整合进一个可快速量化、相互不冲突的评估体系?在干旱地区恢复生态、保障生计等多重目标间,是否存在普适性的协同增效“杠杆点”?如何设定不同极端或突发性气候情景下的干旱地区适应性管理模式及阈值?如何设计符合沙区当地文化、惠及乡村生产生活的土地绿化方案?
在“三北”工程引领下,新时期中国荒漠化防治面临战略机遇期,美丽“三北”也成为未来10年左右美丽中国建设的攻坚区。本文以美丽“三北”建设作为论证的落脚点,提出加强保护原生荒漠、提升沙化草地经营效率、强化防护林“四库”功能、适应旱区气候变化4点建议,以“借自然之力”为主线,以“惠民生福祉”为目标,从而科学促进荒漠化地区人与自然和谐共生(图2)。
建议对于原生荒漠以封禁保护为主,在荒漠腹地不倡导实施规模化治理工程。据统计,中国有130多万平方公里的原生荒漠,占“三北”工程区规划总面积的近1/4。对这些原生荒漠而言,大规模绿化其实是一种干扰,而不是真正的保护。中国长期在此类地区建设国家沙漠公园、沙化土地封禁保护区,取得良好成效。因此,有必要以保护面积作为原生荒漠治理的主要考核指标,持续优化干旱地区自然保护地体系,论证一些代表性原生荒漠(如巴丹吉林沙漠、柴达木盆地沙漠等)被纳入国家公园候选区的可行性,加强对于原生荒漠“见沙就治”的警示和教育;对于未划入自然保护地体系的原生荒漠,在生态保护红线划定和调整中优先考虑;严格按照有关规划在原生荒漠区域建设大型“沙戈荒”风光基地,加强风光基地内部和周边地区的地表生态防护和用水约束,维护全域生态安全和水安全,确保风光基地不形成新的沙尘源;在原生荒漠周边,以“流沙不再漫延,尘源有效防控”为目标指向,实施沙漠“锁边”工程,以确保流沙不向绿洲方向侵入,同时加强周边绿洲的保护性耕作,降低冬春季节裸露耕地沙尘释放量。
①要给出原生荒漠的明确判定标准,如具有古老地质历史、荒漠生态系统演替已到达稳定阶段、未被人类大规模改造等。
②建立科学的荒漠原真性评估流程,用于荒漠国家公园候选区、国家级荒漠自然保护区、沙漠国家公园建设,以及新建大型风光基地选址等。
③尽快摸清家底,识别原生荒漠、原生荒漠之外的“荒漠化”分布位置,更新和对齐当前“全国森林草原湿地荒漠调查监测”数据和过去“全国荒漠化沙化调查”数据。
④加大保护荒漠原真性和荒漠生态系统功能的宣传教育,使公众意识到保护原生荒漠与保护湿地、保护森林同样重要,沙漠不可能从地球上抹去。
建议针对已经承包给牧户的沙化草地,加强对减畜行为的激励,引导牧户减少放牧数量、提高畜产品质量、保持植被盖度、降低沙化风险。对已沙化和易沙化草地,直接禁牧对保障生态安全是有益的,但尚未能达成生态、经济、社会的多赢。建议基于NbS理念,综合采取轮牧、休牧、禁牧措施,加强对沙化草地减畜牧户行为的激励,将低密度放养的牲畜和集中舍饲的牲畜区分开来,走量少质优之路,推动荒漠化地区牧场经营效率的提升。例如,由政府统一制定草场生物多样性、草场载畜量、养殖方式、加工手段等标准,支持引导对低密度放养、肉质风味独特的畜产品进行高端营销,从而约束与激励并重,通过培育牧民和消费者量少质优的品牌意识,用市场机制推动牧区产业升级。
①牧区产业升级不仅要管畜,更要管草。考虑到草地植被盖度和多样性会随干湿年份发生大幅变化,可以在一定区域范围内框定一个“标准草场”,作为沙化草地的生态修复基线。将草场植被盖度、生物多样性等指标纳入每年的牧户畜产品质量定级,坚持分区分类施策。
②坚持不仅要量少,更要质优。建议先在牧户最需要被引导减畜的沙化草地区域,建立减畜激励的管理、运营和监督试点。
③考虑到市场容量和价格波动,需要配套建立价格保护机制。通过政府采购、生态补偿等途径减轻牧户的经营风险,确保品牌溢价能够公平、有效、持续地激励牧户减畜行为。
建议在荒漠化治理中进一步淡化森林覆盖率、森林蓄积量等绩效指标,更加注重自然对人类贡献的多样性及其权衡关系。森林生态系统具有多重服务功能,可以概括为“水库、钱库、粮库、碳库”等“四库”功能。如果荒漠化治理工作在营造乔木林时需要占用较多生态用水指标,那么森林就从“水库”变成“抽水机”。如果为了固碳增汇,将已有可用于放牧的草地又种植樟子松等乔木,那么森林就不再是“钱库”。以上“四库”功能权衡的原理是森林覆盖率、森林蓄积量等绩效指标不能体现的。因此,在美丽“三北”建设中应完善水源涵养量评估方法体系,将耕作、采矿、造林等综合性因素造成的土壤水分含量下降作为负向绩效指标;推进防风固沙量评估方法的标准化,并倡导防风固沙功能提升的绩效指标优先级高于固碳量;在干旱地区特别是沙区建设高标准农田时,强制性配套建设农田防护林,发挥好防护林防风固沙功能,以减缓土壤风蚀;在研判荒漠化地区水资源承载力、严控经济林耗水量的基础上,适度提升人工林中的经济林比例,依托干旱地区独特的自然对人类非物质贡献发展文旅产业,拓宽“沙戈荒”特色生态产品的多元化价值实现渠道。此外,鉴于干旱区大部分地区难以自然生长森林,有必要将郁闭度低于森林定义但在干旱区实质上发挥重要生态功能的带状、片状、点状人工防护林和灌木林,纳入绩效指标,加强制度性保障,保护来之不易的“三北”工程建设成果。
①统一防风固沙量评估数据和算法。生态工程绩效更应当体现“人努力”而不是“天帮忙”,所以应重点识别植被的贡献而不是依赖风力。
②针对土壤水分指标建立生态修复基线,在造林地块的一定区域范围内应框定草地或裸地作为对照组。考虑到不同年份的干湿状况,造林前与造林后的土壤水分很难在时间上直接比较,因而有必要采取空间对照的方式。
③推广以雨养为主的节水扩绿模式,研究论证苦咸水生态化灌溉利用、南疆胡杨林引洪灌溉价值与潜力,从绿洲与“锁边”林带作为“共同体”的全局角度科学配置生态灌溉用水。
④在碳汇绩效指标评价中,规避在当前碳汇项目开发中几乎不考虑水资源成本的计量缺陷,应加入碳汇水资源效率指标,反映碳汇产出与水资源投入的关系。
⑤科学配置林分,注重生物多样性的指标考核,不能为了提高产量和经济效益大面积种植单一经济树种,或清除林下植被。
建议推进干旱地区生态系统监测网络建设,提升生态风险预测预警水平,强化已治理荒漠化区域对气候变化的长期适应能力。中国干旱地区面积广大,而生态系统监测点位相对稀疏,就造成了局部的监测数据很难以点带面。如果没有生态系统监测网络,就无法基于区域生态水文过程建立本地化的模型,也无法对未来极端气候事件下的生态风险进行合理预测和早期预警。因此,需要加快健全荒漠化监测预警研究网络体系。有必要加快推进“三北”工程区生态站联合观测网络建设;评估不同荒漠化治理措施下的生态系统韧性维持和提升潜力;开发生态风险预警模型,研判未来极端气候事件下的生态系统适应能力及其阈值;定期评估已治理荒漠化区域的生态系统稳定性,对不稳U8国际定的治理区及时调整修复策略,如补植、改良树种、禁牧等,维持生态系统韧性以动态适应气候变化,保障“三北”地区生态安全屏障的长期稳定。
①基于天空地一体化技术手段,加强对干旱地区生物多样性的动态监测。目前,大部分基于遥感的监测聚焦植被覆盖度、净初级生产力等,而对物种和生态系统结构的动态变化资料尚掌握不足。
②强化干旱地区人地系统耦合模型的开发。如果在生态风险评估中只关注生态-水文过程的物理连接,而忽视经济需求和社会行为的影响,将难以在干旱地区人类活动快速变化的背景下对未来情景做出合理预测和预警。
③融合地方知识。激励当地居民变成知识贡献者,降低定位观测成本并增强适应性管理的包容性,促进荒漠化治理领域中的NbS理念中国化。
致谢 感谢刘世荣、卢琦、李秀彬、张志强、李小雁、彭建、王军、姚雪玲等在成文过程中的讨论和帮助。
傅伯杰中国科学院院士,中国科学院生态环境研究中心研究员。国际地理联合会副主席,《中国科学院院刊》副主编。主要从事综合自然地理学和景观生态学研究。
傅伯杰, 刘焱序, 王帅, 等 .“治可治之沙、需治之沙”,科学推进荒漠化防治 . 中国科学院院刊, 2026, 41(3): 490-498.
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