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退耕还林成效提升路径

已有 1819 次阅读 2024-8-2 07:40 |系统分类:科研笔记

今年是我国退耕还林工程实施25周年,有幸被邀请在7月26-29日召开的第九届中国林业学术大会—S22中国退耕还林还草二十五年学术交流会做特邀报告“巩固退耕还林成效,助力三北工程攻坚战”,主要介绍了退耕还林历程、成效、提质增效路径与发展建议,本文主要基于这一报告材料形成。

   退耕还林工程是从1999年开始,按照"退耕还林(草)、封山绿化、以粮代赈、个体承包"的政策措施,在陕西、甘肃、四川率先开展了试点,2001年在中西部省区开始实施,2002年在全国全面启动,2004年优化调整,2014年实施新一轮的退耕还林工程。退耕还林工程是中国垦治史上的重大转折,也是我国政策性最强、投资量最大、涉及面最广的生态建设工程,涉及25个省区,1897个县(区,旗)。2002年国务院第66次常务会通过《退耕还林条例》,2003120日起实施。

   根据《国务院关于进一步做好退耕还林还草试点工作的若干意见》和《退耕还林条例》等规定,原国家林业局会同有关部委编制了《退耕还林工程规划》(2001-2010年),到2010年,完成退耕地造林2.2亿亩,宜林荒山荒地造林2.6亿亩,工程区林草覆盖率增加4.5个百分点、生态状况得到较大改善。

   根据《国务院关于完善退耕还林政策的通知》精神,2007-2008年国家六部委组织各地编制了巩固退耕还林成果专项规划(2008-2015年),规划通过加强基本口粮田建设、农村能源建设、生态移民等,解决退耕农户吃饭、烧柴、增收等问题,确保退耕农户长远生计得到有效解决;通过加强林木后期管护,搞好补植补造,提高造林成活率和保存率,确保退耕还林成果切实得到巩固。

   在2007-2014年,退耕还林工程处于完善与巩固阶段,暂停安排退耕地还林还草,继续安排宜林荒山造林、封山育林。这主要是基于退耕还林与国家粮食安全、退耕还林与国家耕地红线这两个严峻问题,引起社会或政府各个部门的广泛关注,当时农业部、林业部、国土资源部、国家粮食局、中国工程院等部委都开展了大量的调研。

   有些学者认为黄土高原的退耕还林已经从已经出现的土壤干层、黄河泥沙量来看,黄土高原退耕还林还草已处于饱和状态,进入自然演替阶段,不宜再增加退耕面积;黄土高原的植被恢复应该进入自然演替阶段,如果继续大规模的实施退耕还林还草,将是弊大于利,需要谨慎为之。同时有一些观点认为,2000年以来,随着退耕还林还草工程的实施,植被措施已成为水土保持的主要贡献因子,其贡献占到57%。那么,随着坝库等工程措施拦沙能力的下降,在黄土高原维持一个可持续的植被生态系统,对有效保持土壤和控制黄河泥沙量反弹具有更加重要的作用,黄河水沙的管理需要从黄土高原小流域综合治理展向全流域整体协调治理。

   围绕退耕还林工程实施效应,围绕不同层次、不同区域、不同问题出版了大量的学术专著或评估报告,代表性的有国家林业局出版的退耕还林工程生态效应监测国家报告、推进全国新一轮退耕还林国家级检测验收工作报告,我们也在刘国彬研究员带领下,基于碳先导专项的工作积累,于2023年在科学出版社出版了《中国退耕还林生态工程固碳速率与潜力》,对国家和区域尺度的退耕还林固碳效应进行了分析,客观评估该工程的生态成效。

   退耕还林工程的作用也受到国际社会或政府部门的高度肯定。2014年,Science期刊的主编Marcia McNutt博士对我国政府采访后,写道中国应对环境问题的努力不只是意愿,而是已经产生了实际效果,自2000年实施退耕还林工程以来实现固碳1.6亿吨。2014年国家启动了新一轮退耕还林工程,是我国生态文明建设和全面建成小康社会的重要举措之一,对于生态脆弱的西北地区具有极其深远的意义。

国家林业和草原局于2023年11月22日发布《关于做好退耕还林还草提质增效工作的通知》,计划到2025年,重点完成急需且有条件实施的退耕还林还草提质增效任务,提升林草生态系统的整体功能,增强林草生态产品供给能力;到2030年,全面完成两轮退耕还林还草提质增效,构建结构完善、功能完备的林草生态系统,为建设生态文明、推进乡村振兴作出更大贡献。

退耕还林工程的实施,实现了由毁林开垦向退耕还林草的历史性转变,使水土流失和土地沙化治理步伐加快,生态状况得到明显改善,促进了农业产业结构调整,明显保障和提升了粮食综合生产能力,增加了农民经济收入,对我国的生态建设以及国民经济和社会发展产生了深远的影响。

从2000到2020年中国植被覆盖变化可以看到,我国的植被覆盖显着增加,特别是黄土高原地区植被覆盖度增加最为显著。从黄土高原2000年、2010年、2020年的土地利用图可以看到,随着时间的延续,植被覆盖度增加非常明显,黄土高原植被覆盖从退耕前的32%提高到目前的63%,黄河的泥沙量由16亿吨降到目前的2亿吨左右。

从退耕还林工程在各个省区的面积分布情况来看,西北地区退耕还林面积占到全国退耕还林总量的40%以上,特别是陕西、甘肃、四川、内蒙的退耕面积较大,其中陕西退耕面积是全国最大的省份。我国退耕还林最主要的区域就是陕北黄土高原,可以看到2000年延安的植被覆盖影像,再对比2018年延安植被覆盖影像,我们可以看到,经过20年的退耕还林,绿色亦成为延安的一个主色调。从2000年毛乌素沙地的植被覆盖和2019年毛乌素沙地趋势图,经过榆林几代人40年的努力,如今的毛乌素沙地绿色易成为主色调,表现出从沙进人退到人进沙退,再到人沙和谐。榆林毛乌素沙地的年降雨量是357毫米,经过几十年的生态治理后,已呈现出沙由进到退、水是由浑到清、山由荒到绿、天有黄到蓝、田由小到大、人由贫到富的改变,这也是我国退耕还林工程显著成效的一个缩影。

但是,目前退耕还林工程也面临着新的挑战,表现为两个方面,一个是三北地区毁林毁草事件不断发生,比如在黄土高原地区,近年来常发生大面积的毁林毁草来开垦耕地发展经济林,在毛乌素沙地毁林毁草建设光伏电站、开垦土地、开采矿产事件。国家林草局通报2024年第一批10个毁林毁草典型问题,其中5个属于三北地区,如甘肃金塔县疙瘩井村,在巴丹吉林沙漠边缘毁林毁草开垦169.3亩,种植葫芦等农作物;辽宁省建平县建平镇下湾子村复垦,毁林开垦308亩农地,退耕还林地原种植的山杏,复垦后原有的植被完全破坏;内蒙古自治区草原新牧民牧业有限公司未经许可在和林格尔县大红城乡三支树村和红山口村建设牛棚、道路、职工宿舍等建筑物,占用草原284.13亩、林地169.31亩,造成植被严重破坏。

退耕还林工程面临的第二个挑战是退耕植被生态系统的可持续性,我们采用多元数据、多种模型对黄土高原的植被初级生产力、超载量或超载趋势的空间分布做了一系列的分析,明确了黄土高原平均可承载最大的植被初级生产力分布,认为黄土高原超过70%的地区向着超载或者严重超载的方向发展,亟需对黄土高原超载区域人工植被进行密度调控,维持合理的盖度,以提高退耕植被的可持续性。

经过25年的退耕还林,恢复植被的生态水文过程发生了明显改变,据研究黄土高原地表蒸散发每年增加了4.3毫米、生长季浅层土壤水分减少、径流指数也明显的降低。同时,对黄土高原植被建设有两个判断,黄土高原植被恢复已达到阈值(冯晓明等,2016),最近陈怡平等(2024)认为黄土高原植被覆盖度的可持续阈值为53-65%,目前黄土高原植被覆盖度已达65%,随着全球气候变化,黄土高原生态系统安全风险也将随之增加。

黄土高原地区土壤干燥化现象严重、土壤干层广泛发育、人工林退化,土壤干层厚度和深度的空间分布图表明,土壤干层表现出明显的空间变异和独特的分布格局,土壤干层的平均厚度为 160 厘米,在剖面上起始形成深度平均为 270 厘米(王云强等,2011)。黄土高原区域尺度上干层厚度的变异程度属于强变异,土地利用对土壤干层具有极显著的影响。

目前黄土高原水资源的配置矛盾明显加剧,区域多年降雨和温度变化较小,从2000到现在,农业用水量一直在降低,工业用水量呈增加的一个趋势,生活用水量和生态用水量都呈现增加的变化趋势,但是黄土高原水资源量有限,其总用水量变化不大,那么这就是说未来农业、工业、生活和生态用水的矛盾非常尖锐。生态用水会逐渐的降低,未来退耕植被的生态可持续性是一个很大的挑战。目前我国实施的三大标志性战役、也就三北工程攻坚战,事关我国生态安全、事关强国建设、事关中华民族的永续发展。怎样巩固退耕还林成效来助力三北工程攻坚战,是我们目前面临的一个重大需求。

最近几年在美丽中国先导专项的支持下,我们在榆林毛乌素沙地人工植被提质增效技术和示范方面做了一点工作,在风沙区人工林土壤养分供需平衡调控途径和关键技术,沙地退化林分提质增效关键菌种资源与栽培技术,土壤改良与地力快速提升技术,种养一体化循环农业协同技术模式,盐碱化土地生态治理技术,沙地人工林下生态经济模式等方面有一定的进展,有效地改善了退化人工林的质量,提升沙地人工植被的生态经济协同性,提高生态安全屏障的能力。

在绿色治沙方面,采取以植为主、植治水治相结合的方针,按照因地制宜、因害设防的原则来进行沙区的生态修复与治理,优化集成了飞播造林草技术、搭设沙障造林技术、推广沙地针叶树造林、营建高效防护林技术、改土提升地力技术、推广旱作节水技术等,在推广沙地针叶树造林方面,采取樟子松降雨造林模式、豆科-共生固氮配肥造林模式、樟子松免浇水造林模式和樟子松与紫穗槐混交固氮造林模式,使樟子松在榆林乌素沙地生态治理中发挥了重要作用,这些技术的系统集成与综合应用,使毛乌素沙地的植被覆盖度明显提升。

在绿水青山提质增效的价值转化方面,提出绿水青山转化为金山银山的内涵模式和实现机制,识别了榆林市绿水青山转化为金山银山的综合治理水平、价值实现模式和生计恢复机制,认为榆林生态水平提升与价值实现多元化存在县区间的差异、学习功能不足、恢复机制的反馈作用不明显;构建了绿水青山提质增效的资产资源价值交易方案,可采取一系列的措施,通过资产化、资本化或市场化来实现一个自然资源价值实现有效的转化,促进区域生态经济协同发展。

我们的工作也被地方政府部门采纳或应用,在制订陕西省黄河流域生态空间治理十大行动时,采纳了实施困难立地生态重建、提升退耕还林草质量等的意见建议。延安市人民政府认为我们的工作为延安市提出了许多切实可行的解决方案和对策建议,有力推动了延安市生态保护和高质量发展。同时,我们的工作也被中央电视台、陕西新闻联播节目进行了报道,也在陕西日报、中国科学报或中国网上发表署名文章,来推介我们推进绿水青山提质增效方面的研究成果和成效。

目前巩固退耕还林成效工作遇到了两个方面的问题,退耕还林工作当中的问题和退耕还林成效面临的威胁因素。退耕还林工作中的主要问题有:补助标准影响了地方政府或农户的积极性,工作经费不足影响到基层工作的积极性,部分管理工作不到位,有部分地区扩大实施的范围,个别地方降低了实施标准。成效面临的直接威胁因素有:生态保护主流化程度有待进一步提升,过度开发与不可持续的利用在增加,成果巩固存在较大的隐患,经济建设与气候变化,保护与发展的矛盾亟待多方式来破解,生态产品价值转化机制与途径明显不畅。在这些问题的共同作用下,部分地区的退耕还林工作同时受到多种因素的影响,不同区域中多种影响因素的相对重要性也存在着差异。

近20年来,生态文明建设和生态治理的新理念已深入人心,比如人与自然和谐共生,就要强调对生态系统进行系统治理或整体治理;绿水青山就是金山银山,就要求在保护生态的弎上,构建绿色发展方式与生活方式;山水林田湖草沙是一个生命共同体,就要求我们多类型生态系统综合治理、协同治理;实行最严格的生态环境保护制度,就是严格的制度和责任追究,完善生态建设考核评价体系。所以,未来的巩固退耕还林成效和生态环境治理要以新的生态文明理念来实施。

退耕还林还草已实施25年了,未来要全面的提升退耕林草生态系统的多样性、稳定性或可持续性,亟需加强区域水分承载能力的评价及其适水性生态修复技术与地域发展模式,生物多样性丰富度、分布格局和维持机制的地理分异规律,绿水青山孕育机理、提质增效关键技术及其生态价值转化方案,退耕植被生态与经济协同发展的两山两化路径、模式或发展策略的研究、集成、示范与实践。通过这些工作的不断深入,可使退耕还林成效得到进一步的巩固,也就是保护与发展绿色生产力与新质生产力,也将有力促进三北工程攻坚战的顺利实施。



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