本文轉自科研圈
撰文 皋磊，Brett A. Bryan
前言
7月12日，國際頂級期刊 Nature 以長篇綜述論文的形式發表了澳大利亞、中國、美國的16家單位19名科學家的合作研究成果——China’s response to a national land-system sustainability emergency（中國對國家土地系統可持續發展突發事件的響應）。
近四十年來，中國進行了人類歷史上規模最大的土地系統可持續發展的干預活動，啟動了包括三北防護林、天然林保護、退耕還林還草等一系列投資巨大、在國內甚至世界上都具有重要影響的生態環境建設工程。為了綜合中國在設計和實施這些重大工程中所取得的經驗，幫助世界上其它國家在實現聯合國可持續發展目標方面取得進展，由澳大利亞迪肯大學 Brett Bryan 教授和聯邦科學與工業研究組織的皋磊研究員領銜，來自三國的19名科學家組成的科研團隊，科學地審視了中國16個旨在提高環境與民生可持續發展的重大工程（三北防護林體系建設工程、國家水土保持重點建設工程、長江中下游地區等防護林體系建設工程、農業綜合開發項目、長江上中游水土保持重點防治工程、國家土地整治工程、天然林保護工程、退耕還林還草工程、重點地區速生豐產用材林基地建設工程、中央財政森林生態效益補償基金工程、京津風沙源治理工程、野生動植物保護及自然保護區建設工程、中國-全球環境基金乾旱生態系統土地退化防治夥伴關係項目、岩溶地區石漠化綜合治理工程、草原生態保護補助獎勵項目、耕地質量保護與提升工程）。
研究成果
該研究團隊發現自1998年起，中國對可持續發展的投資急劇增加；至2015年，這16個工程在約620萬平方公里的土地上（中國國土面積的65%）共投資了3700多億美元，並調動了5億勞動力。這一努力在全球範圍內都是史無前例的。儘管不完美，但確實給整個國家的自然環境與人民的生活環境帶來了莫大的好處。聯合國在2015年底才提出來17個可持續發展目標，而早在中國的這一系列重大工程已經致力於解決眾多的可持續發展目標（圖1）。
圖1. 中國重大生態建設工程投資映射到17個聯合國的可持續發展目標的投資額(單位：十億美元)
這些工程的環境目標包括緩解長江和黃河的侵蝕、沉積及洪水，在乾旱的北方防治沙漠化，在多石灰岩的西南部地區治理石漠化，減少沙塵暴對首都北京及附近地區的影響，保護天然林地，以及提高耕地生產力等（圖2）。
圖2. 中國可持續發展重大工程覆蓋面積（自上而下分別為水土保持、沙漠化控制、耕地生產力提高、土地整治回收和開發、草原管理、野生動植物保護和自然保護區、森林管理、保護林種植、經濟林種植。單位：萬平方公里）
中國可持續發展的一個重要節點是在20世紀90年代末，在此期間國家對一系列環境突發事件的積極響應。中國已有8000多年的農耕歷史，但到20世紀中期，由於低效的、不可持續的農業實踐和過度開發自然資源的累積影響，導致了大面積的貧困和環境退化。災難性的後果隨之而來，如洪水、乾旱和大饑荒。到了90年代，自然森林覆蓋率低於10%，每年約50億噸的土壤遭到侵蝕，造成嚴重的水質和沉降問題。在黃土高原，受影響最嚴重的地區每年每平方公里土地會有1萬噸土壤遭到侵蝕（圖3）。農業土壤生產力下降，草場過度放牧，沙漠化影響了中國四分之一以上的土地。90年代後期，中國經歷了一系列的人們普遍認為是由不可持續的土地管理導致的自然災害，包括1997年的黃河斷流、1998年的長江水災、2000年的北京沙塵暴（圖4）等。
圖3. 2007年中國陝西省黃土高原深度細黃土的侵蝕。照片由 JimRichardson提供。https://www.flickr.com/photos/jimrichardsonphotography/3568091419
圖4.這是通過谷歌地球引擎獲得的NASA的MODIS傳感器的圖像，下圖顯示2015年3月15日，一場沙塵暴襲擊了北京。上圖為作為對比的同一地區無雲的情況。
1998年之後，這一系列的事件觸發了中國的可持續發展投資加速，中國啟動了眾多的生態建設工程，包括退耕還林還草工程和天然林保護工程，並且加速了旨在減緩和逆轉荒漠化的三北防護林工程項目的投資，形成了一條4500公里的綠色長城（圖5）。
圖5. 1978~2015年，在中國各省進行的16個可持續發展工程的投資。
減貧和經濟發展同等重要，特別是在中國西部。這些工程通過支付或補償農民和牧民的方式來改善他們的生計，使得他們願意在土地上實施可持續發展的干預措施（如退耕退草還林）；同時將一部分農村人口轉移到城市從事非農職業，從而提高他們的家庭收入，並減輕土地的生態壓力。
中國的可持續發展投資的成果是非常積極的。森林砍伐率下降，覆蓋率上升到22%；草原獲得再生和擴大；荒漠化趨勢在許多地區都得到了控制（儘管這主要是受氣候變化的影響，但是恢復植被的努力也起到了一定的作用）。水土流失大幅度減少，水質和河流沉積明顯改善。例如，黃河泥沙負荷下降了90%，長江也有明顯的改善。通過技術進步和提高效率，農業生產率得到了提高，農村家庭普遍富裕，飢餓也基本消失。
中國可持續發展工程的具體影響也受到其他因素的制約，如獨生子女政策、家庭聯產承包責任制、城市化的發展進程以及環境變化等。因此現在需要對這些工程進行詳細而又全面的總結，以確定它們的真正影響。此外，還可以採取更多措施來保護生物多樣性，特別是優先考慮當地自然森林的恢復和再生，而不是進行單一樹種的種植。
當然，這些可持續發展投資也產生了一些較為嚴重的意外後果。例如種植不適宜的喬木和灌木樹種造成了水資源的枯竭，並導致了大面積的種植失敗。例如在退化最嚴重的地區，對整個社區的生態遷移可能會造成重大的文化破壞。
供其它國家借鑑的中國經驗
儘管中國的可持續發展道路獨一無二，但其它國家也可以從中借鑑經驗。各國必須把可持續發展視為一項長期的、大規模的公共投資，等同於教育、衛生、國防和基礎設施。可持續性是複雜的，因此其解決方案必須針對關鍵的問題，比如打破在貧困和環境惡化之間的惡性循環。我們需要採用集成的方法，同時兼顧可持續發展的多個方面，儘量減少這些方面的相互制約；這些方法必須是基於實證的、協調的、並能適應新的信息。有時需要採取果斷行動，但這同時需要對受影響的人提供適當的社會和經濟支持。
展望
我們並非在此談論中國是全球可持續發展的典範，中國目前仍然有不少非常嚴重的問題，例如空氣、水和土壤的汙染，城市擴張，以及非法野生動物貿易。但是，必須承認並且肯定的是——中國的鉅額投資已經在改善農村民生和自然的可持續發展方面取得了巨大的成就。隨著中國人口的持續增長，國民財富以及消費的增長，可持續發展問題將繼續挑戰著中國和全球。
研究團隊
該研究工作是由來自澳大利亞、中國、美國的16家單位的19名科學家組成的科研團隊（澳大利亞迪肯大學 Brett Bryan 教授、聯邦科學與工業研究組織的皋磊研究員、Mark Stafford Smith 研究員、華南農業大學葉延瓊副教授、西南大學孫秀鋒博士、南澳大學 Jeffery Connor 教授、阿德萊德大學 Neville Crossman 教授、美國亞利桑那州立大學及北京師範大學鄔建國教授、北京師範大學何春陽教授、於德永教授、劉志峰博士、黃慶旭副教授、中國科學院植物所李昂博士、中國科學院華南植物園任海研究員、中國科學院地理科學與資源研究所鄧祥徵研究員、中國科學院生態環境研究中心鄭華研究員、內蒙古大學牛建明教授、內蒙古農業大學韓國棟教授、中國農業科學院侯向陽研究員）完成。
皋磊博士簡介：皋磊博士目前是澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）高級研究科學家。2015年獲得大洋洲建模與仿真學會青年學者傑出研究獎，以及 CSIRO 農業部長獎。2017 年獲得 CSIRO Julius 職業生涯獎（表彰 CSIRO 異常傑出的中青年科學家）。皋博士的研究領域主要為：複雜系統建模、水土資源管理、不確定分析、魯棒決策、機器學習。歡迎國內學者聯繫訪問交流（Email: [email protected]）。
相關論文信息
標題 China’s response to a national land-system sustainability emergency
作者Brett A. Bryan, Lei Gao, Yanqiong Ye, Xiufeng Sun, Jeffery D. Connor, Neville D. Crossman, Mark Stafford-Smith, Jianguo Wu, Chunyang He, Deyong Yu, Zhifeng Liu, Ang Li, Qingxu Huang,Hai Ren, Xiangzheng Deng, Hua Zheng, Jianming Niu, Guodong Han &Xiangyang Hou
期刊Nature
DOIhttps://doi.org/10.1038/s41586-018-0280-2
發表日期 2018年7月12日
摘要 China has responded to a national land-system sustainability emergency via an integrated portfolio of large-scale programmes. Here we review 16 sustainability programmes, which invested US$378.5 billion (in 2015 US$), covered 623.9 million hectares of land and involved over 500 million people, mostly since 1998. We find overwhelmingly that the interventions improved the sustainability of China’s rural land systems, but the impacts are nuanced and adverse outcomes have occurred. We identify some key characteristics of programme success, potential risks to their durability, and future research needs. We suggest directions for China and other nations as they progress towards the Sustainable Development Goals of the United Nations’ Agenda 2030.
論文鏈接https://www.nature.com/articles/s41586-018-0280-2
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