农林水气一体化森林系统是粮食和生态安全的基础

□孙家驹

(中共江西省委党校,江西南昌 330003)

农林水气一体化森林系统是粮食和生态安全的基础

□孙家驹

(中共江西省委党校,江西南昌 330003)

森林生态系统是内陆增加降水、涵养水土、稳定径流、繁衍生物和吸碳制氧的重要机制,同时还提供人类所需的多样性的食、用之物。传统的农林水气分离式发展模式严重削弱了这一机制,导致全球性的水土流失、径流失稳、干旱加剧、气候变暖、资源短缺、环境恶化。未来的粮食、淡水、气候和生物多样性安全应建立在建设多产高产和生态功能健全的农林水气一体化的森林系统基础上。

内陆降水机制;绿水;农林水气一体化森林系统

人口增长、经济发展、资源短缺、环境污染、气候恶化、日趋尖锐的矛盾,使得全球和我国的粮食、淡水、生态安全风险不断加大,传统的农林水分离式发展模式不仅难以化解这一风险,而且最终会使风险不断加大。只有找到有效化解这一风险的根本途径,才能为可持续发展奠定坚实基础。

一、问题的提出

近几年来,联合国粮农组织、国际货币基金组织及一些研究机构和专家不断发出全球将面临粮食危机的警告,2009年全球饥民人数已突破 10亿。目前的全球粮食问题虽然主要不是出在生产能力不足,而是全球性经济衰退和多重因素引起粮价上升超出了低收入国家低收入者的承受能力所致,但从长期看,粮食生产能力不足将是根本性的制约。经合组织和联合国粮农组织 2010年6月15日公布的年度报告认为,在未来 10年,食品价格将上涨 40%,饥荒和食品安全问题可能加剧。到本世纪中叶,全球人口将超出 90亿,如果到那时现在的低收入国家人均收入也将达到目前的中等收入国家标准,财富分配更加公平,则全球人均粮食需求将接近食物链中端的 400～500公斤,粮食总需求将达 36亿到 45亿吨,即要增长 60%到翻一番。如果粮食生产满足不了这一需求,市场将通过粮价上涨来挤出收入较低者的需求以实现平衡,届时全球经济虽有巨大的发展,但仍将存在一个数量巨大的饥民队伍。按传统的发展模式,实现粮食翻番将面临全球随着人口增长人均耕地下降和资源短缺、环境污染、气候恶化、物种灭绝、洪旱灾害加剧的系统性障碍。仅就缺水而言,据预测,至 2025年全球将有 2/3的人口生活在用水困难的地区,至 2050年,传统的用水方式将无法满足人类的水需求。粮食和淡水是人类生存不可或缺和不可替代的必需品,如出现全球性短缺,对社会的威胁将比任何其他短缺都更为不可承受和更为难以应对。

我国是世界上人口最多和快速推进现代化的发展中国家,但人均耕地仅为世界平均水平的约40%,又是最缺水的国家之一,人均占有水资源量不到世界平均水平的 28%[1]。在迈向本世纪中叶的 40年中,我国将面临人口增长、人均收入和人均粮食需求增加,而人均耕地、水资源减少和气候恶化的压力。

就耕地而言,我们面临的是总量和人均量下降趋势。1996～2007年,我国耕地面积由 19.51亿亩减至 18.26亿亩,人均耕地面积从 1.59亩减至 1.38亩。1997～2005年,全国灌溉水田和水浇地分别减少 1397万亩和 449万亩,同期补充的耕地有灌溉设施的比例不足 40%。在现有的耕地中,中低产田约占 2/3,还有相当一部分耕地受土地沙化、土壤退化严重影响,或受重金属与有机污染。全国耕地后备资源约 2亿亩,60%以上分布在水源不足的生态脆弱地区。2005年,全国水土流失面积 365万平方公里,退化、沙化、碱化草地面积 135万平方公里[2]。我国政府提出要守住 18亿亩耕地红线,全国耕地保有量 2010年和 2020年要分别保有 18.18亿亩和 18.05亿亩[1]。即使是这样,耕地总量和人均量下降的趋势仍将继续,到本世纪中叶时,耕地形势无疑将极为严峻。

就水资源而言,水资源短缺比耕地不足制约更甚。我国人均占有水资源量约为 2200立方米,每年农业生产缺水 200多亿立方米,且水资源分布极不均衡,水土资源很不匹配。东北和黄淮海地区粮食产量占全国的 53%,商品粮占全国的66%,但黑龙江三江平原和华北平原很多地区靠超采地下水灌溉,三江平原近 10年来地下水位平均下降 2～3米,部分区域下降 3～5米;华北平原已形成 9万多平方公里的世界最大地下水开采漏斗区。近年来,我国北方地区降水持续偏少,干旱化趋势严重,但北方地区承担我国粮食生产的份额却在加大。2007年,13个粮食主产区产量占全国总产量的 75%,其中缺水的 7个北方产区,粮食产量占全国比重由 1991年的 36.2%提高到 2007年的 43.5%;而温湿的 6个南方产区粮食产量占全国比重由 1991年的 36%下降到 2007年的31.6%[1]。今后随着全球气候变暖,我国南方洪旱灾害可能加剧,去年9月到今年4月西南部分地区的大旱和今年上半年南方多省的洪灾已敲响了警钟。

就粮食需求结构变化而言,压力将不断加大。《国家粮食安全中长期规划纲要 (2008—2020)》提出,2010年我国人均粮食消费量要达到 389公斤,2020年达到 395公斤,10年实现粮食总量增 475亿公斤,人均增 6公斤。因为我国的食物市场需求结构正处在一个持续快速的变化之中,我国目前的人口主体还是农民,农民的货币收入远低于市民,他们从市场上购买动物蛋白质很少,一旦人口的主体由农民变成市民,以自给途径获得动物蛋白质方式的人们将完全要通过市场来获得,即要通过粮食转化动物蛋白质的方式来获得,这就必然要大幅度地增加粮食消费。2010年和 2020年,我国的城镇化率将分别达到 48%和 58%[2],城市人口将从约 6.48亿增加到约 8.41亿,净增近 2亿人口。到 2050年时,城市化率和人均收入也将接近或达到目前发达国家的水平,食物消费结构将必然要从目前的中低端移至中高端,这将带来动物蛋白质需求的大幅上升,这就需要用更多的粮食去转化,同时也将对食物的品质结构提出更高的要求。如果国内粮食生产不能满足这一需求,而那时的世界粮食市场供需无疑将更趋紧张,粮食安全的压力将空前加大。

二、生物生产的整体性生态机制

快速的工业化、市场化进程将全球推上了一条农林水分离式发展的路子,这条路子走到今天,已使人类的生态足迹超出了生态容量的 30%,使粮食、淡水和生态安全面临着整体性系统性障碍。我们必须从根本上拓宽视野,通过深刻理解生物生产的整体性生态机制,才能找到一条人与自然和谐发展的新路。

自然界大至生物圈小至森林、草原、湿地等生态系统,都是生物与环境一体化协同进化的生命共同体。生物与环境协同进化也形成了地球水循环机制的具体形式。生物圈的陆地、海洋和大气通过水循环而相互联系,海洋在太阳辐射的驱动下蒸发,使水从海洋经大气通过降雨到达陆地,陆地水一分为二,一部分在重力作用下以液态形式在地表上下流动直至入海,一部分在热能蒸发和植物生长蒸腾的作用下以气态形式返回大气。生态水文学依据水运动的这一自然规律,把陆地水划分为“绿水”和“蓝水”,绿水指的是看不见的气态水,蓝水指的是看得见的液态水。雨水到达地面后即分为绿水和蓝水两部分,同时,蓝水又分为两部分,一部分为地表径流水,另一部分为地下径流水;绿水也分为两部分,一部分为蒸发水,这是未直接进入植物生长过程就被热能蒸发到大气中的非生产性绿水,另一部分是被植物根系吸收,在植物生产过程中蒸腾到大气中的生产性绿水。

在陆地植物生产的全过程中,水和空气中的二氧化碳是必需的两大原料,土壤水使植物的根部潮湿,植物潮湿的根部与干燥的叶面之间存在的水势差和压力差,引起水从植物根部到叶面的流动,植物叶面的光合作用使水分子加快分裂,产生的氢原子与叶面开启的气孔所吸收的二氧化碳进行特殊化学反应,生成生物的基本构件糖分子,同时通过气孔将植物的水分蒸腾到空气中。植物生产将二氧化碳和水转化成碳水化合物构成自身的生物质,同时排出氧气和水汽的过程,还调节着地球环境的生物适宜性:

一是调节地球大气构成。地球原始大气二氧化碳含量高达 98%,没有自由氧,微生物诞生后开始改变大气的构成,而现代大气中氮、氧、二氧化碳各占 78%、21%、0.03%的稳定构成,植物尤其是森林起着极为重要的调节作用,森林每生长 1立方米蓄积量,平均吸收二氧化碳 1.83吨,释放氧气 1.62吨。

二是调节全球气温。植物生产过程排出的生产性绿水和热能蒸发的非生产性绿水在大气中起着主要的温室效应,与不含水的大气相比,它使地表气温提高了 30℃,目前大气中二氧化碳的温室效应,又使地表气温提高了 3℃[3]P5,如果没有这两者的温室效应,地表平均气温将是 -18℃,而不是现在的 15℃。

三是调节内陆降水和水分配模式。植物的生物生产量、生产性绿水量、降水量三者成正比例线性关系,并构成一个循环模式。内陆植被覆盖率越高,生物生产量越大,蒸腾量即生产性绿水量也越大,降水也越多。反之,植被覆盖不断减少从而植物生产量不断减少,植物蒸腾量也就不断减小,降水也就越少,并会更多地成为地表径流流走,降水和水分配模式随之改变,气候也就变得日益干燥。

森林具有增加生物量生产、增加降水、实现降水最大化地向生产性绿水转移、调节温湿、稳定径流、涵养水土、繁衍生物多样性和净化环境的整体性生态调节功能。覆盖着森林的陆地,不仅生物生产量和蒸腾量、降雨量大,而且土壤因森林地下根系而松软渗水,地面因森林多层覆盖而使降雨不能直接冲刷,暴雨经森林的层层截留遮护,使降水入渗土壤减少了瞬间强度,增加了时间长度,从而使降水入渗土壤达到最大化,并使地下水得到充分补充,这也就最大限度地减少了地表洪水径流。同时,地表实际蒸发速率与空气湿度和地表湿度之差正相关,森林蒸腾使空气湿度大,而多重覆盖又使地表湿度大,从而又最大化地减少了非生产性绿水的蒸发,因而,森林实现了把降水最大化地向生产性绿水、土壤水、地下水转移,使雨季时地表径流不暴涨,将洪水和洪灾降至最低。到旱季时,丰富的土壤水能满足多年生深根植物保持生长和一年生浅根植物完成生长周期的需求,植物在生长的同时又向空中输送大量的蒸腾水;同时,充盈的地下水则在低处河湖渗出补充地表径流,成为稳定地表径流的水源,使河湖水旱而不枯竭,并向空中输送蒸发水;植物蒸腾和河湖蒸发又形成了内陆水汽循环的降水机制,使旱季时也能比无林陆地有更多的降水。上述过程是森林生态系统将降水最大限度地留存下来,通过时空上的均衡分配、过程中的循环再生,达到内陆降水量的最大化和均衡化、蓝水向生产性绿水转移量的最大化和地表地下径流的稳定性过程。

全球森林特别是天然森林的大幅减少和森林结构功能的弱化,已使现在的内陆水循环机制大大削弱。在全球尺度上,目前海洋蒸发的水汽进入陆地形成陆地 40%的降水,另外 60%的降水则来自陆地的蒸发和蒸腾,绿水仍构成了陆地一个具有支配作用的水汽反馈圈;如果海洋水汽途经陆地的距离大于 500～1000公里,则陆地绿水对陆地水循环的影响比海洋水汽更大,如撒哈拉地区 90%的降水来自绿水;美国中部地区 60%的降水来自绿水[3]P10。前西德年均降水约 825毫米,其中 340毫米来自海洋蒸发,占 41%,485毫米来自国内蒸腾蒸发,占 59%,这 485毫米中有 371毫米来自植物蒸腾,占 78%多,104毫米来自地面蒸发,占 21%[4]P43,国内绿水对降水的贡献大于来自海洋的蒸发水,生产性绿水是非生产性绿水的3.5倍多。由于对非洲西海岸湿润森林的破坏,减少了随风飘移到下风地区的水汽流,带来了撒哈拉地区半干旱稀树草原降水的减少。西非草原曾是野生动植物的乐园,后来变成迁徙性耕作区,但依靠内陆自然植被的水循环机制,降水仍达到离海岸 2000公里处,现在由于正变成人类的永久定居地,降水离海岸的距离也正在缩小,如果这一地区的蒸发蒸腾消失,降水将退至距海岸 500公里的带状地域。在上个世纪 80年代,多数科学家还认为撒哈拉地区干旱的原因是气候变化,现在则认为干旱是引起该地区生态平衡破坏的导火线,干旱引发的人类活动而非干旱本身加速了生态退化,从而导致持续的干旱[3]P11。析我国气候和降水模式变化时,我国学者提出了“西伐东旱”、“东伐西旱”、“南伐北旱”的规律性。但在 1万多年前,甘肃河湖众多,植被繁茂,有食量很大的象群活动。3000年前,祁连山的降水也远比现在多,雪线下森林密布。柴达木盐湖在3000年前是淡水湖,现在罗布泊、居延海、猪野泽或消失或萎缩,柴达木诸湖已盐化,青海湖湖面已大幅收缩[4]P106-108。

森林破坏加剧的必然后果是洪旱灾害加剧。我国史书有对洪水的大量记载。公元前 2070年至前 221年的夏商周春秋战国 1850年中,黄河泛滥 7次,改道 1次,频率为 231.25年。公元前 221年至公元 220年的秦汉 441年中,泛滥 6次,决口7次,改道 3次,频率加快到 27.56年,这期间黄河中上游森林消失的速度很快。220年至 589年的魏晋南北朝 369年中,泛滥 5次,频率减慢到 73.8年,这期间黄河安流得益于黄河中游地区转农为牧,土地得以恢复植被覆盖。公元 581年至 960年的隋唐五代十国 379年中,泛滥 29次,决口 35次,改道 2次,频率加快到 5.74年,这时黄河中游地区重新退牧返农,森林覆盖率降至不到 20%。此后随着森林覆盖率的不断下降,水灾频率不断上升,公元 960年至 1368年的宋金元 408年中,泛滥 145次 ,决口 291次 ,改道 7次 ,频率为 0.92年;1368年至 1644年的明代 276年中,泛滥 138次,决口 301次,改道 15次,频率为 0.61年;1644年至 1911年的清代 267年中,泛滥 83次,决口 383次,改道 14次,频率为 0.56年;1912年至 1936年的 25年中,泛滥 9次,决口 90次 ,改道 4次,频率为 0.24年[5]P45。

长江流域森林覆盖率到 2世纪末仍接近70%,隋唐开始大规模开发,至 14世纪时森林覆盖率已下降到不足 40%,1957年时只有 22%,水土流失面积 36.38万平方公里,占流域总面积20.2%,至 1986年森林覆盖率降至 10%,水土流失面积增至 73.94万平方公里,30年间增加了一倍。长江水灾也因之不断加重,水灾频率在唐代为 18年,宋元加快至 6年,明清升至 4年,民国以后 2.5年,20世纪 80年代频率更快[5]P45-46。

与洪水如影随形的是干旱。金履祥《通鉴前篇》、《竹书纪年》都记载了商代时连续 7年大旱(前 1766～前 1760年)。西周厉王末年连续 5年

三、我国森林减少与降水模式变化

据我国学者研究,在远古时期,我国今天国土范围内的森林和草原面积占 85%以上,其中森林面积占 64%。从黄帝至夏的数百年间,伐木焚林现象出现在所有农区,森林覆盖率降至约 60%。夏商西周时期即距今 4000年至 3000年时,农垦和狩猎烧山活动对森林的破坏加重,人口密度较高的黄河流域伐木焚林现象更为严重,全国森林覆盖率降至约 51%,但这时黄河仍然较清。至战国末森林覆盖率降至 46%,隋唐前降至 37%,五代降至 33%,清末仅为 14.5%,1949年时为12.5%[5]P13-41,其中原始森林只占 4%,至 2003年时仅为 1.2%[6]P7。

森林不断消失改变了我国的降水模式。我国目前年均降水量为 62000立方 /公里,相当于 648毫米,全国年均径流量即蓝水量约为 284毫米,据此可算出年均蒸腾、蒸发量即绿水量约为 364毫米,占全国年均降水量的 56.2%,森林蒸腾量估计占总蒸腾、蒸发量的 1/3,即 121.3毫米,相当于单位面积森林平均蒸腾量 732.9毫米。我国学者据此推算 4000年前我国森林覆盖率为 60%时,全国平均降水量比今天要高出 200毫米[5]P49-50。在分大旱 (前 858～前 853年)。《诗经 》小雅、大雅中有多处描述宣王、幽王时发生过大旱。春秋战国期间有大旱记载的至少 27次。根据邓云特《中国救荒史》和孟昭华《中国灾荒史记》收集史书对旱灾的记载,可粗略统计旱灾在秦汉 441年间发生81次,三国两晋 200年间发生 600次,南北朝 169年间发生 77次,隋朝 29年间发生 9次,唐朝 289年间发生 125次,两宋 319年间发生 183次,元朝71年间发生 86次,明朝 276年间发生 174次,清朝 268年间发生 201次,民国自 1912年至 1937年抗日战争爆发 25年间发生 14次。连年大旱在历史上曾造成极其严重的饥荒,如 1876～1878年的大旱,造成饥民近 2亿,几乎占全国人口一半,死亡 1千万以上。1928～1930年大旱,造成饥民 6千万人,死亡 1千万。

4000年以来,我国的沙漠面积随着森林覆盖率的减少而扩大,4000年前的沙漠面积约占国土面积 10%,荒漠约占 14%;春秋战国时沙漠、荒漠分别升至约 13%、18%;南北朝时分别升至约14%、20%;宋代分别升至约 15%、22%;清代分别升至 16%、24%;民国时分别升至 17%、26%;2000年时分别升至 17.6%、27.8%[6]P51。现在人工林和森林覆盖率虽在增加,但结构单一的人工林生态功能脆弱,沙漠、荒漠仍在扩张。20世纪 50～70年代,我国沙化面积每年扩大 1560平方公里,80年代年均扩大 2100平方公里,90年代年均扩大 2460平方公里[5]P52。

四、生态整体性恶化的主要根源

自农业革命以来,人类逐渐走上了一条与自然一体化协同进化母体相分离和农林水气相互分离的发展路子。这种分离式发展路子走到今天,已使一体化的自然生态系统在全球尺度上发生了重大改变,拥有丰富生物多样性的自然森林、草原、湿地等生态系统,已大面积地被单一化种养的农田、草场、养殖场和交通、水利、工商、城市、乡村建筑设施所取代,从而改变了内陆降水模式和全球气候,形成了全球性空前的粮食、淡水和生态安全的系统性障碍。

一是农田生物多样性已低于荒漠,严重削弱了生态自平衡能力,造成病虫害失控性爆发。由于昆虫具有极强的繁殖变异适应能力,化学杀虫既不可能全面覆盖目标昆虫,而且所覆盖的也会有一部分很快会产生适应性变异或适应性避食而存活繁衍开来,其他益虫、天敌则因繁殖变异速度慢而陷于灭绝之境,从而陷入农田病虫害肆虐、药物施用量增加、环境污染加重的恶性循环。

二是以农产品形式取之于农田的物质在消费后未返回农田,造成农田物质循环链断裂而丧失了可持续生产力。用化学肥料替代断裂的环节,既造成了日益严重的化学污染,又加剧了资源短缺和土壤结构破坏,加上草本作物在一年中有几个月时间使土壤裸露,从而又造成了遍及全球的水土流失和土壤持水能力下降。

三是在全球选择引进高产作物品种,使适应本地环境的品种不断被外来品种取代。这样既使农业管护技术难度和成本大大提高,又增加了外来物种入侵、本地物种灭绝的风险,加上人类有意清除与农作物争空间的植物、吃农作物的草食动物和与人类争食的肉食动物,从而造成了空前规模和速度的物种大灭绝,使生态系统发生逆向演替。

四是农田大规模取代森林,除使以森林为生境的所有生物面临灭绝外,还严重削弱了内陆水汽循环机制。蒸腾减少导致降水总量减少,雨季时的降水因土壤持水性差而大多变成洪水径流流失甚至成灾,旱季更加干旱缺水,使农业越来越依赖于地下水和工程蓄水,在失去了森林降水和土地涵水之“源”后,水利工程蓄水有限而非生产性蒸发畅通无阻,加上地下水过度抽取导致旱季时缺水补充而干涸,而化肥农药和工业、城乡居民生活污物的排放又使地表水甚至地下水遭受污染,从而使水短缺更加雪上加霜。

五是森林是吸收二氧化碳的重要碳汇。虽然农作物也吸收碳,但远小于耕作过程中使用化肥农药机械电力等的碳排放,农田取代森林,使林地由碳、氮储存变成碳、氮排放,现代化学农业已构成全球气温上升的重要因素。

六是大大增加了经济社会和环境成本。天然生态系统的自循环产出不费人类的分文,这种循环被打破后用大量的物质能量来人为替代,必然大大增加经济社会成本并加剧资源短缺和环境污染。与此同时,城市的规模效益也会因资源短缺和环境恶化而下降,这就使整个社会逐步陷入不断加大的人口膨胀而环境恶化、资源短缺的压力之中。

五、重建农林水气一体化森林系统

所谓农林水气一体化系统,是指它既是一个农产品多产高产的农业系统,又是一个拥有丰富生物多样性和健全生态调节功能的森林系统,还是一个增加内陆降水和碳汇的气候稳定系统,并且是将降水最大化向生产性绿水转移的水利系统,因而是一个农业、林业、水利、气候的整体性生态系统。这个系统有四大基本特征:一是它的生物多样性互利共生形态;二是具有生态系统自调节、自循环、自平衡功能;三是为人类提供多样化食、用产品;四是与各地自然环境相适应。

生物多样性是生态系统健康的关键。多样性的植物、动物、微生物组合成一个互利共生、具有自然生态系统自调节、自循环、自平衡功能的生态系统,是农林水气一体化系统的普遍形态和功能。多样性的植物包括深根和浅根、木本和草本、适阴和适阳、多年生和一年生、地面果和地下茎等多种植物,它们相互补益的组合能达到充分利用当地自然资源,能最大化地生产人类所需的多种生物产品。把多样性的相互补益的植物和植食、肉食、腐食动物及微生物组合成一个准自然系统,不仅可以常年收获,多产高产,而且可以把系统中人类不能食用和其他难以有效利用的植物、昆虫、鼠类、残物等转化成人类可以食用、利用的肉类、菌类、肥料,并通过这种转化过程不仅实现系统的自循环、自平衡,而且使循环得以加快,产出得以提高。这个系统的所有生物都具有与本地环境的适应性,因而在它形成后,就能自我制土、施肥、给水、抑虫、平衡、循环,能“自己照顾自己”,所需的外部物质、能量、技术投入和人工管护成本很低[7]P245-252。年轮作种植,其产出的食物高出同地域等面积畜牧场产量的几个量级[8]P223。目前绝大部分南部非洲半干旱稀树草原农田粮食产量每公顷只有 1～2吨,小农户的产量只有 0.5吨,在相同水文条件下,实验站的主要粮食产量可达 5～6吨,更高的可达 7～8吨 ,甚至 10吨[3]P127-128。

原住民创造的各种农林水气一体化模式仍有宝贵的示范价值。我国西南部分地区在今年4月前持续的大旱中,元阳县有着约 1300年历史的十几万亩哈尼水稻梯田却未受多大影响,其根本原因是山上都是茂密的天然森林,森林之下是村落,村落之下是梯田,饮用水和灌溉水主要不是靠村和田小空间直接截留降水,而是来自山上大森林截留的土壤水和地下水源源不断地下渗,如果是梯田到顶,森林全无,那就早已山穷水尽,土崩石出了;同时,村中的人畜粪便和有机垃圾集中在大池中发酵,所产肥水直接且均衡地流入梯田中,这就构成了一个物质循环链,使取之于农田的物质能返回农田,而不需要施用化肥。即使是人工造林也有明显效益,上个世纪 70年代末至 80年代初,非洲撒哈拉沙漠以南边缘地带伐木为薪,导致严重的干旱化和沙漠化,80年代中期以来,尼日利亚的部分农民开始植树造林,现在每公顷土地上已有 50～100棵树,使 300万公顷土地恢复了绿色,25万公顷土地再度耕种,沙漠重新变成绿洲,降水量增加了 10%～20%,现在谷物产量比 20年前增加了 20%～80%,蔬菜产量是原来的 4倍[9]。

我国的湿润地区占国土面积 32%,干旱地区占 31%,半湿润地区占 15%,半干旱地区占 22%。在共占国土面积 37%的半湿润半干旱地区建设农林水气一体化系统具有巨大的潜力;湿润地区平原除有条件发展蓝水农业外,其大量的荒山荒丘或退化的残次林地有许多地方可以建设农林水气一体化系统。其规划和安排可分步分类进行:

第一步,分四大块布局:一是对现有约 9亿多亩旱地试种适应当地环境的多样化的木本粮油果药等植物,形成生物多样性自平衡、自循环的生态功能,因这部分土地目前的粮食产量低,只要增林增水并使降水最大化地向生产性绿水转移,就能较大幅度地提高粮食产量和经济产出,如果亩均增粮 100公斤以上,总量可达千亿公斤。二是对现有的后备耕地、湿润地区的丘陵荒地、生态功能

这种农林水气一体化系统实质上就是对自然生态系统的模仿,是自然生态系统的缩影,是立足于持久效率和信赖自然能力的农林业。这种农业目前当然还远没有达致完善和普及,但从热带森林到半干旱草原,从种植到放牧都在实验,并成效显著。如热带森林中斑块状模拟丛林多样性的多退化的人工林地、退耕还林的适宜土地进行农林水气一体化系统建设,形成这些土地的生态服务功能和粮食、经济等多产高产能力,这部分土地可以建成约 10亿亩农林水气一体化系统,如亩均产粮 200公斤,总量可达 2千亿公斤。三是湿润地区的山地通过封山育林或生态化造林最大化地恢复森林覆盖,以增加对内陆地区的水汽输送,同时还可以帮助山地农民建设哈尼式梯田。四是湿润地区组织多学科的专家对灌溉农业的各种农林水气一体化模式进行研究和试验,形成一批可供推广的模式。

第二步,当上述农林水气一体化系统形成稳定的多产高产能力后,对现有约 8.5亿亩可灌溉耕地的化学农业模式进行改造,使之逐步向农林水气一体化系统转换,形成自平衡、自循环的能力,直至消除化学农业的弊病。由于灌溉农业的粮食产量已经较高,增加粮食产量的潜力相对较小,但通过农林水气一体化系统的普遍建立,就能将病虫鼠害和水旱风灾降至最低,加上科技增产的贡献,仍可望亩均增粮 100公斤以上,总量可达千亿公斤。达到上述目标,不仅我国的粮食、淡水的安全可望无虞,农民增收渠道大大拓宽,而且生物资源的种类和总量将大大增加,生态环境质量也将有根本性的改善,人与自然和谐发展就有了牢靠的基础。

[1]国家粮食安全中长期规划纲要 (2008-2020年)[N].光明日报,2008-11-14.

[2]全国土地利用总体规划纲要 (2006—2020年)[N].光明日报,2008-10-24.

[3]〔瑞典〕Malin Falkenmark,Johan Rockstrom.人与自然和谐的水需求——生态水文学新途径 [M].任立良等译.北京:中国水利水电出版社,2006.

[4]王宏昌.中国西部气候——生态演替历史与展望[M].北京:经济管理出版社,2001.

[5]樊宝敏,李智勇.中国森林生态史引论[M].北京:科学出版社,2008.

[6]姜春云.偿还生态欠债——人与自然和谐探索 [M].北京:新华出版社,2007.

[7]Paul Hawken,AmorvLovins,L.HunterLovins.自然资本论——关于下一次工业革命[M].王乃粒等译.上海:上海科技普及出版社,2000.

[8]〔美〕查尔斯·哈珀.环境与社会——环境问题中的人文视野[M].天津:天津人民出版社,1998.

[9]植树改造沙漠使非洲粮食增产[N].参考消息,2006-10-28.

The Farm ing-ForestryWater-gas Integrated Forest System is the Basis for Food and Ecological Safety

SUN Jia-ju
(Party School of the CPC Jiangxi Provincial Comm ittee,N anchang,Jiangxi330003,China)

The forestry ecological system is an important mechanism for increasing the rainfall,conserving the soil,stabilizing the runoff,reproducing living being,absorbing carbon and producing oxygen in the inland;meanwhile,it also provides diversified foods for the human being.The traditional far ming-forestrywater-gas separated development model has severely weakened this mechanis m,resulting in water loss and soil erosion,runoff disability,severe draught,climate war ming,species extinction,resource shortage,and environment degrading.For the future,the safety of food,fresh water,cl imate and biodiversity should be based upon the far ming-forestry water-gas integrated forest system,which has high productivity and complete ecological functions.

inland rainfallmechanism,green water;farming-forestrywater-gas integrated forest system

F326.2

A

1674-0599(2010)04-0097-07

(责任编辑:廖才茂)

2010-06-21

孙家驹 (1949—),男,江西德安人,中共江西省委党校研究员,研究方向为生态经济与可持续发展。