关于湖北林业生态建设的思考

潘磊　唐万鹏　史玉虎

摘要：党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局，摆上现代化建设的突出位置，并做出努力建设美丽中国、实现中华民族永续发展的战略部署。林业和生态是这一战略中的两个关键词，如何以生态学原则与理念指导林业生态建设，又如何在林业生态建设中发展生态学理论与方法，这是我们必须面对的挑战，也是我们需要把握的机遇。

关键词：林业生态建设；森林生态系统服务；生态系统管理；湖北

中图分类号：S7185文献标识码：A文章编号：1004-3020（2016）01-0001-06

过去的30余年，中国社会的变化举世瞩目、翻天覆地，在极短的时间内奇迹般走完了西方上百年的工业化道路。近年来，这种快速发展的副作用正日益引起人们的反思，土地沙化、湿地退化、物种安全、淡水紧缺、空气污染和重大自然灾害等生态问题日益突出，GDP的增长和人民生活质量的提高已开始遇到瓶颈，有效应对生态挑战成为全社会普遍关注的重大问题[1]。

党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局，摆上现代化建设的突出位置，并做出努力建设美丽中国、实现中华民族永续发展的战略部署。其中，林业成为生态建设的主体，承担着建设森林生态系统、保护湿地生态系统、改善荒漠生态系统、维护生物多样性的重大职责。在生态建设中林业占首要地位，在贯彻可持续发展战略中赋予林业重要地位，在西部大开发中赋予林业基础地位，在应对气候变化中赋予林业特殊地位，并把发展林业列为生态文明建设的首要任务，纳入经济社会发展总体布局。

生态学已成为指导人类生存和发展的首要原则与方法，是人类社会可持续发展的基础和核心。如何以生态学原则与理念指导林业生态建设，又如何在林业生态建设中发展生态学理论与方法，这是我们必须面对的挑战，也是我们需要把握的机遇。美国生态学会提出的未来生态学三个战略目标可以给出部分答案，即强化以生态学为基础的科学决策，推进面向地球可持续发展能力的创新性生态学研究，促进生态学中文化氛围的交融以开创一个前瞻性和国际化的生态学事业。

1进一步理解生态学

生态一词大家都已经耳熟能详，它是指生物与环境、生命个体与整体间的一种相互作用关系。而生态学则是一门学问，是研究生物与其环境之间关系的科学。对于生态学很多人都有自己的理解，但事实上，它是一个超出初创者想象的意义更为重大的思想，同时，它也是一个超出大多数人理解的实用科学。

1.1生态学的作用

王如松先生曾经指出，21世纪的生态学，既是包括人在内的生物与环境之间关系的一门系统科学，也是人类认识环境、改造环境的一门世界观和方法论或自然哲学，还是人类塑造环境、模拟自然的一门工程美学，是科学与社会的桥梁，是天地生灵和人类福祉的纽带。

如何理解这一总结，转引伍业钢[2]列举的一个生态学实践的案例。纽约市政府每天要提供560万 t生活用水给近900万人口，为了满足这一供水需求，市政府面临两个选择，一是投资600万美元用于建立水处理系统，另加每年11亿美元的管理运行费；二是每年投资14亿美元用于流域保护，直接使用流域内19个水库和3个自然湖泊的水资源。为了保护流域水质达到无毒害、无臭味，能够直接进入饮用水供水管理，纽约市政府在流域管理和保护中，采取的措施有：

（1）由于流域中70%的土地为私人所有，政府要保证流域内水源保护和净化水质的目的，一方面通过购买重点地段的土地，另一方面也通过与私有土地者签订合同，共同保护流域内的森林、草地灌丛等植被覆盖，保护湿地、水源、湖泊和水库岸边植被。杜绝人为污染，包括生活用水、工业用水以及旅游娱乐等造成的可能对水体的污染。

（2）环保、农林相关部门加强对公众、私有土地拥有者、游客进行有关流域与水资源保护的宣传，出台《森林管理》、《湿地管理》等各种具体管理办法，以及各种监督和举报机制，防止意外事故的发生。

（3）政府加大力度具体解决流域100多个小城镇内2 000多个化粪系统、排污系统、地表径流系统的质量检查和监督管理，保证水质安全。

（4）政府相关部门具有明确的权力和责任，对流域水质进行监控、管理和预测评估。具体包括林业部门对森林质量的监测与调控，保障森林净化水质的生态服务得以优化；环境监测与市政部门开展流域人口压力、都市化发展、化粪系统、排污系统、地表径流系统的变化监测与分析，提供季节性流域变化和水质变化以及水需求量增加下的应急预案。

正是因为政府强烈的流域生态管理意识，生态理论与实践的应用，对公众和私有土地拥有者的教育，对游客的管理以及采取各种有效的技术措施防止水质污染等整体战略，使得流域水质达到了不用过滤处理，就可以直接进入供水管道。纽约的饮用水也成为美国流域科学管理和安全饮用水的典范。

案例很好地诠释了生态学在可持续发展中的作用，政府的生态管理意识、生态理论与技术的应用、生态系统管理各部门的协调与合作、公众的参与所带来的可持续美，正体现了生态学联系世界观、方法论“桥梁”与“纽带”的魅力。这种魅力能否在社会经济发展中时时绽放，目前看来仍是任重道远。

1.2相关生态学发展行动与研究计划

（1）联合国的千年生态系统评估行动。为了加深气候变化、土地利用变化、生物多样性减少、富营养化等因素对生态系统影响的认识，为决策者提供最新的科学信息，以采取切实有效的措施，保护生态系统和人类自身的安全，在联合国原秘书长安南先生的支持和推动下，联合国环境规划署、开发计划署、世界银行、世界资源研究所等机构和生物多样性公约、防止荒漠化公约等组织共同发起联合国千年生态系统评估计划，简称MA计划。2001年6月正式启动，2005年结束。该行动的实施为在全球范围内推动生态学的发展和改善生态系统管理工作做出了极为重要的贡献，它是生态学发展到一个新阶段的里程碑，对于21世纪生态学的发展和人类可持续发展发挥了无法估量的推动作用。

（2）美国生态学会21世纪的生态远景与行动计划。该计划由美国生态学会于1991年提出，该计划总结其发展目标：“我们未来的环境由人类为主体的、人类有意或无意管理的生态系统所组成；一个可持续发展的未来将包括维持性、恢复性和创建性的综合生态系统； 生态学注定会成为制定可持续发展规划与决策过程中的重要组成部分； 为了更好地开展生态学研究和有效地利用生态学知识，科学家，政府，企业界和公众必须在区域以至全球范围内结成前所未有的合作关系，形成一种新型的生态文化。”

（3）欧盟的生态创新行动计划。是欧盟委员会2011年底提出的一个最新行动方案，旨在加快各成员国的生态创新进程，并推动各项创新技术进入市场，从而实现提升资源利用效率和保护环境的目标。生态创新行动计划从需求、供给政策，以及行业政策和金融工具应用上做出了具体规划，包括以下七个方面：通过环境立法和政策促进生态创新；支持示范项目并加强与企业间的合作来获得创新技术；制定新的环保标准来推动生态创新；为中小企业提供金融支持和服务；加强国际合作；挖掘新兴技术和就业机会，并通过就业培训满足劳动力市场需求；通过欧洲创新联盟（IU）间的合作关系推动生态创新。

（4）全球气候变化研究计划及IPCC评估报告。 IPCC 第五次评估报告（AR5）总结了全球气候变化的观测事实、归因分析和未来气候系统变化预估方面的最新研究进展，发现在1880～2012 年的近130 年中，全球地表的平均温度升高了0.85℃；基于大量观测数据指出，近百年人类活动加剧了全球气候变暖是毋庸置疑的事实。气候变暖使海洋增暖，全球几乎所有冰川发生退缩[3]。气候变化的归因分析表明，人类活动（尤其是CO2排放）是气候变暖的主因之一[4]。

（5）生物多样性计划（DIVERSITAS），该计划由联合国教科文组织（UNESCO）、环境问题科学委员会（SCOPE）和国际生物科学联合会（IUBS）于1991 年建立，包括生物编目与计划、生物发现、生态服务、保护与可持续利用4 个方面的内容。中国在2004 年与CTFS合作，建立了中国大型样地的森林生物多样性监测网络，这对森林生物多样性监测在温带的发展有重要的推动意义，也获得了丰硕的成果产出[5-7]。

目前的国际重大研究计划具有以下新的特点：①科学问题上，不仅关注一般性的全球问题，而且关注具有区域性特点的环境问题；②在研究的时空尺度上，在多时空尺度研究的基础上，更加强调区域和大陆尺度的研究；③在研究方式上，在多学科、多方法研究的基础上，更加强调自然科学和社会科学的交叉；④在研究计划的实施方面，更加关注科学与政府的互动；⑤强调全社会各界利益相关者的全程参与[8]。而这正代表了新世纪生态学发展的重要趋势。

1.3森林生态学的重要性及其发展趋势

陈吉泉[9]曾经总结了生态学家面临的7个挑战，①全球变化与区域生态安全。②生物入侵及其管理。③重要生态区与生物多样性保护。④流域生态学与科学管理。⑤湿地生态系统的保护与水资源安全。⑥农业生态系统健康与食物安全。⑦植被恢复与生态灾害防治。

这些挑战是面对一系列生态与环境问题，人们反省过去，面向未来的研究趋势。认识论的突破带来了方法的大转变。这些挑战很多涉及林业生态，凸显林业生态的重要地位，林业生态建设与研究发展趋势表现出与之相适应的特点：首先注重在不同生物层次和空间层次上全面揭示森林生态系统的复杂性；其次是系统中的生命过程与其环境因素的相互关系研究。即关注过程、机制的研究，森林生态系统动力学研究是其代表；其三是强调研究的时空尺度，注重长期的数据积累和网络化对比；第四，全球化和生物多样性的研究仍然是目前和未来森林生态学的研究热点。以美国为例，其森林生态学发展趋势集中表现为其研究内容主要围绕森林生态系统对全球变化的响应和生物多样性的研究。研究方法主要强调实验生态学的应用，研究手段则日益显示高新技术的渗透。其特点是定位研究、长期研究、综合研究和研究层次的多极分化。这很好地反应了当前森林生态学的发展趋势的主要特点。森林生态学研究和发展将进一步帮助人们认清森林生态系统在全球变化中的响应，反思自己行为，同时也为人们应对生态危机提供科学依据。

2森林生态系统服务

森林是地球上最主要的陆地生态系统类型，在生物多样性保育、全球碳循环、水土保持、水源涵养、林产品供给、改善大气环境、游憩和文化教育等诸多方面发挥着不可替代的生态系统服务功能[10]。然而，气候变化、土地利用变化等环境变化正在迅速改变和影响着不同尺度上的森林生态系统结构[11]，并导致森林生态系统服务功能的持续退化和一系列全球生态环境问题[12]。森林生态系统服务功能维持和提升已成为全球生态学研究关注的热点问题。

2.1何谓生态系统服务科学

生态系统服务是人类从生态系统中获取的自然惠益，是人类赖以生存和发展的基础，一般可包括供给服务、支持服务、调节服务和文化服务等[13]。随着气候变化和人类活动导致的生态系统结构功能退化及相关环境问题的日益加剧，生态系统服务功能的评估和管理受到广泛关注，成为生态学研究面临的首要问题[14]。

生态系统服务科学，则是通过对提供服务的自然格局和过程的研究，维护和管理生态系统的服务功能。研究生态系统服务，也就是从量和质上理解和保证可持续发展的潜力与策略[2]。可以说，生态系统服务的提出，强调了人与自然的统一，强调了生态系统与经济价值和市场价值的结合，这是对可持续发展在概念上的更新[2]。

依赖生态系统服务科学的发展，我们希望回答一些关键性的问题，比如哪些生态服务是不可替代或十分昂贵的，或其替代技术将会产生意想不到的负面效果？哪些生境必须保护以保障生态系统能为人类提供关键的服务功能？哪些因素会削弱生态服务？怎样才能减缓或逆转它们的影响？个人、企业和政府的行为是怎样维持或削弱生态服务功能的？当自然保育对策不能生效时，生态学家能采取些什么样的对策？

2.2森林生态系统服务研究回顾

该领域研究真正在全球范围内引发关注，起源于生态系统服务功能范围界定与评估方法[15-17]，在生态创新与生态应用背景下，近来，大家开始更多地关注生态系统服务功能的形成机制与动态过程[18]，包括生态系统服务在景观尺度上格局与过程[19]、生态服务功能的尺度效应[20]及其与气候变化/人类活动的影响反馈机制[13，21]；同时，生物多样性在该领域的研究渐次深入，包括生物多样性与生态系统服务功能间的关系[22-23]以及生态服务功能自身的多样性[24]；而且涉及生态服务应用管理的研究也日渐增多，包括生态服务功能传输[25]、生态系统服务管理[19，26]，及众多评估软件模型得以开发和应用，特别是CITYGREEN模型和i-Tree模型，由美国林务局开发，目前已经在城市绿地生态效益评价中得到广泛应用[27]。

2.3森林生态系统服务研究发展趋势

（1）更加侧重于过程与机制的研究。格局、过程、服务功能、干扰间的联系进一步加强，森林生态服务功能变化与景观格局间的耦合关系受到关注，尤其是生态系统服务功能动态的“非线性”和“阈值”特征增加了研究的复杂性，需要进一步加深生态系统服务功能权衡和主导功能的理解。

（2）更加注重应用性研究。包括变化环境中森林生态系统服务功能的动态、反馈机制，强调生态服务功能动态模拟分析。同时，森林生态系统服务功能的多样性、森林生态过程与服务功能传输、尺度转化与效应及其与多样性关系受到越来越多关注，重点是开展集多变量的因果关系分析，非线性的反馈机理和基于个体行为的决策为一体的交叉学科研究，从原生的、现存的、未被扰动的生态系统研究向以人类为重要组分、聚焦生态系统服务和人工生态设计的生态系统新研究的转型，将为维持地球生命的质量和多样性奠定科学基础。

（3）更加强化新技术的应用。高分辨率（时间、空间）遥感数据和GIS技术越来越多的应用于森林生态系统服务功能研究，生态服务功能空间制图分析将受到重视。

3湖北林业生态建设的几点思考

湖北地处长江中游，被誉为“千湖之省”，生态地位极其重要；湖北又是中国中部崛起的重要战略支点，拥有长江中游最大的工商业城市和交通枢纽，经济区位十分独特；湖北还是荆楚文化的发源地，有着悠久的历史和文化，文化挖潜的空间十分广阔。在推进湖北经济社会科学发展中，加快湖北林业生态建设的步伐，对于全省、中部地区乃至全国都具有十分重要的战略意义。

3.1湖北林业生态建设的重要性

湖北位于长江中游地区，是长江三峡、葛洲坝、丹江口等大型水利枢纽工程的所在地，是南水北调中线工程的水源地，生态区位重要。建设好湖北的森林植被，能极大地减少水土流失，对于减少长江中下游河道的淤积，进而防控长江中下游地区的洪涝灾害，保障长江流域生态安全具有重要作用。丹江口库区主要分布在湖北省境内，是南水北调的主要水源地，关系到首都等地区的水安全。要确保丹江口水库的水量和水质，保证南水北调工程的用水安全，最有效的办法就是增加森林资源，充分发挥森林涵养水源、净化水质的功能。以长江、汉水和清江等江河构成水网结构，湿地资源非常丰富。因此，加强湖北的湿地保护，对于保持水源、净化水质、蓄洪防旱、调节气候和维护生物多样性等具有重要的意义。神农架是地球上北纬31度线保存最为完整的一片原始森林，是不可替代的地球丰富的生物多样性的宝库，保护好神农架自然生态系统和珍贵的野生动植物资源，是湖北现代林业的重要任务。

3.2湖北林业生态建设的现状、问题与优势

湖北林业生态建设经过多年的发展，取得了突出的成就，造林绿化、资源保护、林业生态工程建设、自然保护区等发展迅猛，进入了新的历史阶段。尤其是重点林业生态工程的实施，包括退耕还林工程、天然林保护工程、生态公益林建设工程、防护林体系建设工程、防沙治沙和石漠化治理工程、抑螺防病林工程等国家林业重点工程，以及以八大重点林业生态工程，“南水北调中线植被恢复工程”、“三峡库区生态安全体系构建工程”、“1+8武汉城市圈的城市森林生态体系建设工程”、“低产林改造和中幼林抚育工程”、“鄂西生态圈植被恢复与林区建设工程”、“长江中下游湿地保护和修复工程”、“大东湖水网林网体系建设工程”和“大别山革命老区生态修复工程”为基本架构的“绿满荆楚”战略举措，基本构建了较为完备的全省林业生态防护体系。

生态林业发展也面临着资源保护压力加大、生态修复难度增大等诸多问题。一是发展不够。林业建设还没有把生态资源有效地转化为良好的生态产品和生态公共服务，生态体验缺少设施，森林湿地难以感知，生态服务价值还无法显化和量化。二是发展不平衡。生态空间、生产空间、生活空间配置错位较为突出，具有清新空气、清澈水质和清洁环境的生态空间离人口密集区特别是大中城市居民比较遥远，大多数人感受不到近年来生态建设的成效，身边增绿、社区休憩的需求越来越迫切。三是与民生林业发展紧密关联的林业生态技术不健全。长期以来，生态学关注更多的是大生态，关于极度脆弱或退化区的植被恢复实用技术、综合生态系统服务新理念的生态系统优化管理模式，森林可持续经营的模型、模式等实用技术还很匮乏

3.3湖北林业生态建设的几点建议

针对存在的主要问题，结合当前生态研究的发展趋势，建议全省林业生态建设应在重点项目的支撑和科学研究上推进几项工作：

（1）从项目和资金两方面加大林业生态建设科技支撑的支持力度。虽然林业生态建设是“五个湖北”和“生态立省”的重要组成，但目前湖北省科技厅支持的应用技术研究是以“产业链”为核心，林业生态研究与应用并未得到应有的重视，无论是监测网络建设，还是森林可持续经营、防护林体系构建等技术研究大都来源于国家相关投资，其支持力度从全省层次来看非常有限。因此从林业行业出发，省林业厅在科技支撑项目立项上要支持生态类项目，尤其是在重点林业生态工程省级配套中安排专项科技支撑经费，重点解决效益监测评估、实用技术推广应用等科技需求。

（2）专项支持生态监测网络建设，并将生态示范县、生态监测网络与生态研究基地整合为“三位一体”建设体系。目前湖北省的国家级森林生态监测站点主要包括秭归（共建），神农架（在建），丹江、恩施、咸宁（待建），再加上依托天保工程、退耕工程效益监测建立的一些临时监测体系，无论是从网络布局还是基础设施，都无法满足当前形势下的全面生态监测评估与应用的需求。建议尽快启动实施《湖北省陆地生态系统定位观测研究网络建设发展规划（2011-2020年）》，以重点林业生态工程效益监测，森林净化大气提供负离子等热点生态产品监测为重点内容，构建林业生态服务监测网络体系；积极推进生态示范县、生态监测网络和生态项目研究基地有机整合，多方面政策和资金有效叠加，建设一批具有综合示范效果的林业生态建设成果展示示范基地。

（3）加快推进重点领域的生态研究项目。①重点生态区生态防护林体系构建技术研究。湖北特殊的生态地理区位对生态防护林体系构建提出了更高要求。我们需要通过强化拓展两江两库防护林和水源涵养林体系建设、脆弱区生态修复、湿地生态系统保护与可持续利用、林业血防等关键技术研究，以及生态防护林在区域生物多样性保育与土壤改良、涵养水源、保持水土和防灾减灾、碳汇等生态服务作用、过程及其调控技术的研究，为整体优化全省重点生态区域防护林体系布局、结构，全面提升防护林质量和生态系统稳定性提供重要和关键的技术支撑。②森林生态系统生态服务功能监测、评估与应用。生态系统服务价值补偿和交换、生态系统保护、生态系统开发利用和生态可持续性建设都需要对生态系统服务作出科学监测与评估，而这也是决策管理者判断是否应对某一生态系统进行修复和保护、修复和保护到什么程度、优先修复和保护哪一部分结构和功能的重要依据。为此，需要通过研究基于全省林业生态服务功能区划的网络构建、生态服务功能监测技术，构建全省陆地生态系统定位观测与研究网络。同时，将其与重点林业生态工程、自然保护区、森林公园等林业生态建设主体有机结合，从气候变化背景下的森林碳评估与管理、森林净化大气与森林旅游、小流域优化治理等途径强化其应用技术研究。③森林生态系统的可持续经营技术研究。“林业的发展定位要由生产型向生产、生态一体型转变”，将森林的经营管理转变到生态系统经营的层次上来成为必然选择，只有这样才能实现“森林生态、林业产业、林业生态文化三个体系最优化和生态、经济、社会三个效益最大化，最大限度发掘林业的多种功能”。从生态系统管理的角度探寻森林经营管理的有效途径，其重点在于通过对森林生态系统的经营技术体系研究，提出包括天然林（包括生态公益林）保育的可持续经营技术、次生林近自然经营技术及低效林结构调控技术在内的应用技术体系，以解决目前林业生产上面临的“天然林及生态公益林单纯保护的不可持续性和片面性”、“林权制度改革背景下森林管理技术匮乏”、“2020年林业双增目标对森林提质提效技术的迫切需求”等现实问题。目前的主要任务是建立三大体系：一是全省低质低效林监测评估体系；二是集体林改背景下的森林质量调控技术体系；三是典型地区森林可持续经营的示范与推广体系。

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