关于三北防护林体系建设的思考与展望——基于40年建设综合评估结果

三北防护林体系建设工程(简称:三北工程)是同我国改革开放同步实施的世界最大生态工程,是生态文明建设的重要标志。三北工程规划建设期限历时73年,现已经过40年建设,为科学、准确把握三北工程40年建设来的成效、经验、问题等综合状况,国家林业和草原局(原国家林业局)于2017年委托中国科学院作为第三方评估机构,对三北工程建设40年进行了全面、系统评价与分析。本文在简要介绍三北工程建设40年的历程、取得的成效、积累的经验和存在问题的基础上,对三北工程未来建设与发展进行了思考与展望;提出了重大生态工程未来研究方向,以期为推动三北工程未来高质量发展,为美丽中国-生态文明建设提供重要证据和为全球生态安全建设提供经验与范式等提供参考。     

气候变化对“山水林田湖草”重大生态工程的影响

“山水林田湖草”重大生态保护与修复工程是中国对复杂生态环境治理的重要探索。鉴于目前大多数重大生态工程未系统地考虑气候变化对重大生态工程的影响问题,针对气候变化对高寒草地、北方林区以及风沙源区生态的影响,以实施了多年的三江源生态保护工程、三北防护林工程和京津风沙源治理工程为重点,分析了重大生态工程对全球气候变化的响应,解构了重大生态工程与气候的反馈关系和影响程度,指出了中国“山水林田湖草”重大生态工程实施过程中可能存在的问题,并给出了应对建议。结果表明：（1）气候变化对重大生态工程影响研究不足,尤其是涉及区域生态系统结构、功能、生物多样性与脆弱性等方面以及气候变化在工程实施效果贡献率的研究。（2）缺乏有效区分气候变化和工程实施效果的评估方法。目前能够定量识别气候变化对生态系统恢复的试验和方法比较少见,且缺乏对气候变化未来风险预估,导致制订的措施不能有效适应气候变化从而达到生态效益的最大化。所以在今后设计和实施“山水林田湖草”重大生态保护与修复工程时,要充分考虑自然规律、地理地带性差异和气候因素对生态系统的影响,并且加强建设生态综合监测和工程评价体系,根据未来不同的气候变化情景制订不同的措施,并依据气候动态预估来适当调整措施,使得生态工程能发挥出最大效益,以保证修复工程的系统性、区域性和整体性。     

荒漠草原生态恢复与重建：人工植被推动下水分介导的系统响应、生态阈值与互馈作用

荒漠草原(生态区)横贯我国西北地区东部,生态地位十分重要。近二十年来,通过封育禁牧、退耕还林(草),植被覆盖显著改善,但是生态系统质量和稳定性依然不高。由于长期将荒漠草原单纯视作草原的一部分,对其生态系统过渡性、脆弱性和复杂性本质特征认识不足,造成了荒漠草原生态学研究与区域生态建设实践之间不同程度的脱节。在分析荒漠草原生态区未来在我国生态安全格局中突出的但是被一定程度上忽视的地位的基础上,进一步归纳了荒漠草原生态系统的一般特征,指出了生态恢复与重建研究中存在的主要问题。进而以人工植被引入荒漠草原生态工程为案例,分析了人工植被驱动荒漠草原生态恢复与重建的过程与机制,归纳了“植被-水文-土壤”互馈作用驱动生态系统层级响应模式,并展望了今后的发展趋势与研究方向。     

高校环境生态工程本科专业的发展现状与办学思考

生态环境问题的有效解决对高校环境生态工程专业人才的培养提出了更高要求。通过对我国高校环境生态工程本科专业的发展现状进行分析, 梳理出专业发展中存在的办学条件不足、培养目标模糊及教学实践薄弱等问题; 引发对于环境生态工程本科专业的办学思考, 并提出相应的改进思路, 为高校环境生态工程本科专业的良性发展提供探索方向。     

三北防护林体系建设工程对科尔沁沙地社会经济影响的定量分析

三北防护林体系建设工程("三北工程")是我国最早启动的林业生态工程,旨在改善三北地区的生态环境,促进区域社会经济发展。然而,以往研究主要集中于生态工程对生态环境影响的定量研究,有关生态工程对社会经济影响的定量研究相对较少。因此,本研究以三北工程的核心建设区——科尔沁沙地东部8个旗(县)为研究区,利用结构方程模型,定量分析了2000—2016年三北工程对该地区社会与经济发展的影响。结果表明:(1) 2000—2016年,三北工程显著增加了研究区的森林面积3.70×10⁵hm²,提高了研究区森林覆被率8.52%;工程累计投资金额为9.87×10⁴万元。(2) 17年间三北工程对研究区社会发展产生了正向效应,直接贡献率为55%,表现为改变人口就业结构和增加农村用电量;同时,三北工程推动了研究区的经济增长,直接贡献率为4%,间接贡献率为52%,表现为增加农民收入和通过改变就业或产业结构进而影响经济;此外,三北工程对区域脱贫也有一定积极影响。本研究为三北工程的后续建设提供科学指导,也为生态工程对社会与经济影响的定量研究提供参考。     

基于植被遥感的西南喀斯特退耕还林工程效果评价——以贵州省毕节地区为例

中国西南喀斯特地区生态环境脆弱,人口压力和不合理的土地利用方式使得土地退化问题严峻。2000年以来,国家开始在该地区推行退耕还林等一系列生态工程。需要评估这些工程的效果,以期为进一步的生态建设工程决策提供科学依据。本文以贵州省毕节地区为例,利用SPOT-VGT NDVI遥感数据,以大规模开展退耕还林工程前的1998—2001年为基准,建立NDVI-气候响应模型,在此基础上结合残差法来分析2002—2008年以退耕工程为主的人为因素在当地生态恢复中的作用。结果表明,近年来开展的生态工程使得整个毕节地区植被条件得到了明显的改善,但在东部大方、黔西一些区域土地退化的趋势仍未扭转,需要今后进一步的政策引导和开展后续生态工程。     

东北师范大学草地科学研究所

东北师范大学草地科学研究所于1983年经国家教委批准成方,其前身为1960年东北局科委批准建市的草原研究室。目前,以该所为主体设有国家草地生态工程实验室、植被生态教育部重点实验室和省部共建吉林省生态恢复与生态系统管理国家重点实验室培育基地。本研究所以高层次人才培养为根本,以应用基础理论研究为重点,以受损草地生态系统恢复与重建、     

基于CiteSpaceV的国内生态工程研究文献可视化分析

生态工程是生态文明建设的重要组成部分,利用CiteSpaceV文献可视化分析工具对1992-2017年《中国学术期刊(网络版)》中生态工程领域文献进行研究,绘制研究作者、研究机构和研究热点关系图谱,分析国内生态工程研究现状并对该领域研究热点进行分类讨论,旨在为我国生态工程研究提供导向。研究表明:(1)国内生态工程领域研究在1997年开始出现井喷式增长,2000年之后波动幅度减小。(2)苗泽华、颜京松、钦佩等8位作者为生态工程领域核心作者,在作者群方面,基本上呈现"部分集中、整体分散"的特征。(3)石家庄经济学院、中国科学院地理科学与资源研究所和黄河上中游管理局是主要发文机构。(4)热点词聚类分为"生态学基础理论"、"生态工程应用领域"和"生态工程监督评价体系",其中"生态工程监督评价体系"是最薄弱的研究方向。(5)强度最高的突现词是"黄河",持续时间最长的突现词是"新农村建设","利益相关者"是出现最晚突现词,表明生态工程领域研究具有较强的政策针对性。     

"现代生物科技专题"模块的解读

“现代生物科技专题”是高中生物学课程的选修模块。本模块的内容包括：基因工程、克隆技术、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程5部分。     

生态工程设计研究进展及特点——以黑龙江省肇东市玉米生态工程为例

生态工程设计是生态工程建设的核心。明确生态工程设计的特点,是进行良好的生态工程设计的根本。通过生态设计研究进展的综述,从１０个方面,以肇东市玉米生态工程设计为例,分析了生态工程设计的特点,并在此基础上,提出了今后进行生态工程设计应采取的策略。     

生态工程的兴起和我们的实践

生态学原是一门基础学科,近年来由于社会若干重大问题的需要,逐渐扩展成应用基础科学,1987年四十二届联大在讨论“世界环境与发展委员会”的报告时,各国代表一致认为当代已开始了生态建设的时代。生态工程正是适应了这一新时代的要求,综合了许多学科而产生的一门新兴学科,它与生态学、系统工程、环境工程、生化工程等有一定联系,但又不同于这些学科,它本身具有特定的涵义和内容。生态工程是运用生态学中的物种共生及物质循环再生等原理和系统工程的优化方法,所     

城市污水土地处理系统中优先有机污染物的生态行为及其调控对策

城市污水生态工程土地处理系统是一个多功能、多目标的净化污水,保护水体实现废水资源化的适用技术系列。如果条件合适,设计合理,科学运行和管理得当,它能对发展经济和保护环境起到积极的作用。应当指出,优先有机污染物及其生态环境问题可能成为推广应用生态工程土地处理系统的一个限制因素。本文从理论与实践的结合上论述净化功能、生态效应和生态风险评价等一系列复杂的基本性问题,主要目的是为制定生态工程土地处理系统优先有机污染物的调控对策提供科学依据。     

生态脆弱区生态工程效益评价的比较研究

改革开放40年以来,我国经济快速发展,人民生活水平不断提高,但生态环境持续遭到破坏,已成为阻碍经济社会可持续发展的主要瓶颈。为了解决出现的生态环境问题,我国实施了一系列生态工程。国内外学者关注中国生态工程实施的效果,对工程效益进行了各自的评价研究。通过文献整理法和比较研究法,从评价指标、评价对象、评价理论方法3个方面对评价中国生态工程效益的国内外研究进行了比较分析。结果表明:1)国内研究存在"过定量化"和不评价效益可持续性的不足;2)国外研究有指标贴近实际、评价效益可持续性、借鉴多学科的优点;3)国内外研究的差异来源于其思维方式和关注重点的不同,即国内偏重理论评价,而国外关注实际效益;4)国内研究可以从以下方向来改进:定性定量相结合、评价效益可持续性、借鉴其他学科。以期有助于美丽中国的建设。     

植被与侵蚀控制:坡面生态工程基本原理探索

在与近地面大气和与表层至浅层土壤的相互作用中,植被表现出相应的水文－机械效应,形成一定的抗蚀护坡工程性状,坡面生态工程把这些植被性状和土壤结合起来,用于斜坡的保护工程,在过去几十年中,随着对植被－土壤相互作用及其侵蚀控制意义认识的深化,使坡面生态工程应用得到迅速发展,成为生态环境建设和工程坡面保护的重要手段,这个生态学途径的一个重要内容是“土壤－植被系统”的概念,以及由此推导出的系统生物学和工程学     

编辑部动态

草原专题专家会4月5日,正是草长莺飞的好时节,《生命世界》编辑部将中科院植物所研究员蒋高明,陈佐忠、孙建新,中科院动物所研究员蒋志刚,中国社会科学研究院民族研究所副研究员易华等数位大名鼎鼎的草原研究专家请到一起,为本刊6月号草原专题的内容把关献策。会上,几位专家分别就各自的草原研究经历和对草原问题的看法进行了精彩的阐述,编辑们深受启发,并在"草原围栏"和"造林"等问题上与专家展开了深入的探讨。两个多小时的时间就这样在入神的倾听和热烈的讨论中倏然而过,而整个     

生态工程中食物链组合的环分析

本文研究了一个用于治理水体生态系统富营养化的生态工程,应用环分析方法对工程中的食物链的组合进行了分析。在这里,贝类被用于清除过量的藻类;种植水生植物改变营养的流转途径并且放养食植性鱼类,通过捕捞鱼和贝,使水体中的有机物和无机盐沿着从藻类到贝类和从水生植物到食植性鱼类两条途径由水体生态系统中输出,应用环分析的手段,可以调整生态工程中食物链的组合结构,使整个生态工程具有某种特定的功能。     

世界林业生态工程对比研究

在全面分析世界２０多个著名林业生态工程建设情况的基础上,对其中１１个重点工程的建设规模、工程范围、投入资金、建设期限和启动时间进行了单因素对比分析,并用层次分析法（ＡＨＰ）对各大工程进行了多因素综合评价,结果表明,世界１０大林业生态工程及其排序依次是：中国三北及长江中下游等地区防护林体系建设工程（ＴＮＹＲ）、天然林保护工程（ＮＦＰ）、退饼还林工程（ＣＣＦ）、野生动植物保护及自然保护区建设工程（ＷＣＮＲ）,美国“罗斯福工程”（ＲＳ）,前苏联“斯大林改造大自然计划”（ＳＲＮ）,加拿大“绿色计划”（ＧＰ）,日本“治山计划”（ＣＭＰ）,北非五国“绿色坝工程”（ＧＤＦＣ）,中国重点地区速生丰产用材林基地建设工程（ＦＨＴＦ）。     

退化草原的恢复状态:气候顶极或干扰顶极?

针对世界性的草原普遍退化,以及人类利用的影响问题,该文阐述了生态系统恢复、生态演替中气候顶极、环境变化与草原状态转移、放牧利用与干扰顶极,以及人工辅助干预恢复,提出了退化草原生态系统恢复的路径与状态模式。该文特别强调:应该以生态系统为视角开展退化草原恢复,而非仅考虑植被或土壤等单一过程;同时注重干扰下的退化草原恢复,其恢复状态可能存在多个选择。退化草原恢复包括3种基本方式:1)依渐进式恢复的生态演替理论,在环境条件较好,退化程度处于中轻度的草原,借助系统自组织性,以“自然演替”能够达到顶极或近顶极状态; 2)人工辅助干预恢复:对重度或极度退化草原,突破由于非生物(土壤物理、养分等)与生物(植物定植、物种相互作用等)因素带来的限制,使用工程、物理、化学及生物生态等方法,可以恢复到某种平衡或稳定状态,或者顶极状态;3)放牧干扰恢复:通过适度家畜放牧,调控生态系统基本结构(物种组成、多样性)、主要过程(生产力形成、养分循环、反馈作用),进而促进与维持较高的草原生态系统多功能性与稳定性,对于处于中轻度的退化草原可以选择这种恢复方式。总之,退化草原恢复的目标是实现其长期稳定的生态系统多功能性。     

一种新型的人工湿地生态工程设计--以山东省南四湖为例

本文采用了一种新的人工湿地设计理念 ,将两种类型的人工湿地有机地 ,动态地结合起来 ,设计出一套具有生态恢复和生态净化功能的工程体系。依据对湖区现状调查结果 ,按照生态学和生态经济学的基本原理 ,以保证湿地生态系统结构与功能的完整性为主要目标 ,在对湖区进行重点规划的基础上 ,提出了重点地段生态工程建设的设计方案 ,并对方案的预期目标进行了讨论     

内蒙古温带草原区植被盖度变化及其与气象因子的关系

利用1982-1999年内蒙古地区NOAA/AVHRR的NDVI数字遥感影像,对内蒙古温带草原区植被盖度进行了反演,探讨了近20a来温带草原植被盖度的变化情况,并对植被盖度与不同组合方式的降水及气温数据进行了相关分析,探讨了植被盖度与气象因子的关系。结果表明:①近20a来温带草原植被盖度呈上升趋势,占总面积72%的草原植被盖度发生了增长,3种不同草原类型中典型草原盖度上升趋势最为明显;②温带草原生长季平均盖度、逐月盖度与降水成正相关关系,与气温呈负相关关系,其中降水对盖度的影响存在着时滞及累积效应;③3种草原类型植被盖度对气象因子的敏感性不同,荒漠草原植被盖度与气温和降水相关性最强,其次为典型草原与草甸草原。