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“我家住在黃土高坡,，大風(fēng)從坡上刮過……”這首歌曲，一度定格了人們對(duì)大西北的印象,。如今,，黃土高原的模樣已然改變——昔日“山是和尚頭、水是黃泥溝”,，如今變成了山川秀美的“好江南”,。在由黃變綠的生態(tài)跨越中，中國的景觀生態(tài)學(xué)研究也跨入了國際前沿,。什么是景觀生態(tài)學(xué),？如何從科學(xué)角度理解“綠水青山就是金山銀山”,？我們專訪到了中國科學(xué)院地學(xué)部院士、自然地理學(xué),、景觀生態(tài)學(xué)家傅伯杰,。

傅伯杰院士專訪

（本文根據(jù)專訪內(nèi)容整理）

問：請(qǐng)您向我們介紹一下自己的研究領(lǐng)域,？

答：我的研究領(lǐng)域是自然地理和景觀生態(tài)學(xué),。自然地理是指地表自然環(huán)境的特征，比如山,、水,、森林、土地的變化,；景觀是不同生態(tài)系統(tǒng)的空間組合,。

問：您的一個(gè)研究方向是景觀生態(tài)學(xué)，這是一個(gè)什么樣的學(xué)科,？

答：景觀生態(tài)學(xué)是生態(tài)學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科,，也是生態(tài)學(xué)中發(fā)展最為迅速的一個(gè)學(xué)科，屬于地理學(xué)和生態(tài)學(xué)之間的一個(gè)交叉學(xué)科,，是從上世紀(jì)80年代才發(fā)展起來的,。

經(jīng)過近40年的發(fā)展，景觀生態(tài)學(xué)著重研究（生態(tài)）格局和過程之間的相互作用,。比如山水林田湖草的空間分布就是格局,。水分和養(yǎng)分的流動(dòng)，還有碳氮硫磷等物質(zhì)的傳輸,、土壤侵蝕,、水土保持、涵養(yǎng)水源等過程,。

目前，景觀生態(tài)學(xué)在國土空間生態(tài)修復(fù),、國土空間規(guī)劃,、城市規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃中間發(fā)揮非常重要的作用,。

問：景觀生態(tài)學(xué)與園林,、園藝等專業(yè)有什么關(guān)系？

答：從“景觀”這個(gè)概念上說是有關(guān)系的,。不過不同專業(yè)對(duì)于“景觀”有不同的理解,。從景觀生態(tài)學(xué)的角度理解，景觀是由不同的生態(tài)系統(tǒng)組成的空間組合,，景觀生態(tài)學(xué)是研究景觀格局和生態(tài)過程之間的關(guān)系,。從園林美學(xué)的角度理解，景觀是一種風(fēng)景，園林更強(qiáng)調(diào)景觀美學(xué)的設(shè)計(jì),。

總之,，景觀生態(tài)學(xué)是一個(gè)更為基礎(chǔ)的學(xué)科，研究地球表層各種生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用,、分布格局,，以及它們的組合特征。

問：您是怎么走上研究道路的,？跟您的籍貫（陜西）有沒有關(guān)系,？

答：我走上目前的研究道路有兩個(gè)原因。一個(gè)與景觀生態(tài)學(xué)有關(guān)系,，第二個(gè)是與黃土高原有關(guān)系,。

我是恢復(fù)高考以后的第一屆大學(xué)生，1981年本科畢業(yè)后考上研究生,，當(dāng)時(shí)學(xué)的是地理學(xué)專業(yè),。在考上研究生之后，我個(gè)人認(rèn)為未來地理學(xué)的發(fā)展不僅要描述地表自然環(huán)境的空間分布（比如植被從熱帶雨林到寒帶針葉林的分布,，土壤的分布,，地形的分布），還應(yīng)該關(guān)注這些分布背后的機(jī)理機(jī)制以及過程之間的相互關(guān)系,。

那時(shí)景觀生態(tài)學(xué)在國際上剛剛興起,，1981年成立了國際景觀生態(tài)學(xué)協(xié)會(huì)，在荷蘭召開了第一次國際景觀生態(tài)學(xué)大會(huì)出版了相關(guān)的論文集,。當(dāng)時(shí)我正處在研究生一年級(jí),，在閱讀了很多資料以后寫了一篇文章名為《地理學(xué)的新領(lǐng)域——景觀生態(tài)學(xué)》。1983年這篇文章就發(fā)表在了《生態(tài)學(xué)雜志》上,，自此我開啟了對(duì)于景觀生態(tài)學(xué)的研究,。

1982年傅伯杰院士參加沙漠考察

圖片來源：科學(xué)網(wǎng)

之所以把研究方向定在“黃土高原”上，是因?yàn)辄S土高原在世界上具有特殊意義的地理單元,。幾千萬年以來,，沙漠中間的沙塵通過風(fēng)蝕、傳輸,、降落堆積形成巨大黃土高原,。這是“黃土之父”劉東生先生研究了黃土高原的形成之后提出的“風(fēng)成說”。

黃土高原既是中華民族的搖籃,，也是中國農(nóng)業(yè)的發(fā)源地,。但是由于長期的耕種，黃土比較疏松,。黃土高原的土壤侵蝕,、土壤流失特別嚴(yán)重,，造成了“越墾越窮，越窮越墾”的局面,。在20世紀(jì)80年代,，中國生態(tài)學(xué)會(huì)發(fā)起了生態(tài)平衡的討論，我在研究生一年級(jí)時(shí)寫了兩篇文章,，一篇是景觀生態(tài)學(xué)的文章,，另一篇就是黃土高原生態(tài)平衡的探討。我這些年來大部分時(shí)間都是在研究黃土高原的景觀生態(tài)學(xué),。

問：您曾經(jīng)說過“黃土高原土地利用和土壤侵蝕”是自己系統(tǒng)進(jìn)行研究的第1桶金,，可以給我們介紹一下情況嗎,？

答：我從20世紀(jì)80年代就開始關(guān)注黃土高原的生態(tài)問題。實(shí)際上,，我本科的學(xué)位論文,、碩士和博士論文都與黃土高原有關(guān)（包括土地的分類、土地生態(tài)的評(píng)價(jià),、土地可持續(xù)的利用等方向）,，可以說我的關(guān)注點(diǎn)一直是在黃土高原上。

從20世紀(jì)90年代起,，我們就選定了黃土高原幾個(gè)典型的小流域進(jìn)行了觀測(cè),，例如大南溝流域、羊圈溝流域,、紙坊溝流域等,，觀測(cè)土地利用、土壤侵蝕和水土流失過程,。

在20世紀(jì)80,、90年代，黃土高原治理最主要的目標(biāo)是減少水土流失,，減少土壤侵蝕,。我們的這項(xiàng)研究是從不同的土地單元、土地類型出發(fā),，分析土地利用結(jié)構(gòu)（指林地、草地,、農(nóng)田,、梯田等不同類型的土地利用方式以及組合）如何影響土壤養(yǎng)分、土壤水分和土壤侵蝕,，如何能夠把它減少到最低的范圍,。通過長期的監(jiān)測(cè),，我們發(fā)現(xiàn)了坡地上不同的土地利用方式的組合效應(yīng)，提出了合理的土地利用方式,，為生態(tài)恢復(fù),、水土流失的治理提供科學(xué)依據(jù)。

萬米高空航拍甘南黃土高原

圖片來源：中國國家地理

問：這項(xiàng)研究的應(yīng)用效果怎么樣,？

答：在我們開展觀測(cè)的流域已經(jīng)應(yīng)用了,。這些地區(qū)幾十年內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，例如羊圈溝流域的水土流失已經(jīng)減少到了原來的25%,，這還與后來的退耕還林還草措施有著密切的關(guān)系,。我們現(xiàn)在還在監(jiān)測(cè)幾個(gè)坡面的動(dòng)態(tài)變化。

這項(xiàng)工作是國家在黃土高原地區(qū)應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)原理,，即土地利用結(jié)構(gòu)和水土流失過程相結(jié)合研究的一個(gè)范例,。2005年，該項(xiàng)研究獲得了國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng),。

問：有人說“西北環(huán)境變好,，我們已經(jīng)重回漢唐了”，您怎么看待,？

答：從我的研究領(lǐng)域來看,，“重回漢唐”是對(duì)黃土高原生態(tài)恢復(fù)的一個(gè)描述。

黃土高原在歷史上是森林,、草原的過渡帶,，植被比較茂密。但是隨著長期人類活動(dòng)增加以及大范圍的人口的擴(kuò)展,，草地被開墾了,，森林被砍伐，使得黃土高原從20世紀(jì)30,、40年代以后植被非常稀疏,，再加上降雨集中、黃土疏松,，水土流失嚴(yán)重,，最終變成了荒山禿嶺的狀態(tài)。但是近20年通過生態(tài)恢復(fù),，黃土高原的植被已經(jīng)恢復(fù),，在變綠了。

2000年黃土高原開始大范圍退耕還林還草,。到了2005年,，我們發(fā)現(xiàn)隨著黃土高原植被的恢復(fù)，水土流失,、水源涵養(yǎng),、固碳效應(yīng)都發(fā)生了很大的變化,。所以我們又集中針對(duì)黃土高原生態(tài)系統(tǒng)過程和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的相互關(guān)系進(jìn)行研究，這方面的研究也有幾個(gè)突破：

第一個(gè)方面,，揭示了黃河泥沙近幾十年減少的原因,。這段時(shí)間黃河泥沙減少主要是由于人類活動(dòng)引起的。2000年以來,，退耕還林還草工程的實(shí)施是泥沙減少的主要原因,，占57%。壩庫,、梯田等工程措施是1970年代至1990年代黃土高原產(chǎn)沙減少的主要原因,，占54%。

第二個(gè)方面,，隨著植被的恢復(fù),，黃土高原的固碳效應(yīng)在增加，從碳源變成了碳匯,。植被越來越豐富,，生產(chǎn)力越來越大。但是因?yàn)橹脖换謴?fù)以后蒸散量增加,，黃土高原地表徑流在減少,。所以現(xiàn)在我們需要調(diào)整黃土高原植被恢復(fù)的結(jié)構(gòu)和群落結(jié)構(gòu)，使之適合于黃土高原自然地理的環(huán)境和特點(diǎn),。

第三個(gè)方面是發(fā)展了植被恢復(fù)和土地利用優(yōu)化的模型,。

因?yàn)榻畮啄甑难芯浚覀冊(cè)?strong>2020年又獲得了一項(xiàng)國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng),。

黃土高原社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)演變階段

圖片來源：中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心

問：有一種觀點(diǎn)認(rèn)為“中國的西北已經(jīng)在變暖變濕,，原來的生態(tài)保護(hù)措施已經(jīng)不適用了”，您怎么看待這個(gè)觀點(diǎn),？

答：我覺得這種觀點(diǎn)不科學(xué),。20世紀(jì)90年代，我們地理學(xué)的老前輩施雅風(fēng)院士發(fā)現(xiàn),，隨著氣候的變化,，溫度的升高，新疆降水也在增加,。但是無論是新疆還是西北干旱區(qū)降水的增多都非常有限,，甚至還沒有達(dá)到上世紀(jì)60年代的水平，僅僅是比90年代的前期有所增加,。

以塔克拉瑪干沙漠或者塔里木盆地為例,，其平均降雨量一般在50到100毫米之間，即使增加10%，增加5-10毫米,，也沒有生態(tài)和生產(chǎn)的意義。另外,，隨著變暖變濕,，降水盡管增加了10%，但是溫度同時(shí)也升高了,，致使蒸散發(fā)也增加了,，所以也不具備生態(tài)意義。

問：從您之前的一些建議來看,，似乎種樹并不是越多越好,，我們應(yīng)該怎么理解？

答：一般公眾認(rèn)為種樹就是有好處,，但是生態(tài)建設(shè)實(shí)際上是要符合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件和特點(diǎn),，不是越綠越好，不是樹種得越多越好,。本來在干旱地區(qū)基本上沒有樹,，如果非要去種樹，要么是引水灌溉,，但是可能當(dāng)?shù)貨]有足夠的水資源,；要么是勉強(qiáng)種上樹，把地下水抽干了,。在適合種樹的地方可以種樹,，適合種草的地方要種草。因?yàn)椴莸母当容^淺,，其用水量是有限的,。

所以我們提出的黃土高原治理措施是退耕還林還草，在適合還林的地方還林,，在不能還林的地方還草?，F(xiàn)在生態(tài)修復(fù)的理念更進(jìn)一步，我們要基于自然進(jìn)行生態(tài)修復(fù),，通過自然修復(fù),、人工輔助修復(fù)等手段讓生態(tài)系統(tǒng)自然演替。

問：我們應(yīng)該如何理解“綠水青山就是金山銀山”,，您能從專業(yè)的角度說一下嗎？

答：首先我們要了解“綠水青山”的概念,，即自然的環(huán)境和條件,，也就是生態(tài)系統(tǒng)（比如森林、草地,、濕地,、灌叢,、農(nóng)田等都屬于生態(tài)系統(tǒng)的類型）。從科學(xué)上解釋,，“綠水青山就是金山銀山”就是說,，生態(tài)系統(tǒng)能夠給人類提供服務(wù)，是人類可持續(xù)生存和發(fā)展的基礎(chǔ),。

生態(tài)系統(tǒng)的提供服務(wù)可以分為三類：第一類是供給服務(wù),。比如淡水、燃料,、木材,、食品，這些都是我們從生態(tài)系統(tǒng)里面直接獲得的產(chǎn)品,。最重要的一項(xiàng)服務(wù)叫做調(diào)節(jié)服務(wù),，即生態(tài)系統(tǒng)給人類提供的生態(tài)效應(yīng)。試想如果地球沒有生態(tài)系統(tǒng),，沒有生物圈,，那就像火星一樣沒有生命。生態(tài)系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)氣候,、調(diào)節(jié)洪水,、調(diào)控疾病、降低污染等,。還有一種就是文化服務(wù),，即從旅游、景觀,、美學(xué),、文化空間給人類提供服務(wù)。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值是巨大的,。最早提出生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值計(jì)算的是一位美國科學(xué)家,，1997年，他在《Nature》上發(fā)表一篇文章評(píng)估了當(dāng)年全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值是33萬億美元,，是當(dāng)年全球GDP的1.8倍,。所以說，生態(tài)系統(tǒng)給我們提供的價(jià)值實(shí)際上比其他生產(chǎn)的價(jià)值要多得多,，但是如果生態(tài)系統(tǒng)被破壞了,，那人類長期生存的基礎(chǔ)就沒有了，所以我們說“綠水青山就是金山銀山”,。

問：生態(tài)修復(fù)是怎么進(jìn)行的,？是把一個(gè)地方封閉起來就好了嗎？

答：針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的不同退化程度，我們采取不同的修復(fù)方式,。退化比較輕,、能夠自然修復(fù)的地方，可以采取封閉手段,，減少干擾,，讓它自然恢復(fù)。退化比較嚴(yán)重的地方,，需要人工輔助修復(fù)，比如初期通過人工補(bǔ)種一些草和樹苗,，等生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到一定程度,，再進(jìn)行自然恢復(fù)。

問：您也比較關(guān)注城市生態(tài),，請(qǐng)問我們的城市生態(tài)如何變得更好,？

答：我這幾年一直有一個(gè)觀點(diǎn)，即讓生態(tài)融入城市而不是點(diǎn)綴城市,。城市確實(shí)是一個(gè)人工的生態(tài)系統(tǒng),，但是這個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)也需要有一些自然的生態(tài)系統(tǒng)類型，我們把它叫做城市的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施,。

城市基礎(chǔ)設(shè)施有馬路,、排水的地下管道，生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施是指城市的森林,、綠地,、濕地、河流或者小溪,，所以讓生態(tài)融入城市的目的就是要讓城市生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮生態(tài)的調(diào)節(jié)功能,，不僅是要好看而且要好用，要發(fā)揮生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的調(diào)節(jié)服務(wù),。古代的自然村莊都有濕地或者池塘,，能夠容納降水。我們希望要通過生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建成海綿城市,，用生態(tài)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)城市的暴雨,、調(diào)節(jié)城市的徑流，降低城市的熱島效應(yīng),。

研究的目的是讓生態(tài)融入城市而不是點(diǎn)綴城市,，融入城市需要構(gòu)建一個(gè)城市的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)橐粋€(gè)系統(tǒng)只有構(gòu)建了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能夠提供韌性,，提供穩(wěn)定性,，提升承受壓力的能力，所以讓城市的綠地、河流形成網(wǎng)絡(luò),，可以提升它的生態(tài)功能和生物多樣性,。

國土空間生態(tài)修復(fù)的演進(jìn)階段

圖片來源：中國科學(xué)院院刊

問：在您多年的研究生活中,，有沒有難忘的故事,？

答：我們的研究是為了了解自然規(guī)律，了解人類活動(dòng)和自然相互作用機(jī)制的過程,，研究過程很長,。我最深刻的感受是，對(duì)于地學(xué)研究來說,，能夠堅(jiān)持和堅(jiān)守是很重要的,。

我們研究通常是在黃土高原的一個(gè)流域尺度或者是在一個(gè)大的坡面，而不是在實(shí)驗(yàn)室或室內(nèi)進(jìn)行模擬,。每年學(xué)生都要去監(jiān)測(cè)降雨,、徑流等。在野外監(jiān)測(cè)時(shí),，有時(shí)會(huì)遇到一些意想不到的結(jié)果,。

在本世紀(jì)初，黃土高原連續(xù)兩年相對(duì)降雨都比較少,，甚至不產(chǎn)生徑流,，那就沒法獲取研究數(shù)據(jù)。有一個(gè)學(xué)生連續(xù)監(jiān)測(cè)了幾年只有幾個(gè)數(shù)據(jù),，論文投稿時(shí)評(píng)審專家認(rèn)為數(shù)據(jù)太少,。我鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)堅(jiān)持，只有長期的堅(jiān)持和堅(jiān)守,，工作才能夠取得好的結(jié)果,。之后，這個(gè)學(xué)生又堅(jiān)持了一年,，而當(dāng)年的降水比較豐沛,。他在獲取了大量的數(shù)據(jù)之后還將降水豐沛的年份和干旱的年份做了對(duì)比，產(chǎn)生了一些比較好的結(jié)果,，文章補(bǔ)充完整很快就被國際雜志發(fā)表,。

問：在您的研究領(lǐng)域里，碳中和帶來了哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn),？

答：碳中和確實(shí)是一個(gè)很重要的機(jī)遇,，因?yàn)槲已芯康氖亲匀坏乩砗途坝^生態(tài)學(xué)，特別關(guān)注“基于自然的氣候解決方案（Natural Climate Solutions, NCS）”,。

今年8月,，《自然—?dú)夂蜃兓肺覀兊恼撐模ā爸袊谧匀粴夂蚪鉀Q方案的生物物理和經(jīng)濟(jì)限制”）,，評(píng)估了中國生態(tài)系統(tǒng)管理對(duì)固碳和減少溫室氣體排放的貢獻(xiàn)。這項(xiàng)研究評(píng)估了2000年到2020年中國通過人工造林,、濕地恢復(fù),、農(nóng)田管理等16項(xiàng)基于自然的措施，結(jié)果顯示,，2000年至2020年間,，中國生態(tài)系統(tǒng)管理實(shí)施的主要措施獲得的額外氣候減緩能力為每年0.6Pg（1Pg=10億噸）二氧化碳當(dāng)量，達(dá)到了同期工業(yè)CO₂年排放量均值的8%,。同時(shí)我們也估算了未來40年的碳匯潛力,，即在碳達(dá)峰和碳中和階段通過生態(tài)系統(tǒng)管理可產(chǎn)生的效應(yīng)。這類研究可以應(yīng)用地理學(xué)和生態(tài)學(xué)的知識(shí)為碳中和發(fā)揮作用,。

除了機(jī)遇,，挑戰(zhàn)也是有的。我們?cè)趯?duì)黃土高原的研究中發(fā)現(xiàn)：不同自然地帶的固碳效應(yīng)計(jì)算還要考慮水資源的消耗,。比如干旱區(qū)固碳效應(yīng)較大，但是水資源能否支持該地區(qū)發(fā)揮長期固碳能力,？這些問題需要進(jìn)行觀測(cè),、估算才能夠得到科學(xué)的結(jié)論。

問：從剛走入這個(gè)研究領(lǐng)域到現(xiàn)在,，您覺得中國科學(xué)家有哪些重磅的成果,？

答：從我進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域40年以來，中國科學(xué)家取得了優(yōu)異的成績,。在20世紀(jì)80年代,，國外景觀生態(tài)學(xué)的一些概念才被引入國內(nèi)，我們還處于一些基本的原理和方法學(xué)習(xí)階段,。從20世紀(jì)90年代中后期,，我國才開始通過監(jiān)測(cè)、模擬發(fā)展出一些方法,。而現(xiàn)在,，我國已經(jīng)是全球景觀生態(tài)學(xué)的大國了。2011年,，北京舉辦了第八屆國際景觀生態(tài)學(xué)的大會(huì),，這屆大會(huì)是全球迄今為止景觀生態(tài)學(xué)規(guī)模最大的一次會(huì)議，參加會(huì)議的人員有1,000人,。

總的來說,，目前中國科學(xué)家對(duì)基于應(yīng)用和實(shí)踐方面的生態(tài)建設(shè)、生態(tài)恢復(fù)等工作取得了不錯(cuò)的成績,，包括我們?cè)邳S土高原,、喀斯特地區(qū)生態(tài)恢復(fù)的工作,，在應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)方面在世界上占有了一席之地，但是我們還需要進(jìn)一步加深機(jī)理和模擬方法的研究,，實(shí)現(xiàn)中國景觀生態(tài)學(xué)的跨越式發(fā)展,。

問：您能給我們介紹一下我國科學(xué)家在喀斯特地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)工作嗎？

答：喀斯特地貌實(shí)際上是一種石漠化的過程,?？梢哉f黃土高原地區(qū)缺水，喀斯特地區(qū)就是缺土,。南方降水比較充沛,，但是地表土層比較薄，石頭更多,。降水通過裂隙滲到地下,，形成地下河，在這個(gè)過程中土壤就被沖走了,。這也是生態(tài)恢復(fù)的一個(gè)世界的難題,。

中國科學(xué)院的科學(xué)家在廣西、貴陽建立了野外臺(tái)站,，通過長期觀測(cè)揭示了石漠化的機(jī)理,，提出了喀斯特地區(qū)生態(tài)恢復(fù)的模式，比如說中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)所王克林的團(tuán)隊(duì)采用種植多年生牧草的方式,，在國際上產(chǎn)生了很好的效應(yīng),。

傅伯杰與學(xué)生

圖片來源：中國科學(xué)院大學(xué)