退化生态系统的恢复与管理——兼论自然力在北京西部生态恢复中的作用*蒋高明陈圣宾李永庚刘美珍于顺利（中国科学院植物研究所, 北京香山南辛村20号, 100093）摘要：目前，中国各种生态系统的退化现象非常严重，已经很难满足人类的生存需要。

这种情况在很大程度上是由于人口的快速增加造成的，因为人口的增加必然导致对自然资源的过度开发，进而引起生态系统的严重退化。

要解决这个问题，最好的办法就是帮助当地居民摆脱贫困。

因此，资金应该用在人的身上，而不仅仅是栽树种草。

因为栽树种草要花费大量的资金，但在稳定土壤方面的收效却很小。

如果人口和动物的压力减轻了，自然恢复的力量就会加强，已经退化的土地会逐步恢复，从而建立真正的保护区。

我们应该鼓励新型土地使用模式，比如生态旅游等，因为这种使用方式会将对自然生态系统的破坏减少到最低。

为此，我们提出了用一小块土地支持一大片退化土地的恢复，并用自然的方法修复已经退化的生态系统。

中国古代哲学认为人与自然应该是和谐相处而不是对立的，这种理念对于目前中国的生态系统修复仍然有指导意义。

然而，如果我们要使所谓的生态工程达到预期目的的话，首先就要通过建立既符合生态标准又有经济效益的生态城镇来实现对人口的管理。

京西的生态修复已经成为北京市政府的一项重要任务。

根据新的城市建设规划，门头沟区和其他几个区已经被列为京西生态涵养发展区，将成为北京的生态屏障。

北京市政府最近决定为实现这个目标投入大量资金。

本篇论文讨论了如何在京西地区，特别是门头沟区，对已经退化的生态系统进行修复。

关键词：生态系统退化，修复，自然过程，生态城镇，京西地区生态系统退化是由于人为或者自然因素，而造成的生态系统生物生产力的下降、结构的简单化以及功能的丧失。

由于人口和技术能力增加而导致生态系统退化的现象在全世界范围内有增无减，尤其在经济发展中国家更为严重。

退化生态系统包括热带雨林、萨王那群落、亚热带森林、温带森林、温带草原、水生生态系统，以至于高寒荒漠。

在我国的大部分经济欠发达地区，尤其是西部地区，普遍存在着低效益、高破坏性的社区发展模式如陡坡开垦、过度放牧、围湖围海造田、竭泽而渔等，加重了生态系统的退化。

生态系统退化不仅带来了本身的生态问题，还诱发了其它严重的环境问题，如大河断流、洪水泛滥、荒漠化扩大、沙尘暴频次加大、水土流失、病虫害爆发、山体滑坡、泥石流、干旱化加重等等。

为此，国家被迫在很多地区实施天然林保护工程、退耕还林还草工程、自然保护区工程等。

为了使工程*蒋高明，男，中国科学院植物研究所首席研究员，长期从事恢复生态学、城市生态学与生理生态学研究。

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行之有效，必须充分考虑到退化生态系统形成的原因，寻找正确的治理途径，尊重生态学与自然的法则，从而实现退化生态系统的恢复。

以门头沟区为主的北京西部山区是北京市重要的西部屏障，是重要的水源地，其生物多样性非常丰富。

北京要实现生态城市建设的目标，以“绿色奥运”迎接2008年奥运会，恢复西部退化的生态系统是生态建设的重中之重。

门头沟原为北京市的重要能源基地，因采煤、采石、采沙、和山区劁采放牧，不适当的旅游活动造成门头沟生态环境出现严重退化，生物多样性下降，生态服务功能不能正常实现，对北京的生态安全造成影响，对建设西部生态屏障区造成巨大压力。

针对这样的资源条件和现状和北京市对我区功能定位由“京西矿区”向“生态涵养发展区”的转变的要求，门头沟区确立了“生态立区”的发展战略，并提出“一城带四区”的发展思路，确立了本地区的发展要逐步走上了依靠生态经济发展的道路。

但对照国家生态区的创建标准，门头沟区的生态建设工作还存在一定差距和问题，还有一些重点难点问题急需解决。

生态恢复的关键是恢复生态系统必要的结构和功能，并使系统能够自我维持。

由于生态演替的作用，生态系统可以从退化或受害状态中得到恢复，使生态系统的结构和功能得以逐步协调。

本文将从退化生态系统产生的原因入手，提出大面积退化生态系统修复的途径，强调自然保护的重要性。

最后，以北京西部山区尤其门头沟区为例，论述自然力在退化生态系统恢复中的重要潜力。

1 人口的迅猛增加是造成生态系统退化的根本原因很多学者认为生态系统退化是自然因素造成的，例如，很多学者将近年来沙地草地退化以及沙尘暴等频繁发生归结为干旱和持续的高温。

但是在短短的几十年的时间尺度内，自然因素的波动不可能超过正常的范围之内，因此中小尺度的生态退化原因以人为原因为主，自然因素为次。

这是因为，在支持生态系统的六大环境因子中，1) 光照并没有变化；2) 温度正常波动；3) 氧气含量基本没有变化，仍然维持在21%左右；4) 二氧化碳增加部分(从工业革命前的290ppm到目前的350ppm), 但这对植物的生长是有利的；5) 水分虽有变化, 但总体雨量正常, 部分年份还出现偏高。

当然降雨可能会存在季节上的分布差异，但这种差异在很大程度上是由于地表植被覆盖率的变化引起的。

即便降雨会减少，我们都知道在温带以及寒温带地区，在植物的生长季节，雨、热、光是同期的，土壤水分在这一时期也最好。

如果存在植物生长的土壤，生态系统应当能够自我维持。

短期内热带和亚热带存在降雨量减少的可能性更小。

既然适合植物生长的气象条件仍然存在，那么为什么植物的生长一年不如一年呢？原因存在于，土壤和矿物质发生了巨大变化：自然生态系统的物质循环被人为中断了, 土壤损失严重；在日益减少植被覆盖(地上部与根系保护)的条件下，疏松的土壤或被降水带走(水土流失)，或在冬春季被风吹走(风蚀并进一步形成沙尘暴)。

皮之不存, 毛将焉附？元素不能循环使生态系统的运转失去了一个“轮子”(另一功能是能量流动)。

例如，在内蒙古锡林郭勒草原国家级自然保护区，白音锡勒牧场1953-1980期间因出售牲畜及其产品和燃烧粪造成氮素严重损失, 损失的纯氮达16672吨氮，相当于78600吨硫酸铵。

欲维持该牧场的氮平衡需要每年输入560 吨纯氮, 但遗憾的是这部分输入几乎为零，这对于土壤系统的破坏是致命的。

该保护区目前的草场退化面积为7689.3 km2, 占保护区草原总面积的82%。

人口增加无疑是最主要的原因。

由于人口增加，以及大量人口增加后伴随的牲口增加、人口贫困与土地退化等问题在世界其它各地都有过报道，但像我国生态系统的大规模退化和由此带来的严重生态环境灾难确为数不多。

锡林郭勒盟从建国初的20.5万人增加到目前的92万人，净增加348%。

随着人口的增加和人类对生活物质的追求，牲畜数量更是急剧增加，从160万头增加到2300万头，净增加1700%，这样使草地的压力急剧加大, 超过了其极限。

支持一个标准羊单位的草地面积直线下降，从原来每77亩/标准羊单位到7亩/标准羊单位, 草场压力净增加950%。

社区生活方式的变化以及由于这种变化而实行的政策导向也是重要的原因。

由游牧而定居，且追求现代化的生活目标, 更加重了草地的退化。

浑善达克沙地最近10年流动沙地面积的扩大与该期间牲畜数量的加倍很好地吻合(在一个很大的基数上的加倍，如由1000万头到2300万头)，正说明了这一点。

人口的压力是怎么出现的呢? 以浑善达克沙地为例，在元代(公元1206)以前，基本上是没有太大的人为压力的，人口的数量很少，主要依靠天然放牧；元忽必烈时代(1260~1264) “户口增, 田野辟”,“召集逃亡, 鼓励垦荒”, “军民屯田” 等措施开始对这片土地利用；明嘉靖33年(1554) “招纳汉民, 开荒耕种, 建室定居”，定居开始出现；清朝初年(1616~1644) “借地养民”,建“大粮地”,“公主府地”, “军事驻防地”, 招徕大批汉民佣种, 并开放牧场，使草地压力有所增加；清中期(1662~1862) 的“休养生息”政策, 使这里的土地基本稳定了200年；清中后期(1862~1909) 实施“移民实边”, 农牧交错区开始出现；清光绪27年(1902)“开放蒙荒”以及紧接着中华民国初年(1912) 的垦务总局成立，使这里草地退化开始起步。

但是，我们认为最大的几次生态破坏是出现在上世纪的50年代和70年代：“大跃进”运动(1958~1960)，第一次草地垦植高潮；文化大革命期间(1969~1978)，第二次草地垦植高潮，这期间采取了“以粮为纲”,“牧民不吃亏心粮”等政策，鼓励了对天然草地的掠取；尽管如此，致命的破坏当属最近10年，头数畜牧业使草场到了崩溃的边缘。

2 以地养地是解决土地人口压力的重要途径从前面的分析看, 人是造成各类生态系统退化的主要原因，驱动因素是技术力量和由于追求物质财富而采取的不负责任的低效率土地利用方式(闫敏华等，2001)。

因此，欲治理生态系统的退化，必须从解决人的因素入手，解决人的生存与出路才是治本, 其余措施是治末。

而在解决人的出路方面城市与城镇化建设是最为有效的。

这个思路主要是基于，用少量的土地，加上现代化的技术手段，提高土地利用的利用效率，提高社区群众的物质文化和生活质量，腾出大量的土地使其“休养生息”，借助自然的力量实现恢复。

在这一点上，很多问题如就业、救灾、教育、交通、通讯、能源、生活质量、生存环境改善等等与社区的进一步发展密切相关，更关切到治理的成与败。

让牧民重新回到游牧可能存在操作上的实际困难，调查发现很少有人愿意这样做。

而让贫困的人口居住到生活条件较好的小城镇是切实可行的。

所采取的必要措施包括“生态移民”和规划建设“生态小城镇”。

逐步实现由分散的随机住户型发展为高质量、高起点、最低环境破坏的有本地特色的现代化小城镇型。

这样，大量的土地才有机会实现生态系统的自我完善。

“以地养地”的做法其实很简单，即在有水分、电力、肥料等保证的地方建立高效地，并进行生产与生活方式的调整。

在目前的条件下，即使再退化的生态系统利用常规科学技术或者部分高新技术，实现生物生产力的大幅度提高，从而满足现有人口的物质需要已经不是什么太难的事，以色列的高效农业就是例证。

腾出大量的退化土地进行封育，并进一步发展成保护区。

利用的土地与自然恢复的土地比例可为1: 30，甚至为1:100。

这是由于目前退化生态系统的生物生产力一般很低，如退化草地上的产草量只有20-30斤/亩，而通过一定技术措施后的饲料产量可达1500斤/亩以上。

中国科学院的实验表明，在内蒙古草原种植1亩高产青贮饲料，可使200亩沙地的围封成为可能；1亩多年生人工草地，可以使6-10亩退化草地实现禁牧；1亩一年生人工草地生产的饲草，可以解决1个标准羊单位舍饲6-10个月的饲草。

问题的核心是如何防止土壤的流失和新辟土地的退化，使之可持续利用。

这样做的理由是, 建立在高投入、生态系统结构与功能正常的集约化农业(牧业)不会退化，内地5000年的农业文明一直没有衰退，主要原因是那里的土地没有退化。