黃土高原生態保護和高質量發展現狀、問題與建議
中國網/中國發展門戶網訊 黃土高原位于我國中北部、黃河中游地區,面積約64萬平方千米,是中華文明的重要發祥地。黃土高原生態環境脆弱,對氣候變化的響應尤其敏感,是中國人口、資源、環境矛盾最集中的區域之一。長期以來,黃土高原區域發展面臨著土壤侵蝕嚴重、植被稀疏、人口壓力大、生產力低下等突出問題。隨著坡面治理、溝坡聯合治理、小流域綜合治理、退耕還林還草和治溝造地等一系列治理措施與生態建設工程的開展,特別是1999年實施退耕還林還草工程后,黃土高原生態環境發生了巨大變化,整體上實現了生態環境保護與社會經濟發展的“雙贏”。黃土高原的生態治理是我國生態文明建設的偉大實踐,為世界其他國家和地區的生態恢復提供了樣板。
中共中央、國務院印發的《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》明確指出,“突出抓好黃土高原水土保持,全面保護天然林,持續鞏固退耕還林還草、退牧還草成果,加大水土流失綜合治理力度,穩步提升城鎮化水平,改善中游地區生態面貌?!彪S著黃河流域生態保護和高質量發展的國家戰略推進、規劃綱要實施,新時期的黃土高原生態建設進入了生態治理成效鞏固、經濟社會發展轉型的關鍵期。本文系統分析了黃土高原生態環境與社會經濟發展的現狀特點和主要問題,提出了新時期黃土高原生態保護和高質量發展的相關對策與建議。
黃土高原生態環境與經濟社會發展的現狀特點
經過長期的不懈努力,黃土高原生態環境面貌逐步改善,社會經濟取得長足發展。
林草植被覆蓋率明顯增加,生態系統固碳能力有所提升。退耕還林還草工程實施以來,黃土高原林草植被覆蓋率從1999年的31.6%提高到2020年的67%,實現了“由黃到綠”的歷史性轉變。2000年后,黃土高原植被指數增長率高于全國整體水平,引領全國“變綠”。隨著植被恢復,黃土高原生態系統固碳量顯著增加,黃土高原已由碳源轉變為碳匯,固碳增加量主要集中在黃土丘陵溝壑區等退耕還林還草工程實施區域。
水土流失得到有效控制,入黃泥沙量顯著減少。根據黃河流域水土保持公報,截至2020年底,黃河流域累計初步治理水土流失面積25.24萬平方千米,累計建成淤地壩5.81萬座。黃河流域水土保持率從1990年的41.49%提高到2020年的66.94%,其中黃土高原地區水土保持率為63.44%。根據潼關水文站的觀測記錄,黃河中游2001—2020年平均輸沙量降至2.4億噸,已達到1 000多年前人類活動干擾破壞較弱時期的輸沙量水平。
農業生產能力顯著改善,農民收入結構不斷優化。通過采取筑壩蓄水、治溝造地等工程措施推進高標準農田建設,黃土高原糧食生產能力顯著提升。2000—2020年糧食總產量增長了47.05%,增長幅度高于同期全國平均水平(44.86%)。相關研究表明,黃土高原地區糧食自給率從1950年的62%增長到2019年的108%。農民增收渠道由過去依賴農業生產經營不斷拓展到非農就業、果園經營、生態補償、入股分紅等多元渠道,收入結構不斷優化。農民人均純收入由2000年的1 916元增長到2020年的14 400元。2020年該地區貧困人口全部脫貧、貧困縣全部摘帽,取得了脫貧攻堅和消除絕對貧困的歷史性成就。
經濟社會快速發展,產業模式日益多樣。黃土高原城鎮化率從2000年的34.9%增長到2020年的63.8%,城鄉人口結構發生巨大轉變,農村地區人口壓力得到緩解。經濟社會規??焖僭鲩L,主要經濟指標明顯高于全國平均水平,2020年黃土高原地區國內生產總值(GDP)、工業生產總值和人均GDP分別增長至2000年的14.35倍、10.86倍和11.79倍,高于全國平均水平(分別為10.11倍、7.77倍和9.04倍)。工業生產總值占全國比重由2000年的6.11%增長到2020年的8.54%。部分地區利用資源與區位優勢,積極發展蘋果、紅棗、花椒、灘羊、肉牛等特色種養產業,以及生態觀光和紅色旅游業。這些產業成為城鄉融合與鄉村振興的新增長點。
黃土高原生態環境與經濟社會發展的主要問題
盡管黃土高原生態環境治理取得了上述顯著進展,但局部地區仍然面臨著人工植被可持續性差、生態環境脆弱、鄉村空心化和發展不平衡等突出問題。
植被恢復配置合理性不足,生態功能欠佳
人工恢復植被結構單一,生態功能表現欠佳。為了提高苗木的成活率、保存率,讓黃土高原盡快綠起來,速生廉價苗木被大量應用,山上造林主要以刺槐、楊樹等速生物種為主要建群種。部分混交林主要是2—3個物種以1∶1或2∶1等模式造林,林分結構與天然次生林相比過于簡單,在生物多樣性和生態功能上表現欠佳。監測研究表明,人工還林地的生物多樣性和生態功能比天然次生林對照分別低10%—15%和19%—65%。此外,結構簡單容易使植被對植食性昆蟲缺乏抑制性,害蟲大量繁殖將損害植被群落的生理功能和穩定性。
植被恢復密度過高,水資源消耗嚴重。黃土高原土層深厚,植被生長主要依賴天然降雨和土壤水分。初期人工植被恢復的種植密度較高,消耗了大量土壤水分,土壤干層面積擴大,引發“小老頭樹”甚至樹木枯死的現象,導致植被群落生長衰退。研究表明,黃土高原中北部地區的植被覆蓋度已經超過了氣候定義的均衡植被覆蓋度,植被密度過高是造成該地區土壤干化的主要原因。黃土高原植被建設已經接近了水資源植被承載力的閾值,超過這一閾值將造成生態需水和社會經濟發展用水沖突。
局部地區自然災害風險較高,中下游統籌不力
黃土高原生態環境脆弱本底尚未根本改變,自然災害發生風險較高。黃土高原處于典型的溫帶大陸性季風氣候區,暴雨、旱災和霜凍等極端氣候事件頻發,威脅到溝道農業和特色經果產業發展的穩定性與可持續性。野外實地調查發現,在大暴雨至特大暴雨的條件下,流域內侵蝕風險依然較嚴重,容易在下游造成嚴重的淤積和洪澇災害。流域內淤地壩攔沙作用明顯,但是在暴雨情況下仍存在較多的損毀和漫壩現象。相關調查進一步顯示,黃土高原地區修建于1986年以前的淤地壩占淤地壩總數的54.54%。此類淤地壩多為中小型壩、標準低,目前多已淤滿失效或年久失修,已認定的病險淤地壩5 282座,其中下游有人員居住的456座,結構老化淤地壩的潰壩風險隨著極端氣候頻繁發生而加劇。
黃土高原產水產沙發生變化,黃河水沙關系不協調的頑疾依然存在。水資源不足與水沙關系不協調是黃河流域生態保護和高質量發展的重要瓶頸。黃土高原是黃河流域的強產沙區和弱產水區。隨著黃土高原地區大規模生態治理的推進,區域徑流量顯著減少。例如,黃河河口鎮至龍門區間,在降水量有所增加的情況下,2000—2016年多年平均徑流量與1980—1999年相比仍減少超過40%。黃土高原侵蝕產沙強度與進入黃河下游河道的泥沙量大幅下降,導致黃河下游河床發生強烈沖刷。1987—2020年,黃河花園口至柳園口段河道變遷頻繁,近20年累計造成約32平方千米耕地被侵蝕。
農戶生計依然脆弱,區域發展差距顯著
土地利用效益不高,農戶生計依然較為脆弱。隨著城鎮化與經濟社會發展,鄉村大量青壯年勞動力進城務工,加速了鄉村主體老弱化和宅基地空廢化。相關數據顯示,2020年黃土高原所在省份鄉村人口老齡化率達14.16%,高于全國平均水平(13.52%),鄉村常住人口占戶籍人口的36.2%。鄉村主體老弱化制約了農業集約經營,鄉村出現不同程度的顯性和隱性撂荒現象。隨著退耕還林、精準扶貧等國家補貼政策陸續到期,過去主要依賴轉移支付的收入結構面臨新的挑戰。雖然該地區農民人均純收入持續增長,但與全國平均水平相比仍有一定差距。同時,城鄉收入差距在不斷擴大,實現共同富裕仍任重道遠。
區域發展差異顯著,縣域經濟發展相對滯后。黃土高原產業結構“倚重倚能”,資源富集區縣依托資源型產業實現經濟增長,而其他地區發展緩慢。第二產業增加值的基尼系數由2000年的0.34增長至2020年的0.49,因資源差異造成的發展差距顯著。區域內超過67.74%的區、縣人均GDP與財政收入低于區域平均水平的50%。隨著資源枯竭和產能調整,第二產業比重從2010年開始呈現下降趨勢,第三產業發展緩慢。區域財政收入年均增幅遠低于財政支出,財政赤字不斷擴大,縣城建設與經濟發展資金短缺,人口外流嚴重,制約了縣域經濟發展。財政收入低于財政支出的區、縣占比高達86.22%。財政赤字從2000年的107.88億元上升至2020年的6388.33億元。財政赤字超過20億元的區、縣占比高達44.57%??h城可提供的就業崗位有限,基礎設施和公共服務水平低、吸引力較弱。
生態資源挖掘不夠,生態產品價值轉化不高。黃土高原生態環境改善,為減少入黃泥沙、保障黃河下游地區人民生命財產安全發揮關鍵作用。但生態價值評估及其生態補償制度仍處于探索階段。相關數據顯示,雖然退耕還林補償標準由每年230元/畝、補貼5—8年,調整為新一輪(5年)的1500—1600元/畝,但與農民非農就業的機會成本和相應的生態價值相比仍然偏低。黃土高原生態環境改善為本區域保障農業生產、發展生態旅游奠定了堅實基礎,但“兩山”轉化和生態產業化實現機制仍處于探索階段,尚未形成完善的生態產品培育和市場化發展機制。
黃土高原生態保護和高質量發展的對策建議
針對上述問題,需要在人與自然耦合系統分析框架下,從生態系統穩定性和可持續性提升、社會經濟系統綠色轉型、國土空間科學布局、全流域統籌協調治理等4個方面提出可行的對策和長效機制,持續推進黃土高原生態保護和高質量發展,走出一條生態和經濟協調發展、人與自然和諧共生之路(圖1)。
圖1 推進黃土高原生態保護和高質量發展的對策建議
Figure 1 Suggestions for ecological protection and high-quality development in Loess Plateau
提升生態系統穩定性和可持續性,支撐碳中和目標實現
保持合理的植被密度。黃土高原的植被建設已經接近水資源植被承載力的極限。未來生態保護與恢復的焦點需要從“植被建設”向“成效鞏固和功能提升”的方向轉變。林分密度過高是導致黃土丘陵溝壑區刺槐林土壤干化、生長衰退的主要原因之一。為確保生態系統的穩定性與可持續性,需要對單一、高耗水人工林進行結構和功能優化??茖W疏伐可以優化林分結構,并能夠通過控制植被蒸騰耗水量來調節土壤水分,是提高人工刺槐林可持續性的有效手段。
建立環境適宜性的植被群落。推進生態系統適應性管理,針對現有工程措施及林草植被恢復措施的環境適宜性、水土保持效應、社會效益和經濟效益、生態環境風險等方面進行綜合評價,重點對環境適應性、有效性低而生態環境風險(如高耗水、病蟲害等)較高的植被進行結構優化和功能提升,將人工生態林進行撫育和近自然改造。依據植被水平地帶性和演替規律,引入適合本土環境的樹種,如刺柏、沙柳等,逐步替代環境適應性低的高耗水樹種,避免單一樹種成林現象。開展生態系統恢復力變化及驅動因素研究,提升植被應對干旱和病蟲害的恢復力,增強生態系統的可持續性。
探索生態碳匯市場。隨著林草覆蓋率和林草質量提升,黃土高原碳匯能力增強。實現林草碳匯交易和價值轉化是走向綠色發展路徑的迫切需求。探索建立生態碳匯市場交易體系,開展生態碳匯交易試點,拓展生態產品價值實現渠道,持續完善綠色碳庫擴容增匯的激勵機制。構建碳匯計量監測體系,引導更多社會資本“進山入林”,支持林農有效參與碳匯交易,獲得林草生態系統服務的貨幣收益,增強長期可持續管理林草資源的信心和動力,支撐碳中和與鄉村振興目標實現。
實現發展方式綠色轉型,促進人地協調和全面鄉村振興
推進生態產業化,實現生態資源價值轉化。將自然資產與生態系統服務逐步納入國民經濟核算體系,建立生態系統生產總值核算體系。按照生態資源培育、生態資源資產化、生態資產資本化、生態產品與服務市場化的邏輯,綜合利用土地工程技術,有效提升區域生態資源質量和功能,深化生態資源產權制度與收益分配制度創新,大力培育新型經營主體和專業市場,健全鄉村生態要素與城市資金要素雙向流動機制,實現生態資源價值轉化。
發展綠色低碳循環經濟,促進資源節約集約利用。按照農業種養內循環,農業生產與加工、電商外循環,以及農業與旅游、康養、鄉城一體的多功能大循環體系,推進形成黃土高原產業內循環及其與黃河流域雙循環互促共進的發展新格局。通過創新多主體聯動、多部門參與的現代管理機制,切實保障區域特色資源高效利用和人地協調發展。
利用信息技術,促進產業多元化與信息化經營。凸顯黃土高原資源稟賦與地域文化優勢,充分發揮現代信息技術在資源配置和科學決策中的支撐作用,以實現鄉村地域系統功能與價值為目標,大力發展特色精品農業、有機農業、共享農業等新業態,推進形成溝道農業、園區農業、山地農業等新形態,以產業興旺和智慧鄉村建設全面助力鄉村振興。
優化國土空間布局,推進山水林田湖草沙一體化保護和系統治理
調整優化生活空間?;谧匀坏乩砀窬?、人口經濟分布和城鎮化階段等特征,按照主體功能分區、主導類型分類、主要用途分級的方法,識別“三生”空間結構與格局??茖W推進村莊分類,優化調整城鎮村體系,強化縣城“聯城帶鄉”作用,推進土地綜合整治和城鄉空間優化,通過穩定資格權、放活使用權,引入市場機制,盤活土地資源,優化公共資源配置,推進農村人居環境整治與和美鄉村建設。
高效利用生產空間。著眼生態文明建設和統籌城鄉發展戰略,以土地整治與優化配置為抓手,創新金融服務配置機制,激發新型農業經營主體積極性,推進多功能現代溝道農業發展,鞏固提升治溝造地工程成效,科學推進土地經營規?;?、組織專業化、生產機械化、產業高效化,打造集農業生產、農耕體驗、科教研學、旅游觀光、康樂養生于一體的田園綜合體和山水林田湖草沙生命共同體。
保護修復生態空間。建立與生態系統的系統性和完整性規律相一致的質量評估與修復治理體制機制,以生態系統質量系統評估為基礎,保護與修復并重,綜合采取生物措施、工程措施與管理措施,科學開展小流域綜合治理和淤地壩建設,鞏固水土流失綜合治理成效,提升生態系統健康水平,切實發揮黃土高原生態安全屏障作用。
建立水土保持監測與全流域治理體系,助力黃河流域生態保護和高質量發展
精準防治,逐步建立水土保持監測評估體系。黃土高原坡耕地水土流失、溝道重力侵蝕等問題依然較為突出,是黃河泥沙的主要來源。建立以監測站點為基礎、常態化動態監測為主、定期調查為補充的水土保持監測體系,接續開展以黃土高原為主體的水土保持治理與動態監測工作,深化監測評價和預報預警系統,支撐黃河流域水土流失科學精準防治。扎實推進水土流失重點區的預防與治理,及時更新水土流失風險區等級和危險程度分級,提供更加精細的黃河流域各地區水土流失面積和強度數據,針對水土流失熱點地區開展因地制宜的生態治理措施,重點對梯田、淤地壩進行除險加固以提升安全等級,對治溝造地工程進行后期管護并提升耕地質量,提高各類生態工程和治理措施應對極端氣候事件(如特大暴雨)的抗災變能力。
協同管理,加快建設水土保持科學決策體系。有效整合黃土高原生態保護科學數據,自主研發黃土高原生態建設智能化分析與決策系統,促進黃土高原生態保護協同化與協作智能化,實現生態保護重大項目監管與治理成效評估相銜接,以及生態保護預測、預警、預報和科學決策的一體化管理。創新引入第三方評估機制,對國家和地方實施生態建設進展與成效進行定期評估,保障黃土高原水土保持與生態建設的可持續發展。重視構建生態科技支撐決策新模式。以頂層目標牽引、重大任務帶動、基礎能力支撐為總體原則,鼓勵針對某一科學問題的科技攻關或多學科交叉的綜合協同攻關,鼓勵基礎研究探索和技術集成示范推廣有機結合,形成多學科協同、多部門協作的生態科技支撐新格局。
加強中下游統籌,推進全流域生態治理。黃河流域是一個以生態—水沙關系為紐帶的統一整體,中下游和三角洲地區面臨的主要問題和保護目標各不相同,需要實現生態水文過程與治理制度的結構匹配。著力構建由政府主導、公眾參與、各部門協調配合的全流域治理體系,充分利用大數據和物聯網等新技術,實現黃河流域全面監測、協同決策與科學管控,推進流域治理的高效性、精細化和可持續性。從整體上開展生態恢復背景下的黃河流域水沙關系變化研究,科學規劃植被恢復區面積與密度,將泥沙流失控制在合理的閾值范圍;探討三門峽水庫、小浪底水庫等水庫的調水調沙優化方案,構建合理的水沙關系,維持下游河道與河口沖—淤平衡;開展河道內外生態需水與生產生活用水之間的權衡研究,優化水資源空間與部門配置,加強黃河流域中下游、干支流的統籌,共同抓好大保護、協同推進大治理。
(作者:傅伯杰,中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室 北京師范大學地理科學學部地表過程與資源生態國家重點實驗室;劉彥隨、曹智,中國科學院地理科學與資源研究所;王壯壯,中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室;武旭同,北京師范大學地理科學學部地表過程與資源生態國家重點實驗室;編審:楊柳春;《中國科學院院刊》供稿)