加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——中国科学院办院方针

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朱教君:用科技打好三北工程攻坚战

2024-03-20 瞭望 扈永顺
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语音播报

中国工程院院士朱教君

游客自驾在陕西省神木市栏杆堡镇訾大庄村山林游玩(2021年10月31日摄)陶明摄 / 瞭望周刊社

精准确定北方生态安全屏障区生态脆弱性等级、可治理标准,摸清三北地区水资源、沙源区本底?;谌克?绿,进行植被恢复与建设的规划设计

尝试建立政策性耕地及风蚀防护生态补偿机制,形成生态农业公司防沙治沙新模式(政府+企业+基地农户),增加当地农民收益,实现生态、生产、生活共赢

荒漠化是影响人类生存和发展的全球性重大生态问题。我国是世界上荒漠化最严重的国家之一,荒漠化土地主要分布在三北地区。1978年,党中央作出实施三北防护林体系建设工程(三北工程)的重大决策,开启了我国大规模治理风沙、改善生态的先河。

三北工程咨询专家组副组长、中国工程院院士、中国科学院沈阳应用生态研究所研究员朱教君向《瞭望》新闻周刊记者介绍,三北工程共规划八期,2021~2030年是三北工程建设的第六期,进入系统治理阶段,是巩固拓展防沙治沙成果的关键期。国家提出力争用10年左右时间打一场三北工程攻坚战,为此,要在巩固现有成果基础上,重点针对北方区域防沙治沙问题,充分发挥科技力量,打好黄河“几字弯”攻坚战,科尔沁、浑善达克两大沙地歼灭战,河西走廊—塔克拉玛干沙漠边缘阻击战三大标志性战役。

科技力量提高三北工程建设质量

《瞭望》:科技力量在三北工程建设中发挥了哪些作用?

朱教君:经过45年不懈奋斗,三北工程建设取得了举世瞩目的成就。工程区森林覆盖率由5.05%增长到14.02%,45%以上可治理沙化土地面积得到初步治理,61%的水土流失面积得到有效控制,3.5亿亩农田得到有效?;?;三北工程带动林下经济、特色林果业等发展壮大,为全国提供了1/4的干鲜果品,助力1500万人脱贫增收。在三北等重点生态工程推动下,我国率先在世界范围内实现了土地退化“零增长”,重点治理区实现从“沙进人退”到“绿进沙退”的历史性转变,?;ど敫纳泼裆饺肓夹匝?。

三北工程建设以来,科技力量始终为工程攻关方向、治理目标与重点任务的确定提供强有力的支撑。

一是探索形成了防护林体系建设基本理论。提出了建立以木本植物为主体,多树种、多林种、多效益,带片网、乔灌草、造封管、人工治理与自然修复相结合的防护林体系建设指导思想;将森林强大的生态功能和经济功能有机结合,形成了建设生态经济型防护林体系的发展模式;突破了传统农田防护林建设模式,探索了防护林体系建设可持续发展的技术路径。

二是研发总结了系列生态治理新技术。突破了传统治沙以“防和治”为主的技术方案,提出了综合治理的思路,实现在防沙治沙上生态效益和经济效益的良性循环。先后在沙区总结出“低覆盖度”治沙造林技术、“纱网沙障”专利技术、治理樟子松固沙林衰退的复合系统综合恢复技术、流动半流动沙地“五带一体”综合治沙技术等。

三是选育推广了一批三北地区适生的优良树种。如枣育种技术创新及系列新品种选育与应用,核桃优质高产培育技术,三倍体毛白杨新品种选育,中国锦鸡儿属植物资源及柠条开发利用,枸杞新品种选育及配套技术与应用,林木种质资源收集、保存与利用,以及杨树工业用材林高产新品种定向选育和推广等,有效解决了工程建设中的关键性问题。

四是总结示范了一批生态治理新模式。建设方式上由单纯造林向造林、?;?、经营、利用相结合转变,把遵循自然规律放在首位;造林方式上从注重人工造林向人工造林、封山(沙)育林自然恢复、飞机播种造林相结合转变,突出封山(沙)育林等自然恢复的地位;林分结构上从营造纯林向营造混交林、复层林、异龄林相结合转变等。

五是开发实现了一批技术新突破。863项目构建了“基于多元数据的国家林业生态工程监测与评价网格应用系统”,实现了多源数据的网格环境共享;948项目建设了“三北防护林体系工程营造林管理信息系统”,实现了远程传感器数据的汇集和在线管理及共享;中国科学院项目“重大生态工程综合评估”形成了相对完善的“天—空—塔—地”一体化的评估理论与技术体系,保障了对工程营建过程的适时监测与评估,便于及时总结建设成效、发现存在的问题、提出应对对策,并反馈到工程建造与经营过程中。

三北工程攻坚战提出科技新需求

《瞭望》:三北工程攻坚战提出了哪些科技创新的新需求?

朱教君:打好攻坚战,首先要明确山水林田湖草沙一体化?;び胂低持卫淼哪谠诳蒲Щ?。目前,对山水林田湖草沙等各生态系统之间能量转换、物质循环、互作机理等认知仍然不清,对实现各类系统统筹科学布局的理论与技术仍然缺乏,若按当前的造林、种草、?;?、质量提升等各类工程项目单项规划实施、简单拼盘组合,不易实现真正意义的山水林田湖草沙一体化?;び胂低持卫淼哪勘?。

其次,北方各生态类型区空间分异大,面临的生态问题不同、程度各异,需要开展区域生态脆弱性等级定量评估,制定可治理的标准、确定哪些区域是可治理区,明确沙源区、路径区现状,建立精准生态修复模式。根据三北工程45年评估结果,工程区的降水、地下水、地表水、土壤水等全量水资源近10年整体呈下降趋势;当前造林绿化的后备土地资源主要集中在“胡焕庸线”以西/北地区,多为半干旱、干旱的生态脆弱区,水土资源成为未来造林的瓶颈。特别是三北工程建设的生态用水,其破局点在于科学解决生产、生活、生态水资源分配矛盾。

再者,在全球气候变化背景下,应明确我国及周边国家生态环境及林草植被的时空动态与规律,精准评估生态系统的多样性、稳定性和持续性。目前在全球气候变化影响下,工程区整体呈现西北暖湿化、华北干热化、东北暖干化等趋势,而且局部地区极端气候,如极端干旱、沙尘暴、极端降雨、暴风雪,以及冻土生态系统退化等现象频发,影响了北方生态安全屏障效能的发挥。

《瞭望》:针对存在的挑战你有哪些建议?

朱教君:一是加强山水林田湖草沙系统治理机制的深入研究。明确复合系统各要素时空演变规律及其驱动机制,揭示各要素的互作过程及功能形成机制等;基于系统协调度指数和依托信息化决策,构建山水林田湖草沙一体化生态屏障建设技术体系,全面提升生态系统多样性、稳定性、持续性。生态工程的推进要坚持山水林田湖草沙系统思维,加强部门协同,减少“小而单”的常规生态治理项目,避免间隔过短的重复治理,重点增加区域或流域尺度的规?;卫?。

二是开展区域生态脆弱性等级定量评估,确定可治理区标准和沙源区、路径区分布,建立基于“全量水”定绿、“沙尘源”定策的精准生态修复模式。精准确定北方生态安全屏障区生态脆弱性等级、可治理标准,摸清三北地区水资源、沙源区本底?;谌克?绿,进行植被恢复与建设的规划设计。根据林草防护体系的防护成熟理论与阶段定向经营技术,进行林草生态系统全生命周期管理。

三是以应对全球变化与人类干扰的发展性思维,建立跨界的全域防沙治沙治理机制。加强气候敏感区及极端灾变影响的等级划分,优化调整植被结构组成,构建应对极端气候事件的植被生态安全体系。依托上海合作组织、亚洲基础设施投资银行等平台,拓展和深化与周边国家在生态建设领域的合作。

四是加大相关政策创新与保障力度,推动传统单一的生态修复模式向科学引导下的生态产业化、生态产品化转变,促进生态-生产-生活“三位一体”融合发展。充分考虑西北、华北与东北等不同区域的农牧业生产、城市化建设、生态旅游等不同经济社会发展需求,以水资源供给等自然资源矛盾和农业生产、风光电场建设等人地矛盾为抓手,设计、构建不同典型区域的生态修复建设与可持续发展模式。建立生态修复与经济社会发展融合的体制机制,逐渐实现市场主导的可持续生态修复,并将生态服务功能产品化,在生态后修复时期由生态产业、生态产品逐渐取代生态补偿,从根本上扭转过度利用自然资源的低水平生产方式导致的生态退化局面。

全力打好科尔沁、浑善达克两大沙地歼灭战

《瞭望》:作为科尔沁、浑善达克两大沙地歼灭战专家组组长,你如何深入推动科技治沙?

朱教君:为全力打好科尔沁、浑善达克两大沙地歼灭战,要坚持科学治沙,所以重大科技攻关任务要成为先锋军。以中国科学院沈阳应用生态研究所承担的辽宁省“科尔沁沙地南缘荒漠化协同治理关键技术研发与示范”重大科技攻关专项为例,该专项依托国家和各部门森林、草地、荒漠、农业生态系统野外台站和长期定位研究基地,将构建以有效全量水资源为核心的多系统协调布局技术体系;针对固沙植被,研发多尺度固沙植被防沙固沙功能提升技术与模式;针对农田风蚀区,研发农田生态系统全方位防蚀技术与模式。研究成果将直接服务于科尔沁、浑善达克两大沙地歼灭战。

沙地水资源与荒漠化两个主要矛盾是入手点。创建以风蚀模型、植被指数与土壤含沙量为一体的新荒漠化程度监测技术体系,摸清全量水资源家底;结合地面调查,监测科尔沁、浑善达克两大沙地历史时期荒漠化演变过程,利用先进信息化手段,获得区域高分辨率全量水资源及其时空动态;提出基于水资源承载力的防沙治沙歼灭战标准——沙化程度和起沙面积,形成国家标准。

农田生态系统冬、春季的风蚀是科尔沁沙地防沙治沙的难点与卡点。第一,该专项将明晰不同尺度农田防护林防控风蚀的贡献,以及最适宜的树种选择与配置方式;结合机械化与高标准农田建设与防控风蚀需求,提出不同风蚀强度区合理林带(网)空间布局方案。第二,针对区域内花生、甘薯等经济作物农田风蚀严重问题,开展“玉米+花生”和“玉米+甘薯”间作配置方式;确定沙化农田作物(高留茬)防蚀—增效—协同种植技术体系,并建立农田表层覆盖压沙技术示范区。第三,引种筛选适宜的冬、春农闲期农田复种饲草品种,形成风蚀防控技术示范体系。第四,尝试建立政策性耕地及风蚀防护生态补偿机制,形成生态农业公司防沙治沙新模式(政府+企业+基地农户),增加当地农民收益,实现生态、生产、生活共赢。

打印 责任编辑:梁春雨

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