目前,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,推动高质量发展,必须锚固良好的生态基底。随着新一轮改革的完成,自然资源部门成立,提出响应新时代发展需求的国土空间生态修复理念。然而,目前国土空间生态修复尚无统一明晰概念,实施路径尚相对模糊,“基于自然的解决方案”是处理诸多复杂自然生态挑战的重要理念,对新时期国土空间背景下的生态修复具有一定启发。
21世纪初,“基于自然的解决方案(Nature-based Solutions,Nbs)”概念首先应用于解决病虫害综合治理、减缓农田径流等农业问题,而后应用于土地使用管理和水资源相关管理领域中。工业设计领域在研究人造表面疏水性和减摩性时结合Nbs理念催生“仿生学”设计概念[1]。
2008年后Nbs理念得到更多科学家、政府及研究者关注,其在缓解全球气候变化、促进生物多样性等更广泛领域中得到探索,并且逐步从概念转变为实践。2008年世界银行在《生物多样性、气候变化及适应性》报告中提出基于自然解决方案应对自然生态系统退化、生物多样性下降等一系列挑战,并对过去20年批准和实施的598个与生物多样性保护相关项目进行评估,表明Nbs方式在增强生态系统气候韧性、增强陆地碳汇、提高城市面对气候变化适应能力具有重要作用。2015年欧盟发布《基于自然的解决方案和自然化城市》报告,认为Nbs对实现可持续城市化、恢复退化生态系统、增强气候适应性、降低多风险协同效益具有重要作用[2]。2019年9月,联合国气象峰会发布报告中将Nbs列入2020年应对全球气候变化十项优先行动,认为其在减轻温室气体排放、增加气候弹性方面具有重要作用。
目前,基于自然解决方案理念已得到包括世界银行、欧盟、大自然保护协会、IUCN、联合国等政府及非政府组织的广泛认同。
图1:基于自然解决方案概念演变图
摘自IUCN《Nature-based Solutionsto address global societalchallenges》
鉴于目前Nbs尚无统一定义,本文选择2016年IUCN发布的《基于自然的解决方案应对全球挑战》相关内容进行阐述。
该文件中提出Nbs框架体系由总体目标、定义、原则三部分组成,其中总体目标指出Nbs旨在通过提升生态系统韧性、恢复能力和生态服务功能以支撑社会可持续发展和保护人类社会文化价值,并解决诸如食品安全、气候变化、洪水灾害、人类健康等一系列生态社会综合挑战。定义中提到“基于自然的解决方案”是通过保护、可持续管理和修复自然生态系统来为人类和生物多样性提供有效的保障,解决各类生态社会综合问题。并提出八项Nbs原则[3]:
(1)遵守自然保护原则;
(2)可以单独实施或联合其它方式综合解决社会挑战(包括科学或工程措施);
(3)既包括专业的自然生态知识,也涵盖当地传统的经验认知;
(4)强调公平、透明和广泛参与的方式来组织实施;
(5)维持生物文化多样性以及保护生态系统自身长期进化能力;
(6)在景观尺度上进行实施;
(7)权衡即时经济利益与长期生态系统服务的关系。
(8)可融入整体统筹中作为解决特定问题的方案。
该文件中还提出Nbs的设想实践情境:一处河口区域由于城市发展破坏了森林、红树林和湿地生态系统,导致洪水侵扰、城市内涝等诸多问题,通过保护现存森林生态系统、修复红树林、恢复河口湿地、建设防洪堤等措施,即可恢复原有生态服务功能,削弱洪水及城市内涝影响,实现人类社会可持续发展目标。
图2:基于自然的解决方案情景设想
摘自IUCN《Nature-based Solutionsto address global societalchallenges》
总结上述定义,可以得出以下Nbs关键要点:
(1)Nbs目标在于解决生态变化所带来的一系列社会问题,是一种生态经济社会综合解决策略,而并非单纯的生态治理方式;
(2)重视利用自然力量与规律,但不排除工程手段措施,更强调自然与人工结合方式解决问题;
(3)基于区域景观尺度制定方案。
荷兰Delfland海岸实施的“沙引擎”工程项目是应用基于自然解决方案的经典实践案例。荷兰因地势低洼,海岸易受持续侵蚀影响。荷兰三角洲委员会于2005年提出“沙引擎”概念,通过软件模拟海岸外力影响来判断最优的堆沙方案。研究者根据不同地点、设计范围、模拟时间计算得出独立岛屿型、钟型及钩型沙丘堆沙方案,同时,考虑保证海岸安全及形态优美性,优先选择了钩形方案。
方案实施后第五年发布实施评估报告,工程区域内只有5%沙被海浪侵蚀带走,远低于预计20%[4]。沙引擎方案改变传统单一沙措施,利用海岸外力塑造沙滩形态,既减少了人工投入成本,又得到良好的沙滩修复效果。珠海香炉湾沙滩修复亦有异曲同工之处,通过长达2年海流、水文观测,海底地形测量,构建数字模型,模拟海滩演变过程,得到了最优的海滩修复方案。
图3:未来20年沙引擎模拟结果
摘自《基于自然的解决方案:利用自然应对可持续发展挑战的综合途径》
生态修复的英文科学术语是“Ecological Restoration”,是恢复生态学中出现的新词,是在欧美国家提出的“荒野保护”、“重新自然化”、“景观生态学”、“再野化”等概念基础上发展而来。生态修复实践最早可追溯至100年前自然资源利用和管理,20世纪30年代,北美大平原“黑色风暴”使美国和加拿大开展数十年的“大平原”生态修复工程。20世纪50年代,欧美开始重视矿山复垦、水土流失治理、森林恢复等生态系统修复工程。1987年,国际生态恢复学会成立,此后生态修复得到日渐重视,生态学、环境生态学、恢复生态学等学科得到快速发展。2002年,国际生态恢复学会提出“生态恢复”是协助已退化、损害或彻底破坏的生态系统恢复、重建和改善的过程,该提法是目前国际学界对生态恢复的一致认识[5]。
中国生态修复起步较晚,但成长速度快。20世纪70年代为了治理沙漠化和沙尘暴开启了长达70年的“三北防护林”工程。90年代为了应对水土流失问题实行“退耕还林”政策,此外为应对酸雨污染出台了“两控区”政策[6];同时加强生态修复技术体系构建,形成封山育林技术体系、小流域综合治理措施体系、生态修复能源利用改革技术体系等知识积累[7]。
虽然目前中国生态修复已取得一定成效,但仍存以下问题:
(1)重工程、轻生态问题突出,过于强调短期工程技术措施,忽略长期自然演变规律;
(2)缺乏对生态修复成果全面科学评估,重修复过程,轻实践效果;
(3)实践中缺乏与经济社会发展统筹考虑眼光,多为从自然生态系统单一维度出发考虑问题。
党十八大以来生态文明建设处于前所未有的高度,“绿水青山就是金山银山”、“山水林田湖草生命共同体”、“共抓大保护、不搞大开发”等生态理念呼之欲出,这对国土空间背景下的生态修复提出了更高要求。
目前国土空间生态修复尚处于探索阶段,本文结合相关学者讨论与自身认识提出新时期国土空间生态修复几点认知:
(1)全局尺度,从国家战略角度出发,服务国土空间体系建设,考量生态系统与社会经济系统多重交互关系;
(2)全域要素,考虑对象既包括山水林田湖草等自然要素,也包括村庄城市等人工要素;
(3)多维修复,除传统生态修复技术手段外,应包含国土空间格局优化、生态系统服务功能提升、生物多样性保护等修复内容;
(4)时空尺度,重视国土空间生态修复时间与空间尺度效应问题。
3.1.1应对社会-经济-环境三者耦合可持续发展的挑战
基于自然解决方案强调从社会-经济-环境综合角度出发解决环境变化带来的一系列社会挑战,正如《基于自然的解决方案应对全球挑战》报告中提到哥斯达黎加案例所述:Nicoya海湾红树林面临消退危险,相关保护组织通过修复红树林生态系统为当地渔民提供稳定就业保障,同时将保护红树林知识融入当地小学教育课程,吸引更多儿童志愿参与红树林保护与培育工作。红树林生态系统修复也带动当地旅游业发展,为当地居民提供更多就业可能。国土空间生态修复中亦应站在更高角度出发思考生态系统与社会经济系统耦合效应,实现生态经济社会良性互动发展。
3.1.2充分利用自然力量应对风险
基于自然解决方案强调精明投入理念,即如何更好利用自然而非人工力量解决环境变化带来的问题,中国传统生态修复存在重工程、轻自然现象。《共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》中提出坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针。国土空间生态修复中应加强对自然演变规律认识,让自然做功,减少不必要的人工投入成本。
3.1.3重视时空尺度效应
传统生态修复工程多强调即时效益,且缺乏不同尺度空间下生态效应的思考。Nbs理念强调平衡短期经济效益与长期生态服务关系,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计,国土空间生态修复应以十年甚至百年为考量尺度,融入景观生态学中规模尺度效应,不断优化生态格局,保障生态系统稳定性与生态服务功能长效性。
3.2.1创新多利益主体参与形式
基于自然解决方案中提到以多方参与、公开透明形式推进方案的实施,国土空间生态修复需要基于社会经济生态综合角度考虑解决问题,需要听取各参与主体不同的声音。正如荷兰“沙引擎”项目实施过程中跟当地居民进行充分对接,让居民了解其解决方案来龙去脉,最终成功得到当地居民支持。
3.2.2基于不同修复目标协调人工与自然的投入
Hilde Eggermont根据生态修复措施工程化程度、生态系统服务能力输出能力将自然解决方案分为三种类型:
(1)利用现有自然生态系统类型,如保护自然栖息地等;
(2)管理或修复生态系统类型,如红树林生态系统修复等;
(3)创造新的生态系统类型,如新建公园、屋顶花园等。
国土空间生态修复过程中应结合具体修复目标明确生态修复人工投入程度,充分利用自然资本与力量解决一系列生态环境问题。
图4:基于自然的解决方案三种类型
摘自IUCN《Nature-based Solutionsto address global societalchallenges》
3.2.3重视效益评估与实施流程
Raymond等基于文献和政策梳理基础上将人类所面临的挑战分为10类,提出了从社会文化和经济系统、生物多样性、生态系统和气候要素4个维度来进行评估Nbs实施效益的框架,并为每类挑战建立了相应的Nbs评价指标体系,在此基础上制定了一个七阶段的实施指导流程:
(1)问题识别;
(2)选择和评估所选取的措施;
(3)设计基于自然的解决方案的实施流程;
(4)实施基于自然的解决方案;
(5)与利益相关方沟通;
(6)调整并扩展Nbs方案;
(7)根据指南提供指标检测评估各个阶段协同效益。[8]
图5:Nbs效益评估框架
摘自《A framework for assessing andimplementing the co-benefits of nature-based solutions in urban areas》
国土空间生态修复应重视对生态修复实施路径的把控与指导,同时,建立相应的生态修复实施效果评价体系和长期监督评估制度,量化生态修复实施效果,并考虑纳入地方政府考核指标。
本文以南粤古驿道生态修复设计竞赛——粤赣古道和平段生态修复方案为例,阐述Nbs理念结合生态修复实践探索。
粤赣古道位于广东省河源市和平县,全长约43公里,途径星联村、热龙温泉、北联村、风门垇等地。沿线红色资源聚集、遗存丰富,拥有4座古茶亭、3座古桥、2座古路碑、一处国家传统古村落和3处红色文化点。经分析,沿线局部存在生态问题主要包括山体裸露、土壤酸性、林地树种单一、栖息地质量较低等。结合当地村庄人口流失严重、活力不足问题,项目确定生态修复目标为:增强古道“自然”属性,串联现状资源,打造成为开放式生态、自然、历史博物馆。以道兴村,为乡村发展注入活力,实现“金山银山”生态价值。
(1)巧借自然
在修复设计中秉承“低成本、高品质、可持续”理念以及对场地最小干扰、综合整治修复原则。在山体裸露修复方案中因地制宜选择不同恢复能力植被对裸露山体进行修复,并充分应用工程内剥离表土和弃石伐木作为建设材料,在保证裸露边坡稳定和满足相关技术规范的前提下,尽量减少施工使用量,以减少后期的维护、养护工作。在土壤酸性修复方案中巧妙利用当地乡土物种芒萁作为土壤酸性修复先锋物种,避免大规模换土工程。
(2)融入生产
结合当地果树种植、水稻生产、鱼苗养殖、菱角种植等乡村产业营造鹭鸟栖息地,修复人工自然良性生态循环系统。针对经济林过多情况,采用疏伐套种方式,局部恢复高质量林地斑块。
(3)文旅结合
考虑古驿道带动乡村旅游特点,于古驿道两侧绿地空间适当种植木荷、桃金娘等观赏性较高的乡土植被,亦可增加物种多样性,削弱水土流失,提高林地质量。同时竖立古驿道科普教育牌,增加游人对生态修复认识和自然生态兴趣。
[1]林伟斌,孙一民.基于自然解决方案对我国城市适应性转型发展的启示[J/OL].国际城市规划:1-16[2020-03-06].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.5583.TU.20190726.1023.004.html.[2]张小全,谢茜,曾楠.基于自然的气候变化解决方案[J/OL].气候变化研究进展:1-11[2020-03-06].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.5368.p.20200215.2003.002.html.[3]Cohen-Shacham E, Walters G, Janzen C, et al. Nature-based Solutions to address global societalchallenges [R/OL]. Gland, Switzerland: IUCN, 2016[2019-12-10].[4]陈梦芸,林广思.基于自然的解决方案:利用自然应对可持续发展挑战的综合途径[J].中国园林,2019,35(03):81-85.[5]曹宇,王嘉怡,李国煜.国土空间生态修复:概念思辨与理论认知[J].中国土地科学,2019,33(07):1-10.[6]易行,白彩全,梁龙武,赵子聪,宋伟轩,张妍.国土生态修复研究的演进脉络与前沿进展[J].自然资源学报,2020,35(01):37-52.[7]王震洪. 国内外生态修复研究综述[C].中国水土保持学会.发展水土保持科技、实现人与自然和谐——中国水土保持学会第三次全国会员代表大会学术论文集.中国水土保持学会:中国水土保持学会,2006:35-41.[8]RAYMOND C M, FRANTZESKAKI N, KABISCH N, et al. A framework for assessing andimplementing the co-benefits of nature-based solutions in urban areas[J]. Environmental Science & Policy, 2017,77: 15-24.