低效开垦耕地,竟然能让15年退耕还林的成果前功尽弃?

嗨,时隔多日,猫盟又来讨论农田的问题了。

写作这篇文章的契机是,我看到了一篇题目为《Natural capital investments in China undermined by reclamation for cropland》(中国的自然资本投资因开垦农田而遭到破坏)的论文,内容是在耕地开垦对生态保护成效影响领域研究取得的最新进展,由中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室欧阳志云团队发表在《Nature ecology & evolution》上。

这篇文章是对于该论文的重点内容的解读,解读过程中不可避免地会带有一些个人的理解,如有谬误欢迎指正。原文链接在文章末尾“阅读原文”,感兴趣的朋友可以自行下载阅读。

开垦对生态环境的影响

研究团队把我国的土地覆盖类型分为森林、灌丛、草原、湿地、农田、城市土地、沙漠和裸地,使用分辨率达到30米的卫星图像,来比较土地覆盖类型产生的变化。结果发现,在研究期间(2000年~2015年),中国有21215平方公里的森林和灌木,25579平方公里的草地和12278平方公里的湿地被转化为农田。

在这些土地中,生物多样性高或是调节能力强的地域,可被视为关键生态系统或重要生态系统,它们分别占比58.1%和26.8%。

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这张地图上的彩色斑点反映了关键生态系统被开垦为农田的地区。颜色越深,作为关键生态系统的土地被开垦为农田的比例越高。绿色代表生物多样性,蓝色代表保水,黄色代表固沙,紫色代表固氮,橙/褐色代表保土。来源:论文原文

这些重要的区域主要分布在三江平原、松嫩平原、塔里木盆地、准噶尔盆地以及华北、华东、华南的丘陵地区,以及黄河下游地区,这些也恰恰是生态较为脆弱的地区。

还有过去20年间我国着力保护的地区,比如长白山、黄土高原、云南南部的热带森林等地区也遭受了不同程度的开垦,这些开垦大大削弱了过往20年的保护所应该产生的生态收益。

人类在生态系统能够得到的所有福利,统称为“生态服务”。欧阳志云团队综合运用了全国生态系统评估数据、生态系统服务评估模型和农业统计数据,来计算2000年至2015年间因农田开垦而导致的生态服务损失。

本论文选取了最为关键的四种生态服务:保水、保土、防沙、固碳,加上生态环境作为保护动植物(根据IUCN红色名录和中国红色名录,团队选出了1534种动物和植物作为代表)栖息地或潜在栖息地的作用,来进行评估。评估结果是,农田开垦导致的生态破坏,共计丧失珍稀动植物潜在栖息地25138平方公里、保水能力30亿平方米、防沙能力2800万吨、固碳能力1810万吨、保土能力1940万吨。

自2000年以来,中国在缓解土地退化和恢复生态系统服务方面进行了大量领先世界的投资,包括我们熟悉的退耕还林还草。实际上,退耕还林还草政策制定的直接诱因,就是98年特大洪水。过度开垦导致水土流失,江河湖库淤积,行洪不畅、蓄洪不利,对洪水的应对能力严重下降。可见一个健康的生态系统,对人类的生存福祉至关重要。

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生态系统的作用渗入生活的方方面面,有一些十分细节的功能,例如昆虫对农作物的授粉,经常被我们忽视。©红后

论文将开垦耕地造成的生态破坏,和2000~2015年我国为了生态恢复所做出的努力进行了对比。因开垦耕地而损失的保水、防沙、固碳和保土四种生态服务,分别相当于这15年生态修复工作所获得的四种服务的63.4%、52.5% 、29.0% 和10.2%。而国家保护动植物潜在栖息地被破坏的量,甚至要超过生态修复增加的量(损失的栖息地是获得的113.8%)。不得不说令人惋惜。

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蓝色条表示生态保护和修复得到的生态服务收益,红色条表示农田开垦造成的生态服务损失。下面的字母WH代表物种栖息地,WR代表保水,SP代表治沙,CS代表固碳,SR代表保土 来源:论文原文

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这个玫瑰图代表了因农田开垦生态服务损失最大的地区。同样蓝色代表生态服务,红色代表损失。

这里的字母WH代表物种栖息地,WR代表保水,SP代表治沙,CS代表固碳,SR代表保土;RWH代表物种栖息地损失,RWR代表保水功能损失,RSP代表治沙功能损失,RCS代表固碳功能损失,RSR代表保土功能损失;GY代表粮食产量,CRA代表农田开垦面积,PRE代表年降水量;,SL代表平均坡度;,SOM代表土壤有机质含量(下同)  来源:论文原文

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这个玫瑰图代表了提供大量固碳功能和物种栖息地,同时粮食产量高的地区,这些地区的生物多样性和生态服务遭受了严重损失。  来源:论文原文

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这个玫瑰图代表了具有很高生态调节价值和生物多样性的地区,这里的气候潮湿,土地坡度高,开垦农田使得这些地区的生态服务遭受了严重损失。  来源:论文原文

对粮食生产作用有限

欧阳志云团队参考了《中国农村统计年鉴》和《中国农业年鉴》,来获取中国各省水稻、小麦等主要农作物的产量数据。他们发现,在2000年至2015年间,中国农作物总产量增长34.5%,但其中新开耕地的占比仅占增长总量的9.8%。他们因此认为,这15年粮食的增产主要是依靠生产效率的提高而非耕地面积的扩大

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西婆罗洲的油棕种植园。1985~2005年间,全球田地和牧场的面积增长了约3%,并不多,但耕地大部分位于热带,这是一个很不乐观的现象,因为热带森林有很高的生物多样性和至关重要的碳封存作用 ©Nanang Sujana/CIFOR

另一个问题是,新开垦的耕地可能本身就不适合用于粮食生产。中国耕地受生物物理和地理条件的制约,新开耕地大多位于先天条件不利于耕种的地区,2000-2015年新增耕地大部分(52.2%)位于干旱和半干旱地区,不利的水热条件限制了生产力,还会导致地下水的过度使用,加剧水土流失、洪水和干旱的风险。

而且,2000-2015年新增耕地的坡度平均比原有耕地高21%。这使得土地的保水功能减弱,加剧了土壤侵蚀、洪水甚至滑坡的风险。

论文作者认为,如果目前低效的开垦活动继续下去,不仅会破坏我们在生态保护上的成果,也会拖累农业生产。随着时间推移,负面影响将越来越大。他们还提到,相比开辟更多耕地,更重要的可能是加强农业生产的集约化和现代化。种植合适的作物,减少农药的使用。

解读:生态友好并不只是理想

这篇论文所论证分析的事实,让更多人看到了现代耕地开发所带来的生态影响。诚然,在现代中国绝大多数地区,我们已经告别了刀耕火种这样粗暴破坏生态环境的农业开垦方式,但是,随着经济发展的需求,以及工业化发展所带来的占据耕地的程度加深,我们仍需要警惕新时代耕地开垦为多年生态保护的成果所带来的的负面作用

论文之外,我想说,无论在何种意义上,我们都需要粮食与生态兼得。而这需要我们在不同层面的双向奔赴

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田地里的动物脚印 ©大猫

如果,我们能在耕地开发的选择上更重视对生态环境、生物多样性的前置评估,而非仅仅依赖生态红线的划定,就能避开更多保护地外生物多样性高的区域,避免直接恶劣的影响。

如果,我们各地都能更重视生物多样性评估的落地,让更多耕地开发工程可以有现成的数据可以参考,而非事后追责,相信也能事半功倍。

而对于已经造就的耕地,也依然可以在耕种过程中重视对生物多样性的保护,尽力做到生态友好。比如,更多使用生物农药,更重视轮耕、养土而非一味使用化肥,更多尝试畜牧与耕地的结合,避免对土壤的过度消耗。

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捕食者在田地里发挥控制虫害的作用 ©猫盟

人类与生态环境共存的农田,不仅能保护生物多样性,也能得到生态环境直接提供的生态服务,从而得到人与环境共存共荣的结果(关于农田作为物种栖息地,承载生物多样性的价值,你还可以读这篇文章:《看谁以后还说香港农田的生态价值不高!》)。农业农村部环境保护科研监测所生态循环农业研究中心主任杨殿林,在《经济日报》上发表的文章提到:

多项研究表明,在农田生态系统中天敌控害作用占40%以上,作物自身的抗性和其他生态因子的调控作用占45%以上,即天敌与抗性的综合作用超过80%。农业生物多样性支持害虫控制和授粉等多项生态系统服务。

国内外实践证明,建设植被缓冲带、生态沟渠和乔灌草斑块等农田生态基础设施不但没有使粮食产量下降,而且因增加农业生物多样性、改善农田生态环境使单位面积粮食产量提升5%至10%,温室气体排放减少15%至25%,综合收益提高10%至12%,实现集约高产、节本增效、低碳环保、农民增收的目标。

粮食安全和生态保护并不是二元对立的两难问题。人类为了长久的福利和生存,务必要追求两全,而当我们的开发为生态环境留下空间的时候,我们也能从生态系统的自然运转中得到福祉。

认知决定行动,我们从来都有拨乱反正的能力。比如就在该篇论文在2023年1月投出后的第五个月,也就是今年6月,自然资源部发布《关于在经济发展用地要素保障工作中严守底线的通知》,提出在原有禁止在25度以上陡坡地实施占补平衡项目的基础上,从保护生态系统的角度,进一步明确对于坡度大于15度的区域原则上不得新立项实施补充耕地项目,根据农业生产需要和农民群众意愿确需开垦的,必须经县级论证评估、省级复核认定具备稳定耕种条件后方可实施。

一夜之间,我们仿佛听到了幸免于难的山林的掌声。

参考资料:

Kong L, Wu T, Xiao Y, et al. Natural capital investments in China undermined by reclamation for cropland[J]. Nature Ecology & Evolution, 2023: 1-7.

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