編者按：人類社會工業(yè)文明興起之后，科技的發(fā)展極大地提升了人類對于“征服自然”的自信心。過去一個世紀以來，試圖征服干旱荒漠地區(qū)的“人定勝天”的豪情壯志，在日本、蘇聯(lián)、美國等多國都曾風靡一時并甚囂塵上。經(jīng)歷了一個個的失敗教訓之后，對于人與自然的關(guān)系的認識和處理，才逐漸地走上理性和系統(tǒng)觀的軌道。讀史使人明智，鑒以往而知未來，這類寶貴的“摔跟頭”經(jīng)驗教訓，無疑是當今我們生態(tài)文明時代建設(shè)“水土保持與荒漠化防治學”一級學科的“必修之課”。

人與自然是生命共同體。無止境地向自然索取甚至破壞自然必然會遭到大自然的報復。我們堅持可持續(xù)發(fā)展，堅持節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主的方針，像保護眼睛一樣保護自然和生態(tài)環(huán)境，堅定不移走生產(chǎn)發(fā)展、生活富裕、生態(tài)良好的文明發(fā)展道路，實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展。這種新的認識高度，為今天我們建設(shè)一流學科指明了方向。本文為《田裕釗：尊重自然，順應自然，保護自然——自然界的啟示》的姊妹篇。

按/Linda 審/綠茵 編/angel

★節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先、自然恢復為主

近百年來，由于快速增長的人口謀求生存發(fā)展的需求，驅(qū)動起人們對幅員遼闊的干旱荒漠地區(qū)開發(fā)的熱潮。但由于嚴酷自然條件的制約，在世界范圍內(nèi)，許多開發(fā)利用荒漠地區(qū)的重大舉措，大都事與愿違。既或是有93個國家參加，1977年內(nèi)羅畢聯(lián)合國荒漠化大會所制定的《防治荒漠化行動綱要》，也并未得到遏制荒漠化發(fā)展的結(jié)果。追究其原因，是指導思想、目標理念的錯失。“征服自然、改造自然”，給自然界“動外科手術(shù)”，曾主旨了一代代人的觀念和意志。由于干旱沙漠地區(qū)是地球表層獨具自然特征的地理單元，具有生態(tài)平衡脆弱性的特點，在人與自然關(guān)系上，大自然的反饋，遠比其他自然地帶更為劇烈和深刻。追望百年實踐，考察內(nèi)中的成敗得失原因，以史為鑒，更易于反思和感悟人在把握與自然關(guān)系上觀念的是非曲直。

1.脫離實際的“偉大”工程和治沙方案

日本人齋藤榮四郎曾提出一項以花費5000億美元在非洲人工建造幾個高聳的“喜瑪拉雅山”，用以積雪來灌溉撒哈拉大沙漠；日本清水建設(shè)公司更提出，用200臺水泵抽引海水，人工在荒漠中建造起大型人工湖泊，湖面直徑30公里，7個人工湖和總長1800公里的人工河道，應投資18萬億日元。有人主張實施“地球表層的人工手術(shù)”，直接在亞洲的喜瑪拉雅山打開一個缺口，用現(xiàn)代人的技術(shù)力量構(gòu)建人造地形，改變氣流的天然路徑，增加降水，改造沙漠，改變氣候。美國宏大工程協(xié)會會長菲.多比特森提出，花費300億美元構(gòu)建以大口徑塑料管道把法國的河水，通過地中海引到阿爾及利亞的大工程；也有提出把歐洲大陸南部的地表水，越過汪洋大海接濟非洲以及將渤海灣的海水人工引導到內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅和新疆，改造沙漠，改變氣候。上世紀50年代末，在我國呼和浩特召開的一次全國治沙工作會議，亦然有“必須爭取在十年以內(nèi)全面地改造利用沙漠，實現(xiàn)全面綠化，變沙漠為牧畜業(yè)和林業(yè)基地，改良土壤，改變氣候”；要求：“毛烏素沙漠、騰格里沙漠邊緣、河西走廊東部和寧夏平原沙地，在1-3年完成；烏蘭布和沙漠、錫盟小騰格里沙漠、新疆準噶爾盆地沙漠、河西走廊西部沙漠，在3-5年完成；騰格里沙漠、柴達木盆地、庫布齊沙漠，在5-7年完成；巴丹吉林沙漠、塔里木大沙漠，要求7-10年完成”的方案出現(xiàn)。雖然這些脫離實際，背離自然規(guī)律的“偉大”工程和充滿“浪漫激情”的治沙方案，大都停留在構(gòu)想階段，寫畫在紙上；卻反映出，面對“五光十色”，繽紛繁雜的大自然，人是何等傲慢與自以為是地把主觀意愿，強加給自然界；早已忘卻了作為生命之舟的地球，不是屬于人類，而是人類屬于它，這個根本信條。

2.無視區(qū)域自然本底條件的營造大型人工林帶工程

隨著人類干預自然謀求發(fā)展活動的進展，自然環(huán)境的惡化進一步突現(xiàn)，嚴峻的現(xiàn)實迫使人們反思在過往的百年中，人們改造自然活動的“愿與果”。

⑴ 1933年3月31日，剛上任的羅斯福總統(tǒng)，主張建立一個巨大的防護林帶，給美國的腹地束上一條綠色腰帶，以堵截來自西面的干旱風，被稱為“羅斯福防護林帶工程”。“羅斯福防護林帶工程”從北達科他與加拿大的交界處一直延伸到得克薩斯的阿馬里洛南部，縱貫了6個大草原州，沿100度經(jīng)線形成一條寬160．9千米，長1850千米防護林網(wǎng)，總共植樹約2.23億棵。到1942年，防護林帶業(yè)已隱約地展現(xiàn)。1944年對防護林工程進行普查，結(jié)果顯示，有10％林帶已消失；1954年再普查時，保持良好的防護作用林帶已降至近半；至上世紀60、70年代林帶再度遭毀。進入21世紀，《骯臟的三十年代，沙塵暴中的美國人》一書作者莫西.伊根2002年4月進行了實地考察后寫道：“富蘭克林羅斯福宏大的喬木夢而種下的樹大都消失了。…偶爾能遇到一排榆樹或毛白楊，被風吹得扭曲變形。”這是有關(guān)美國大草原上的“羅斯福防護林帶工程”傳送出的最終信息。

⑵1948年10月20日，蘇聯(lián)部長會議和聯(lián)共（布）黨中央根據(jù)斯大林提議，通過的《為保障蘇聯(lián)歐洲部分草原和森林草原地區(qū)高產(chǎn)及穩(wěn)產(chǎn)，營造防護林、實行草田輪作、修建水庫和池塘的計劃》被稱《斯大林改造大自然計劃》。《計劃》規(guī)定，1950至1965年15年間將在蘇聯(lián)歐洲部分的南部和東南部的分水嶺以及河流兩岸營造大型的國家防護林帶，總長度5320公里，面積11.79萬公頃；同時在國營農(nóng)場和集體農(nóng)莊的田間，營造防護林570.9萬公頃。《計劃》在1949年開始啟動。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)佐證，1949—1953五年間，動員千軍萬馬營造防護林289萬公頃，就已完成計劃近半。到1995年保存面積為19．5萬公頃，至2007年下降為0．5萬公頃。誠然，上世紀兩項出現(xiàn)在美國和蘇聯(lián)顯赫的大型的人工林帶工程得到事與愿違后果都與社會因素相關(guān)聯(lián)著。但是透視其本源：在羅斯福總統(tǒng)提出植林工程初期，美國學者就指出，“人類無法改變大平原的基本自然屬性”，提醒“要慎行”。蘇聯(lián)科學院的科學家在進行了大量的、系統(tǒng)的野外地觀測、驗證，包括對450公分深度的土層水分含量連續(xù)多年觀測，得出，“在干草原的平原上用播種或種植, 營造片林不見得是合理應拒絕營造林帶。”歸根結(jié)底“人類無法改變的大平原的基本自然屬性”，成為人工林帶難以持續(xù)生長的根本原因。

⑶曾被聯(lián)合國荒漠化大會贊許的營造撒哈拉沙漠以南，從蘇丹到毛里塔尼亞的林帶規(guī)劃，稱之為“綠色屏障”。“綠色屏障”不僅是由于需要的經(jīng)費過大，找不到資助國無法實施，更是在“規(guī)劃”制定后，即被學者批評為，是“建立在對土地荒漠化簡單的認識上，誤認為出現(xiàn)在薩赫勒地區(qū)的沙丘，是撒哈拉沙漠在南移。這是不切合實際的想象”，（拉琴科，1983年） 。“綠色屏障”規(guī)劃不應該實的深層理由，更在于干旱沙漠和戈壁，有它固有的自然屬性，植被稀疏低矮，大面積光禿裸露，如果沒有特殊的隱域水文條件，沒有人工澆灌，不可能有森林生存。如在自然林地不足1%的薩赫勒，人工完成“綠色屏障”，只是人們脫離實際一廂情愿的奢望。這些具有時代特色的大型整治自然工程和行動方案，至今，其得失成敗的后果已經(jīng)展現(xiàn)，為人們提供了認識自然、了解規(guī)律、學會擺正人與自然關(guān)系的課本。

3.全面植被控制流沙可能產(chǎn)生負面生態(tài)效應

世界各地的干旱荒漠地區(qū)，由于降水稀少和蒸發(fā)強烈，沒有形成河流的條件。非洲的尼羅河，中亞的阿姆河、錫爾河，我國的塔里木河、疏勒河、黑河等，都流經(jīng)荒漠區(qū)。這些大河，其源頭都在荒漠以外，由冰川覆蓋的高山終年積雪地區(qū)。森林作為干旱荒漠的非地帶性的植物群落，喬木僅僅分布在荒漠中的河流岸邊、湖泊周圍以及洪積扇前緣的地下水溢出帶上，成為荒漠河岸林。河水改道或斷流，湖水干涸，樹木伴隨著地下水位下降相繼枯死。

在降水量400毫米左右的一些溫帶、暖溫帶的半干旱區(qū)，極為稀少的一些小河有的也在沙地形成，并從沙地中流出。這主要是因為沙地分布著大面積裸露的流動沙丘結(jié)果。

沙漠的沙丘砂，從形成學的觀點看是用水力搬運過來，在干旱時又經(jīng)過長期的風選，細微質(zhì)輕的顆粒吹走，粗大質(zhì)重的砂礫停留不動，而相對均勻整齊的顆粒部分就堆積成沙丘。沙丘砂顆粒均勻，硬度大，導熱性差，因而持水力很差，最高田間持水量通常為3%。沙丘砂的特性構(gòu)成了獨特的農(nóng)藝學特性：持水力差，降落在流動沙丘面上的雨水很快變成重力水滲透到深層，使25-30公分干沙層以下的水分不被蒸發(fā)，構(gòu)成裸露流沙能夠養(yǎng)水、保存雨水的原因。因此，如果裸露的流動沙丘遠離居民區(qū)，不造成沙埋的危害，就應該保留其原貌，不必人工固定，“因害設(shè)防”才是正確對待流沙的對策。流動沙丘地能涵養(yǎng)水源。如果將這類沙地用植物全面加以固定，小河流水將會變小，有的有可能消失。研究者通過多年實地測井觀測和水熱平衡計算得出，類似的條件下，保留30%的流動沙地用于集水，可以有助于那些小河的存留。

這正是 1958年那個不切實際治沙方案中，“做到全面有植被(有草有木)和基本控制流沙，使之成為固定的沙地”將可能帶來的負面生態(tài)效應的原因。在干旱嚴酷的環(huán)境中，懂得尊重自然規(guī)律與自然和諧共處，填補上對待人與自然關(guān)系上認識的缺失，是人們的必修課。

4.珍愛生物自我更新、自我復制的特征

生物學的研究說明，生物在進化過程中形成了極其精確和完善的機制，具備了適應內(nèi)外環(huán)境變化的能力，形成一個與內(nèi)外環(huán)境進行聯(lián)系和控制的復雜系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)各部分之間的相互關(guān)系以及整個系統(tǒng)的行為和狀態(tài)，呈現(xiàn)為一種靈巧的機動性，反應力非常敏銳，即或是微小生物，其反應仍然快速和高效，精準和可靠。如，微生物在遭遇饑餓或中毒等不利環(huán)境和狀態(tài)時，一部分微生物會形成孢子，將DAN封閉保存，雖然母細胞死亡，但微生物菌群卻保存下來，等待威脅消除，孢子重新萌發(fā)，繼續(xù)種群生長繁殖。這種令人嘆為觀止的生物的自我更新和自我復制的特性，啟示人們，仿照自然界，就會找到神奇無限的創(chuàng)意。我們聰慧的先人，面對大自然演化變幻的現(xiàn)象，當綠色的葉片變成了金黃，用“山僧不解數(shù)甲子，一葉落知天下秋”（唐庚《文錄》）表達，把判斷和識別，用一種顯而易見和理所當然的聯(lián)系，作了”一葉知秋”的結(jié)論和預測。“五光十色”的自然界，充滿了無以盡數(shù)的奧秘；自然界中生命現(xiàn)象的多種多樣以及精巧、準確和高效，是人類獲取靈感、開發(fā)創(chuàng)新精神的源泉。實際上，自然科學工作者，尤其是地學和生物學工作者，共有的一個最為妥善的處理困惑的辦法，那就是帶著疑團，去考察大自然，從大自然的奧秘中獲得創(chuàng)新思維，來解脫面對難題時的困頓；用對自然界生命過程中各種系統(tǒng)、體系的結(jié)構(gòu)和功能的仿效，作為技術(shù)路線創(chuàng)新的智慧源頭。仿生學通過生命體的結(jié)構(gòu)、功能以及原理的分析得到啟示， 運用到工程技術(shù)的設(shè)計中，制作出仿照生物體的儀表、裝置和機器，創(chuàng)造出新技術(shù)。億萬計的生物種類，在形態(tài)上和結(jié)構(gòu)上的多樣性，是個謎團。精美的對稱性，奇特的千變?nèi)f化所展現(xiàn)的外表差異，生命力的頑強和繁殖力的旺盛，都不是無緣無故的一種存在。面對需要修復生態(tài)環(huán)境，施以“自然恢復為主”人工促進的措施，凝聚著無比智慧，順應自然，珍愛生物自我更新、自我復制的特征，輔助自然恢復，樂觀的前景定會實現(xiàn)。

實踐是獲得知識的手段；通過慎思明辨一些實踐的結(jié)果，有助于我們認識到，在生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)，對待自然界不好實施大規(guī)模的“人工手術(shù)”，在沒有充分的、長期的、從不同學科和不同行業(yè)進行過科學和周全地論證和實驗，“要慎行”。在生態(tài)環(huán)境脆弱的地區(qū)一切開發(fā)活動最宜的努力是遵循精致小規(guī)模的原則。小規(guī)模從另一個角度既可理解為適度利用；又可做環(huán)境預警，當規(guī)模的逐步累加，超越了允許的閾限后，自然界的反饋機制，大自然的“報復”，就會幫助人們做出相應的調(diào)整。人們希冀從大自然中獲得生活資料；人們更應該認識自然條件本底的特質(zhì)和人工環(huán)境的脆弱性，保護環(huán)境，維護自己的立命之地。

5.飛機播種，不整地、不覄土，拋擲到沙面上的種子成活率很低，是一種最粗放的農(nóng)藝手段。飛機播種在上世紀20到30年代在蘇聯(lián)人煙稀少，勞動力缺乏的沙漠地區(qū)，由于航空便捷而興起，開創(chuàng)初期，經(jīng)歷過許多傳奇的試驗。首先是植物種的選擇，最后認定，沙生的木本深根性建群鄉(xiāng)土樹種梭梭是首選。梭梭是主要的固沙植物，中亞人普遍使用；這個固沙造林的優(yōu)良樹種，除了實生苖栽種和插條方式并用，還可以直播。但梭梭種子有翅，很輕，飛機投下后飄浮，落到沙面上不能穩(wěn)定，很小的風力就把種子刮走。這樣，就發(fā)明了脫翅機。脫翅機是一項科技創(chuàng)新。飛機播種，不整地、不覄土，拋擲到沙面上的種子成活率很低，是一種最粗放的農(nóng)藝手段。但由于使用了飛機，省工省事，速度快面積大。后來，幾十年間，就不斷試驗，包括飛播后驅(qū)趕羊群進入飛機播種區(qū)踩踏沙面，掩埋種子。還試驗在馬尾巴上捆綁掃靶，把在飛播地穿行，都是為了使種子埋入沙層。30年代還試驗用飛機噴灑瀝青乳劑，固定播種了梭梭的流沙表面。動用了飛行技術(shù)高超的飛行員超低空作業(yè)。地面引導人員都穿戴全身封閉的雨衣。試驗證實成本高，不宜推廣。中亞多年的試驗和應用，得出結(jié)論，連續(xù)作業(yè)，4年之中會有一次飛播成功。這取決于天氣和沙地水分情況。掌握這些變動中的自然要素非常困難。梭梭的種子，對條件的反應敏感，一旦出現(xiàn)適宜的環(huán)境，特別是水分和溫度，就即刻萌動發(fā)芽。有人在手中握有梭梭種子行走了20公里，張開手掌后發(fā)現(xiàn)梭梭種子已經(jīng)萌動。如果降水很少，不形成比較深厚的濕潤沙層，梭梭的幼芽根系碰到干沙層，就很快枯萎。中亞的飛播最成功的時機是將梭梭種子飛播在早春的沙地積雪上。當氣溫上升，積雪消融，種子萌發(fā)，根系深入沙層。沙層變干的速度慢于根系生長的速度，梭梭就可能存活長大。飛機播種在流動裸露的沙丘地上，沒有成功的實例。

2022年11月5日

作者/田裕釗 審/Linda 編/angel