張萬(wàn)益,王豐翔,宋澤峰

1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心,北京 100037;2.河北地質(zhì)大學(xué),河北 石家莊 050031

0 引言

黃河流域治理是歷史性難題。歷史上黃河曾“三年兩決口、百年一改道”,給流域內(nèi)的百姓造成嚴(yán)重?fù)p失。受生產(chǎn)力水平的限制和其它諸多主客觀因素制約,黃河流域?qū)抑螌覕?。黨的十八大以來(lái),在“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力” 的治水思路指導(dǎo)下,將原來(lái)涉及多個(gè)部門(mén)以及地理上不相連的地區(qū)整合起來(lái),黃河流域生態(tài)環(huán)境向好發(fā)展。2019 年9月18 日,習(xí)近平總書(shū)記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上發(fā)表重要講話,著眼全局,在尊重自然規(guī)律前提下,提出黃河生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)整體的科學(xué)論斷,為黃河流域治理開(kāi)出了良方。

1 生態(tài)文明建設(shè)對(duì)黃河流域的重要意義

1.1 保護(hù)黃河是事關(guān)中華民族偉大復(fù)興的千秋大計(jì)

“黃河寧、天下平”。黨的十八大以來(lái),習(xí)近平總書(shū)記多次實(shí)地考察黃河流域生態(tài)保護(hù)和發(fā)展情況,多次就三江源、祁連山、秦嶺等重點(diǎn)區(qū)域生態(tài)保護(hù)建設(shè)提出要求。習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)“要堅(jiān)持綠水青山就是金山銀山的理念” “共同抓好大保護(hù),協(xié)同推進(jìn)大治理,著力加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)治理、保障黃河長(zhǎng)治久安、促進(jìn)全流域高質(zhì)量發(fā)展、改善人民群眾生活、保護(hù)傳承弘揚(yáng)黃河文化,讓黃河成為造福人民的幸福河”。這是新時(shí)代黨和國(guó)家對(duì)黃河流域生態(tài)文明建設(shè)的重要部署,充分體現(xiàn)了以人民為中心、始終把人民對(duì)美好生活的向往作為奮斗目標(biāo)的使命宗旨。

1.2 黃河是中華民族的母親河,“百川之首”“四瀆之宗”

黃河是中華民族的重要發(fā)祥地,是中華民族文明的搖籃。千百年來(lái),她滋養(yǎng)著中華民族,維系著中華民族的血脈。“早在上古時(shí)期,炎黃二帝的傳說(shuō)就產(chǎn)生于此。在我國(guó)5 000 多年文明史上,黃河流域有3 000 多年是全國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心,孕育了河湟文化、河洛文化、關(guān)中文化、齊魯文化等,分布有鄭州、西安、洛陽(yáng)、開(kāi)封等古都,誕生了“四大發(fā)明” 和《詩(shī)經(jīng)》《老子》《史記》等經(jīng)典著作”①。

1.3 黃河流域具有豐富的自然資源

河套灌區(qū)、汾渭平原、黃淮海平原等是我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)地區(qū),小麥、棉花、油料、煙葉、畜牧等主要農(nóng)牧產(chǎn)品在全國(guó)占有重要地位。流域內(nèi)現(xiàn)狀有耕地1.79 億畝,林地1.53 億畝,牧草地4.19 億畝,宜于開(kāi)墾的荒地約3 000 萬(wàn)畝②。流域內(nèi)土地、水能、煤炭、石油、天然氣、礦產(chǎn)等資源豐富,上游水能資源、中游煤炭資源、下游石油和天然氣資源分布格局明顯,在全國(guó)占有極其重要的地位,黃河流域也因此被譽(yù)為中國(guó)的“能源流域”。

1.4 黃河流域是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)地帶

黃河發(fā)源于青藏高原巴顏喀拉山,流經(jīng)9 個(gè)省區(qū)71 個(gè)市,全長(zhǎng)5 464 km,水面落差4 480 m,流域總面積79.5 萬(wàn)平方公里(含內(nèi)流區(qū)面積4.2 萬(wàn)平方公里)③,流經(jīng)市域總面積198.46 萬(wàn)平方千米[1]。2019年黃河流域9 個(gè)省(區(qū)) GDP 合計(jì)24.74 萬(wàn)億元,占全國(guó)四分之一,人口4.35 億,占全國(guó)31.1%。糧食產(chǎn)量2.34 億噸,占全國(guó)35.3%;肉類(lèi)總產(chǎn)2 407 萬(wàn)噸,占全國(guó)31.5%;原煤產(chǎn)量30.78 億噸,占全國(guó)近80%;天然氣產(chǎn)量 585.8 億立方米,占全國(guó)33.3%[2]。黃河流域擁有中原城市群、關(guān)中平原城市群、呼包鄂榆城市群、蘭州—西寧城市群,西安、鄭州是國(guó)家級(jí)中心城市。依托豐富的資源,流域內(nèi)建設(shè)有能源和重化工基地、鋼鐵生產(chǎn)基地、鋁業(yè)生產(chǎn)基地、機(jī)械制造和冶金工業(yè)基地。

2 黃河流域生態(tài)保護(hù)存在的問(wèn)題

2.1 水資源不均衡

一是水資源時(shí)空分布不均。黃河流域?qū)俅箨懶约撅L(fēng)氣候,大部分地處干旱半干旱地區(qū),降水量少而蒸發(fā)量大,流域多年平均降水量為445.8 mm,而蒸發(fā)量為1 199.7 mm。黃河多年平均徑流量為534.8 億立方米,人均水資源量不足全國(guó)平均的四分之一,且具有年際變化大、年內(nèi)分配集中、空間分布不均等特征[3]。二是水沙問(wèn)題嚴(yán)重。泥沙問(wèn)題始終是黃河治理開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要問(wèn)題,嚴(yán)重威脅下游地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[4]。頭道拐—潼關(guān)地區(qū)是黃河泥沙主要來(lái)源地,潼關(guān)斷面年均輸沙量占入黃泥沙總量的90%以上[5]。研究表明,人類(lèi)活動(dòng)是近70 年來(lái)影響黃河泥沙減少的主要驅(qū)動(dòng)因素[6]。三是水污染嚴(yán)重。黃河流域以占全國(guó) 2%的水資源承納了全國(guó)約6%的廢污水排放量和7%的化學(xué)需氧量,部分干支流污染嚴(yán)重[7]。干流及主要支流重點(diǎn)河段,符合標(biāo)準(zhǔn)的二、三類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)僅占38.7%,四類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)占20.1%,五類(lèi)和劣于五類(lèi)水質(zhì)河長(zhǎng)占41.2%①。

2.2 土地資源減少明顯

黃河上中游流經(jīng)世界上最大的黃土高原,由于黃土土質(zhì)疏松,水土流失嚴(yán)重,造成該地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化。黃河晉陜峽谷段黃土侵蝕嚴(yán)重,尤其是西部黃土高原溝谷發(fā)育[8]。草地、旱地、林地是黃河的主要土地利用類(lèi)型,2000 年之前,草地、林地和濕地等生態(tài)用地減少,草地退化、沙化、土壤侵蝕等效應(yīng)加劇[7,9]。2000 年以后,黃河流域中部和東部地區(qū)城鄉(xiāng)土地類(lèi)型增加顯著(增加率達(dá)到44.32%),草地和旱地各自減少了1.6%和1.23%,而林地則增加了2.53%[10]。

2.3 生物多樣性缺失

黃河流域內(nèi)有三江源草原草甸濕地生態(tài)功能區(qū)、黃土高原丘陵溝壑水土保持生態(tài)功能區(qū)等國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)12 個(gè),設(shè)立了近100 個(gè)涉水類(lèi)保護(hù)區(qū),試點(diǎn)建設(shè)三江源國(guó)家公園。黃河上中下游生物多樣,生態(tài)結(jié)構(gòu)與服務(wù)功能獨(dú)特,有重要的生物多樣性保護(hù)價(jià)值,分布有高寒冷水、峽谷激流和平原過(guò)河口洄游保護(hù)魚(yú)類(lèi)等水生生物的重要棲息保護(hù)地,黃河源區(qū)、寧蒙河段、中下游河道和河口區(qū)分布有廣闊的濕地資源,同時(shí)黃河對(duì)華北部分地區(qū)和渤海生態(tài)系統(tǒng)良性維持發(fā)揮著重要作用③。黃河流域城市與農(nóng)田、共享景觀和大面積荒野三類(lèi)分區(qū)中面臨5 類(lèi)生物多樣性的直接威脅因素:棲息地喪失和退化、氣候變化、污染、過(guò)度開(kāi)發(fā)與不可持續(xù)的利用和外來(lái)物種入侵[11]。近40 年來(lái),梯級(jí)水電開(kāi)發(fā)、水資源過(guò)度利用、外來(lái)物種入侵、水域污染和過(guò)度捕撈是導(dǎo)致目前黃河魚(yú)類(lèi)多樣性大幅降低的重要因素,受威脅魚(yú)類(lèi)種數(shù)占總數(shù)的14.7%[12]。黃河流域以上中游四川、甘肅、陜西的高原與山地內(nèi)鳥(niǎo)種最為豐富,鳥(niǎo)類(lèi)整體物種多樣性由南向北遞減,受威脅鳥(niǎo)類(lèi)物種多樣性集中在黃河中下游,以下游黃河三角洲及鄰近平原區(qū)最為突出[13]。

3 地球系統(tǒng)科學(xué)在黃河生態(tài)保護(hù)中的作用

3.1 地球系統(tǒng)科學(xué)已成為全球或區(qū)域治理的重要手段

面對(duì)全球資源能源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化、氣候變化及其有關(guān)的一系列全球變化問(wèn)題的共同挑戰(zhàn),人類(lèi)需要生態(tài)文明建設(shè)和全球尺度的社會(huì)—環(huán)境系統(tǒng)管理已逐步成為全球共識(shí)和全民行動(dòng)。支撐人類(lèi)生態(tài)文明建設(shè)的科學(xué)理論與技術(shù)、區(qū)域和全球治理理論和方法已成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的戰(zhàn)略研究前沿。地球及其系統(tǒng)科學(xué)正是生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。

地球系統(tǒng)科學(xué)根植于地球科學(xué)。20 世紀(jì)80 年代,人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到臭氧消耗和氣候變化的嚴(yán)重性。為了解決這一問(wèn)題,學(xué)術(shù)界廣泛呼吁,要建立一個(gè)基于地球是一個(gè)完整實(shí)體的新“地球科學(xué)”。NASA 將這項(xiàng)新的科學(xué)命名為“地球系統(tǒng)科學(xué)”。1986 年,為了積極應(yīng)對(duì)國(guó)際承諾和學(xué)科整合的挑戰(zhàn),國(guó)際科學(xué)理事會(huì)(ICSU) 啟動(dòng)了國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP),并加入了設(shè)立于1980 年的世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)。在20 世紀(jì)初,這套更完整的全球變化方案,連同正在出現(xiàn)的可持續(xù)性概念,產(chǎn)生了可持續(xù)性科學(xué)。2001年,由四個(gè)國(guó)際全球變化方案(世界氣候研究計(jì)劃、國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃、國(guó)際全球變化人文因素計(jì)劃、國(guó)際生物多樣性計(jì)劃) 共同主辦“改變地球的挑戰(zhàn)”會(huì)議。會(huì)議介紹了《阿姆斯特丹宣言》,著重研究糧食、水、健康、碳和能源等4 大關(guān)系人類(lèi)生計(jì)與生存的關(guān)鍵可持續(xù)性問(wèn)題,目的是綜合研究地球系統(tǒng)變化及其對(duì)全球可持續(xù)性的影響。2012 年6 月,為應(yīng)對(duì)全球環(huán)境變化給各區(qū)域、國(guó)家和社會(huì)帶來(lái)的挑戰(zhàn),里約熱內(nèi)盧召開(kāi)的聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展大會(huì)上,正式發(fā)起了為期十年的未來(lái)地球計(jì)劃(Future Earth) (2014—2023 年)。至此,地球系統(tǒng)科學(xué)從一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的概念,轉(zhuǎn)變成為了一門(mén)能夠有效整合所有學(xué)科的強(qiáng)大新科學(xué),為人類(lèi)全球和區(qū)域自治、解決人類(lèi)生存發(fā)展難題發(fā)揮了重要作用。

3.2 將地球系統(tǒng)科學(xué)應(yīng)用于自然資源保護(hù)利用的全過(guò)程是時(shí)代發(fā)展必然要求

地球系統(tǒng)科學(xué)的優(yōu)點(diǎn)之一就是體現(xiàn)了系統(tǒng)觀念,將地球作為一個(gè)由許多不同但相互作用的部分組成的系統(tǒng)的整體,為研究地球提供了一種全新的思路與方法,為人類(lèi)了解地球、適應(yīng)地球、利用地球,更好地提高人類(lèi)生存的質(zhì)量建立起了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

系統(tǒng)觀念在我國(guó)由來(lái)已久。比較有代表性的是我國(guó)古代“天人合一” 理論觀點(diǎn)?！洞呵锓甭丁分械摹暗?王道也;王者,人之始也。王正,則元?dú)夂晚?風(fēng)雨時(shí),景星見(jiàn),黃龍下;王不正,則上變天,賊氣并見(jiàn)”?！兜赖陆?jīng)》中的“人法地,地法天,天法道,道法自然” 等,均體現(xiàn)了天、地、人相互作用及其之間聯(lián)系的系統(tǒng)理念。我國(guó)的中醫(yī)是系統(tǒng)觀最典型的代表,“中醫(yī)的特點(diǎn)在于從整體、從系統(tǒng)來(lái)看問(wèn)題”[14]。黨的十八大以來(lái),習(xí)近平總書(shū)記就“堅(jiān)持系統(tǒng)觀” 作出了一系列重要論述和指示要求。提出山水林田湖草是生命共同體的系統(tǒng)觀,并指出“人的命脈在田,田的命脈在水,水的命脈在山,山的命脈在土,土的命脈在樹(shù)”,強(qiáng)調(diào)生命共同體之間的相互依存和相互聯(lián)系。地球系統(tǒng)科學(xué)理論的出發(fā)點(diǎn)就是通過(guò)多圈層、多空間尺度、多時(shí)間尺度、多學(xué)科交叉融合研究,更好地揭示人與自然和諧共處的根本規(guī)律,使人類(lèi)更好地認(rèn)識(shí)所賴以生存的環(huán)境,做到尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然。發(fā)端于系統(tǒng)觀和地球科學(xué)的地球系統(tǒng)科學(xué),正是解決新時(shí)代黃河流域生態(tài)保護(hù)的關(guān)鍵鑰匙。

3.3 建立黃河流域調(diào)查監(jiān)測(cè)模擬工作體系勢(shì)在必行

黃河流域生態(tài)問(wèn)題體現(xiàn)在地球各圈層,根在人類(lèi)活動(dòng)。針對(duì)“十四五” 期間黃河生態(tài)環(huán)境如何治理,自然資源部牽頭編制黃河流域重點(diǎn)生態(tài)區(qū)生態(tài)保護(hù)和修復(fù)重大工程專(zhuān)項(xiàng)建設(shè)規(guī)劃給出了上中下游組合拳的明確答案。在上游開(kāi)展封育保護(hù),加強(qiáng)原生林草植被和生物多樣性的保護(hù),提升水源涵養(yǎng)能力;在中游完善水土流失的綜合治理,推進(jìn)小流域綜合整治,有效遏制水土流失和水土沙化問(wèn)題;在下游開(kāi)展重點(diǎn)河湖、黃河三角洲等濕地的保護(hù)與恢復(fù),保證生態(tài)流量、實(shí)施地下水超采綜合治理,同時(shí)開(kāi)展灘區(qū)的土地綜合整治。2020 年12 月17 日,自然資源部國(guó)土空間生態(tài)修復(fù)司司長(zhǎng)周遠(yuǎn)波在國(guó)新辦新聞發(fā)布會(huì)表示:一要堅(jiān)持系統(tǒng)觀念,對(duì)黃河流域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)和綜合治理,要克服“單打一”,也要注意不搞整齊劃一。二要注意科學(xué)方法,立足自然地理格局,特別要注重水資源的剛性約束作用,進(jìn)行科學(xué)修復(fù),追求實(shí)效。這里所說(shuō)的系統(tǒng)觀、科學(xué)方法,筆者認(rèn)為就是要以山水林田湖草是生命共同體的系統(tǒng)觀,充分領(lǐng)會(huì)習(xí)近平總書(shū)記“黃河生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)整體,要充分考慮上中下游的差異”講話精神,運(yùn)用地球系統(tǒng)科學(xué)思想和方法解決問(wèn)題,建立黃河流域調(diào)查監(jiān)測(cè)模擬工作體系。

(1) 黃河生態(tài)保護(hù),首先要查清自然生態(tài)本底數(shù)據(jù)。認(rèn)識(shí)自然是保護(hù)自然的基本前提。認(rèn)識(shí)自然首先要查清自然本底數(shù)據(jù),需要廣泛開(kāi)展各項(xiàng)地質(zhì)調(diào)查工作,包括服務(wù)耕地資源保護(hù)的土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查,服務(wù)森林、草原、濕地等重要生態(tài)功能區(qū)整體保護(hù)的林草濕生態(tài)地質(zhì)調(diào)查,服務(wù)石漠化、沙漠化、鹽漬化綜合治理的荒漠化生態(tài)地質(zhì)調(diào)查,服務(wù)礦山地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)修復(fù)治理的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查等,查明自然資源賦存的地質(zhì)背景、地質(zhì)條件、賦存狀態(tài)和空間分布等。

(2) 其次要監(jiān)測(cè)自然生態(tài)數(shù)據(jù)變化。圍繞黃河流域山水林田湖草沙,以地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)和遙感為手段,建立空天地一體化的生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)體系,充分利用現(xiàn)代科技手段提高監(jiān)測(cè)水平,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)體系的網(wǎng)絡(luò)化、常態(tài)化,突出原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)性、完整性,并及時(shí)掌握數(shù)據(jù)變化。建立山水林田湖草沙各子系統(tǒng)以及子系統(tǒng)之間的聯(lián)系,尤其是水系統(tǒng)、土地系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)等各圈層以及圈層之間、上下游、左右岸之間的相互作用和影響。

(3) 再次要模擬預(yù)測(cè)自然生態(tài)數(shù)據(jù)。人類(lèi)活動(dòng)被認(rèn)為是太陽(yáng)和地核之外的第三大地球驅(qū)動(dòng)力。人與自然交織在一起并嵌入到生物圈,人類(lèi)已成為塑造整個(gè)地球系統(tǒng)的未來(lái)主要力量[15]。基于地球系統(tǒng)模型,研究黃河流域山水林田湖草沙各子系統(tǒng)以及子系統(tǒng)運(yùn)行的基本關(guān)系和相互作用,開(kāi)展系統(tǒng)研究和機(jī)理驗(yàn)證,理解和發(fā)現(xiàn)各系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律,預(yù)測(cè)黃河流域系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),為人類(lèi)行為的轉(zhuǎn)變(經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展) 和活動(dòng)空間的調(diào)整(國(guó)土空間規(guī)劃) 等決策提供科學(xué)依據(jù)。

注釋:

① 2019 年9 月18 日,習(xí)近平在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上的講話。

② 開(kāi)源地理空間基金會(huì)中文分會(huì),黃河流域的自然資源。

③ 生態(tài)環(huán)保部網(wǎng)站.https:/ /huanghejg.mee.gov.cn/xxgk/hhlyjxbzhgk/hhzrgk/。