[科普中国]-中国治沙工程被质疑？数据会说话

随着中国生态文明建设的稳步开展，越来越多的好消息传进了大众耳中，这其中就包括西北治沙工程的喜人成果。然而，2019年9月，国际顶级杂志Nature新闻版中，一篇出自韩国记者的报道却对中国治沙工程提出了质疑。 图片来源：https://www.nature.com/articles/d41586-019-02789-w该报道主要讲述了中国大规模的植树造林虽然遏制了荒漠化的脚步，却因为种植了不适合该地区的树木而浪费了大量水资源，这可能会导致水资源短缺。如果这篇报道所述当真，那西北治沙六十余年的努力岂不是白费了？如果报道并不准确，那它又是缘何有此一说？作为一名生态学背景的环境学专业研究人员，本着严谨的精神，笔者根据搜索到的资料和一些知识积累，想带大家一起来看看，中国的大西北到底怎么样了。
治沙效果怎么样？数据来说话2018年7月，一篇题为China’s response to a national land-system sustainability emergency《中国对国家土地系统可持续发展突发事件的响应》的综述论文在Nature上发表。文中使用的大量数据让中国的生态建设成果第一次全面、系统、客观地展现在了世人眼中。2019年2月，波士顿大学的研究人员借助美国国家航空和宇宙航行局（NASA）的遥感数据再次证实了中国对全球绿化的贡献，并在随后的论文中指出，中国通过土地使用管理在世界绿化方面发挥了主导作用[1]。简单来看，中国的治沙成果可以分为生态环境和经济民生两类。 从“沙进人退” 实现 “绿进沙退”据林业部门统计，中国荒漠化土地面积由上世纪末的年均扩展1.04万平方公里转变为目前的年均缩减2424平方公里，沙化土地面积由上世纪末的年均扩展3436平方公里转变为目前的年均缩减1980平方公里，已经实现了从 “沙进人退” 到 “绿进沙退” 的历史性转变，并提前实现了联合国提出的到2030年实现土地退化零增长的目标。 上图为库布齐沙漠2000年的卫星遥感图，下图为2016年的卫星遥感图。图片来源：https://baike.baidu.com/item/%E5%BA%93%E5%B8%83%E9%BD%90%E6%B2%99%E6%BC%A0/4059978?fr=aladdin2000年至2010年，全国土壤侵蚀总体减少12.9%，洪水缓解率和保水率分别提高了12.7%和3.6%。黄土高原的大规模生态恢复工程已将土壤侵蚀减少到历史最低水平。自1950年以来，黄河泥沙负荷下降了近90%。
上图展示的是1989年黄河入海口的样子，下图是2018年黄河入海口的状况。图片来源：（上）https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/YellowRiver/show-all（下）http://andrewjmoodie.com/research/
中国治沙工程：治沙、发展经济两不误1958年通车的包兰铁路全长990公里，其中有140公里位于沙漠，是华北通往西北的重要干线。曾有外国专家预言，这条铁路线“存活”不了30年就会被沙漠吞噬。然而，在治沙人的不懈努力下，腾格里高达百米的流动沙丘都没能将之淹没，它已经畅通无阻地通行了六十余载。包兰铁路沿线的治沙工程始于1956年，并于1964、1981、1987年进行了扩建。该工程以草方格为基底，建立了固沙防火带、灌溉造林带、草障植物带、前沿阻沙带、封沙育草带所构成的“五带一体”防护体系。研究表明[2]，随着治沙工程的逐步推进，包兰铁路沿线的生态环境正在逐步转好。在植被覆盖率趋于稳定后，人们最为担心的土壤含水量也在2012年出现了很大的回升。 图片来源：https://doi.org/10.3390/w7051969几十年来，中国的治沙工程从未与民生脱节。从最初的只能种植治沙物种固定沙丘，到现在可以在治理好的土地上种植中药材，既能防风固沙，又能实现甘草、肉苁蓉等药材的产业化生产，沙漠经济逐步展现出了喜人的成果。2018年，新疆林果种植面积是1845万亩，果品产量达769万吨，林果业产值达488亿元，林果产业占农民人均收入的25%；内蒙古、青海、宁夏和甘肃等地的肉苁蓉、枸杞、甘草等沙区特色产品均取得了不错收益，成为农牧民增收致富的新途径。
成果有据可循，质疑的到底是什么？在这么多有凭有据的成果之下，本文开头提到的那篇Nature新闻，显然对中国的治沙工程存在误会。仔细研究质疑文章发现，该报道存在两个主要问题：①作为理论依据的参考文献经不起推敲；②一刀切地将治沙方法归为植树造林（特指种树）。在写到植树造林可能导致了中国干旱区域增加时所引用的文章[3]（见下图），图中数据的确表明，从1997年到2009年，中国干旱区域面积在增加。但仔细看图后不难发现，增加的干旱区大多分布于青藏高原，而西北沙漠化面积确实减少了。同时，这张图中最新的数据是2009年的模拟结果，如今十年已过，引用这篇参考文献并不合适。
上图为1997年全球干旱区域模拟图，下图是2009年的模拟结果。颜色越红，代表干旱程度越重。图片来源：https://doi.org/10.1016/j.catena.2019.03.016
中国西北的治沙路，不仅仅是植树1955年，为了确保包兰铁路沙漠段的畅通无阻，沙坡头沙漠研究试验站在腾格里沙漠东南缘正式建站，打响了防沙治沙的第一枪。1959年，中国科学院治沙队成立。在中科院副院长、生物学地学部主任竺可桢先生的倡导下，中科院在西北地区设置了6个治沙综合试验站和20个治沙中心。1977年，第一批治沙民兵赶赴西北大漠，标志着荒漠化治理的正式展开。在治沙初期，由于治沙方式不当，使得结果并不理想，甚至曾出现过“沙进人退”的情况。这主要是由于大面积、高密度地种植不适应当地环境的大型乔木所致。在不断的努力探索后，一系列政令法规于1984年后相继颁布。随着科学技术的不断发展，如今中国已掌握了较为完善的治理方法。2002年中国颁布的《退耕还林条例》中明确指出，治沙要 “遵循自然规律，因地制宜，宜林则林，宜草则草，综合治理”。毋庸置疑，乔木等大型树种对水资源的消耗是必然的。所以有了人工混交林技术，有了藻—草—灌（—乔）技术。《退耕还林条例》中“因地制宜”这一词就已充分说明，治沙并不是一味地植树造林。以藻—草—灌技术为例，生命力强悍的藻类可以加速土壤结皮，为草本植物提供稳定的土地。草本植物依赖于浅层水源且有着很强的固沙能力。但只种草也不行，因为一旦浅层水源消失就意味着草的枯死和沙化的继续，这时就需要灌木的保护。虽然灌木对深层地下水存在较大威胁，但适当地种植却可以起到非常好的效果，且一旦形成绿洲，这一地区的水汽循环也会被加强。如何在植物的耗水量、蒸腾量、沙漠地区的降雨量等等一些列参数中找到一个平衡点，则是治沙人的重要课题。 图片来源:作者自制经典治沙技术——草方格，其实源于一次偶然1957年，包兰铁路中卫工务段固沙林场职工偶然在沙地上用麦草扎出了“人定胜天”、“中卫固沙林场”等字样。风暴过后，只有方形的字留了下来。受到启发的工作人员在多次试验后发现，1米×1米的草格子是最好的固沙方法，草方格技术就此成型。简单来说，草方格就是将麦草一束束地铺成方格状，用铁锹从中间轧进沙中，麦草中部受力后，两端会自然竖立形成天然屏障，再将方格中心的沙土拨向四周草栅栏底部加固，最后在格子中间种上治沙植物。在草方格的保护下，植物可以迅速扎根成活。以前，草方格沙障需要大量人工操作，但随着自动固沙车的出现，机械化治沙已经被提上了日程。 草方格图片来源：（左下）https://ja.wikipedia.org/wiki/（中）http://gs.people.com.cn/n/2015/0806/c183348-25864871-8.html（右）http://www.hinews.cn/news/system/2018/09/17/031521160.shtml
任何事情都不是一蹴而就的，更何况像中国这样大规模不间断的治沙工程实属世界首例。偏差在所难免，但这并不是我们停下脚步的理由。只有在不断探索中稳步前行，才能找到人与自然的和谐发展之路。尽管中国的沙漠总面积十分庞大，治沙之路还有很长一段，但随着治沙技术的不断进步，相信土地荒漠化问题一定会被解决。
参考文献：[1] Chen C, Park T, Wang X, et al. Earth’s green patches become greener — and China is leading the way [J]. Nature sustainability, 2019, 2(2): 122.[2] Huang L, Zhang Z. The Stability of revegetated ecosystems in sandy areas: An assessment and prediction index[J]. Water, 2015, 7(5): 1969-1990.[3] Pr？v？lie, Remus, Bandoc G , Patriche C , et al. Recent changes in global drylands: Evidences from two major aridity databases[J]. CATENA, 2019, 178:209-231.[4] Zastrow M. China's tree-planting drive could falter in a warming world[J]. Nature, 2019, 573(7775): 474.[5] Bryan B A, Gao L, Ye Y, et al. China’s response to a national land-system sustainability emergency[J]. Nature, 2018, 559(7713): 193.[6] 中国林业网：中国治沙：从“沙进人退”到“绿进沙退”http://www.forestry.gov.cn/main/135/20191009/083425352456220.html[7] 乔磊, 李立国. 浅谈沙漠地区植树造林存在的问题和技术对策[J]. 农技服务, 2016, 33(8): 94-94.[8] 刘姝颖, 李宁, 陆小辉. 草方格在防风固沙工程中的应用[J]. 辽宁林业科技, 2014(3):67-68.