自然的力量：从荒漠到绿洲的神奇转变

美国西部的大部分地区由于不加节制地过度放牧，导致草原恶化和沙漠灌木丛扩张。干旱和半干旱地区的气候通常以短暂而强烈的降雨事件为典型，这会导致短期的洪水和土壤侵蚀，然后降低地下水位，耗尽地表和地下水供应。当地表径流较高时，很少的补给渗入流域含水层，高强度流量将重沉积物负荷输送到河道，造成地表水体面源污染。

（图文无关）©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

美国地质局的研究人员在美国西南部干旱和半干旱地区进行了二十多年的研究，专注于流域管理和气候变化对土地造成的影响。他们通过采用简单而有效的自然技术，成功将曾经贫瘠的河床改造成了永久性湿地。这项创新方法不仅改善了生态环境，还为当地的水生动植物创造了稳定的栖息地。

其中，由科学家劳拉·诺曼带领的研究团队所提出的关于干旱地区恢复的自然解决方案备受关注。该方案被研究团队称为“旱地溪流中的自然基础设施”（Natural infrastructure in dryland streams, NIDS）。NIDS的例子有海狸坝及其类似物，比如石笼、漏水堰和单岩坝。从本质上讲，NIDS是将海狸重新引入到沟壑、小溪或溪流中的水流中，让他们建造的由岩石、木材或泥土制成的多样化的设施。诺曼研究的NIDS结构看起来像水坝，但它们并没有蓄水的作用，只是用于减慢水流动的速度。因此，它们更像是半透膜，而不是水坝。

图源：Public Domain(CC0)

虽然结构非常简单，但是这些设施有很多好处。减慢水流可以减少对河岸土壤的侵蚀，并允许这些流动水有足够长的时间渗入到地下，以此补给地下水库或含水层。与我们的常识相反，尽管这些设施减慢了水流的速度，它们可以增加下游水位。这些滞留结构还可以捕获沉积物，改善下游水质，并形成植物可以生根的基质。一旦到位，在NIDS周围形成的湿地生态系统将进一步减少土壤侵蚀并且促进野生动物的栖息和繁衍。

上图：其他的类海狸坝结构，来源：Chloé Fandel, University of Arizona.

此外，有效的NIDS设施使用还有助于提高场外生产力，将其效益扩展到流域外的更大一部分，并在更长的时间内维持效益。针对自然方案的这一作用，费尔法克斯和思莫（Fairfax and Small）在他们的研究中计算了2013—2016年河岸植被的蒸散量，并进行对照试验。结果显示，与没有海狸活动的河岸地区相比，有海狸筑坝的河岸地区的蒸散量高50-150%。当自然景观处于最热和最干燥的状态时，差异达到顶峰。结果进一步表明，在短期和长期干旱期间，有海狸坝的旱地河岸地区比没有海狸坝的地区更能保持植被生产力。

图源：Public Domain(CC0)

这是因为海狸筑坝可以进一步形成海狸池塘，这些池塘通过在一年中较潮湿的部分保留水并在一年中较干燥的部分逐渐将其释放到河岸植被可以接触到的土壤中，从而缓解干旱因素对附近河岸植被的影响，提高这些生物群落的存活率。

虽然NIDS这个术语对我们来说比较新颖，但自古以来，人们就一直在利用自然元素来改变或维持生态系统，保护环境。诺曼本人与美国西南部的部落和原住民合作，他们的社区在这个极其干燥和炎热的地区繁荣了数千年。除此之外，她还与他们合作学习传统做法，开发、实施和完善基于自然的解决方案，特别是与集水相关的解决方案。

其他基于自然的解决方案的例子包括恢复沿海湿地以控制洪水和侵蚀;恢复牡蛎和珊瑚礁，以减缓风暴潮对于海岸的破坏;在城市环境中增加树木和绿地，以降低环境温度。

可能很难相信仅仅堆在河床上的一堆岩石或原木这样简单的结构会产生如此巨大的影响，但这就是基于自然的解决方案的共同特征。

使用NIDS进行集水的做法曾经被许多人质疑，但是这些方案如今正在被接受，以至于它已经渗透到年轻人正在学习的关于他们周围世界的基础课程中。这些经验将为自然与人类共同繁荣的未来奠定了基础。

作者：陈志浩
—— 作者系中国生物多样性保护与绿色发展基金会（CBCGDF）国际部与北京师范大学-香港浸会大学联合国际学院（BNU-HKBU UIC）全球化与发展（GAD）专业联合发起的“可持续发展人才培养计划”的学生
审核：Daisy
排版：绿叶

参考资料略