中国大地上
有着无数伟大的工程
其中有一类工程较为特殊
它们没有固定地点
从西北大漠深处
到东南大海之滨
处处可见它们的身影
（吐鲁番沙漠中的葡萄园和林网，摄影师@飞翔）
▼
它们的“零件”不是钢铁
而是比钢铁柔弱的草木
（内蒙古额尔古纳，根河市去往额尔古纳市国道332路边山坡上的白桦林，摄影师@张德刚）
▼
它们曾引起不少争议
可以说它们并不完美，也尚未完成
实际上
它们根本没有“完成”之日
而是需要一代人接着一代人
不断探索、实践、改进
你也许听过它们的许多名字
三北防护林工程
天然林保护工程
京津风沙源治理工程
退耕还林，退牧还草工程
......
一言以蔽之
我们以
国土绿化
作为其简要的概括
根据统计资料推算
1949年
我国的森林覆盖率
仅有8.6%-12.5%
而根据第九次全国森林资源清查
截至2018年底
我国的森林覆盖率达到22.96%
即森林面积220万平方千米
70年间
我国净增的森林面积
足以铺满整个新疆
而中国也是世界上同期
森林资源增长最多、最快的国家
（2020年中国森林分布，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
除植树造林外
我们每年还对
几万至几十万平方千米的草原
进行种草、改良或围栏封育
一棵棵树、一株株草
共同组成了中华大地的绿色
（青海祁连山退牧还草的草原，摄影师@沈龙泉）
▼
如今
我们生活在一个
拥有更多绿树繁花的中国
而这都离不开
持续不断的国土绿化工程
我们不禁要问
这一切是因何开始
我们又是如何做到的？
01
大地
数千万年来
青藏高原的隆升
改变了亚洲东部的环境
由于地形的阻隔
中国西北内陆出现大范围的干旱区
进而形成了大片荒漠
沙质的荒漠
为沙漠
我国的沙漠面积
高达58.8万平方千米
占陆地面积的6.1%
（库木塔格沙漠，摄影师@蒋涛）
▼
石质、砾质的荒漠
为戈壁
分布在沙漠的上游
与沙漠相伴而生
我国戈壁面积为92.8万平方千米
占陆地面积的9.6%
（黑山戈壁，摄影师@刘白）
▼
数百万至数十万年来
全球气候的干湿交替、冷暖变化
导致中国北方半干旱区和半湿润区
诞生了毛乌素、浑善达克
科尔沁和呼伦贝尔四大沙地
（毛乌素沙地，摄影师@陈剑峰）
▼
一万年来
气候的波动
与人类活动叠加
导致地表沙化速度加快、范围扩大
（新疆赛里木湖，沙化的草甸，摄影师@李滨）
▼
近百年来
人类过度开垦、放牧、樵采
导致大量森林被砍伐
大量草原变为耕地
（黑龙江伐木，摄影师@李贵云）
▼
新中国成立之时
我们的先辈面对着的
是一片疲倦的大地
它有着许多生态问题
首先是
荒漠化和沙化
根据第五次全国沙漠化和沙化监测
中国的荒漠化土地
有261万平方千米
占陆地面积的27.2%
沙化土地则有172.12万平方千米
（中国荒漠分布，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
草原和土地退化
土壤变为黄沙
在风的助力下
造成肆虐的沙尘暴
侵蚀农田、牧场
掩埋铁路和公路
（吉林洮南洮儿河大坝沙尘暴，摄影师@邱会宁）
▼
其次
缺少植被的地表
在风和水的侵蚀下
造成
水土流失
根据2018年的
水土流失动态监测结果
我国现有水土流失面积
273.69万平方千米
占陆地面积的28.4%
（中国土壤侵蚀空间分布，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
华北和西北的荒秃坡地
被季节性的集中降水
冲刷成千沟万壑
草木难以扎根
人们的生活和出行极为不便
经济发展受阻
（黄土高原水土流失地貌，摄影师@任世明）
▼
黄河中上游流失的泥沙
导致下游河道淤积
引发严重的洪涝灾害
（黄河济源段黄河河床泥沙，摄影师@邓国晖）
▼
此外还有
土壤盐渍化
石漠化
生物多样性锐减
等等问题
这些都会威胁人类的生存与发展
（宁夏南部山区西海固，摄影师@刘广辉）
▼
面对严峻的生态问题
面对数以亿计的贫困人口
新中国所施行的一项重要措施
便是国土绿化
而这场祖国绿化之战
从最艰苦的地方打响
02
沙海先锋
从东北的呼伦贝尔
沿大兴安岭南下
经燕山、陕北、甘宁南部
到青藏高原东南
一条无形的线
400毫米等降水量线
分开干、湿两个世界
（400毫米等降水量线，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
这条线以西、以北
是干旱、半干旱区
也是风沙肆虐的主场
国土绿化的“第一梯队”
防风固沙林
在此登场
1954年
为打通华北与西北铁路交通线
人们开始规划一条从内蒙古包头
到甘肃兰州的铁路
包兰铁路
然而
这条铁路必须6次穿越腾格里沙漠
长达40余千米的铁轨
直接暴露在沙漠中
尤其在宁夏沙坡头段
高达10-30米的沙山
俯视着“纤细”的铁轨
（包兰铁路，摄影师@刘伟钐）
▼
保卫铁路不被风沙侵蚀
成为了重中之重
但不断移动的沙丘
让植被没有立足之地
如何才能固沙？
早在新中国成立初期
中国科学院便在沙坡头腹地
设立了沙漠研究站
在苏联专家协助下
通过数年的试验研究
最终找到了固沙秘笈
“草方格”
（塔克拉玛干-达里雅布依沙漠公路两旁的草方格，摄影师@小强先森）
▼
首先将麦草
或其他植物的茎秆
对折插入沙漠，半埋半露
栽植成一个个1米×1米的方格
形成网状
被风搬运的沙粒
在网格中堆积
减缓了整个沙丘的移动速率
（草方格沙障原理，由于大部分被风搬运的沙粒在近地表移动，因此矮小的草方格就能拦截很大一部分沙粒，制图@罗梓涵/星球研究所）
▼
在草方格内部
沙与水更易聚集
在微生物的作用下
沙丘表面逐渐形成一层“生物结皮”
加快了从缺水、缺营养的流沙
向固定表面的转变
人工栽植的沙生植物
和随风飘落的草籽
开始萌发、生长
（草方格原理2，制图@罗梓涵/星球研究所）
▼
就这样
在一个个方格之间
不仅沙被固定下来了
地表也逐渐出现绿色
草方格固沙技术
迅速被推广至整个干旱区
从青藏铁路沿线
到塔克拉玛干沙漠公路沿线
乃至水渠、管网沿线
都可以见到它们顽强的身影
但草方格
以及与之类似的土方格、石方格
只是防风固沙的第一步
要想从根本上改造荒漠化和沙化土地
还需要植树种草
我们需要另一类植被
灌木
梭梭、柽柳、驼绒藜
白刺、沙棘、沙柳、柠条
这些沙生植物的地上部分其貌不扬
但拥有极度发达的根系
耐旱、耐寒、抗盐
适应能力极强
（古尔班通古特沙漠梭梭，摄影师@吴静）
▼
但如何在流沙之上
栽种这些灌木呢？
沙漠中含水的沙层
常在地表干沙以下几十厘米甚至更深
因此栽种树苗时
需要使用挖坑机进行深栽
而苗木栽下后
并不能高枕无忧
含水层的水
远不能满足新载苗木的正常生长
为此
人们采用一种节水灌溉技术
滴灌
即利用管道上的小孔
将水和养分直接送至植物根部
最大限度减少蒸发和渗漏损耗
在某些水分相对充足的区域
则可以栽种乔木
天山、祁连山等山脉
聚集了大量冰川和积雪
冰雪融水汇成塔里木河、黑河等内陆河
穿过沙漠，滋润绿洲
河流两岸、湖泊周边
白杨成排、胡杨成片
这些较为高大的乔木
成为了防风固沙的屏障
（公路两旁的胡杨林，摄影师@王毅）
▼
或是开挖引洪沟
利用季节性洪水灌溉
也可以在沙漠中
创造满足乔木生长的环境
乔、灌、草结合
形成一个以防护林为主的体系
最外层由草和灌木
组成第一道防线
中间则是灌木和乔木
组成第二道防线
绿洲内部则通过林网
组成第三道防线
层层嵌套
庇护农田、牧场、公路和村镇
（防护林体系，制图@罗梓涵/星球研究所）
▼
各类防风固沙林
在中国的广大干旱半干旱区
围起一个个绿色堡垒
（请横屏观看，内蒙古乌审旗萨拉乌苏遗址，毛乌素沙地造林，摄影师@朱金华）
▼
但防风治沙的战役尚未结束
在400毫米等降水量线的两侧
防护林即将升级
成为一个更加庞大的体系
03
绿色长城
400毫米等降水量线
承载了很多意义
它是干旱区与季风区的分界线
是森林与草原的分界线
是农耕与游牧的分界线
也是人口疏密的分界线
（400毫米等降水量线两侧人口密度对比，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
东北、华北和西北的农田村镇
暴露在万里风沙线之下
尤其在华北平原以北
距离北京仅180千米处
一个巨大的沙源
浑善达克沙地
源源不断地向南输送风沙
（浑善达克沙地，摄影师@陈剑峰）
▼
为此于1962年
在河北承德与内蒙交界处
一个国营林场正式成立
名为
塞罕坝机械林场
塞罕坝在明末清初
曾拥有广袤的林海
但当1961年林业专家来此考察时
却已经是飞沙走石、寸草不生
经过多天的考察
才在塞罕坝东北部红松洼内
发现了一株落叶松
这株孤独的松树
既是环境恶化的证明
也是恢复生态的希望
但要在此种树
首先面对的难题就是
低温
塞罕坝年均气温仅有零下1.2℃
极端最低气温低至零下43.3℃
（冬季塞罕坝，摄影师@叶家骐）
▼
低温、大风
以及干旱
让从外地运来的树苗
栽种后成活率还不到8%
解决问题的关键
在于自主育苗
从种子开始精心选育
采用全新的育苗技术
提高树苗的质量
当冬季严寒到来时
将育成的树苗埋在冰雪之下
待到春天来临时再迅速栽种
提高树苗的成活率
（请横屏观看，塞罕坝林场人工栽种，摄影师@王龙）
▼
而树苗的栽植
也首次采用了来自波兰的拖拉机
和来自苏联的植树机
首开机械栽树的先河
大大提升了造林的效率
（塞罕坝林场机械栽树，摄影师@王龙）
▼
早期的塞罕坝
大多在相对平坦的区域植树
而随着技术的提升
人们开始向较难处理的石质陡坡攻坚
这些石质山坡
山高坡陡、土壤贫瘠
在这里造林
需要花费更多的人力和时间
（塞罕坝林场石质陡坡造林，摄影师@王龙）
▼
最终
从一个个小坡
到整个一面大山坡
这些塞罕坝的“硬骨头”也被解决
（请横屏观看，塞罕坝石质山坡造林成果，摄影师@王龙）
▼
如今的塞罕坝
已有人工林112万亩
森林阻止了流沙的扩大
6级以上大风日数也大大减少
（塞罕坝林场林海，摄影师@王龙）
▼
除此以外
人们还在农田、村镇和城市
营造了各类防护林
首先是
农田防护林
在田地周边
垂直于主要风向
或沿着道路、沟渠
种植成排的树木组成林带
若干林带交错形成防护林网
（请横屏观看，河南济源小麦主要产区农田林网，摄影师@邓国晖）
▼
林网使得风速降低
改善了局部的气温和湿度
形成适宜农作物生长的小环境
东北的农田林网
可将玉米产量提高10%
与农田防护林类似
在草原上还会营造
草场防护林
即为了保护牧场
而种植的“田”、“目”形林网
或是为了保护牲畜
种植的岛状的树丛
被称为“绿岛”或“树伞”
（内蒙古乌兰布统的草原防风白桦林带，摄影师@王宁）
▼
而在村镇、城市和工矿区
则有为改良环境而营造的防护林带
以及道路两旁的行道树
公共绿地、公园等
各类防护林
组成太行山绿化工程
京津风沙源治理工程
让绿色铺满燕山、太行山、阴山、大青山
生态环境得到改善
（太行山下愚公渠两岸人工林，摄影师@邓国晖）
▼
但在生态问题之外
我们也面临着经济发展的问题
木料、燃料、饲料等物资的短缺
常常导致滥砍滥伐
因此防护林不应只有生态功能
更担负着经济功能
这便是
经济型生态工程
例如在巴丹吉林沙漠
当梭梭长成后
便可在其根部接种寄生植物肉苁蓉
肉苁蓉是中药材
可带来经济效益
生态与经济的双收益
则进一步保证了
防护林的持续发展
（梭梭与肉苁蓉关系，制图@罗梓涵/星球研究所）
▼
此外还有生产木材的用材林
生产燃料的薪炭林
生产水果、油料、药材等的经济林
遍布东北、华北、西北的防护林
在1978年
汇聚成一个完整的体系工程
三北防护林工程
它不再是单独的林场
而是覆盖从黑龙江到新疆
广达406万平方千米的体系
在它的范围内
有雪峰冰川、大漠戈壁
茫茫草原、片片农田
海拔从5000米到100米
从季风气候到高原气候
适应不同环境的植物种类
多达3500余种
是一个当之无愧的“超级工程”
（请横屏观看，三北防护林规划，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
从1978到2017年间
三北防护林工程历年造林面积
合计达46万平方千米
水土流失面积减少67%
同时也扭转了沙漠化面积不断扩大的趋势
在2000到2017年间
沙化面积减少1.8万平方千米
（宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区，昔日的沙洲变为绿洲，摄影师@魏蒙）
▼
三北工程
也开启了中国的
“生态工程时代”
更多的生态工程
相继在全国范围内展开
为中华大地带来更多绿色
04
江河湖海
到此为止
我们的目光
只扫过中国的西部和北部
在400毫米等降水量线以南
是广大的季风区
这里降水相对充沛
但也面临着特殊的困境
首先是地形
这里遍布山地和丘陵
在陡坡上造林
需要进行大范围的人工整地
即坡面工程
对于坡度较缓的
沿着等高线挖出一级级台阶
类似梯田
称为水平阶整地
（水平阶整地，制图@罗梓涵/星球研究所）
▼
而在坡度较陡的区域
为了保证坡面径流
能够最大限度流向植物根部
需要将坡地向内倾斜
即反坡梯田整地
（反坡梯田整地，制图@罗梓涵/星球研究所）
▼
或在坡面上
挖出一个个半圆形树坑
坑与坑之间呈“品”字形排列
从空中望去仿佛鱼鳞
故而也被称为鱼鳞坑整地
（鱼鳞坑整地，制图@罗梓涵/星球研究所）
▼
从北方的山地
到南方的丘陵
以及库区与河岸
都可以通过大规模整地
建起层层绿色阶梯
（江西上栗县丘陵绿化，摄影师@胡寒）
▼
最具代表性的
是遍布江河中上游的
水土保持林
在黄土高原
植被覆盖度急剧增加
从1999年的32%
到2013年的59%
增加最明显的延安地区
在2017年达到81%
与此相对的
是水土流失的减少
黄河的年均输沙量
从20世纪70年代的13亿吨/年
下降到不足3亿吨/年
（陕西黄土高原绿化，摄影师@射虎）
▼
而根据第二和第三次石漠化监测
从2011年到2016年
我国岩溶地区的石漠化面积
减少了16%
石漠化面积最大的贵州
也减少的最多
共减少了18.3%
（贵州三都都江镇山林绿化和山间公路，摄影师@卢文）
▼
而在江河源头
则是
水源涵养林
从黄河水的主要产流区
祁连山、阴山、秦岭
到东北的大小兴安岭和长白山
（大兴安岭森林，摄影师@郑斐元）
▼
覆盖面积最大的
则是长江中上游
金沙江、雅砻江、岷江
以及汉水、嘉陵江、乌江等
江河两岸的林海
（金沙江虎跳峡，摄影师@杜鹏飞）
▼
遍布长江中上游的
水土保持林和水源涵养林
组成另一个大型林业生态工程
长江中上游防护林工程
（长江中上游防护林范围，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
此外
珠江、淮河太湖、辽河流域
也都相继建成防护林体系
而当我们沿着江河而下
来到沿海地区
又面临新的问题
风暴潮造成的灾害
沙质海岸地区的风沙危害
以及沿岸山区的水土流失等
因此我们需要
沿海防护林
其中最为独特的
便是南方沿海的
红树林
红树并非一种树
而是多种适应滨海盐渍化
风浪环境的植物统称
在中国东南沿海
人工种植的红树林形成一道屏障
减弱了风浪对陆地的侵蚀
（请横屏观看，广东茂名电白区水东镇沿海红树林，摄影师@卢文）
▼
从大江大河
到湖泊、海岸
众多生态工程
形成了一张巨大的保护网
让绿色铺满整个中国
（中国林业生态工程空间分布，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
但众多生态工程
并非完美无暇
而是存在许多问题
我们该如何面对过去的问题
又如何走向更好的未来？
05
过去与未来
自1978年
三北防护林工程实施以来
植树造林就面临诸多争议
首先是
在不适宜种树的区域种树
400毫米等降水量线以西
大部分区域本不适宜乔木生长
但为了迅速达到防风治沙的效果
我们曾在西北地区种植了大量杨树
杨树生长快，却也耗水多
过度消耗地下水导致地下水位下降
而自己也因没有水分补充
一个个死去
早期的人工林
在栽种后常因缺少后续的抚育
或造林树种单一等问题
使得林木保存率较低
（河北张北县，退化的人工林，摄影师@丛日春）
▼
走过许多曲折的道路
我们也在不断做出改变
让绿化事业更加科学
造林质量更高
如更注重物种的多样性
乔灌草结合
多树种搭配
多林种同窗
最重要的是
从植树造林
转向生态修复
通过
天然林保护工程
退耕还林，退牧还草
将生活在不适宜人类居住的
土地退化、水资源短缺地区的人们
迁居到水源相对充足
土地质量较好的区域
进行生态移民
留下大地休养生息
慢慢修复原始生态
建立
自然保护区、森林公园、各类自然公园
以及更加综合的国家公园
（江苏黄海国家森林公园，摄影师@孙华金）
▼
71年
从西北大漠的草方格
到遍布中国大地的绿意
我们走过了漫长的道路
取得了不小的成就
但不可否认的是
当下的中国
仍是一个缺绿少林的国家
我国的森林覆盖率
仍低于全球30.7% 的平均水平
人均森林面积
不足世界人均的1/3
人均森林蓄积量
仅为世界人均的1/6
我们还有大片的流沙
等待治理
在国家的十四五规划中
生态工程将进行升级
国土空间被划分为“三区四带”
类似“退耕还林，退牧还草”的
生态补偿型工程
将代替单纯的植树造林成为主角
（2021-2035林业生态工程发展格局，制图@巩向杰/星球研究所）
▼
植树的工具
也不再只有铁锹、铁镐、挖坑机
而是加入大数据、5G设备、无人机
人工智能、航空航天技术等高新技术
可以肯定的是到规划中的2035年
我们将有一个更加绿色的未来
但最后
在这一个个宏大的生态工程之下
我想向无数个体的人致敬
他们也许是
常年坚守林场的夫妇
是祖孙三代治沙的农民
是主动走出大山的移民
是主动退出草场的牧民
是线上种树的城市居民
是扛着树苗上山的务林人
......
正是这些平凡的人
微小的行动
组成了中国的绿色洪流
最后的最后
我还想将敬意
献给我们栽下的
每一株草、每一丛灌、每一棵树
从工程的视角而言
它们也许只是“零件”
但对于亲手把它们栽下的人们而言
它们是和我们一样的生命
是与人类齐肩并行的物种
感谢你们
也请与我们继续
并肩而行
本文创作团队
撰文：成冰纪
图片：李嘉欣、余宽
设计：罗梓涵
地图：巩向杰
审校：王朝阳、云舞空城
专家审核（排名不分先后）：
中国林业科学研究院荒漠化研究所 卢琦 研究员
北方民族大学/宁夏大学 刘秉儒 研究员
中国科学院沈阳应用生态研究所 朱教君 研究员
【主要参考文献】
[1] 王治国 等. 林业生态工程学[M]. 中国林业出版社, 2000.
[2] 中华人民共和国生态环境部. 2019中国生态环境状况公报[R]. 2019.
[3] 国家林业局. 中国荒漠化和沙化简况[R]. 2015.
[4] 国家林业和草原局. 中国森林资源概况[R]. 2019.
[5] 国家林业局. 旱区造林绿化技术指南[Z]. 2016.
[6] 国家林业局. 旱区造林绿化技术模式选编[Z]. 2016.
[7] 朱教君，郑晓. 关于三北防护林体系建设的思考与展望——基于40年建设综合评估结果[J]. 生态学杂志. 2019.
[8] 颜长珍, 王建华 .中国1:10万沙漠(沙地)分布数据集，国家冰川冻土沙漠科学数据中心
来源：星球研究所
一群国家地理控，专注于探索极致世界
扫码下载APP
科普中国APP
科普中国
科普中国
京公网安备11010202008423号