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作者:楊賽霓(北京師范大學教授、災害風險綜合研究國際科學計劃執行主任)
在全球氣候變化加劇的背景下,自然災害與生態安全已形成深度互饋的復雜系統。研究表明,生態系統退化會使災害損失增加40%以上,而健康生態系統的減災效能可達工程措施的3倍。紅樹林防風消浪、森林固坡、濕地調洪等生態功能,展現了自然系統的抗災智慧。于此,“基于自然的解決方案(NbS)”以采取行動保護、養護、恢復、可持續利用和管理自然或經改造的陸地、淡水、沿海和海洋生態的系統方式,有效應對社會、經濟和環境挑戰,同時對人類福祉、生態系統服務、恢復力和生物多樣性產生惠益,其核心在于激活生態系統的自組織與自適應能力。這不僅是技術革新,更是發展理念的深刻變革。因此,當前亟須建立“災害——生態”安全的協同治理新框架,通過量化生態韌性閾值、優化多尺度修復策略,為協同提升減災效能與生態安全提供實踐路徑。
解碼自然災害與生態系統安全的互饋機制。自然災害與生態系統的互饋機制緊密相連,自然災害對生態系統造成多維沖擊,生態系統也在災害防治和災后恢復中發揮重要作用。深入研究這一機制,對實現生態保護與災害應對的協同發展具有重要意義。
一方面,自然災害對生態系統的沖擊是多維的。一是生物多樣性斷層式下降。災害通過直接殺傷生物、破壞棲息地,致使物種滅絕或被迫遷移,進而引發食物鏈重組,甚至造成區域生態系統全面崩潰。2004年印度洋海嘯摧毀了東南亞沿海大量珊瑚礁,導致依賴其生存的魚類種群銳減,以魚類為食的鳥類及其他海洋生物也隨之陷入生存危機,整個生態系統遭受重創。二是生態系統服務功能大幅退化。洪水會使濕地喪失滯洪凈水功能,加劇下游洪澇風險;干旱可致森林植被衰亡,不僅削弱碳匯能力,還可能改變區域氣候模式,誘發極端天氣事件。2008年汶川地震引發山體滑坡,使龍門山區域土壤保持功能大幅下降,泥石流風險顯著增加,這充分印證了生態功能退化與災害風險間的惡性循環。三是區域生態結構性失衡。災后環境的異化往往會加速入侵物種的擴張,導致區域生態結構失衡。如日本福島核泄漏事故發生后,耐輻射的豚草在輻射區占據優勢生態位,致使本土植物群落衰退,形成“生態陷阱”,削弱生態系統的穩定性,放大災害后續破壞效應。
另一方面,生態系統是災害防治的重要參與者。其一,健康的生態系統能夠形成災害能量緩沖網絡。沿海紅樹林和珊瑚礁依靠自身復雜根系與冠層結構分散海浪能量。其二,生態系統通過物質循環和能量流動維持區域生態平衡。長江中游濕地在汛期蓄洪、枯水期補給水源,維系流域水文平衡;亞馬孫雨林通過蒸騰作用穩定區域氣候,這種調節能力既能緩解即時災害,也能通過改善微氣候降低極端事件發生概率。其三,生態系統在遭受災害破壞后能夠通過自然演替實現自我修復。2019年澳大利亞林火后,桉樹通過休眠芽快速萌發新枝,為昆蟲與鳥類重建棲息地;汶川地震損毀的森林憑借馬尾松等先鋒物種的定殖,10年內植被覆蓋度顯著恢復。這一過程通過凋落物積累、土壤微生物活化等機制修復了生態功能,形成了抗災韌性的正向反饋機制。
通過以上梳理,我們可以更清晰地認識到自然災害與生態系統之間復雜的互饋機制。自然災害對生態系統造成多方面的沖擊,而健康的生態系統則在災害防治和災后恢復中發揮著至關重要的作用。
“基于自然的解決方案”的協同減災生態治理實踐路徑。NbS通過修復與強化生態系統功能,為協同減災開辟新路徑,實現生態保護與災害應對的良性互動。我國在NbS領域的實踐,既有沿海防護的突破,也有內陸生態治理的典范,展現了因地制宜的智慧。
廣東湛江紅樹林保護區是NbS的典型案例。紅樹林作為海岸帶的天然屏障,具有防風固沙、保持水土、維護生物多樣性等功能。過去20年,湛江通過退塘還林、人工補植等措施,逐步恢復紅樹林面積,為沿海地區的生態安全提供了堅實保障。2023年臺風“泰利”過境時,修復后的紅樹林帶顯著降低海岸線侵蝕速率,減少了災害損失。與此同時,恢復后的紅樹林催生了碳匯交易、生態旅游等新業態,形成“減災——修復——發展”協同模式。
三北防護林工程是在干旱半干旱地區NbS應用的里程碑。此工程覆蓋西北、華北、東北的13個省區市,科學選用樟子松、沙棘等抗旱樹種,累計造林保存面積4.8億畝。科爾沁、毛烏素等沙地流動沙丘被逐步固定,風沙災害頻率大幅下降,區域生態狀況得到整體改善。防護林帶與農田、草地形成的復合生態系統,既減少了風沙對農作物的侵害,又通過建立林果產業帶動居民增收,凸顯了生態功能的可持續利用。
長江流域濕地恢復項目是NbS在水患治理中的創新實踐。湖北洪湖、湖南東洞庭湖等區域,通過退垸還湖、拆除圍網,恢復濕地面積與自然水文節律。2020年長江流域發生特大洪水期間,恢復后的濕地滯洪能力顯著提升,緩解了下游防汛壓力,同時促進了生物多樣性回升。這種“以空間換安全”的策略,既降低了防洪成本,又重塑了人水共生關系。
這些跨地域的實踐,展示了NbS在災害防治和生態維護中的多重效益。泛洪平原的彈性調蓄、紅樹林的潮間帶適應、防護林的抗旱性以及濕地的水旱調節,本質上都是對生態系統本底功能的強化。相較于傳統工程措施,NbS通常更具成本效益,同時能夠帶來長期的生態、經濟和社會效益。這種“以柔克剛”的系統性治理思路,為生態安全提供了更具韌性的解決方案。
多維度協同構建生態系統安全的治理體系。構建自然災害與生態安全的動態平衡需通過多維度協同推進。一是筑牢生態本底。優化自然保護區布局,加強生態保護,增強生態系統連通性和韌性,提升生態系統服務功能,筑牢國家生態安全屏障。例如,廣東湛江紅樹林保護區通過退塘還林、人工補植等措施,逐步恢復紅樹林面積,為沿海生態安全提供了堅實保障。同時,創新“局——站——點”三級巡護模式,引入智慧化監管技術,構建“高空智慧監測+低空人力巡護”監管體系,有效保護濕地生態資源。二是創新科技賦能。一方面,構建多源數據監測網絡,整合衛星遙感、大數據和人工智能等技術,實時評估生態健康狀態,預警潛在災害鏈式反應。另一方面,研發生態友好型工程技術,替代傳統硬質工程對自然過程的割裂,提升災害防御體系的彈性和可持續性。例如,海綿城市借鑒“還地于河”的理念,通過雨水花園、濕地公園等設施,增加城市對雨水的吸納能力,減少城市內澇的發生,并改善生態環境,實現從“與水斗爭”到“與水共存”的治理思維轉變。三是推動協同治理。建立科學的生態修復效能評估標準,并納入政策規劃與災害管理全過程,通過政策激勵與社會參與,推動生態修復與社區發展協同。例如,部分紅樹林保護區通過清除入侵生物、吸引社會公益資金,實現生態修復與社區發展的良性互動,并通過多部門聯合執法、發放責令整改通知書等方式,有效遏制破壞紅樹林的行為。四是深化國際合作。生態安全是全球性問題,需通過多邊平臺共享生態修復技術標準與災害風險評估工具,推動跨境流域治理、氣候變化適應等領域的協同行動,共建災害防御韌性網絡。例如,我國北方防沙帶生態屏障建設通過實施生態保護修復工程,不僅改善了區域生態環境,更為全球生態治理提供了有益經驗。