透析“基于自然的解决方案”

点击上方 土地观察 可订阅！

2019 年9 月联合国气候行动峰 会期间，中国和新西兰一同牵头推进峰会“ 基于自然的解决方案”领域工作。“基于自然的解决方案”目前在国际上正被用于生物多样性保护、气候变化适应和减缓以及自然资源可持续性利用等方面问题的相关研讨和实践。作为共同牵头国，中国积极推动各方系统理解人与自然的关系，充分认识人类赖以生存地球家园的生态价值，积极推动生物多样性保护、林业和草原、农业、海洋、水资源等领域依靠自然的力量应对气候变化。

本期在梳理“基于自然的解决方案”起源和发展的基础上，总结了该方案的三种实施路径：减少和消除对自然生态系统的干扰、修复和调整现有的生态系统以及重建生态系统，并举例介绍这三种路径的实践应用。同时，建议对方案实施前的生态系统状况进行监测和恢复潜力评价，通过辨析生态系统管理中已有的相关概念与基于自然的解决方案之间的关系，指出了我国正在开展的生态保护修复工作需要科学考虑和选择基于自然的解决方案实施路径。

以人类活动为主引起的气候变化对生态环境和生物多样性的影响受到广泛关注，这些影响和关注涉及国家经济社会和人们现实生活。气候变化使我们今天不得不承担高昂的代价，甚至在未来还可能承担更大的代价，因此我们需要有可行的解决措施，而“基于自然的解决方案（NBS）”是一个重要途径。 目前，NBS正被积极地用于关于生物多样性保护、气候变化适应和减缓以及自然资源可持续利用等方面问题的讨论和实践。 为了遏制温室气体排放、促进经济社会—生态系统抗灾能力与适应能力，2019年9月，联合国气候行动峰会将NBS确定为一个关键的全球行动。

回顾历史，一般认为“基于自然的解决方案”之相近表达是“基于生态系统的适应性”，它出现于20世纪90年代初，用于讨论生物多样性在减少气候相关风险方面的作用。之后，美国仿生学家珍尼·班亚斯于1997年对仿生学的研究再次提出了这个概念，仿生学成为基于自然的解决方案最初的应用雏形。

“基于自然的解决方案”一词在21世纪初首次进入主流科学文献，主要旨在讨论农业问题的解决方案，包括综合害虫管理、利用栖息地减少农田径流、农林可持续发展等。 大约在同一时期，NBS概念也出现在水资源管理和水污染治理、土地利用和旅游产业管理以及工业设计中生物仿真的讨论和研究中。 在这之后，NBS在应对越来越突出的全球性问题——气候变化的领域中得到了更为广泛的发展和应用。

世界银行在2008年度发展报告《生物多样性、气候变化和适应：世界银行投资中基于自然的解决方案》中，正式提到NBS（主要是保护生物多样性）对气候变化减缓与适应的重要性，并宣布成为其在减缓和适应气候变化领域的投资重点。这是NBS的一次里程碑式的发展。2009年，世界自然保护联盟在联合国气候变化框架公约中引入NBS，并将其定义为“保护、可持续管理和改良生态系统的行动，以生态适应性的方式应对社会挑战，同时提高人类福祉和生物多样性”，推动了NBS的进一步发展。

2012年，世界自然保护联盟发表《济州岛宣言》，强调了自然对增强社会韧性的重要性，正式将NBS作为其2013~2016年三大工作计划之一，以应对与气候变化和经济社会发展相关的挑战，并确立了工作框架，具备一定的可操作性。2013年，欧盟委员会指出NBS是受到自然启发、由自然支持或仿效自然的行动，在具有成本效益的同时，兼具环境、社会和经济效益，并有助于建立气候变化下具有韧性的社会生态系统，同时成为其优先工作领域并纳入“地平线2020”研究计划，以便更大规模地开展研究和试点。

2017年，美国大自然保护协会牵头计算了加大和改善土地使用的管理对减少温室气体排放所能做出的贡献，并就研究结果提出了一套基于自然的解决方案，识别并量化了20个具体的保护、修复和改进土地管理的解决路径，增加全球森林、湿地、草原和农田等生态系统的碳储存能力，避免或减少土地使用时的温室气体排放。

2019年9月，联合国气候行动峰会确定“基于自然的解决方案”为全球六大重要行动之一，指出要通过生物多样性养护以及充分利用供应链和技术等方式，在林业、农业、渔业和粮食系统内外实现减少排放、提高碳汇能力并提高抗灾能力。作为共同牵头国之一，中国和其他国家一起致力于推动“基于自然的解决方案”领域工作，受到高度赞赏和支持。

考量NBS的实现，“自然”与生物多样性有关，需要关注物种、栖息地、生态系统等多样性要素和生态系统服务；“基于自然”应当采用生物多样性和生态系统方法，以及仿生学方法；解决方案则需要针对特定的问题或挑战（往往与气候变化有关），找到或提出一些可识别、可操作的解决方法。

2015年，比利时生态学家海德·艾格蒙特等人在欧洲召开研讨会时总结出 NBS实现的三种路径： 一是通过尽量减少对生态系统的干扰，消除对生态系统的潜在威胁，维持自然生态系统状况，更好地保护利用生物多样性和自然生态系统；二是修复和调整现有的生态系统，改善和提升可持续的生态和景观功能，以增强生态系统的稳定性和适应力和更好地提供特定的生态系统服务；三是进行剧烈的人工干预，甚至创建和管理新的（人工）生态系统（例如一些大型生态工程、绿色基础设施建设等），尤其是以恢复严重退化或污染地区为目标。

尽管NBS的实施路径表明，生态系统本底状况在路径选择中具有先导作用，然而在技术和管理的实践中，这三种路径的选择尚无明确和统一的标准，以至于时有发生对生态系统进行错误干预和人工工程消耗浪费的现象。因此， 在方案实施前，基于生态系统状况的科学监测，对生态系统恢复潜力进行合理评价具有重要意义。

澳大利亚恢复生态学家泰尼·麦克唐纳德等人在《澳大利亚生态恢复实践国家标准》中提出利用“参照生态系统”的方法来评估生态系统退化程度及恢复潜力。这一标准指出， 在合适的参照生态系统下，待恢复生态系统的水土等物理环境条件、物种组成、群落结构、生态系统功能、与外界的物质能量和信息交换状况、外界的潜在威胁和干扰程度等六大方面性质，决定了其恢复潜力，而“阈值”在其中有着重要的控制作用 。因此，需要对生态系统各方面性质及其恢复中的阈值进行监测并测试分析，然后在此基础上方可实施路径选择和适应性管理。

德国莱比锡森林自然洪水恢复的“再野化”案例，是减少和消除对自然生态干预的NBS实践。 莱比锡被冲积扇森林所环绕，19世纪中期以来高强度的防洪措施及森林管理导致树木群落发生明显变化，美国梧桐、挪威枫树等外来树种日渐增多，而原生耐洪水物种如角树和橡树日益减少，生物多样性下降，水体间的连通性严重弱化。研究揭示，该生态系统缺少自然的洪水扰动，于是在20世纪90年代，管理者对一块试验区域开始了每年一次的洪水实验。洪水使得原生耐洪水树种重新增加，而不耐洪水但数量占主导地位的外来树种在洪水消退后减少或局部消失，并且观测到冲积扇生态系统耐湿蛞蝓类和步行虫等物种重新迁殖。长期试验的良好结果使得高强度防洪等措施逐步取消，恢复了冲积扇森林几条干涸支流的自然洪水和洪水依赖性的自然生态系统。

白俄罗斯泥炭地二次沼泽化案例，是人为辅助修复和改善生态系统的NBS实践。 白俄罗斯气候温和湿润，地势低平，蕴藏着丰富的泥炭资源。在人类大量提取泥炭资源后，合理有效的恢复措施长期缺乏，泥沼逐渐变干，泥炭地生态系统退化直至被废弃，从而导致生物多样性锐减。21世纪以来，在联合国开发计划署全球环境基金项目的支持下，白俄罗斯开始着手泥炭地的重新规划和生态修复。该项目测试成功地在已经退化了的泥炭地中恢复水文系统的各类措施，泥炭企业也参与相应的生态修复工程建设，使废弃泥炭地再次湿润、重新沼泽化。退化的泥炭地在水位提升后，自然恢复了水生和湿地生物多样性，并变为适宜捕鱼和采摘的场所，为当地居民带来切实效益，同时密集的泥沼也成为重要的碳汇。

中国黄土高原露天煤矿矿区生态修复案例，是借助大型工程手段重建生态系统的NBS实践。 黄土高原生态环境本底脆弱，20世纪80年代以来大量的露天煤矿开采，使原有地貌、土壤及动植物群落全部消失，生态系统结构与功能也随之完全丧失，生态系统向极度退化演变。在这种情况下，矿区生态系统无法在自然条件下发生恢复演替，而必须借助人工工程的支持和诱导，重建一个人工、半人工的生态系统。工程技术实施主要包括基于原自然地形的地貌重塑、符合自然土壤性质消除障碍因子的土壤重构、结合生态位和自然演替规律的植被重建、蕴含生态整体性和系统性的景观重现、同时考虑生物多样性重组与保护等阶段和内容。目前的重建工作成效显著，使得矿区的生态功能持续提升。