中國工程院院士朱教君
精準確定北方生態安全螢幕障區生態脆弱性等級、可治理標準，摸清三北地區水資源、沙源區本底。基於全量水定林/綠，進行植被恢復與建設的規劃設計
嘗試建立政策性耕地及風蝕防護生態補償機制，形成生態農業公司防沙治沙新模式（政府+企業+基地農戶），增加當地農民收益，實作生態、生產、生活共贏
文 |【瞭望】新聞周刊記者 扈永順
荒漠化是影響人類生存和發展的全球性重大生態問題。中國是世界上荒漠化最嚴重的國家之一，荒漠化土地主要分布在三北地區。1978年，黨中央作出實施三北防護林體系建設工程（三北工程）的重大決策，開啟了中國大規模治理風沙、改善生態的先河。
三北工程咨詢專家組副組長、中國工程院院士、中國科學院沈陽套用生態研究所研究員朱教君向【瞭望】新聞周刊記者介紹，三北工程共規劃八期，2021～2030年是三北工程建設的第六期，進入系統治理階段，是鞏固拓展防沙治沙成果的關鍵期。國家提出力爭用10年左右時間打一場三北工程攻堅戰，為此，要在鞏固現有成果基礎上，重點針對北方區域防沙治沙問題，充分發揮科技力量，打好黃河「幾字彎」攻堅戰，科爾沁、渾善達克兩大沙地殲滅戰，河西走廊—塔克拉瑪幹沙漠邊緣阻擊戰三大標誌性戰役。
遊客自駕在陜西省神木市欄桿堡鎮訾大莊村山林遊玩（2021年10月31日攝） 陶明攝/本刊
科技力量提高三北工程建設品質
【瞭望】： 科技力量在三北工程建設中發揮了哪些作用？
朱教君： 經過45年不懈奮鬥，三北工程建設取得了舉世矚目的成就。工程區森林覆蓋率由5.05%增長到14.02%，45%以上可治理沙化土地面積得到初步治理，61%的水土流失面積得到有效控制，3.5億畝農田得到有效保護；三北工程帶動林下經濟、特色林果業等發展壯大，為全國提供了1/4的幹鮮果品，助力1500萬人脫貧增收。在三北等重點生態工程推動下，中國率先在世界範圍內實作了土地退化「零增長」，重點治理區實作從「沙進人退」到「綠進沙退」的歷史性轉變，保護生態與改善民生步入良性迴圈。
三北工程建設以來，科技力量始終為工程攻關方向、治理目標與重點任務的確定提供強有力的支撐。
一是探索形成了防護林體系建設基本理論。提出了建立以木本植物為主體，多樹種、多林種、多效益，帶片網、喬灌草、造封管、人工治理與自然修復相結合的防護林體系建設指導思想；將森林強大的生態功能和經濟功能有機結合，形成了建設生態經濟型防護林體系的發展模式；突破了傳統農田防護林建設模式，探索了防護林體系建設永續發展的技術路徑。
二是研發總結了系列生態治理新技術。突破了傳統治沙以「防和治」為主的技術方案，提出了綜合治理的思路，實作在防沙治沙上生態效益和經濟效益的良性迴圈。先後在沙區總結出「低覆蓋度」治沙造林技術、「紗網沙障」專利技術、治理樟子松固沙林衰退的復合系統綜合恢復技術、流動半流動沙地「五帶一體」綜合治沙技術等。
三是選育推廣了一批三北地區適生的優良樹種。如棗育種技術創新及系列新品種選育與套用，核桃優質高產培育技術，三倍體毛白楊新品種選育，中國錦雞兒屬植物資源及檸條開發利用，枸杞新品種選育及配套技術與套用，林木種質資源收集、保存與利用，以及楊樹工業用材林高產新品種定向選育和推廣等，有效解決了工程建設中的關鍵性問題。
四是總結示範了一批生態治理新模式。建設方式上由單純造林向造林、保護、經營、利用相結合轉變，把遵循自然規律放在首位；造林方式上從註重人工造林向人工造林、封山（沙）育林自然恢復、飛機播種造林相結合轉變，突出封山（沙）育林等自然恢復的地位；林分結構上從營造純林向營造混交林、復層林、異齡林相結合轉變等。
五是開發實作了一批技術新突破。863計畫構建了「基於多後設資料的國家林業生態工程監測與評價網格套用系統」，實作了多源數據的網格環境共享；948計畫建設了「三北防護林體系工程營造林管理資訊系統」，實作了遠端傳感器數據的匯集和線上管理及共享；中國科學院計畫「重大生態工程綜合評估」形成了相對完善的「天—空—塔—地」一體化的評估理論與技術體系，保障了對工程營建過程的適時監測與評估，便於及時總結建設成效、發現存在的問題、提出應對對策，並反饋到工程建造與經營過程中。
三北工程攻堅戰提出科技新需求
【瞭望】： 三北工程攻堅戰提出了哪些科技創新的新需求？
朱教君： 打好攻堅戰，首先要明確山水林田湖草沙一體化保護與系統治理的內在科學機理。目前，對山水林田湖草沙等各生態系之間能量轉換、物質迴圈、互作機理等認知仍然不清，對實作各類系統統籌科學布局的理論與技術仍然缺乏，若按當前的造林、種草、保護、品質提升等各類工程計畫單項規劃實施、簡單拼盤組合，不易實作真正意義的山水林田湖草沙一體化保護與系統治理的目標。
其次，北方各生態型別區空間分異大，面臨的生態問題不同、程度各異，需要開展區域生態脆弱性等級定量評估，制定可治理的標準、確定哪些區域是可治理區，明確沙源區、路徑區現狀，建立精準生態修復模式。根據三北工程45年評估結果，工程區的降雨、地下水、地表水、土壤水等全量水資源近10年整體呈下降趨勢；當前造林綠化的後備土地資源主要集中在「胡煥庸線」以西/北地區，多為半幹旱、幹旱的生態脆弱區，水土資源成為未來造林的瓶頸。特別是三北工程建設的生態用水，其破局點在於科學解決生產、生活、生態水資源分配矛盾。
再者，在全球氣候變遷背景下，應明確中國及周邊國家生態環境及林草植被的時空動態與規律，精準評估生態系的多樣性、穩定性和持續性。目前在全球氣候變遷影響下，工程區整體呈現西北暖濕化、華北幹熱化、東北暖幹化等趨勢，而且局部地區極端氣候，如極端幹旱、沙塵暴、極端降雨、暴風雪，以及凍土生態系退化等現象頻發，影響了北方生態安全螢幕障效能的發揮。
【瞭望】： 針對存在的挑戰你有哪些建議？
朱教君： 一是加強山水林田湖草沙系統治理機制的深入研究。明確復合系統各要素時空演變規律及其驅動機制，揭示各要素的互作過程及功能形成機制等；基於系統協排程指數和依托資訊化決策，構建山水林田湖草沙一體化生態屏障建設技術體系，全面提升生態系多樣性、穩定性、持續性。生態工程的推進要堅持山水林田湖草沙系統思維，加強部門協同，減少「小而單」的常規生態治理計畫，避免間隔過短的重復治理，重點增加區域或流域尺度的規模化生態治理。
二是開展區域生態脆弱性等級定量評估，確定可治理區標準和沙源區、路徑區分布，建立基於「全量水」定綠、「沙塵源」定策的精準生態修復模式。精準確定北方生態安全螢幕障區生態脆弱性等級、可治理標準，摸清三北地區水資源、沙源區本底。基於全量水定林/綠，進行植被恢復與建設的規劃設計。根據林草防護體系的防護成熟理論與階段定向經營技術，進行林草生態系全生命周期管理。
三是以應對全球變化與人類幹擾的發展性思維，建立跨界的全域防沙治沙治理機制。加強氣候敏感區及極端災變影響的等級劃分，最佳化調整植被結構組成，構建應對極端氣候事件的植被生態安全體系。依托上海合作組織、亞洲基礎設施投資銀行等平台，拓展和深化與周邊國家在生態建設領域的合作。
四是加大相關政策創新與保障力度，推動傳統單一的生態修復模式向科學引導下的生態產業化、生態產品化轉變，促進生態－生產－生活「三位一體」融合發展。充分考慮西北、華北與東北等不同區域的農牧業生產、城市化建設、生態旅遊等不同經濟社會發展需求，以水資源供給等自然資源矛盾和農業生產、風光電場建設等人地矛盾為抓手，設計、構建不同典型區域的生態修復建設與永續發展模式。建立生態修復與經濟社會發展融合的體制機制，逐漸實作市場主導的永續生態修復，並將生態服務功能產品化，在生態後修復時期由生態產業、生態產品逐漸取代生態補償，從根本上扭轉過度利用自然資源的低水平生產方式導致的生態退化局面。
全力打好科爾沁、渾善達克兩大沙地殲滅戰
【瞭望】： 作為科爾沁、渾善達克兩大沙地殲滅戰專家組組長，你如何深入推動科技治沙？
朱教君： 為全力打好科爾沁、渾善達克兩大沙地殲滅戰，要堅持科學治沙，所以重大科技攻關任務要成為先鋒軍。以中國科學院沈陽套用生態研究所承擔的遼寧省「科爾沁沙地南緣荒漠化協同治理關鍵技術研發與示範」重大科技攻關專項為例，該專項依托國家和各部門森林、草地、荒漠、農業生態系野外台站和長期定位研究基地，將構建以有效全量水資源為核心的多系統協調布局技術體系；針對固沙植被，研發多尺度固沙植被防沙固沙功能提升技術與模式；針對農田風蝕區，研發農田生態系全方位防蝕技術與模式。研究成果將直接服務於科爾沁、渾善達克兩大沙地殲滅戰。
沙地水資源與荒漠化兩個主要矛盾是入手點。建立以風蝕模型、植被指數與土壤含沙量為一體的新荒漠化程度監測技術體系，摸清全量水資源家底；結合地面調查，監測科爾沁、渾善達克兩大沙地歷史時期荒漠化演變過程，利用先進資訊化手段，獲得區域高分辨率全量水資源及其時空動態；提出基於水資源承載力的防沙治沙殲滅戰標準——沙化程度和起沙面積，形成國家標準。
農田生態系冬、春季的風蝕是科爾沁沙地防沙治沙的難點與卡點。第一，該專項將明晰不同尺度農田防護林防控風蝕的貢獻，以及最適宜的樹種選擇與配置方式；結合機械化與高標準農田建設與防控風蝕需求，提出不同風蝕強度區合理林帶（網）空間布局方案。第二，針對區域內花生、甘薯等經濟作物農田風蝕嚴重問題，開展「玉米+花生」和「玉米+甘薯」間作配置方式；確定沙化農田作物（高留茬）防蝕—增效—協同種植技術體系，並建立農田表層覆蓋壓沙技術示範區。第三，引種篩選適宜的冬、春農閑期農田復種飼草品種，形成風蝕防控技術示範體系。第四，嘗試建立政策性耕地及風蝕防護生態補償機制，形成生態農業公司防沙治沙新模式（政府+企業+基地農戶），增加當地農民收益，實作生態、生產、生活共贏。■
