全面提升我国森林生态系统质量和稳定性的实践与思考

森林生态系统为人类生存发展提供必需基础物资,对社会经济系统蓬勃发展和地球系统永续发展具有重要支撑与调控作用。因地制宜、稳中求进地提升森林生态系统质量及其稳定性,充分发挥森林的“五库”(水库、粮库、钱库、碳库、种库)价值,是国家战略布局、社会经济高质量发展的迫切需求,也是统筹推进生态文明建设、促进人与自然和谐共生、落实生态恢复和环境治理、以及实现“双碳”战略目标的有力抓手。然而,在我国加强生态文明建设,建成“美丽中国”的宏伟目标下,如何全面提升中国森林生态系统质量和稳定性,仍缺乏系统、科学的理论依据和对策方案。基于中国生态系统研究网络(CERN)和中国森林生态系统定位研究网络(CFERN)的长期观测实验研究,开展了我国森林生态系统质量和稳定性的系统评估。基于这项研究,本文分析了我国森林生态系统质量面临的问题与政策建议,阐述了新时期我国森林生态系统质量提升的任务与宏观战略,并对重点林区存在的突出区域特色问题进行论述并提出经营建议,可为完善新时期森林生态系统经营体系、解决现存的一系列经营问题、提升森林生态系统质量和稳定性提供科技支撑。

新时期我国林草业的使命及其转型发展战略的思考

十八大以来,在习近平新时代中国特色社会主义思想的指引下,我国生态文明建设蓬勃发展,美丽中国建设迈出重大步伐,生态环境建设发生了历史性、转折性、全局性变化,走出了一条生产发展、生活富裕、生态良好的社会文明发展道路。当前,我国的社会经济已经由高速增长阶段转向高质量发展的新阶段,生态产品短缺已成为我国与发达国家的主要差距,生态环境问题已成为制约我国社会经济高质量发展的主要瓶颈。生态文明建设正处在压力叠加、负重前行的关键期,已经进入提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要的攻坚期,也到了有条件有能力解决生态环境突出问题的窗口期。森林、草地及湿地等生态基础设施是国家生态安全的“压舱石”,是治理生态环境、保护人类栖息地以及实现美丽中国梦和人类命运共同体的绿色根基。新时代,我国林草业发展也将进入“肩负国家生态基础设施建设使命、统筹生态系统五库(种库、水库、碳库、粮库、钱库)功能、近自然经管国家生态资产、保障国家生态安全”的新时期。本文在分析了我国林草业历史及新时期转型发展的新使命基础上,认为我国林草业发展需要落实“五库统筹、近自然经管、筑牢国家生态基础设施”的转型发展新战略,并由此提出了推动我国林草业转型发展的8项措施,期望能够起到“抛砖引玉”之功效,激起“学术争鸣”之浪潮,为推动国家生态基础设施建设、生态资产监管及生态经济产业的发展提供科学依据,为国家生态文明建设和社会经济可持续发展做出新贡献。

Atmospheric deposition of inorganic nitrogen in a semi-arid grassland of Inner Mongolia, China

Due to increasing global demand for crop production and energy use, more and more reactive nitrogen（Nr） has been generated and emitted to the environment. As a result, global atmospheric nitrogen（N） deposition has tripled since the industrial revolution and the ecological environment and human health have been harmed. In this study, we measured dry and wet/bulk N deposition from July 2013 to December 2015 in a semi-arid grassland of Duolun County, Inner Mongolia, China. The samples of dry and wet/bulk N deposition were collected monthly with a DELTA（DEnuder for Long Term Atmospheric sampling） system and with Gradko passive samplers and a precipitation gauge. The measured results show that the annual mean concentrations of NH_3, NO_2, HNO_3, particulate NH_4~＋（pNH_4~＋） and particulate NO_3^-（pNO_3^-） in atmosphere were 2.33, 1.90, 0.18, 1.42 and 0.42 μg N/m3, respectively, and that the annual mean volume-weighted concentrations of NH_4~＋-N and NO_3^--N in precipitation were 2.71 and 1.99 mg N/L, respectively. The concentrations of Nr components（including NH_3, NO_2, HNO_3, p NH_4~＋, pNO_3^-, NH_4~＋-N and NO_3^--N） exhibited different seasonal variations. Specifically, NO_2 and HNO_3 exhibited higher concentrations in autumn than in summer, while the other Nr components（NH_3, pNH_4~＋, pNO_3^-, NH_4~＋-N and NO_3^--N） showed the highest values in summer. Based on measured concentrations of Nr components and their deposition velocities estimated using the GEOS-Chem global atmospheric chemical transport model, the calculated annual mean dry deposition fluxes were 3.17, 1.13, 0.63, 0.91 and 0.36 kg N/（hm^2·a） for NH_3, NO_2, HNO_3, p NH_4~＋ and pNO_3^-, respectively, and the calculated annual mean wet/bulk deposition fluxes were 5.37 and 3.15 kg N/（hm^2·a） for NH_4~＋-N and NO_3^--N, respectively. The estimated annual N deposition（including dry N deposition and wet/bulk N deposition） reached 14.7 kg N/（hm^2·a） in grassland of Duolun County, approaching to the upper limit of the N critical load（10–15 kg N/（hm^2·a））. Dry and wet/bulk deposition fluxes of all Nr components（with an exception of HNO_3） showed similar seasonal variations with the maximum deposition flux in summer and the minimum in winter. Reduced Nr components（e.g., gaseous NH_3 and p NH_4~＋ in atmosphere and NH_4~＋-N in precipitation） dominated the total N deposition at the sampling site（accounted for 64% of the total N deposition）, suggesting that the deposited atmospheric Nr mainly originated from agricultural activities. Considering the projected future increases in crop and livestock production in Inner Mongolia, the ecological and human risks to the negative effects of increased N deposition could be increased if no mitigation measures are taken.

中国区域生态恢复和环境治理的生态系统原理及若干学术问题

当代生态学是解决全球可持续发展面临的重大资源、环境和生态问题的分析手段和哲学理念。生态学在其长期发展过程中,不断汲取、融合相关学科营养,形成了与气候系统、生物系统和社会经济系统紧密联系的当代生态学及生态系统科学体系,提出的诸多生态系统原理可直接服务于区域生态恢复和环境治理等社会实践。新阶段的国家需求赋予了生态学新使命,亟需总结凝练宏观生态系统原理,应用于区域生态恢复和环境治理,促进社会经济高质量发展。本文以全球可持续发展面临的多重严峻挑战为背景,系统阐述了生态系统科学的逻辑思维和科学使命,梳理了生态恢复和环境治理的生态系统科学原理体系,讨论了中国区域生态恢复和环境治理的若干学术问题。最后强调指出,中国区域拥有多个具有全球意义的区域性宏生态系统,开展宏生态系统理论和实践研究,不仅是我国生态文明建设的迫切需要,更是生态系统科学研究的前沿阵地,有望为生态学理论发展及全球生态环境治理做出新贡献。

中国碳达峰、碳中和行动方略之探讨

中国碳达峰、碳中和(以下简称“双碳”)行动是一项涵盖全域国土空间、国家主导全民参与、长期持续实施的巨大系统工程,需要有明确且兼具韧性和适应性的行动方略。文章在梳理“双碳”现状的基础上,探讨了中国实现“双碳”目标的行动方略、技术途径与科技支撑等问题,认为中国“双碳”行动的基本方略应该是坚持“一个基本理念”、实现“两个宏观目标”、贯彻“三路综合”与“四举并进”的技术路径、落实全域国土空间管控和产业协同发展的“五个统筹”宏观布局,强化气候变化、地球系统碳循环科学研究及脱碳、低碳产业技术变革。面向国家“双碳”行动的全球变化和生态经济学研究需要长期持续关注的核心科学问题,构建地球系统碳循环过程、碳储量及通量的多要素-多过程-多界面-多尺度协同监测体系,系统认知和精细评估中国区域生态系统碳汇功能及增汇潜力。当前的迫切任务是构建和完善科学基础、观测模拟、能源结构转型、产业结构调整、生态保碳增汇、国家战略与路径选择、协同治理与管理政策7个方面的科技支撑体系。