時間：2020-12-18來源：
水土生態理論是重大科學問題
孫發政
（深圳市大自然生態園林技術有限公司，廣東 深圳 518131）
［關鍵詞］水土生態理論；水土保持；生態環境
［摘要］水土生態理論是關系到生態環境根本性和全局性的重大科學問題，對于地球生態環境保護具有重要的戰略意義。將水土生態理論應用到水土保持上，可以使水土保持由1.0版升級為水土生態保持的2.0版，進一步拓寬水土保持空間。建議在發揮好水土保持部門現有力量的同時，成立國家水土生態保持委員會，統籌多部門力量，強力推進美麗富饒中國的實現。
當前，新一輪科技革命和產業變革蓬勃興起，國際競爭力向基礎研究前移，科學探索不斷向宏觀拓展、向微觀深入，交叉融合匯聚不斷加速，一些基本科學問題孕育著重大突破，可望催生新的重大科學思想和科學理論。我國加強“從0到1”的基礎研究，為開辟新領域，提出新理論，發展新方法，取得重大開創性的原始創新成果，搶占國際科技競爭制高點，創造了環境和條件。水土生態理論是面向生態環境科學發展具有引領作用的前沿科學問題，關系到生態環境根本性和全局性，是“從0到1”的基礎研究、前沿引領、可持續發展的重要方向，是水土保持學與生態學交叉融合的新課題，對于生態環境科學的發展具有重要的導向作用。
1 問題的提出及其背景
1.1 問題的提出
生態環境的提法在理論上是有爭論的[1]，只不過是如今普遍采用了，也算約定俗成。但不是說生態環境的提法就是科學的。“環境”是相對于中心事物而言，是指主體周圍的空間及空間中存在的事物，從建設美麗中國的實踐上看，它包括自然環境及人文環境中的物質成果部分。而生態學，最早是由德國動物學家HAECKEL于1869年提出的，是研究有機體與環境相互關系的科學；1909年，WARMING提出植物生態學概念；1935年，英國植物學家TANSLEY提出生態系統理論；2004年，筆者提出了水土生態理論。生態的內涵，是指生物之間及其與非生物之間的關系，可見“生態”與“環境”兩者在內涵上是有本質區別的，生態就是生態，環境就是環境。因此，生態環境的提法并不嚴謹，而生態與環境的提法才是準確的。在建設美麗中國的進程中，僅講自然景觀和人文景觀的美麗是不夠的，江山富饒美麗才是建設美麗中國的本質要求。這一點，需要從理論上闡明清楚，避免只講生態環境美麗，而不講經濟發展，或只講經濟發展，而不講生態環境保護。
生態環境理論上的不足，往往給實際工作帶來迷茫，比如，將“生態”與“環境”混為一談，認為是一個概念，實踐時抓不住問題的要害。而生態環境最大的問題是什么？應該是水土生態問題。水土保持雖然是基本國策，但還是只有水利部門主管。生態環境領域，包括水土保持領域，常常在出現問題之后，亡羊補牢，代價是高昂的，有的再也無法挽回。這些年來，關于生態環境問題的不同聲音依然存在，生態與經濟孰是孰非，莫衷一是，政策制定上也有反復現象。究其原因是生態環境領域缺乏科學的理論遵循，理論落后于實踐。
1934年治理黃河泥沙時提出的水土保持概念，一直沿用至今。而經濟社會已經發生了翻天覆地的變化，傳統水土保持理論已經難以適應新的發展，通常用水土保持生態建設、水土保持生態治理等來表述水土保持實踐。一些地方已經將水土保持部門改為生態環境中心，海綿城市建設也獨立于水土保持之外。可見，水土保持理論的創新非常迫切，否則水土保持空間將越來越小，學科的發展將嚴重僵化。
水土生態理論揭示了自然界水、土、植被相互聯系與相互依存的一般規律，在規劃、建設、農業、林業、水利、環保等領域具有重要的指導意義。水土生態涉及水土保持、國土、林草、環境等多個部門，將水土生態理論應用到水土保持上，可以使水土保持由1.0版升級為水土生態保持的2.0版，進一步拓寬水土保持空間。建議在發揮好水土保持部門現有力量的同時，成立國家水土生態保持委員會，統籌多部門力量，強力推進美麗富饒中國的實現[2]。
1.2 問題產生的背景
生態文明建設已經被寫入黨章、憲法，成為全社會的共識，水土生態是生態文明建設的基礎。新一輪國務院機構改革，設立了生態環境部、自然資源部，為踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念和“建設美麗中國、實現綠色發展”，保駕護航。這些機構的改革還只是以問題為導向，著力解決生態環境問題，但還沒有探究到生態環境的深層次原因，缺乏系統的理論依據和理論導向。水土生態理論，深刻地闡明了生態、環境、資源的關系，抓住了生態問題的本質，回答了生態環境的根本原因是人類沒有處理好人與水的關系、與土壤的關系、與植被的關系，人與水土、植被三者整體關系即水土生態的關系。生態環境問題的影響因素很多，但可以基本歸結為環境污染、水土生態退化、資源衰竭3個方面。三者既有區別，又有聯系，而水土生態是生態環境問題的關鍵。無論是生態、資源，還是環境，都離不開水、土、植被三大要素，三者既是生態的主體，又是環境、資源的載體，水土生態理論找到了生態、環境、資源的集合點。當前產能過剩問題，不僅是經濟問題，更是水土生態重大問題，新興產業、熱點領域已經出現的產能過剩態勢，如光伏、風電產業等工業園區，這些項目建設破壞和占用的綠水青山，因鋼筋混凝土使用，再也無法恢復到原有的自然水土生態。霧霾也是人類對自然水土生態的破壞、大地鋼筋水泥化后，人為活動造成的次生空氣污染。水土生態理論在實現自然資源可持續利用、生態環境可持續維護以及人類社會可持續發展方面具有重大的理論價值，是生態文明建設的理論基礎，需要確立水土生態理論的指導地位，把以問題為導向解決生態、資源、環境諸多問題的思路，轉換到以水土生態理論為導向的科學軌道上來。
2 水土生態理論研究進展
隨著時代的發展，經濟社會發生了翻天覆地的變化，“水土保持”從形式到內容都已包羅不了當今的社會實踐，如項目建設中濫用工程措施，制造大面積水泥砂漿護坡，引入外來物種保持水土等。雖然防治了水土流失，但對生態負面影響不言而喻。水土保持不僅是保持水土，更需要尊重自然規律，保持健康生態系統。因而，人們較多地使用“水土保持生態建設”“水土保持生態修復”“水土流失綜合治理”等來表述水土保持的豐富實踐。將這些提法統一起來，并上升到系統的理論高度，有利于生產和水土保持學科的發展。2004年11月8日，筆者作為《中國發明與專利》雜志封面人物在接受記者專訪時，首次提出“水土生態”概念。水土生態概念的提出，克服了傳統水土保持遇到的一些局限和困惑，更加系統地、綜合地、科學地解決水土流失等生態環境問題。此后筆者又陸續在《中國水土保持》《水土保持學報》《中國草地學報》《風景園林》《今日國土》《中國領導科學》《Science Discovery》《Journal of Landscape Research》《 Meteorological and Environmental Research》等國內外期刊上發表數十篇論文，結合在世界各地考察交流的成果和豐富生動的生產實踐，形成了水土生態理論體系[3]。時任水利部水土保持司副司長曾大林曾指出，水土生態理論將大大拓寬水土保持工作的領域，開創水土保持工作新局面，對基礎理論研究和生產管理工作產生巨大推動作用；時任水利部水土保持司副司長牛崇桓也撰文提出水土生態與人類相容共生的理念；水土保持專家吳長文博士和賴濤博士也指出，水土生態理論對于我國水土資源可持續利用和生態環境可持續維護具有決定性的作用；從事30多年水土保持工作的李毓堂研究員從自然規律揭示和實踐體會角度，認為該理論的創立為認識和解決當今地球上生態環境等危機厘清了思維邏輯、提供了科學途徑、闡述了問題的本質，在科學上推陳出新；2017年全國“兩會”期間，筆者在《中國科學報》整版發表“水土生態的哲學思考”，提出用水土生態哲學大智慧來認識水土流失和生態環境問題；2020年第2期《中國水土保持》雜志上發表了筆者撰寫的《用水土生態理論推進美麗富饒中國實踐》一文，深刻闡述了“綠水青山就是金山銀山”理念的水土生態原理、綠水青山轉化為金山銀山的方式和對生態環境的不同影響；為了推動水土生態理論解決生態環境問題，深圳市水務學會成立了“水土生態專業委員會”。
水土生態理論是關系到生態環境根本性和全局性的重大科學，是由我國學者提出的前沿科學，對于經濟社會可持續發展和生態環境可持續維護，以及地球生態環境的保護，具有重要的理論支撐作用；同時，水土生態理論是水土保持學與生態學交叉融合的產物，將會產生一門新的學科——水土生態學，為國際生態環境領域注入新的理論動力[4-5]。為此，需要廣泛地傳播水土生態理論，搭建國際國內學術交流平臺。而根據水土生態理論，是否成立國家水土生態保持委員會，還需要國家最高行政部門的決策。
3 水土生態理論的重大意義
沒有先進的理論，就很難有成功的實踐。有時候出發點是好的，而結果往往適得其反，事與愿違。水土生態理論對生態環境進行深入剖析，由表及里，抓住事物的本質，能夠事半功倍。相反，理論上含糊不清，就找不出實際問題的深層次原因，往往“頭痛醫頭，腳痛醫腳”“抓了芝麻，丟了西瓜”。水土生態理論是在豐富的實踐基礎上建立起來的先進理論體系，是認識和解決當代生態環境問題的一把金鑰匙，是保護地球生態環境的理論基礎。
水土生態概念的提出，使水土資源保護和利用找到了系統分析、綜合治理的理論依據，既有傳統水土保持內涵，又涵蓋了當今水土保持生態建設實踐。在國土規劃、建設、管理方面，需要做好顯性和隱性水土流失防治，減少對自然水土生態的侵占和破壞，統籌山水林田湖草系統治理，防治環境污染，保護和合理利用自然資源。水土不分家，有了水土保持；水土植被不分家，有了水土生態理論。地球上凡是有水土的地方必然有植物的生長，而植物的生長又培育著水土資源。保持水土的目的，是為了發展植被（包括農作物、果樹、牧草）；植被繁茂與穩定，是保持水土的初衷，離開植被談水土顯然無意義。只有植被的恢復和發展，才能保護賴以生存的野生動植物，廣泛地治理水土流失，從而穩定地發展農業生產、改善人居環境[6]，進而在此基礎上防治大氣污染和氣候變暖等諸多問題。水土生態理論拓展了水土保持空間，真正成為生態文明建設的主體。
水土生態理論是水土保持認識觀的深化和發展，是生態科學的創新與拓展。它是指地球上水土與植被相互關聯、相互促進與發展的一種生態平衡關系，從廣義上說，是指水、土、植被在其運動和演化過程中一切關系的總和[7]。水土生態理論揭示了生態問題的本質，在生態保護與治理的實踐中具有重要的指導意義，在人類社會可持續發展進程中具有深遠的戰略意義。順應自然、合理利用自然，保護生態系統的完整性、連續性，發揮系統生態服務功能，需要抓住生態系統中的關鍵要素，這就是水、土、植被三大要素。水、土、植被相互聯系、相互促進、相輔相成，構成了地球上水土生態的生動景象。
人類與自然和諧相處的關鍵是人與水的和諧、人與土的和諧、人與植被的和諧，以及水、土、植被之間的平衡與穩定，只有這樣生產、生活和經濟建設，才有天藍、地綠、水清的基本保障。水土生態是自然界水、土、植被相互聯系與相互依存的一般規律，在規劃、建設、農業、林業、水利、環保等領域具有重要的理論意義。生態問題已不是哪個國家和地區的問題，而是全球性的問題。為了發展經濟，世界各國都在爭先恐后地推進工業化、城市化。這種情形下，如果沒有正確的理論指導，地球生態環境的前景令人擔憂。〖JP2〗人類不合理的行為如果危害了地球生命支持系統——水土生態系統，就會危害生物界所有物種，最終危害的是人類自己。
工業化和城市化將眾多山頭、森林、草原、農田、濕地、湖泊等夷為平地，使之硬化，建大廈、小區、工廠、道路、機場等，不僅生物生境遭到破壞，生物多樣性銳減，還污染環境，特別是產生霧霾。土地的硬化和溫室氣體的排放已引起全球水循環和氣候變化。這些問題，其根源還在于破壞和改變了陸地生態系統中三大要素即水、土、植被的原生狀態及其水土生態平衡，致使生態系統破碎，生態功能失調[8-11]。
人類文明不管如何繼續，都離不開賴以生存的水土生態環境和自然資源的支撐，人類文明只有在保持水土生態平衡的前提下才能不斷前行。在當今迅猛發展的工業化、城鎮化面前，要維護水土生態及文化的完整性和連續性，強調水土生態基礎設施規劃和建設，保障城鎮生態系統服務功能，實現水土生態資源可持續利用、生態環境可持續維護和經濟社會可持續發展。
