1996年9月,江泽民总书记在“星火计划”实施十周年的表彰大会上讲述我国农业发展问题时提出了“必然要进行一次新的农业科技革命”的科学论断。党的十五大从世纪之交的战略高度,进一步强调实施科教兴国战略和可持续发展战略,坚持保护环境的基本国策。江总书记在报告中明确指出:“人口增长、经济发展给资源和环境带来巨大的压力”,要“加强对环境污染的治理,植树种草,搞好水土保持,防治荒漠化,改善生态环境”。党的十五大前夕,江总书记就生态环境建设作了重要批示,提出要“大抓植树造林,绿化荒漠,治理水土流失,再造一个山川秀美的西北地区”。尤其是1997年11月8日在举世瞩目的三峡工程大江截流仪式上,江总书记又进一步强调:“在三峡工程建设中,保护好流域的生态环境极为重要。库区两岸特别是长江上游地区,一定要大力植树造林,综合治理,不断改善生态环境,防治水土流失,这是确保库区和整个长江流域长治久安和可持续发展的重要前提条件,是功在当代、利在千秋的大事,务必年复一年地抓紧抓好,任何时候都不能疏忽和懈怠”。学习贯彻江总书记的重要讲话和批示,对于推进我国生态环境建设,实现国家经济社会持续发展,具有极其深远的意义。本文侧重就林业新科技革命与我国森林生态网络建设谈几点认识和体会。
世界林业科技大致始于18世纪,即产业革命以后,上千年的森林天然更新和有限种源选择下人工造林,在20世纪初,随着孟德尔所揭示的植物杂交下的遗传规律被重新认识和应用,树木育种实现了由种源到杂交育种的重大变革。到本世纪的50年代,由于生物科学及其他领域的科技革命,加上林业科技知识与实践经验的积累,林业科研与生产紧密结合,林学获得了更加全面、系统、深入的发展。尤以现代育种技术发展最为系统和完整,对森林资源的发展和恢复作用最大,成为林业技术革命的主要内容之一。随着新领域、新理论、新技术的涌现、交融和渗透,研究手段的不断优化,到60年代,森林培育学得到迅速发展,促成了施肥技术、农药防治在林业生产中应用,对集约营林产生了积极的作用。
如果说林业科技发展历史上曾经发生过革命的话,就应该是以现代育种技术和集约经营技术为主导的人工林技术革命,包括建立在航空航天技术基础上的“3S”遥感技术群对森林资源的系统管理信息技术和本世纪50年代兴起的生态系统技术以及生态系统管理技术。
林业新科技革命既不等同于农业、工业及其他行业的新科技革命,又与这些行业的新科技革命紧密联系,相互促进。其基本特征主要表现在三个方面:
其一,与环境密切相关。就我国而言,农业的首要任务是解决10多亿人口吃好、穿好的问题,而林业的首要任务是改善生态环境,维护生态平衡,拓宽人类活动空间,优化生存环境质量。从这一点出发,进行林业新科技革命必须以国土生态环境建设为中心,通过科学地培育、保护和利用森林资源,发挥其多种功能对保护国土生态环境的主体地位,这是历史赋予林业新科技革命的重任。
其二,与可持续发展密切相关。林业新科技革命以丰富的生物可再生资源为对象,紧紧扣住可持续发展这个主题,在保护生物多样性、改善环境、治理荒漠、山区综合开发、消除贫困、解决农村能源、保障农业增产和水利设施长期受益、优化人类食品结构等关系到全局的重大技术问题上进行突破,进而实现国家经济社会的可持续发展。
其三,与高新技术在林业上的应用,以及相关学科的新科技革命密切相关。一方面高新技术特别是生物技术、信息技术等在林业上的应用,加速了林学学科的发展;另一方面林学作为生命科学的重要组成部分,它的若干分支学科、特别是新兴学科的形成,是林学与相关学科相互交叉、渗透、融合的结果。因此,林业新科技革命不仅要立足于自身特点的技术突破与创新,更要借助于高新技术以及相关学科的研究成果,推进林业科技的发展。
林业新科技革命的基本内涵是:以现代生物技术和信息技术为主导,广泛应用高新技术及其研究成果,一手抓单项关键技术的重大突破,一手抓多项高新技术及实用技术的集成、组装、配套,大幅度提高林业科技贡献率和生产力发展水平,实现超常规和跨越式发展。具体应从林木育种基因技术和分子遗传技术领域,建立优质、高产、高效和稳定的多林种人工林技术体系,应用现代生物技术、信息技术建立森林病虫害及森林火灾防治与监控技术网络,应用森林资源监测和遥感技术以及在新型优质高效木质复合材料的开发利用技术体系等五个方面实现突破,全面推进林业行业的科技进步。
森林是陆地生态系统的主体,是实现国家经济社会可持续发展的生态屏障。随着我国经济持续稳定的发展,我们在大力宣传造林绿化辉煌成就的同时,必须树立全民对于国土环境的忧患意识,充分认识到我国仍是世界上生态环境最脆弱的国家之一,人口对于资源的巨大压力日趋严重,生态环境继续恶化的趋势还没有得到有效遏制。水土流失、荒漠化蔓延、水资源短缺、野生动植物种群锐减、自然灾害加剧等环境问题,已经渗透到经济社会生活的各个领域,严重影响人类的生存空间与质量。而几乎所有的环境问题,无一不与森林植被的分布、数量和质量密切相关。在1994年全国林业厅(局)长会议上,林业部根据国情、林情及经济发展对环境的要求,及时地提出了建立比较完备的林业生态体系和比较发达的林业产业体系的战略目标。而要实现这一目标,当务之急是尽快形成一个由林业部牵头,多部门、跨行业联手,全民、全社会共同参与的森林生态网络体系工程建设的机制和指标体系。
怎样建设既符合国情,又布局合理的森林生态网络体系?国内外一些生态环境专家曾经提出这样一个设想,即假如一个国家或地区森林覆盖率达到30%以上,并均匀分布就能基本上实现国土保安。从我国林业发展的历史、现状和自然条件等综合因素分析,这一设想是难以达到的。据科学论证和《森林法实施细则》,我国目前林地利用率仅50%左右,森林覆盖率为13.92%,可能达到的奋斗目标为30%,客观上分布不均。因此,我们提出这样的认识,即我国森林生态网络工程建设应该根据不同地域自然地理条件和经济社会状况,按照物质流、能量流、信息流相互联系与运行的规律,以林木为主体,乔、灌、草立体开发,点、线、面协调配套,集约式动态发展的复合森林生态网络系统。按照这个框架构想,在不同区域,进行适合于该区域经济与环境发展的林种、树种、技术、投入规模、经营目标等生产要素的优化组合,形成人与自然、森林与环境、环境与经济社会协调发展的格局。
在我国森林生态网络系统工程建设中,以林为主,因地制宜,实行乔、灌、草立体开发,是从微观的角度解决环境发展的时间与空间、技术与经济、质量与效益结合的问题;而点、线、面协调配套,则是从宏观发展战略的角度,以整个国土生态环境为全局,提出森林生态网络工程总体结构与布局的问题。
这个概念的提出,有其新的内涵。为了便于学界同仁和关心我国生态环境的专家、学者与我们共同探讨提出的“点、线、面协调配套”的观点及其内涵,以达成共识,我们谨作如下阐述:
这里所说的“点”是指以人口相对密集的中心城市为主体,辐射周围若干城镇所形成的具有一定规模的森林生态网络点状分布区。它包括城市森林公园、城市园林、城市绿地、城郊结合部以及远郊大环境绿化区(森林风景区、自然保护区等)。随着微观经济持续高速增长,我国城市化发展趋势加快,尤以经济比较发达的珠江三角洲、长江三角洲、胶东半岛以及京、津、唐地区已经形成城市走廊(或称城市群)的雏形。因此,以绿色植物为主体的城市生态环境建设已成为我国森林生态网络系统工程建设不可缺少的一个重要组成部分,引起全社会和有关部门的高度重视。根据国际城市森林的研究和我国有关专家的认识,现代城市的总体规划必须以相应规模的绿地比例为基础(国际上通常以城市居民人均绿地面积不少于10平方米作为最低的环境需求标准),同时国际城市的自然、地理、经济和社会状况以及城市规划、城市性质等确定城市绿化指标体系,并制定城市“三废”(废气、废水、废渣)排放以及噪音、粉尘等综合治理措施和专项防护标准。近年来,林业部提出建设森林城、生态城,建设部提出建设园林城市以及全国爱委会提出建设文明卫生城市的评定标准中,均把绿化标准列为重要依据,充分说明我国城市建设正逐步进入法制化、标准化、规范化轨道。
“线”是指以我国主要公路、铁路交通干线两侧、主要大江与大河两岸、海岸线以及平原农田生态防护林带(林网)为主体,按不同地区的等级、层次标准以及防护目的和效益指标,在特定条件下,通过不同组合的乔、灌、草立体防护林带的作用,达到防风、防沙、防浪、护路、护岸、护堤、护田和抑螺防病等不同经营目的和防护指标,并达到一定建设规模的森林生态网络体系带状分布区。
“面”是指以我国林业区划的东北区、西北区、黄土高原区、华北区、南方区、西南区、热带区、青藏高原区等八大林区为主体,以大江、大河、流域或山脉为核心,根据不同自然状况所形成的森林生态网络系统的块状分布区。它包括西北森林草原生态区,各种类型的野生动植物自然保护区以及正在建设中的全国十大防护林体系工程建设区等,形成以涵养水源、水土保持、生物多样化、基因保护、防风固沙以及用材等为经营目的、集中连片的生态公益林网络体系。
我国森林生态网络体系工程点、线、面相结合,从总体布局上是一个相互依存、相互补充、共同发挥社会公益效益的有机整体。同时,由于点、线、面之间各自特定的地理位置,环境条件及多种功能效益上各有侧重,其分层目标及指标相对独立,自成体系。
综上所述,我们提出我国森林生态网络体系工程建设的基本框架与构想,其目的在于探索一个适合中国国情的、建设持续高效的森林生态网络体系工程的途径。
以现代生物技术、信息技术为主导的林业新科技革命向林业技术和生产各方面的渗透,势必冲击着人们思想观念的转变,促进并影响林业生态体系和产业体系的发展水平。这是21世纪现代林业的基本特征和走势。而森林生态网络系统工程则为现代生物技术、信息技术的应用与发展提供了最广阔、最活跃、最富有挑战性的领域。集中表现在:
1、现代生物技术的重大突破必将大幅度提高森林生态网络系统工程的质量、速度与效益。林业是从事生物性生产的产业,生物体本身是最基本的生产资料。因此,林木育种技术始终占有重要位置。本世纪初开始建立和当今仍起主导作用的林木常规育种技术主要是利用有限种源和部分种内杂交优势。而现代生物学和生物技术的伟大之处在于突破了动物、植物和微生物之间的物种界限,极大地拓宽了整个生物界的种质优势的利用。目前,林木育种在转基因技术和体细胞耐盐抗旱、抗病虫害培育方面取得的初步成果,已经展现了良好的发展前景。新型种植材料与优良乡土树种的培育、选择和组合,不仅增强林木群体对环境的适应性和抗逆性,而且在同等投入的情况下,产生超出预想的工程质量、建设速度和环境效益,实现最大限度满足生态环境需求的多种功能和目标。与此同时,微生物制剂、发酵工程、生物肥料、生物林药等生物技术的广泛推广应用将使森林生态网络系统工程更充分地发挥改善环境的潜能。
2、航天航空技术的应用将森林生态网络体系工程监测管理实现革命性飞跃。以卫星遥感(RS),全球定位系统(GPS)及地理信息系统(GIS)为代表的航天航空技术在我国森林资源管理上的广泛应用与发展,是高新技术进入林业生产领域的重要标志。特别是为森林生态网络体系工程的总体布局,跟踪监测以及环境效益等方面提供高精度、全方位的图像化、数据化、自动化信息服务,为各级决策机构进行林业生态环境建设的总体规划和制定分阶段实施方案提供重要科学依据。
3、计算机与信息技术将使森林生态体系工程管理进入定量化、规范化、集成化的新阶段。以点、线、面结合构筑我国森林生态网络的基本框架是一项极其复杂而庞大的系统工程,必须运用现代管理手段,特别是数据库技术、网络技术和信息技术在不同管理层次上的广泛应用,以全面改善传统林业经验性强、时空变异大、定量化、规范化程度差以及稳定性和可控程度低等行业性弱势,及时、迅速、准确地实行有效宏观管理与控制,保证整个工程严格按设计规模、林种安排、树种配置、质量标准、成本投入及进度进行实施,最大限度地发挥管理效能和投资效益。
4、以国家重大林业生态工程建设为契机,依靠科技进步,全面推进我国森林生态网络体系工程。现代林业科技与我国森林生态网络系统工程建设的最佳结合点是国家重大林业生态工程。我国正在实施的十大防护林体系工程建设以及今年启动的长江上游、黄河中上游流域和重点风沙区等六个新上的重点林业生态治理工程、国有林区天然林资源保护工程,为现代林业科技的单项突破和多项集成组合提供了广阔的舞台。科技先行和科技试验、示范的作用显得更为重要。因此,在全国典型生态区域选择试验、研究、推广、示范,开展不同条件的树种配置、经营管理模式等市场效益预测,对推动森林生态网络系统工程建设是十分必要的,也是提高工程科技含量的必由之路。
我们认为,在新科技革命支撑下的我国森林生态网络体系建设对生态环境的整体改善将产生深远影响,以我国八大林区为主体,由长江、黄河、淮河、珠江、辽河、海河、黑龙江等主要流域、漫长的海岸线,公路干线、铁路干线,5万多个城镇等所组成的全国森林生态网络体系工程将为国家生态环境的根本性改善提供强有力的保障作用。要完成这一跨世纪的庞大系统工程,只有充分发挥政府行为的主导作用,在国家、地方和部门以及全社会的共同努力下,形成合力,按点、线、面协调配套的构想,建设我国森林生态网络体系工程,才能为实现国家经济社会的可持续发展作出更大的贡献。