全球变化影响下的地理学

享未来地理网
不管是刚刚结束的联合国巴厘岛气候变化会议,还是此前由美国前副总统戈尔与联合国政府间气候变化专家小组(IPCC)分享的2007年度诺贝尔和平奖,2007年一系列牵涉所有国家的环境气候变化问题都能让人感到,对人类生存环境的关注,愈来愈成为世界的焦点。
那么,与此相关的以地球表层过程为核心研究对象的地理、资源、生态和环境科学的研究都在发生着怎样的趋势性变化呢?《科学时报》记者特别采访了土壤地理学家和土地资源学家、中国科学院院士、中国科学院原副院长孙鸿烈,生态学和森林学家、中国工程院院士、中科院地理科学与资源研究所研究员李文华,以及一直关注碳问题研究的国家生态系统观测研究网络综合研究中心主任于贵瑞,请他们对这些趋势性变化进行了盘点。
孙鸿烈:
地理学发展显示五趋势
对于人们常说的“任务带学科”的学科发展模式,孙鸿烈并不是很认同:“那是过去的说法,现在已经不大提了,也不是很合适。我们既要考虑国家需求,也要考虑学科发展。没有学科的深入研究,没有基础理论的提高,也不可能满足国家日益增长的需求。”
地理学研究地球地表过程,是地球科学中最活跃,也是与人类活动关系最密切的学科。这几年地理学发展很快,孙鸿烈认为地理学发展表现出以下5个趋势。
其一,地理学走向更加综合发展的道路。以前的地理学研究是研究地貌的作地貌,研究水文的作水文……二级学科分化很细,大家各自以单项研究为主,但发展到今天,已明显感到地理各分支学科的综合研究加强了。这可能也是形势发展的需要,大家认识到地球表面本身就是一个系统,虽然每个学科各有侧重,但不综合起来,很难系统阐明地表的演化发展规律。
其二,地理学在全球变化的高度上进行研究。地理学不只是站在中国国土上去考虑中国的事情。全球变暖影响最直接的就是地球地表系统,这一点正是地理学的研究范畴。这些年来,地理学研究密切联系全球变化,使中国地理学家的眼光更宽更高了。现在,不管是西北项目还是青藏项目,没有不关注全球变化影响的。
其三,地理学的研究已经从一般性的描述走向了更深入地揭示一些过程及其动态变化的机理机制。地表过程涉及水文、土壤、植被、气候等状况,而我们过去主要是对各要素作瞬间的描述记录。现在,我国已经建设了很多野外观测站,通过长期观测,就可以对比了解各个地方环境发生了什么变化,这对地理学的发展是很大的促进,使地理学对过程的研究更加深入。
其四,地理学更加重视运用高新技术来武装。比如,地理学与遥感技术的发展分不开。通过遥感技术,可以看到更大范围的地理环境的动态变化。遥感现在已经是地理学研究的一个很重要的手段。另外,地理信息系统(GIS)是地理学科不可缺少的另一个重要工具。它们的应用对地理科学的发展已经并将继续产生巨大影响。
其五,地理学更加密切地为实现区域可持续发展服务。区域地理研究根据资源优化配置和合理利用的原则,研究如何配置生产力,既发展了生产,也保护了环境,对不同类型地区的社会经济可持续发展提出相应的模式,为决策部门提供了科学依据。
李文华:
环境使用从“无价”到“有价”
李文华表示,生态学以其丰富的哲学内涵和以整体、协调、循环、再生为核心的基本原理,对促进社会经济的可持续发展发挥着越来越重要的作用。
李文华同样提到全球变化以及区域研究对生态学学科发展的影响。他说,从全球变化的角度来看,人类史无前例的创造力和极大的破坏力在与日俱增;同时,人们的活动具有全球规模,并负有全球责任。
从宏观上来讲,全球变化带来整个系统的变化,包括植被的兴衰演替、病虫害的发生、冰川的融化、海平面的上升等方方面面,与此相关的基础理论、方、对应手段等都成为研究热点。
同时,以不同尺度地域为单元的区域生态研究平台对生态学发展尤其重要。研究出发点不仅仅是水、土、气以及长期性的污染物等单项环境因子,而是要系统地考虑区域内各要素之间的相互作用。可持续发展的理念虽然由来已久,但明确提出以省域和市域为单元的可持续发展,并且由政府直接介入进行生态城市规划却是我国的创举。
李文华特别提出,环境破坏的主要因素在于人们长期对生态系统价值的忽略,在此基础上的生态系统服务功能研究和生态补偿机制研究正在成为生态学的研究热点。
关于生态系统服务功能研究,李文华介绍,生态系统不仅向人们提供了生活的物质支撑,更重要的是维持了地球生命支持系统。随着近年来人们对生态系统服务功能的研究越来越深入,现在人们意识到生态系统功能不仅包括生态系统的产品,也包括对生命系统的支持功能。
但在以往很长一段时间,人们缺乏对于生态系统的正确评价,除了重视它的产品功能,忽略了它的其他功能,认为生态系统、资源环境无价,缺乏对生态系统的合理保育,这也使人们在得到表面上看起来经济繁荣的同时,却付出了环境日趋恶化和资源过分消耗的巨大代价。“只有了解生态系统长期变化的基本规律,把保护和利用结合起来,探索相互促进的双赢模式,才能更好地发挥生态系统的作用。”李文华说。
国外一些科学家将人类对于生态系统的依赖定义为生态系统服务功能,指人类自身的生存与发展依赖于地球自然生态系统所提供的资源、净化能力、舒适性以及生命支持系统。许多生态经济学家认为,生态系统服务功能研究能更好地解决自然资源在不同利用目的之间的分配,采用经济学的手段来干预人类对自然生态系统的开发和利用,可以有效保护现有的自然生态系统。因此,对生态系统服务功能及其价值评估的研究逐渐成为生态学研究的一个热点。本世纪由联合国前秘书长安南亲自倡导的千年评估计划,就是建立在生态系统服务功能和生态系统管理基础上的一项巨大的生态科学工程。
关于生态补偿问题,李文华认为,生态补偿是指生态服务受益者对生态服务的提供者所给予的经济上的补偿,生态环境补偿机制的建立就意味着环境使用从“无价”到“有价”的转变。
李文华表示,随着中国经济的迅速发展,生态环境问题已成为阻碍经济社会发展的瓶颈。科学发展观的提出以及一系列加强生态保护和建设的政策措施的出台,有力地推进了生态状况的改善。但实践中有关生态建设的经济政策严重短缺,导致了受益者无偿占有生态效益,保护者反而得不到应有的经济激励;破坏者未能承担破坏生态的责任和成本,受害者得不到应有的经济赔偿。这不仅使中国的生态保护面临困难,也影响了地区间以及利益相关者之间的和谐。因此,必须建立科学合理的生态补偿机制,以调整相关利益方在生态及其经济利益上的分配关系,促进生态和环境保护,促进城乡间、地区间和群体间的公平性和社会的和谐发展,“这样也才能把千百万群众保护生态的积极性调动起来”。
于贵瑞:
碳研究将面对更多国际责任
于贵瑞表示,面对全球变暖与碳循环问题,中国仅仅研究如何减排是不够的,还应该同时研究如何多固定碳。这几年,中国科学院、科技部和国家自然科学基金委都启动了一些全球变化与碳循环方面的研究项目,中国科学界在应对全球变化方面做了很多工作。未来,中国以及亚洲的区域碳分布研究可能会得到更多的关注和加强。比如,2007年就已经开始了东亚区域碳通量和碳循环的中、日、韩三国国际合作研究计划。另外,能源结构、生产方式、生活方式等人类活动如何适应气候变化的问题也都将成为关注的热点问题,碳排放、碳吸收,大气中氮沉降如何影响碳过程等都是重要研究课题。
全球变化与碳循环研究是当今的国际热点,在外交层面已经给中国形成了巨大压力。同时从中国自身发展来讲,以外促内,借此来促进粗放经营方式的转型、促进中国企业的技术进步也是十分必要的。于贵瑞说:“发展中国家仍然走发达国家走过的发展道路、采用它们的经营方式肯定是要吃亏的,现在世界已经没有那么多资源,发展中国家的资源占用空间已经很小,恐怕有钱也买不来所需的资源份额。因此,尽快提高资源利用效率、降低能源消耗,才是发展的根本出路。在未来的国际事务中,中国不能光是简单地说‘YES’或‘NO’,更多的应该是提出怎样做、如何协调,这些都需要科技的支撑。中国的国际地位越来越重要,有了更多的话语权,也需要相应承担更多的国际责任,这要求我国的科研人员必须付出更大的努力,为人类社会的发展提供智慧。”
于贵瑞同时表示,生物质能源研究将会是一个新的热点领域。美国和欧洲都把生物质能源作为“零碳排放能源”开展科学研究和综合开发,现在技术进步和生产规模的发展都很快。中国也做了一些前期工作,头几年利用玉米等陈化粮作原料开发;现在,面对国际玉米价格的大幅提高和粮食问题的出现,又寄希望于利用纤维植物开发生物质能源。然而,生物质能源的利用究竟是否可持续,生物质能源开发的生态和环境问题正日益受到关注,相关的宏观战略研究亟待加强。
让于贵瑞担心的是,生物质能源一旦形成一个产业,未必能够充当“零碳排放能源”的角色,盲目发展肯定会带来一些新的生态和环境问题。于贵瑞认为,大家都唯利是图,可能会造成更大的环境破坏,“很多公司开发生物质能的热情很高,但都是出于商业目的。盲目发展能源植物,可能带来现有森林的破坏和湿地的丢失。现在,不少地方强调利用‘三边地’,可是这些‘三边地’也在发挥着特有的生态功能,在这些地方种植能源植物是否会导致出现新的环境问题?生物能源植物必须在有水、有肥的环境条件下种植,才能获得大的生物量,能源转换才可能合算;要提高能源植物的生物量,必然要求投入大量化肥。现在的高产农业生产就是靠化肥的高投入在维持,已经产生了很多环境问题。农民和企业都在谋求经济效益,将来能源植物的种植是否也会导致类似的问题?目前,有关能源植物种植的环境成本、生态效益、经济效益等问题都尚不清楚,特别需要作出客观的回答,但现在这些问题还没有得到充分重视”。