由中国林业科学研究院研究员樊宝敏于2003年提出,并先后撰写了《“云根林”营造与沙漠化治理》《治理沙漠化须建“云根林”》对该理论进行阐释;2005年,发表《森林·蒸散·气候·沙漠》对此观点进行系统论证;2010年,发表《过去4000年中国降水与森林变化的数量关系》对森林与降水关系做出定量研究。
云根林学说
关于森林与云的生成、降水变化、土地沙化关系的理论观点。
- 英文名称
- theory of cloud origin forests
- 提出者
- 樊宝敏
- 所属学科
- 林业
为深化对森林与气候关系的认识,推动通过培育森林有效治理沙漠化的实践,在研究森林的兴云致雨作用、中国森林和生态变迁的基础上,樊宝敏提出了“云根林”的学术概念。
“云根林”是指某地森林能提高蒸散、增加云雾量,当云雾遇到一定条件时就在当地或异地形成雨露霜雪等各种形式的降水,相对于接受降水的地区而言该地的森林即称“云根林”。森林的这种增云作用,称为“云根作用”。例如,太行山区的森林可增加毛乌素地区的降水,它相对于毛乌素而言即是云根林。再如,山东省的森林能增加北京市的降水,故山东省的森林就北京而言属于云根林。
理论观点包括:①森林与沙漠是构成中国陆地生态系统的两极,它们之间是此消彼长、阴阳互动的关系。连通两者的中介是“水”,包括蒸散的水汽、天空中的云、各种形式的降水。②在导致中国北方沙漠化的几种原因(如青藏高原隆起、草原过度放牧、云根林破坏等)中,东南地区(指以400毫米等雨量线为界划分的东南半壁)云根林的破坏是中国4000年来沙漠扩张的最主要原因。中国东南地区云根林的减少,导致了中国西北半壁的降水减少、气候干旱,使得400毫米等雨量线向东南偏移,进而湖泊干涸、沙漠不断扩张,即所谓“东伐西旱、南伐北旱”。因此,人为活动引起森林消失,进而气候干旱,是中国沙漠化扩张的根本原因。③中国森林厚度每变化1毫米,则影响降水变化37毫米。
通过深化中国森林与生态变迁史研究、揭示森林与气候互动的作用机制,初步证明了森林影响降水、进而影响沙漠化的云根林观点。
森林破坏导致气候干旱。唐代以前,森林破坏主要发生在黄河流域,其影响是西北部的草原演变为沙漠。罗布泊缩小、周围地区变成沙漠,丝绸之路因变为沙漠而中断。五代时期以后,森林破坏的重点由黄河流域转移到长江流域。其影响是毛乌素和浑善达克沙漠的扩大,内蒙古草原的退化和沙漠化。青海湖水位自汉代以来下降100多米。科尔沁沙地形成和扩大与东北森林的破坏有关,而浑善达克沙地面积的扩大也与其东南部的森林破坏有直接关系。
森林恢复导致气候湿润。20世纪70年代以来,中国森林资源快速增长,森林覆盖率从12.7%(1976)提高到21.63%(2013),同期的森林蓄积从95.32亿米3提高到164.33亿米3。森林增加使西北地区降水增加,湖泊水体逐渐恢复。2008年青海湖水体面积比2004年增加了131.69平方千米。2017年,敦煌哈拉诺尔湖干涸60年重现碧波,吸引城市民众争相“看海”。
云根林破坏导致沙漠化的机制。森林、蒸散、气候、沙漠四者之间有着紧密的链条式关系,森林的变化必然导致其他环节的连锁反应。森林通过影响蒸散而影响降水。森林的总蒸散量与湖泊等水面的蒸发量几乎相同,且通常大于灌丛、草地和农田。中国的气候特点是东南季风,东南地区的森林,增加东南地区的蒸散和云雾,进而增加运至西北方向的云雾,故增加西北方地区的降水,不仅使年降水量提高,降水频率也增加。反之,东南地区森林大面积减少,首先引起陆相蒸散量的降低,进而使中国北部气候逐渐趋于干旱化,西北地区降水减少,森林带退缩,草原、沙漠东扩南侵。中国历史上正是由于“云根林”的严重破坏,沙漠才大肆扩张。4000年间,中国森林覆盖率由60%减至12.5%,这是致使全国总年蒸散量减少146毫米的主要原因,全国平均降水量约减少200毫米,沙漠化面积由占国土的10%扩大到17.6%。由此推算,中国森林每减少10%的覆盖率,沙漠将扩大1.52%的国土面积,即14.6万平方千米。
该理论认为中国防治沙漠化的根本途径在于培育以提高蒸散为目的的“云根林”。根据云根林的观点,治理沙漠化的主要工程,重点不在中国西北半壁,而在中国东南半壁;重点不在沙漠地区,而在沙漠之外的东南地区。因此,仅靠“三北”防护林工程和京津风沙源治理工程,恐怕很难从根本上治理沙漠化。
至21世纪初,国家重视水源林、防护林的建设,却忽视云根林的建设。中国北部8省市(京津冀晋苏皖鲁豫)区域内的森林覆盖率低,只有14.23%,这是其西北部的毛乌素沙漠、浑善达克沙地、河北坝上沙地不断扩大,沙漠逼近北京的最主要原因。为解决这一问题,就必须努力提高北部8省市的森林面积,将该地区的森林覆盖率提高到30%以上。这当然会对当地农业生产带来影响,但是如果从全国的全局利益来考虑,培育云根林则是有利的,因为大规模培育云根林将增加西北方云根林受益区的降水量(降水增幅约50~150毫米),扩展草原面积,提高草原和农田生产力,使沙漠退缩、沙漠化程度减轻。
鉴于培育云根林可产生巨大的生态效益,应在中国东南半壁尤其是北方8省市大力发展云根林。同时,对云根林的经营主体进行有效的生态效益补偿,以保持他们的扩大再生产能力。若按营造云根林后比原来土地平均提高蒸散500毫米计算,且假设蒸散的水汽所形成的降水全部降在本国,那么要想提高全国100毫米的年均降水量,则需营造1.92亿公顷森林,相当于提高20%的森林覆盖率。
扩展阅读
- 胡伟.中国生态建设理论与实践-下-专家学者论坛.北京:中国大地出版社,2003.
- 中央气象局气象科学研究院天气气候研究所.全国气候变化学术讨论会文集.北京:科学出版社,1981.
- 朱士光.黄土高原地区环境变迁及其治理.郑州:黄河水利出版社,1999.