水土生态理论是重大科学问题

孙发政

（深圳市大自然生态园林技术有限公司，广东 深圳 518131）

［关键词］水土生态理论；水土保持；生态环境

［摘要］水土生态理论是关系到生态环境根本性和全局性的重大科学问题，对于地球生态环境保护具有重要的战略意义。将水土生态理论应用到水土保持上，可以使水土保持由1.0版升级为水土生态保持的2.0版，进一步拓宽水土保持空间。建议在发挥好水土保持部门现有力量的同时，成立国家水土生态保持委员会，统筹多部门力量，强力推进美丽富饶中国的实现。

当前，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，国际竞争力向基础研究前移，科学探索不断向宏观拓展、向微观深入，交叉融合汇聚不断加速，一些基本科学问题孕育着重大突破，可望催生新的重大科学思想和科学理论。我国加强“从0到1”的基础研究，为开辟新领域，提出新理论，发展新方法，取得重大开创性的原始创新成果，抢占国际科技竞争制高点，创造了环境和条件。水土生态理论是面向生态环境科学发展具有引领作用的前沿科学问题，关系到生态环境根本性和全局性，是“从0到1”的基础研究、前沿引领、可持续发展的重要方向，是水土保持学与生态学交叉融合的新课题，对于生态环境科学的发展具有重要的导向作用。

1  问题的提出及其背景

1.1  问题的提出

生态环境的提法在理论上是有争论的[1]，只不过是如今普遍采用了，也算约定俗成。但不是说生态环境的提法就是科学的。“环境”是相对于中心事物而言，是指主体周围的空间及空间中存在的事物，从建设美丽中国的实践上看，它包括自然环境及人文环境中的物质成果部分。而生态学，最早是由德国动物学家HAECKEL于1869年提出的，是研究有机体与环境相互关系的科学；1909年，WARMING提出植物生态学概念；1935年，英国植物学家TANSLEY提出生态系统理论；2004年，笔者提出了水土生态理论。生态的内涵，是指生物之间及其与非生物之间的关系，可见“生态”与“环境”两者在内涵上是有本质区别的，生态就是生态，环境就是环境。因此，生态环境的提法并不严谨，而生态与环境的提法才是准确的。在建设美丽中国的进程中，仅讲自然景观和人文景观的美丽是不够的，江山富饶美丽才是建设美丽中国的本质要求。这一点，需要从理论上阐明清楚，避免只讲生态环境美丽，而不讲经济发展，或只讲经济发展，而不讲生态环境保护。

生态环境理论上的不足，往往给实际工作带来迷茫，比如，将“生态”与“环境”混为一谈，认为是一个概念，实践时抓不住问题的要害。而生态环境最大的问题是什么？应该是水土生态问题。水土保持虽然是基本国策，但还是只有水利部门主管。生态环境领域，包括水土保持领域，常常在出现问题之后，亡羊补牢，代价是高昂的，有的再也无法挽回。这些年来，关于生态环境问题的不同声音依然存在，生态与经济孰是孰非，莫衷一是，政策制定上也有反复现象。究其原因是生态环境领域缺乏科学的理论遵循，理论落后于实践。

1934年治理黄河泥沙时提出的水土保持概念，一直沿用至今。而经济社会已经发生了翻天覆地的变化，传统水土保持理论已经难以适应新的发展，通常用水土保持生态建设、水土保持生态治理等来表述水土保持实践。一些地方已经将水土保持部门改为生态环境中心，海绵城市建设也独立于水土保持之外。可见，水土保持理论的创新非常迫切，否则水土保持空间将越来越小，学科的发展将严重僵化。

水土生态理论揭示了自然界水、土、植被相互联系与相互依存的一般规律，在规划、建设、农业、林业、水利、环保等领域具有重要的指导意义。水土生态涉及水土保持、国土、林草、环境等多个部门，将水土生态理论应用到水土保持上，可以使水土保持由1.0版升级为水土生态保持的2.0版，进一步拓宽水土保持空间。建议在发挥好水土保持部门现有力量的同时，成立国家水土生态保持委员会，统筹多部门力量，强力推进美丽富饶中国的实现[2]。

1.2  问题产生的背景

生态文明建设已经被写入党章、宪法，成为全社会的共识，水土生态是生态文明建设的基础。新一轮国务院机构改革，设立了生态环境部、自然资源部，为践行“绿水青山就是金山银山”的理念和“建设美丽中国、实现绿色发展”，保驾护航。这些机构的改革还只是以问题为导向，着力解决生态环境问题，但还没有探究到生态环境的深层次原因，缺乏系统的理论依据和理论导向。水土生态理论，深刻地阐明了生态、环境、资源的关系，抓住了生态问题的本质，回答了生态环境的根本原因是人类没有处理好人与水的关系、与土壤的关系、与植被的关系，人与水土、植被三者整体关系即水土生态的关系。生态环境问题的影响因素很多，但可以基本归结为环境污染、水土生态退化、资源衰竭3个方面。三者既有区别，又有联系，而水土生态是生态环境问题的关键。无论是生态、资源，还是环境，都离不开水、土、植被三大要素，三者既是生态的主体，又是环境、资源的载体，水土生态理论找到了生态、环境、资源的集合点。当前产能过剩问题，不仅是经济问题，更是水土生态重大问题，新兴产业、热点领域已经出现的产能过剩态势，如光伏、风电产业等工业园区，这些项目建设破坏和占用的绿水青山，因钢筋混凝土使用，再也无法恢复到原有的自然水土生态。雾霾也是人类对自然水土生态的破坏、大地钢筋水泥化后，人为活动造成的次生空气污染。水土生态理论在实现自然资源可持续利用、生态环境可持续维护以及人类社会可持续发展方面具有重大的理论价值，是生态文明建设的理论基础，需要确立水土生态理论的指导地位，把以问题为导向解决生态、资源、环境诸多问题的思路，转换到以水土生态理论为导向的科学轨道上来。

2  水土生态理论研究进展

随着时代的发展，经济社会发生了翻天覆地的变化，“水土保持”从形式到内容都已包罗不了当今的社会实践，如项目建设中滥用工程措施，制造大面积水泥砂浆护坡，引入外来物种保持水土等。虽然防治了水土流失，但对生态负面影响不言而喻。水土保持不仅是保持水土，更需要尊重自然规律，保持健康生态系统。因而，人们较多地使用“水土保持生态建设”“水土保持生态修复”“水土流失综合治理”等来表述水土保持的丰富实践。将这些提法统一起来，并上升到系统的理论高度，有利于生产和水土保持学科的发展。2004年11月8日，笔者作为《中国发明与专利》杂志封面人物在接受记者专访时，首次提出“水土生态”概念。水土生态概念的提出，克服了传统水土保持遇到的一些局限和困惑，更加系统地、综合地、科学地解决水土流失等生态环境问题。此后笔者又陆续在《中国水土保持》《水土保持学报》《中国草地学报》《风景园林》《今日国土》《中国领导科学》《Science Discovery》《Journal of Landscape Research》《 Meteorological and Environmental Research》等国内外期刊上发表数十篇论文，结合在世界各地考察交流的成果和丰富生动的生产实践，形成了水土生态理论体系[3]。时任水利部水土保持司副司长曾大林曾指出，水土生态理论将大大拓宽水土保持工作的领域，开创水土保持工作新局面，对基础理论研究和生产管理工作产生巨大推动作用；时任水利部水土保持司副司长牛崇桓也撰文提出水土生态与人类相容共生的理念；水土保持专家吴长文博士和赖涛博士也指出，水土生态理论对于我国水土资源可持续利用和生态环境可持续维护具有决定性的作用；从事30多年水土保持工作的李毓堂研究员从自然规律揭示和实践体会角度，认为该理论的创立为认识和解决当今地球上生态环境等危机厘清了思维逻辑、提供了科学途径、阐述了问题的本质，在科学上推陈出新；2017年全国“两会”期间，笔者在《中国科学报》整版发表“水土生态的哲学思考”，提出用水土生态哲学大智慧来认识水土流失和生态环境问题；2020年第2期《中国水土保持》杂志上发表了笔者撰写的《用水土生态理论推进美丽富饶中国实践》一文，深刻阐述了“绿水青山就是金山银山”理念的水土生态原理、绿水青山转化为金山银山的方式和对生态环境的不同影响；为了推动水土生态理论解决生态环境问题，深圳市水务学会成立了“水土生态专业委员会”。

水土生态理论是关系到生态环境根本性和全局性的重大科学，是由我国学者提出的前沿科学，对于经济社会可持续发展和生态环境可持续维护，以及地球生态环境的保护，具有重要的理论支撑作用；同时，水土生态理论是水土保持学与生态学交叉融合的产物，将会产生一门新的学科——水土生态学，为国际生态环境领域注入新的理论动力[4-5]。为此，需要广泛地传播水土生态理论，搭建国际国内学术交流平台。而根据水土生态理论，是否成立国家水土生态保持委员会，还需要国家最高行政部门的决策。

3  水土生态理论的重大意义

没有先进的理论，就很难有成功的实践。有时候出发点是好的，而结果往往适得其反，事与愿违。水土生态理论对生态环境进行深入剖析，由表及里，抓住事物的本质，能够事半功倍。相反，理论上含糊不清，就找不出实际问题的深层次原因，往往“头痛医头，脚痛医脚”“抓了芝麻，丢了西瓜”。水土生态理论是在丰富的实践基础上建立起来的先进理论体系，是认识和解决当代生态环境问题的一把金钥匙，是保护地球生态环境的理论基础。

水土生态概念的提出，使水土资源保护和利用找到了系统分析、综合治理的理论依据，既有传统水土保持内涵，又涵盖了当今水土保持生态建设实践。在国土规划、建设、管理方面，需要做好显性和隐性水土流失防治，减少对自然水土生态的侵占和破坏，统筹山水林田湖草系统治理，防治环境污染，保护和合理利用自然资源。水土不分家，有了水土保持；水土植被不分家，有了水土生态理论。地球上凡是有水土的地方必然有植物的生长，而植物的生长又培育着水土资源。保持水土的目的，是为了发展植被（包括农作物、果树、牧草）；植被繁茂与稳定，是保持水土的初衷，离开植被谈水土显然无意义。只有植被的恢复和发展，才能保护赖以生存的野生动植物，广泛地治理水土流失，从而稳定地发展农业生产、改善人居环境[6]，进而在此基础上防治大气污染和气候变暖等诸多问题。水土生态理论拓展了水土保持空间，真正成为生态文明建设的主体。

水土生态理论是水土保持认识观的深化和发展，是生态科学的创新与拓展。它是指地球上水土与植被相互关联、相互促进与发展的一种生态平衡关系，从广义上说，是指水、土、植被在其运动和演化过程中一切关系的总和[7]。水土生态理论揭示了生态问题的本质，在生态保护与治理的实践中具有重要的指导意义，在人类社会可持续发展进程中具有深远的战略意义。顺应自然、合理利用自然，保护生态系统的完整性、连续性，发挥系统生态服务功能，需要抓住生态系统中的关键要素，这就是水、土、植被三大要素。水、土、植被相互联系、相互促进、相辅相成，构成了地球上水土生态的生动景象。

人类与自然和谐相处的关键是人与水的和谐、人与土的和谐、人与植被的和谐，以及水、土、植被之间的平衡与稳定，只有这样生产、生活和经济建设，才有天蓝、地绿、水清的基本保障。水土生态是自然界水、土、植被相互联系与相互依存的一般规律，在规划、建设、农业、林业、水利、环保等领域具有重要的理论意义。生态问题已不是哪个国家和地区的问题，而是全球性的问题。为了发展经济，世界各国都在争先恐后地推进工业化、城市化。这种情形下，如果没有正确的理论指导，地球生态环境的前景令人担忧。〖JP2〗人类不合理的行为如果危害了地球生命支持系统——水土生态系统，就会危害生物界所有物种，最终危害的是人类自己。

工业化和城市化将众多山头、森林、草原、农田、湿地、湖泊等夷为平地，使之硬化，建大厦、小区、工厂、道路、机场等，不仅生物生境遭到破坏，生物多样性锐减，还污染环境，特别是产生雾霾。土地的硬化和温室气体的排放已引起全球水循环和气候变化。这些问题，其根源还在于破坏和改变了陆地生态系统中三大要素即水、土、植被的原生状态及其水土生态平衡，致使生态系统破碎，生态功能失调[8-11]。

人类文明不管如何继续，都离不开赖以生存的水土生态环境和自然资源的支撑，人类文明只有在保持水土生态平衡的前提下才能不断前行。在当今迅猛发展的工业化、城镇化面前，要维护水土生态及文化的完整性和连续性，强调水土生态基础设施规划和建设，保障城镇生态系统服务功能，实现水土生态资源可持续利用、生态环境可持续维护和经济社会可持续发展。