【原】【图文课件】04-6 基于自然的解决方案：一个生态学新名词

《生态学：管理大自然的经济学》 

Ecology: The Economy of Managing Nature

复旦大学生命科学学院赵斌教授在中国大学MOOC网站上倾心打造的《生态学：管理大自然的经济学》。关注本公众号，可在第一时间获得课程的同步更新。

☟扫码可进入中国大学慕课课程☟

最朴素的风格，最真挚的DIY课程

同学们好！今天我们所要讨论的这个概念——基于自然的解决方案，是本世纪初才出现在科学文献中的。我们知道，随着环境问题成为公众意识的前沿，科学家们描述的有关气候变化的灾难性后果，其实也已经深入人心了。决策者也需要找到一个长期有效的解决办法。看看目前的一些现状，虽然许多国家都承诺实现气候目标，但是如何具体实践，如何更好地利用现存的自然资源却进展缓慢，甚至都没有办法分配专门的财政预算。我们以前其实也是在非常努力地在保护和恢复我们的自然环境，但许多科学家认为，单靠技术是无法拯救地球免受气候变化影响的。所以，基于自然的解决方案这么一个表达方式一出现，就很快得到了大家的认同。

大多技术解决方案，采用的是灰色基础设施，也就是人类工程结构等传统的应对策略。虽然类似海堤这样的灰色基础设施，可以保护土地免受气候驱动的危害和极端天气，抵御海啸和大浪，但这种结构维护成本高，缺乏灵活性，对生态系统也有着长期的不利影响。

城市中铺设的地下管道，是一种很普遍的现象。大家看看这里右边这张图，就是灰色基础设施中的地下管道，这个是污水管道，可以让污水甚至有毒污染物直接流入其中，然后输送到污水处理厂进行处理，但这显然没有充分利用大自然的服务。相比较而言，左边的这张图，将景观变成了一种绿色过滤器，可以先过滤雨水中的污染物，然后慢慢渗入地下。而在灰色管道的上层，是城市不透水面，雨水基本上无法进入地下，管道中的水也仅仅限制在管道中，对地下水的补给没有任何作用。那么，左边这种就可以看做是基于自然的解决方案，可以面向具体的政策问题，从利用自然本身出发，那就避免采用灰色基础设施。而且还可能带来其他方面的收益，我们后面还会有具体的资料来说明这个问题。

2017年，Nature周刊也撰文专门评论了Nature-basedsolutions，认为这是最新的绿色术语，虽然听起来有些模糊，但含义超出了想象，代表了真实而重要的概念，而且最新的绿色实践也确实证明了这一点。这篇文章还强调，人们对于描写自然的文章是特别喜欢的，现代生活方式，也鼓励大家寻求与野外重新建立更多联系。我们来看看这篇文章具体是怎么说的。

这篇文章说，我们以前在描述自然世界时，也使用了一些术语，但都有些笨拙，解释起来很费劲。如果一幅图能代替千言万语，那么就不可能是出现“生态系统服务”这样的词，还有，“绿色-蓝色基础设施”和“自然资本”其实也没有让多少人感到振奋。那么，我们现在对生态词汇的新见解就是基于自然的解决方案。对于大多数不是国际自然保护联盟和欧盟委员会的某些团体工作的人来说，可能是第一次听说基于自然的解决方案。这个词一出现，什么生态工程呀，基于生态系统的缓解呀，可能都很快会消失。

然后，这篇文章，还对这一概念是否会流行起来表达了关切，但对于基于自然的解决方案所代表的概念是有重要而紧迫意义的，充满了信心。虽然现在咋听起来是一个人造的词，但想一想，现在许多被广为接受的概念，比如，可持续发展、生物多样性，刚开始也是如此呀，没啥用，但现在不是特别流行么？而且也非常有用。如果这个概念是可靠的，那么这个术语很快就会成为一种习惯，大家都熟悉起来并融入日常话语之中。我们之前说过，在中国还有"生态环境"、"生态平衡"这些也是很快成为妇孺皆知的术语。虽然国际上没有这样的概念，但在中华大地上照样流行，因为很容易让人达成共识并理解一些事儿，也非常有利于政策的解读和执行。

当然，在科学上，在学术界，基于自然的解决方案，简称NBS，我们后面可能会混用NBS和“基于自然的解决方案”这两种说法。NBS必须定义清楚，概念明确，这也正是科学家们的切入点。现在给大家展示的这篇文章，就从跨学科视角，仔细解读了NBS概念对科学、政策和实践的影响。下面，我们将根据这篇文章，来看看其他一些相关术语出现的历史背景。

20世纪80年代末，联合国布伦特兰委员会定义了“可持续发展”一词，几乎在同一年，由于威尔逊整理的这本专辑，“生物多样性”一词也开始在保护生物学领域出现。1992年，在应用生态学和生态经济学领域，Costanza提出了“自然资本”的概念，1997~1998年提出的“生态系统服务”的概念，现在都已经变得十分流行了。

这些概念最后还导致了一些政策和协议的产生，比如，1992年通过的《生物多样性公约》，还有之后几年，与其相关的生态系统方法的发布，以及联合国千年生态系统评估。这都说明了一些好的名词或者术语对于科学发展的重要意义。

还有很多的后续活动，比如2010年的生物多样性和生态系统服务政府间平台（IPBES），它们也塑造了一些研究计划。直到2014年，在欧盟的研究框架中，他们的项目支持还是侧重于生态系统服务的项目。所以，在过去20多年中，主要还是对自然资源的管理，这里也包括生物多样性和环境。比如，在这本书中，有篇文章评价，这样的管理是基于人类中心主义观点的管理，重点考察的是自然可能给人类带来的好处，而没有考虑自然本身可能受到的干扰，或者自然的可持续性所受到的影响。

我们现在讨论基于自然的解决方案，是专门引入的一个新概念。主要是为了促进自然，并将其作为解决气候缓解和适应挑战的手段。在欧洲，决策者已将这一概念纳入其新的研究和创新框架计划“地平线2020”之中。这不仅涉及生物多样性和生态系统服务的重新描述，还与创新促进增长和创造就业机会的目标一致，在中国我们提倡“大众创业、万众创新”，其实也与这个目标一致。这有可能开辟通往可持续社会发展的转型道路。

到目前为止，我们对这一概念的研究还非常有限，但已经出现多样化的情况。例如，在美国，基于自然的基础设施和利用自然的工程可能更为常见一些，但与NBS这个概念有很多重合之处。

欧盟和自然保护联盟，对NBS的定义也有一些差异。对欧盟来说，NBS被理解为，旨在帮助社会以可持续的方式应对各种环境、社会和经济挑战的行动，它们是受自然的启发、受自然的支持，或者是复制来自自然的行动。而自然保护联盟认为，基于自然的解决方案其基本方法，是积极主动地应用自然资源的可持续管理和养护，以应对重大的全球挑战，比如粮食安全问题，减少灾害风险问题，还有经济问题等等。

无论谁的定义，我们看到，NBS的概念都将社会的正面成果，也就是“解决方案”与“自然”联系起来，并有助于实现某些目标。其实，目前最常用的关于生态系统、可持续性发展、社会效益和人类福祉的管理方法中，没有一个概念是毫无争议的定义，但仍然在科学、政策和实践中使用。所以，概念有争议并不是问题。我们再来比较几个与NBS有非常紧密关系的概念。

首先是生态工程和流域系统工程。虽然生态工程的最早的定义可以追溯到Odum，但现在已经被重新定义为：为了人类社会和自然环境的共同利益而设计的可持续生态系统，是利用或为自然而行动的。而流域系统工程，则是通过操纵水流路径，以可持续方式来管理水质和水量，改变流域尺度的径流和营养动态。我们可以看到，在更广泛的背景下，生态恢复的概念和实践也可以在这里联系起来。这两个方法，涵盖了各种活动和干预措施，显然寻求应用自然替代方案来补充以基于技术的基础设施，因此可以被看做是NBS的应用。

再就是绿色-蓝色基础设施，这是解决特定活动或土地利用问题的目标方法。绿色基础设施主要是指陆地上的，包括陆地保护区、集约农业用地的农田、为动物而建立的生态廊道和地下隧道，还有城市公园和绿色屋顶等等。而蓝色基础设施，则主要是与水相关的，包括滨海、河流、湖泊、湿地，也包括一些人类所的设计元素，如人工渠道、池塘、水库和蓄水池，以及城市污水。一般蓝色基础设施总是与绿色基础设施一起出现的，所以称为蓝-绿色基础设施。这也是通过自然解决方案，提供生态、经济和社会效益，有助于理解大自然给人类社会带来的福利。有了这些设施，我们就可以避免建造成本高昂的灰色基础设施，因为自然往往可以提供更便宜、更持久的解决方案。

生态系统的方法和基于生态系统的适应，认识到人类及其文化多样性是生态系统的一个组成部分，保护和利用是平衡的。而土地、水和生物资源管理的目标，涉及到不同群体的管理目标的权衡，因此是一个社会选择的问题。生态系统管理者应考虑其活动对邻近生态系统和其他生态系统的影响，这包括实际的，或者是潜在的影响。而且，保护生态系统结构和功能，维持生态系统服务，应该成为生态系统方法的优先目标，生态系统必须在其功能范围内加以管理。这一概念能够指导和实现对自然资源的公平管理，以反映和维持不同的需要和价值。

生态系统服务与自然资本，我们前面学习过，现在再复习一下。生态系统服务包括供应服务、文化服务、调节服务和支持服务。据估计，在全球范围内，大自然每年提供的服务价值约为125万亿美元。如果自然资本是资产存量，那么生态系统服务就是从这些资产中获得的利润流量。生态系统服务与自然资本都有助于说明生态系统产生的各种物品和服务，这取决于自然系统的保护和管理方式。

那么，我们再回到城市基础设施的建设。比如，在左边这幅图中，传统的的城市，大量覆盖了不透水面，是非常坚硬的表面。经过改造后，用植被代替不透水面，水可以通过植被渗透，使雨水自然渗入到地下。经过这样的改造，不仅创造了一个美观的空间，还可以为本地授粉者和野生动物提供栖息地，可以减少洪水。而过去，灰色基础设施项目往往是城市规划中各种问题的首选解决方案，可见，现在我们采用NBS，它所提供的好处，不仅仅是气候和生物多样性，还涉及到更广泛的社会问题。

简单地说，NBS有可能实现各部门的多项目标。首先，提醒大家注意：NBS的概念没有明确说明保护生物多样性是NBS的目标，所以，我们可以认为，虽然NBS侧重于提供多种生态系统服务，但并不是专门针对生物多样性保护的行动。NBS目前在国际上，除了正被用于生物多样性保护，还在气候变化适应和减缓，以及自然资源可持续性利用等方面的问题，都有大量相关研讨和实践。除此之外，NBS还可以创造就业机会、帮助农民维持生计、增加收入，减轻贫困，改善空气质量和水的质量，从而最终提高人们的生活质量，这对所有人都是有好处的。总体上，NBS提供了更大的粮食安全，提供了精神健康方面的诸多好处，让我们生活的地区，不管是城市还是农村，更具吸引力。

当然，在没有NBS这个词之前，有些地方其实也有类似的做法。比如，上世纪60年代，韩国政府在朝鲜战争破坏后，开始了世界上最大的树木修复项目。数以百万计的树木被种植，随之而来的是土地的保护和管理。该项目推动了森林生物多样性的增加，结果导致土壤质量和物种数量都有所增加。恢复的森林为农村的工人创造了就业机会。在第一个十年植树期结束后，国内生产总值就达到了1953年的11倍，最后增长了108倍。这就是一个典型的NBS创造的多部门利益。

澳大利亚的大堡礁（GBR）是一个自然奇迹，也是世界上面积最大的珊瑚礁系统。大堡礁的生物多样性和组成非常丰富，包括一千五百多种鱼类、四百多种珊瑚和240种鸟类。但海水温度的上升导致了珊瑚礁的白化，大堡礁北部有67%的珊瑚死亡了。在这个地方开展的基于自然的解决方案，也是应对气候变化的最佳防御措施之一。

2018年，澳大利亚政府发布了“珊瑚礁2050长期可持续发展计划”，就是希望能把大堡礁打造成世界上管理最好的海洋生态系统。计划还是很舍得下本的，拨出了12亿多美元，就是为了确保大堡礁能进行可持续管理，让这里的生物多样性和物种得到保护，水质得到改善。大堡礁的保护，是基于自然的解决方案的一个非常好的案例，是一项集保育、恢复、保护和可持续管理为一体的。这个案例，是面向因人类活动而受到破坏的自然栖息地、物种和生态系统，最终将实现环境和社会利益双赢。

从一些资料来看，大堡礁的经济、社会和标志性资产价值为560亿美元。大堡礁在2015-16年间为澳大利亚经济贡献了64亿美元的附加值，有超过6万4千多个工作岗位，这些工作大多来自大堡礁带来的旅游活动，但渔业、娱乐和科学活动也有重要的经济贡献。考虑到这一点，珊瑚礁对于支持澳大利亚的经济活动和就业至关重要，尤其是在昆士兰，一半以上的就业机会来自大堡礁的故乡。

中国的黄土高原，生态环境的本底是很脆弱的，从上个世纪80年代开始，就有大量的露天煤矿开采活动了。采煤活动，使得原有的地貌、土壤和动植物群落几乎全部消失殆尽了，生态系统结构遭到了破坏，其功能也随之完全丧失，整个生态系统是极度退化的。在这种情况下，要想依靠矿区本身的生态系统，估计是难于在自然条件下进行恢复演替的，所以就必须借助人工工程的支持和诱导，重建一个人工、半人工的生态系统。这是一个借助大型工程手段重建生态系统的NBS实践。目前的重建工作成效显著，矿区的生态功能正在持续的提升。

大家看到，在NBS实践中，有很多的人类干预措施，这可能涉及到对生物体和生态系统过程的具体方面，因此需要对人类的干预水平作出判定，也就是说，自然的边界究竟在哪里？例如，转基因生物，是否可以看做为NBS呢？按照欧盟委员会2015年的定义，人为改变的自然，如转基因生物，那是排除在基于自然的解决方案之外的。此外，利用自然的解决方案，其尺度也有很大不同，可以从小规模的土地管理到生态系统的恢复，城市系统中的绿色屋顶或者绿色墙壁等人造表面的绿化，都是NBS所关注的；还有大规模的气候变化缓解和适应措施，比如植树造林、自然防洪，以及地球工程，也都被认为是NBS。

NBS也关注可持续性方案，称为可持续的NBS。那么，在可持续的NBS设计中，还需要考虑好几个方面的问题。首先，应该说明需要“解决”问题的范围和性质，这包括许多方面，比如，这些问题是短暂的呢？还是持久的呢？有哪些利益相关者呢？解决方案中特殊意义的问题是什么？其次，是有关我们刚刚所说的自然的边界，这具体包括，应考虑生态系统中的生物和非生物组成的哪些方面？生态系统是否可以看做为一个整体，包括其中的水、物质循环和能量流动呢？是否可以包括具有人工结构和人类的景观和城市环境？而且，生态系统自我维持潜力~是否可以看做是自然属性和可持续性的一个方面呢？大多数NBS可能会对自然进行某种程度的改变，比如选择某些生态系统服务和某些物种组合，这就需要进行权衡。这样，生态系统的完整性或自然属性的程度究竟是多少呢？这其实是一些多重~复杂性的问题。我们打个比方，为了防洪而恢复湿地~可能对多种生态系统服务来说是正面影响，如气候调节、水净化、提供生境和生态旅游，但同时对当地农业生产肯定是负面影响，这就可能涉及到权衡。权衡，这是我们生态学中经常采用的方法。

还有啊，我们还要分析这些解决方案是否依赖于技术或者物理方面的创新，在多大程度上需要考虑人类智力和社会创新？如何确保社会凝聚力和公平性，又如何判断这种公平性？在大多数情况下，关于NBS设计、成本、位置和规模，以及管理强度水平的关键决定，会涉及到广泛的利益相关者，他们可能有不同的想法和管理这些问题的方式。那么，就应该确保多个利益相关者的参与。因为利益相关者的观点、条件和知识，可以为规划提供信息并完善规划，从而得到更好的支持，而且也因为利益相关者的参与，增加了这一过程的合法性。

NBS的项目，还需要与多学科和跨学科领域相结合。在许多修复项目中，生态科学与工程之间需要紧密合作，生态科学和社会科学也需要共同处理~如何利用生态系统服务的问题。社会科学可以帮助我们了解NBS的潜力是什么，但也可能提前发现一些陷阱，提高我们对环境治理的总体认识。尽管我们现有的生态学知识十分丰富，但要将其转化，成为有助于生物多样性和自然资源可持续管理活动，变成一个行动，仍然存在着相当大的差距。NBS的发展，对于跨学科和多学科的整合，可能有更多需求。

例如，在欧盟地平线2020计划中，就鼓励跨学科的科学。他们计划中所倡导的“智能和可持续城市”，就是将绿色增长与生态创新联系起来。目前的挑战是，处理复杂的社会环境问题往往会导致不同利益或部门之间的冲突。

另外，NBS作为一项雄心勃勃的政策，需要战略设计，而大规模的NBS可能是需要跨越数年甚至数十年的管理，如果政局或者政治议程总是在发生变化，那就很难保证NBS的有效执行，所以必须要保持政策的稳定性。

最后，我想告诉大家的是，2019年9月，在联合国气候行动峰会期间，中国和新西兰共同牵头推进了峰会中基于自然的解决方案领域的工作，并将NBS确定为一个全球重要行动。作为牵头国之一，中国将积极推动各方系统理解人与自然的关系，充分认识人类赖以生存的地球家园的生态价值，推动生物多样性保护、林业和草原、农业、海洋、水资源等领域~依靠自然的力量来应对气候变化。

经过这段时间的学习，大家应该会想到，基于自然的解决方案，与生态文明思想和十九大报告中的“人与自然和谐共生”、“绿水青山就是金山银山”、“山水林田湖草是一个生命共同体”这些理念是一脉相承的。

中国在基于自然的解决方案领域也开展了各种探索和实践，包括生态保护红线制度、河长制-湖长制、“一带一路”绿色发展国际联盟。

还有林业领域的天然林保护、植树造林和可持续森林管理、城市生态修复等等。但是这任何一个方面，只要一打开话匣子，就是一节课。如果以后有机会，我会用专门的课程为大家仔细讲解。那么今天的课呢，就到这里。同学们，再见！