保护科学理论

基于自然的解决方案(Nature-based Solutions, NbS)


NbS的起源


在20世纪的大部分时间里,决策者们将自然保护视为国家和全球议程的边缘问题。随着气候变化、水和环境危机等造成的灾害频发,其后果已严重威胁到人类的生存和可持续发展。1992年巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展大会,来自178个国家的代表,包括108位国家元首和政府首脑,针对目前人类发展所面临的一系列环境危机,确定了“可持续发展”作为新的发展愿景,达成了《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)、《联合国防治荒漠化公约》(UNCCD)和《联合国生物多样性公约》(UNCBD),明确了环境问题的相关责任。2000年时任联合国秘书长科菲·安南发起的千年生态系统评估项目,极大的推动了生态系统服务在学界的认知和普及,即人类从生态系统中获得的收益。评估结果为后续政策的发展和制定提供了强有力的科学支撑,提出要在充分考虑到人类对生态系统服务日益增长的需求的同时,促进生态系统的保护、修复和可持续管理(MEA, 2005)。随后NbS开始逐渐出现在保护工作者视野中,标志着观念上一个微妙而重要的转变,即人类不仅是自然资源的受益者,还应该主动保护、修复和管理自然生态系统,为应对全球重大社会挑战作出贡献。


2008年世界银行发布的《生物多样性、气候变化和适应:世界银行投资中的基于自然的解决方案》报告提出,NbS可以作为一种新的解决方案,在缓解和适应气候变化影响的同时,保护生物多样性并改善可持续生计。该报告基于世界银行在1988-2008期间世界银行批准和实施的598个(总投入超过60亿美元)与生物多样性保护直接相关的项目的评估,以案例的形式,阐述了气候变化对生物多样性的影响、生物多样性保护对减缓气候变化和改善人类生计以及生物多样性适应气候变化的重要性。这些生物多样性保护项目涉及自然生态系统保护和修复,造林再造林(生物多样性廊道或连通性修复),减少毁林,泥炭、沼泽和湿地的保护和修复,景观连通性,珊瑚礁保护和修复,草地保护和可持续草地管理,可持续森林管理,可持续农业和渔业,以及替代能源等。阐明了这些基于自然的方式在增强生物多样性保护的同时,能通过减少陆地温室气体排放,增强陆地碳汇,对减缓气候变化做出重要贡献,同时增强生态系统的气候韧性,帮助在农业、林业、牧业、渔业、水资源、城市、健康、海岸带等社会经济领域适应气候变化的能力。


2009年,世界自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature,IUCN)在提交给UNFCCC第15届缔约方大会的建议报告明确提出,积极推动将NbS作为更广泛的减缓和适应气候变化整体计划和策略的重要组成部分。2016年IUCN发布的《基于自然的解决方案应对全球挑战》报告系统地阐述了NbS的概念和内涵,NbS在应对水安全、粮食安全、人类健康、自然风险和气候变化中的作用,以及与生态系统有关的NbS方法,并提供了十个相关的NbS案例研究和案例经验分享等。


2017年,TNC联合15家机构的研究证实,NbS能够帮助各国完成2030年减排目标的30%以上。从全球层面识别出最重要的20个NbS实施路径,定量评估了这些路径在实现《巴黎协定》达成的2℃升温目标中的减排潜力和贡献,并对不同路径在空气、水、土壤和生物多样性方面的协同效益进行了评估(Griscom et al.,2017)。


2018年,联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)《全球升温1.5°C特别报告》指出,农业、林业和其他土地利用(Agriculture, Forestry and Other Land Use, AFOLU)活动,例如造林、再造林、修复自然生态系统、增强土壤碳吸收、土地可持续管理等,可在实现全球升温1.5°C目标中发挥重要作用,并增强生态系统功能和服务。同时指出,基于生态系统的适应、生态系统修复、避免毁林和土地退化、生物多样性保护、可持续农业和渔业、节水灌溉、绿色基础设施等,是气候适应的重要措施(IPCC,2018)。


2019年8月IPCC发布的《气候变化与土地》特别报告指出,人们的食物、淡水、生态系统服务和生物多样性等生计和福祉都依赖于土地,人类土地利用直接影响了全球70%以上的无冰盖的土地,其中25%的土地已经退化。AFOLU活动占人为温室气体排放的23%,而通过自然吸收并储存的CO2相当于化石燃料和工业排放的29%。同时,气候变化对土地造成了额外的压力,加剧了对生计、生物多样性、人类和生态系统健康、基础设施和粮食系统的现有风险。因此,有必要在全球范围内彻底改变目前的土地利用方式。通过可持续的土地利用,例如改善农田和草地管理,实施可持续森林经营,提高土地生产力,增加土壤碳含量,以及保护和修复诸如泥炭地、森林和海岸带等自然生态系统以及生物多样性保护,不仅是减缓和适应气候变化的一个重要途径,而且有助于防治荒漠化和土地退化,增强粮食安全(IPCC,2019)。这些AFOLU活动都属NbS的范畴。


2019年9月,联合国气候行动峰会确定“基于自然的解决方案”为全球九项重要行动之一,并由中国和新西兰作为NbS行动的联合牵头国。由两国共同发布的NbS气候宣言指出,NbS是全球实现《巴黎协定》气候变化目标的整体策略和行动的重要组成部分。NbS对于实现脱碳、降低气候变化风险以及提升气候韧性具有重要意义,同时NbS注重以人与自然和谐相处为主要基调的生态建设和以人为本的全面应对气候变化。


NbS可以应用于各类自然和人工生态系统中。 摄影:Kent Mason



NbS的定义


世界银行认为,NbS是能够在减缓和适应气候变化影响的同时,保护生物多样性、促进可持续发展的创新解决方案(World Bank, 2008)。IUCN将NbS定义为通过保护、可持续管理和修复自然或人工生态系统,从而有效和适应性地应对社会挑战,并为人类福祉和生物多样性带来益处的行动(IUCN,2016)。欧盟将NbS定义为受自然启发和支撑的成本有效的解决方案,同时可以提供环境、社会和经济效益。NbS通过因地制宜、资源高效的系统性干预措施,将多样化的自然元素带入城市、陆地和海洋景观(Bauduceau et al., 2015)。上述的NbS定义大同小异,都是通过有效利用生态系统及其服务来应对重大的社会挑战,同时非常注重NbS所能带来的一系列环境、社会、经济等协同效益。IUCN的定义强调NbS的核心需要有自然或人工生态系统作为支撑,而欧盟的定义不局限于有效利用自然生态系统,NbS也应包括受自然启发和支撑的解决方案。同时,由于欧洲城市人口比重较高,急需充分利用自然应对人类健康、气候变化和自然资本退化等挑战,其NbS概念框架更侧重于城市生态系统(Raymond et al.,2017)。


除此之外,世界银行、雨林联盟等机构分别就自身关注领域给出了有关NbS的定义。雨林联盟的概念侧重于森林生物群区的韧性,银行和保险机构主要将NbS用于灾害风险管理等。NbS与其他密切相关的概念也常常被混用,如基于自然的气候变化解决方案(Natural Climate Solutions, NCS)、绿色基础设施(Green Infrastructure, GI)、基于生态系统的适应(Ecosystem-based Adaptation, EbA)等,导致对NbS概念及其实际应用的混淆。研究认为,NbS是涵盖一系列基于生态系统方法的伞形概念,涵盖生态系统和景观修复、解决气候变化等特定问题、基础设施、生态系统的保护和管理等5种类型的方法(Cohen-Shacham et al., 2019)。


TNC对于NbS的定义   图源:TNC


TNC认为NbS是积极地利用自然和人工生态系统服务来实现可持续发展目标(SDGs)的伞形概念,包涵诸多基于生态系统的方法,如EbA、基于生态系统的灾害风险减缓(Ecosystem-based Disaster Risk Reduction,Eco-DRR)、自然基础设施、绿色基础设施以及NCS。同时,NbS还考虑了将基于生态系统的原则应用于修复再生食物系统和水管理。NbS要在满足一个或多个社会需求的同时,给自然带来净效益。由于NbS作为伞形概念包罗万象,所涉及领域丰富多样且同时应对多种社会挑战,因此在实际涉及到某一领域的NbS措施时,应优先使用该领域专有的基于生态系统方法的术语,例如,当NbS应用于气候变化减缓时,可使用NCS;当应用于适应气候变化时,可使用EbA。



NbS的类型


为明确NbS的具体实施路径及其在各领域中应对社会挑战的潜力,有必要对NbS的类型进行划分。Cohen-Shacham et al.(2019)从NbS的伞形概念出发,将其分为修复、解决特定问题、基础设施、管理和保护等5种类型。一系列生态系统方法被逐一囊括到特定类型中。修复包括生态修复、森林景观修复、生态工程等;解决特定问题类型包含基于生态系统的适应、基于生态系统的减缓、基于生态系统的灾害风险减缓等;基础设施类型则包含自然基础设施和绿色基础设施;管理类型包括海岸带综合管理、水资源综合管理;保护类型包括保护区管理等基于区域的保护方法。


Eggermont et al.(2015)采用两个梯度来划分NbS类型,即(1)实施NbS要求的生物多样性和生态系统工程水平;(2)实施NbS带来的生态系统服务提升。据此将以NbS为主要理念的自然工作实践分为以下三种类型:


(1)充分利用自然或受保护的生态系统:即对自然生态系统的最小化(或无)干预。其目的是保护目标生态系统,维持或提升其服务功能。例如,保护沿海地区的红树林,增强海岸带韧性以抵御极端天气有关的灾害风险;建立海洋保护区,保护海洋生物多样性的同时,提升渔业经济的可持续性。


(2)修复和管理生态系统:对自然生态系统和景观的适度干预,以提升生态系统服务。例如,通过近自然农业景观设计提高农业生态系统的功能性和对自然灾害的韧性;通过提高树种和遗传多样性增强森林生态系统应对极端事件的韧性;对森林进行适当的抚育间伐,改善个体生态位,促进其天然更新和演替等。


(3)重构或构建新的生态系统:即对自然生态系统进行高强度的干预或建设新的生态系统,这一类型较为广泛的囊括了绿色屋顶和绿墙等以人工营造的生态系统为主体的城市绿色基础设施。


NbS的多重效益


NbS是重新审视人类与自然的关系,是对自然的态度从资源性利用到对其功能性思考的转变,是自然保护领域的深度思维变革。它强调充分利用自然生态系统的涵养水源、改善土壤健康、净化大气环境、保护生物多样性、固碳释氧等一系列重要的生态系统服务,来应对目前人类社会面临的气候变化、灾害频发以及生物多样性丧失等严峻的威胁和挑战。与此同时,NbS可以带来多种经济、环境和社会效益,如降低基础设施成本、创造就业、促进经济绿色增长、提升人类健康等。




2021年,TNC的科学家和一线生态保护工作者在我们70年科学成果积淀和实践经验积累的基础上编撰了《基于自然的解决方案研究与实践》一书,这是国内首部基于自然的解决方案(Nature-based Solutions, NbS)领域中文书籍分别从气候变化、生物多样性、食物系统、水资源、自然灾害、人类健康的社会挑战切入,系统梳理了各领域的现状与问题、NbS国内外最新研究进展,并从实践者的视角以案例形式生动阐释NbS措施及其应用,希望可以为广大读者提供借鉴。