绿色长城:绿化萨赫勒的希望?

grande muraille verte afrique - great green wall africa

  非洲绿色长城(GGW)是一项在撒哈拉沙漠和萨赫勒地区防治荒漠化的泛非倡议。GGW最初被设想为一个从西到东横穿非洲大陆的大型树木种植园,现已发展成为一系列旨在改善环境和提高人类福祉的修复项目。鉴于既定的环境和社会目标,所有学科的研究人员都可以发挥重要作用,汇集他们的专业知识来指导管理项目的机构的决策。虽然GGW不再是政治行动者最初设想的简单的树墙,但植物和植被重建仍然是该项目的核心,因为萨赫勒人民比其他任何地方都更加依赖植物资源来满足日常需要。正在经历社会和生态转型的萨赫勒地区面临的挑战,是在保护和可持续利用植物资源之间找到平衡。

1. 绿色长城:非洲应对全球社会环境挑战的对策

  萨赫勒被认为是地球上最脆弱的地区之一。这是一套由草原、灌木到乔木大草原组成的生态系统,从西到东横穿非洲大陆,标志着从北部撒哈拉沙漠到南部苏丹地区之间的生态地理过渡。由于该地区的人为压力和水文气候不稳定,这些主要用于畜牧业的生态系统非常脆弱。

环境百科全书-绿色长城-非绿色长城的原始路线
图1. 位于萨赫勒地区中心的泛非绿色长城的原始路线,跨越参与该项目的11个国家。[来源:©SotaLCB2416(抄送BY-SA 4.0),来自维基媒体共享资源]
(图1 Zone sahélienne 萨赫勒地区;Tracé indicatif du projet de reforestation 植树造林项目示意图;Pays concerné par le projet 项目所涉及的国家;La grande muraille verte : 绿色长城;7 600 km de long 15 km de large:长7600公里,宽15公里;Gambie 冈比亚;Sénégal 塞内加尔;Mauritanie 毛里塔尼亚;Mali 马里;Niger 尼日尔;Tchad 乍得;Soudan 苏丹;Burkina Faso 布基纳法索;Nigeria 尼日利亚;Soudan du Sud 南苏丹;Ethiopie 埃塞俄比亚;Erythrée 厄立特里亚;Djibouti 吉布提;SOURCE : AGENCE PANAFRICAINE DE LA GRANDE MURAILLE VERTE 资料来源:绿色长城泛非机构)

  绿色长城正是在这种高度限制的环境下运作的,这是防治荒漠化的一个关键因素(图1)。它覆盖了降雨量为100至400毫米/年的地带。在这个被确定为世界气候变化“热点”之一的萨赫勒地区[1],预计到2100年气温将上升3-6℃[2],其预期后果尤其令人担忧。年降雨量低是通过重新造林恢复生物多样性的主要障碍。降雨以强烈和偶发事件的形式出现在短时间内(主要从7月到9月)。降雨还具有年际变化大的特点,这是导致干旱的原因:1970年至1993年期间,该地区经历了几次危机,造成了严重后果[3]。例如,在塞内加尔, 1940-1969年和1970-1994年相比,年降水量为400-500毫米的地区向南移动约200公里,这导致GGW纬度的降水量急剧减少(图2A)。此外,如萨赫勒地区的降雨指数所示(图2B),三十年的湿润期之后是二十三年的异常干旱期(1971-1993年)。自1994年以来,萨赫勒西部的降雨情况再次变得更加有利,但与20世纪上半叶的情况不同。气候变化可能导致更极端的气候,更严重的干旱和更强烈但更不频繁的降水[4]

  降雨事件持续不足,加上暴雨事件增加,通常对应于更极端的气候,其特点是干旱期更严重,降雨时降雨量更大。

环境百科全书-绿色长城-降雨演变
图2. 20世纪初以来塞内加尔北部降雨的演变:A.1940-1969年和1970-1994年间400-500毫米等雨量线的纬度变化;B.1900年至2016年萨赫勒地区降雨指数的演变。[来源:修改自Peiry和Voldoire,参考文献[3]](图2 Tracé de la GMV GMV路线;lsoyetes 400-500mm 400-500mm等雨量线;Saint-Louis 圣路易斯;DAKAR 达喀尔;Podor 波多尔;MAURITANIE 毛里塔尼亚;Linguère 林盖尔;Matam 马塔姆;Bakel 巴克尔;MALI 马里;HUMIDITE 湿度;SECHERESSE 干燥)

  自1970年代以来,国际发展机构定期对在萨赫勒反复发生的危机进行干预。他们采取的行动往往以失败告终,因为只趋向于在短期和紧急情况下应对挑战以解决问题的症状而不是根本原因。为应对这些一再发生的社会生态危机,2007年启动了一项特别雄心勃勃的泛非方案:“撒哈拉和萨赫勒绿色长城倡议”。由11个创始国的国家元首通过(图2),GGW被设计为一条横跨非洲大陆的长7000多公里、宽15公里的植树造林林带。最初的目标是对抗荒漠化的有害影响,阻止沙漠的发展。由于各种原因,萨赫勒地区的一些专家和科学界对GGW表示了极大的怀疑:

  • 对荒漠化的原因知之甚少;
  • 大规模的重新造林行动被认为是不可行的,并且具有不良影响等……

  自通过以来,GGW已朝着更现实的愿景发展,更恰当地应对区域挑战。它现在采取的形式是在景观规模上开展一系列恢复行动,这些行动在地理上相互关联,目的是满足萨赫勒人口的环境和社会经济福祉。

  自成立以来,GGW已高度多样化:围栏地块允许树木自然再生和防止过度放牧,建立由妇女管理的社区花园,动物保护区项目,发展养蜂业……然而,“合理的重新造林”和植物资源管理仍然是萨赫勒地区绿化和保护环境的重要手段之一。它们是大规模重新造林已然成为一个显著的全球性问题的背景的一部分。例如,“波恩挑战”的目标是到2030年恢复35亿公顷被砍伐的土地。作为全球森林管理的一项行动,重新造林也符合联合国会员国制定的可持续发展目标。其第15项目标特别包括“通过确保陆地生态系统的可持续利用、可持续管理森林、防治荒漠化、制止和扭转土地退化进程以及制止生物多样性的丧失,保护和恢复陆地生态系统”[5]

  为了实现其目标,GGW必须将广泛科学的学科知识整合到决策过程中。例如,萨赫勒地貌的明显同质性可能导致简单化和陈规定型的干预(解决方案数量减少)。然而,实际上,萨赫勒地区是由社会生态系统组成的在空间上相互交织的镶嵌景观。为了管理自然资源,我们不仅要考虑生态系统的生物物理成分,还要考虑人类的组成部分,以及两者之间存在的复杂的相互作用。正是这些相互作用决定了社会生态系统的特性。了解社会生态系统及其功能需要跨学科研究,研究人员通过将研究成果传递给管理人员,进而成为GGW建设的全面参与者[6]。虽然GGW的行动随着时间的推移已经变得多样化,植被研究仍然是解决方案的核心,高质量再造林的标准之一主要是种植园的生物多样性程度。

2. 使GGW路线上的生物多样性最大化

  生物多样性丧失是一个重大的全球问题[7]。由于其空间目标,GGW在扭转整个非洲大陆的趋势方面可以发挥作用。在地方层面,萨赫勒人高度依赖木本植物的生物多样性为他们提供生态系统服务,以满足他们对食物、健康、薪材、建筑木材等的日常需求)。然而,在萨赫勒的大部分地区,木本物种的生物多样性正在下降:从数量上讲,在六钻林牧保护区(塞内加尔北部),建立了一个CNRS人类环境观测站,以监测GGW的社会环境影响,只记录了属于13个科的20个物种[8]

环境百科全书-绿色长城-造林
图3. GGW选择的树木生长在靠近移植地的苗圃中,这些树木都是该地区数量不等的苏丹-萨赫勒物种。[来源:照片©J-L Peiry,2014]

  GGW提出一个100%的本土物种组成的重新造林(图3)。物种的选择除了上述第一个标准外,还要考虑当地人对这些物种的传统利用和用于重新造林的物种对生态的适应性。对人群进行民族植物学研究,以确定使用的树木(图4)。除了使用的树木清单外,这项研究还可以确定它们的用途以及人们与它们的日常关系。在两个试验研究区内,对最具价值物种的再造林可行性进行了原位研究。种植了来自GGW苗圃的13种萨赫勒物种植物,并在几年内监测幼树(存活率、生长、生物量生产)。这种方法将民族植物学和实验相结合,已经能够向负责GGW的服务部门提出建议[9]

  • 重新造林不会增加超过木本树木的自然再生(通过在一定时间内将动物和人类排出在外而使自然休息)所能实现的生物多样性;
  • 尽管路线沿线的生态地理条件明显相似,但物种建立的条件远不统一。
环境百科全书-绿色长城-研讨会
图4. 由研究人员和当地人共同发起的研讨会,旨在确定与植物资源相关的生态系统服务、植物资源的不同用途以及获得植物资源的首选区域。[来源:照片©H.Mazzore,2017]

  虽然在最困难的地点很少有物种能抵抗,但在其他地点,可能成功的木本物种数量要多得多,这将增加生物量和生物多样性。这项研究还提供了提高物种存活率的技术信息(植物移栽时的年龄、种子来源、移栽条件,例如通过覆盖和添加有机物保护幼苗)。因此,这些实验地点构成了露天实验室,可以在其中监测生态系统的其他组成部分(植物、动物、昆虫等)和气候参数,以衡量重新造林对“改良生态系统”的总体影响。

3. 更好地评估最适合的木本物种的潜力

环境百科全书-绿色长城-塞内加尔金合欢树
图5. 维杜廷戈利(Widou Thiengoly)附近的GGW种植的塞内加尔金合欢树(Acacia senegal)(-15.262953°;15.979199°)。在2008年进行的重新造林作业八年后,这些树木正在成熟,以备首次阿拉伯树胶的开采和收获。[来源:照片©J-L Peiry,2016]

  虽然在GGW路线上使物种多样化很重要,但更好地利用该地区自然繁衍的物种也很重要。在列出的20种常见的木本植物中,有4种属于金合欢属(Acacia)植物。金合欢属(Acacia)植物的环境附加值是它们能够通过根系中的特殊共生根瘤固定大气中的氮。这种固氮作用有助于恢复萨赫勒极贫瘠土壤的肥力(参见生活在空气中的植物)。金合欢(Acacia)通常用于农林复合经营,这是一种将耕种植物与树木植被相结合的互利农业经营方式。其中,塞内加尔金合欢树(Acacia senegal)因其阿拉伯树胶生产的丰富性和质量,有着很强的经济希望(图5)。

环境百科全书-绿色长城-埃及槲果群
图6. 埃及槲果(Balanites aegyptiaca)群。该物种能够很好地适应恶劣的萨赫勒条件,因此通常在萨赫勒森林景观中占据非常重要的地位。[来源:照片©J-L Peiry,2014]

  在被统计的物种中,另一种树几乎被GGW所跨越的所有国家一致用作再造林物种:它是埃及槲果(Balanites aegyptiaca),即“沙漠椰枣”。该物种在干旱地区具有无与伦比的健壮性,因此在塞内加尔萨赫勒地区的景观中占主导地位,在某些地区占木本种群的50%[10]。它的成功归功于它的生殖和营养再生能力,即使在最恶劣的条件下也是如此。从形态学上看,沙漠椰枣的叶子表面积很小,表皮硬,有一层厚厚的蜡状表皮层,叶绿体同化枝变成刺状,所有这些都是为了避免过度失水(图6)。

  沙漠椰枣的根系特征同样壮观。即使在将幼苗移栽到地面后的第一个旱季,它的发育也非常迅速,而它的地上部分发育要慢得多。沙漠椰枣的根系形态具有双重系统,结构效率高:侧根生长在土壤表面附近,即使是最轻微的表面雨水也能吸收;而主根生长得很深,可以进入深层水资源[11]

  埃及槲果(Balanites aegyptiaca)不仅健壮,而且根据民族植物学研究,它也是当地人认为最有用的木本物种。他们主要将其用于食品、药品、薪材和建筑[12]。它对人类的重要性并不是最近才发现的:它的用途可以追溯到大约4000年前的埃及第12王朝时期 [13]。今天,如果说这棵树的所有部分都受到赞赏,那么最重要的是它的果实带来了社会经济的希望。与其他热带水果相比,果肉具有很高的营养价值:富含钾、钙、镁、铁和锌[14]。果仁含有高达50%的优质油脂,富含不饱和脂肪酸(亚油酸和油酸)。这种油不仅是可食用的,它也可以用于某些化妆品,但它的利用比摩洛哥坚果和乳木果油要谨慎得多[15]。埃及槲果(Balanites aegyptiaca)的销售受到当地非正式贸易的制约,但该物种远未发挥其经济潜力。

  虽然研究已使人们更好地了解决定该物种经济利益的环境和遗传因素(果实大小和营养价值、果仁的含油量),但仍需作出重大努力,使埃及槲果(Balanites)能够为萨赫勒人口的收入作出重大贡献。

4. 科学为绿色长城服务

环境百科全书-绿色长城-GGW在2008年种植的地块的评估
图7. 使用GEOSUD Teamx提供的SPOT 6-7图像对GGW在2008年种植的地块(675公顷,15.968327°N;-15.246496°E)的结果进行评估。使用了两种对比情况:1)雨季拍摄的红外/绿色/蓝色(A)图像显示了与草甸发育相关的光合活性,并通过适当的统计处理确定了土壤湿度的空间对比(B);2) 旱季拍摄的全色图像(C)树冠表面积超过4m2时即幼树,在空间测量重新造林作业的成功率(D)。[来源:©J-L Peiry,2018]

  萨赫勒地区几乎不可能变成伊甸园,该地区的绿化进展缓慢[16]。科学家用可靠的科学数据进行评估,并致力于就将要采取的行动进行辩论,支持了GGW行动,有助于加速这一现象[17]

  在物种层面上,我们能够在旧的和成熟技术的实践以及现代科学的贡献(更能适应干旱的新品种;预接种植物菌根真菌[19],利用可以改善植物矿物质营养和水分状况的有益土壤微生物)之间找到正确的平衡(zai、demi-lune[18])。在景观层面上,超高分辨率的卫星数据现在可以做到:

  • 使用空间分析技术定量评估GGW再造林(成功率取决于土壤蓄水能力,GGW的碳固存附加值),
  • 前瞻性地利用这些结果来确定和选择新的区域,在这些区域中,未来的重新造林行动可以很好地成功实施(图7)。
环境百科全书-绿色长城-研究人员研讨会
图8. 研究人员正在GGW路线上的一个村庄Ranérou与当地利益相关者一起举办研讨会。在集体思考期间,就该地区未来的愿望以及相关制约因素达成共识,并进行集体讨论。这些愿望将作为讨论未来GGW行动的起点。[来源:照片©D.Goffner,2017]

  最后,为了减少萨赫勒地区人口易受反复发生的危机的影响,科学家们正在研究社会生态恢复力,并试图找出改善这种恢复力的方法。通过集体工作,鼓励研究人员和利益相关者(治理参与者、环境管理者、当地居民和研究人员)分享他们的知识和观点。他们一起研究自然资源管理、社会动态、实践和当地生产系统。该方法的最终目标是共同确定一套公平和可持续发展的目标,将改善人民生活条件与保护环境结合起来。他们的工作考虑到社会生态系统的复杂性、当地居民的愿望、社会和环境制约因素,并提出了最适当的自然资源管理办法。这些集体动力产生的具体行动必须赋予社会生态系统更大的恢复力,即提高其抵御未来破坏的能力,积极(甚至主动)适应这些破坏,从而以可持续的方式繁荣发展。目前,正在实施新一代“恢复力评估”协议。这些协议共享相同的原则:一方面,跨学科,因为必须考虑所有社会和环境动态;另一方面,相关行动者的积极参与,因为考虑到他们的知识和期望对于相关和适当的发展是必要的(图8)[20]

5. 总结

  • 萨赫勒地区受到严重的水气候和人为因素的制约,因此非常脆弱(土壤侵蚀、荒漠化、生物多样性丧失、营养不良)。
  • 由于前所未有的人口增长和持续气候变化的消极后果,其脆弱性今后必然会增加。
  • 同时,只要采取适当行动,其恢复能力很强。最先进的方法和现代研究工具证明了这一潜力,特别是在增加生物量和生物多样性方面。
  • 绿色长城及其各种行动是改善萨赫勒局势的有效方法,但前提条件是将所有利益相关者(包括研究人员、管理人员和当地受益人群)密切联系起来。

  新的开发协议目前正在使用跨学科和包括研究人员、受影响人群和GGW从业者的集体方法进行科学测试。它们旨在确定新的行动方案,以提高人们适应不断变化和创造新资源的能力,同时以平衡和可持续的方式管理环境。

 


参考资料及说明

封面图片:塞内加尔绿色长城第一块重新造林地块鸟瞰图,2008年塞内加尔相思树首次移植9年后。[来源:照片©J-L Peiry,2017]

[1] DIFFENBAUGH NS, GIORGI F (2012). Climate change hotspots in the CMIP5 global climate model together. Climatic Change. 114(3-4):813-822. doi:10.1007/s10584-012-012-0570-x.

[2] NIANG I, RUPPEL OC, ABDRABO MA, et al (2014). Africa, in: BARROS VR, FIELD BC, DOKKEN DJ et al (Eds.), Climate Change 2014: Impacts, Adaption, and Vulnerability. Part B: Regional Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Reprot of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, pp. 1199-1265.

[3] PEIRY J-L and VOLDOIRE O. (2019) Climate framework and water resources in the Senegalese Great Green Wall area In: BOETSCH G, DUBOZ P., GUISSE A., SARR P. and. (Ed.). The Great Green Wall, an African response to climate change. CNRS Editions, Paris.

[4] LEBEL T, PANTHOU, G. & VISCHEL T. (2018)在萨赫勒地区,大旱灾后没有恢复正常。.See on The Conversation, URL: https://theconversation.com/au-sahel-pas-de-retour-a-la-normale-apres-la-grande-secheresse-106548 (in french)

[5] UN General Assembly, Transforming our world: the 2030 Agenda for Sustainable Development, 21 October 2015, A/RES/70/1, available at: http://www.refworld.org/docid/57b6e3e44.html[accessed 21 August 2018]

[6] BOETSCH G, BOCCANFUSO P (2016)科学与绿色长城(电影)

[7] ROCKSTRÖM J, STEFFEN W, NOONE K et al (2009) A safe operation space for humanity. Nature 461: 472-475.

[8] NIANG K, SAGNA MB, NDIAYE et al (2014) Revisiting tree species availability and usage in the Ferlo region of Senegal: a rationale for indigenous tree planting strategies in the context of the Great Green Wall of the Sahara and Sahel Initiative. Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences 2:529-537.

[9] WADE TI, NDIAYE O, MAUCLAIRE M et al (2018) Biodiversity field trials to inform reforestation and natural resource management strategies along the African Great Green Wall in Senegal. New Forests 49: 341-362. http://dx.doi.org/10.1007/s11056-017-9623-3

[10] BOËTSCH G and SPÄNI A. (2013) The Great Green Wall: trees against the desert. Editions Privat, France

[11] BREMAN H, KESSLER JJ (1995) Woody plants in agro-ecosystems of semi-arid regions with an emphasis on Sahelian countries. Springer-Verlag, Berlin, Germany

[12] SAGNA MB, NIANG K, GUISSE A, GOFFNER D (2014) Balanites aegyptiaca (L.) Delile: geographical distribution and ethnobotanical knowledge by local populations in the Ferlo (north Senegal). Biotechnol. Agron. Soc. Approximately. 18: 503-511

[13] NATIONAL RESEARCH COUNCIL (2008) Lost Crops of Africa: Volume III: Fruits. The National Academies Press, Washington DC.

[14] SAGNA MB, NDIAYE O, DIALLO A, GOFFNER D, GUISSE A (2014) Biochemical composition and nutritional value of Balanites aegyptiaca fruit pulp from the Ferlo region in northern Senegal. Afr J Biotechnol 13: 336-342.

[15] https://www.klorane.com/ch-fr/cheveux/dattier-du-desert

[16] DARDEL C. KERGOAT L, HIERNAUX P et al (2014) Re-greening Sahel: 30 years of remote sensing data and field observations (Mali, Niger) 140: 350-364. https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.09.011

[17] http://future-sahel.blogspot.com/

[18] https://www.ilesdepaix.org/wp-content/uploads/2014/09/Le-zaï-et-la-demi-lune.pdf

[19] http://books.openedition.org/irdeditions/3304

[20] https://rethink.earth/wayfinder/


译者:潘佳音          编审:梁爽          责任编辑:胡玉娇


环境百科全书由环境和能源百科全书协会出版 (www.a3e.fr),该协会与格勒诺布尔阿尔卑斯大学和格勒诺布尔INP有合同关系,并由法国科学院赞助。

引用这篇文章: GOFFNER Deborah, PEIRY Jean-Luc (2022), 绿色长城:绿化萨赫勒的希望?, 环境百科全书,[在线ISSN 2555-0950]网址: https://www.encyclopedie-environnement.org/zh/vivant-zh/green-wall-hope-greening-sahel/.

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