塔克拉玛干沙漠边缘封育工程与沙产业共生机制研究:基于可持续荒漠化治理的多案例分析

《Frontiers in Environmental Science》:Achieving sustainable desertification control: insights from symbiosis between the Taklamakan Desert-fringe shelter-belt enclosure project and desert-based industries

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月16日 来源:Frontiers in Environmental Science 4.4

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  荒漠化治理中存在着生态恢复目标与居民生存需求之间的固有权衡。从生态角度看,大规模植树种草、封育固沙和轮作是遏制流沙、恢复水土、构建坚实生态屏障以阻止荒漠化进一步扩展的核心措施。从经济角度看,沙漠地区居民高度依赖传统草地放牧、荒漠开垦以及采集荒漠灌木作为燃料和饲

  
荒漠化治理中存在着生态恢复目标与居民生存需求之间的固有权衡。从生态角度看,大规模植树种草、封育固沙和轮作是遏制流沙、恢复水土、构建坚实生态屏障以阻止荒漠化进一步扩展的核心措施。从经济角度看,沙漠地区居民高度依赖传统草地放牧、荒漠开垦以及采集荒漠灌木作为燃料和饲料,由此产生了荒漠化治理中“生态恢复与生存需求”的现实困境。沙产业被认为有助于解决生态恢复与经济效益之间的权衡难题。本研究通过对塔克拉玛干沙漠边缘封育工程(TDSEP)——中国三北防护林工程(TNSP)的组成部分——与嵌入该工程的六类沙产业之间共生关系的多案例研究,包括于田玫瑰产业、昆玉红枣产业、和田核桃+红枣产业、莎车杜仲产业、沙雅集中式光伏产业以及沙雅“梭梭+肉苁蓉+分布式光伏”产业,发现影响TDSEP与沙产业共生关系的因素和机制可分为三类:共生环境与物质生产要素、技术生产要素以及促成共生的变革性主体,从而回应了引言部分提出的研究问题。因此,政策启示与含义可能涉及培育有利的共生环境、选择适应性强的共生单元、推动技术进步以及形成利益相关者之间的包容性参与网络。

论文解读

一、研究背景与问题

荒漠化是全球面临的持续性严峻挑战,全球约24%的土地(涉及126个国家)受到影响,35%的世界人口生计及其所在生态系统稳定性受到威胁。中国荒漠化土地面积达2.5737亿公顷,约占国土面积的26.81%,对国家生态安全、经济发展和公共福利产生严重负面影响。尽管中国荒漠化治理已取得阶段性成效——沙化土地从20世纪末年均扩展515万亩转变为目前年均减少1000万亩,春季沙尘天气从年均12.5次降至9.6次——但治理形势依然严峻。这一结果在很大程度上归因于“绿色长城神话”和对荒漠化的过时理解。大规模植树造林形成的“绿色大坝”虽然改善了气候、缓解了干旱,但单一树种和草种的低成活率、资源封育对居民生计的不利影响,表明恢复政策应摒弃简单化的绿色长城叙事,采用基于证据、适应当地条件的旱地恢复方法,平衡生态目标与居民生计需求。与此同时,沙产业的兴起改变了荒漠化治理仅被视为国家公益事业的局面,但沙产业的发展与荒漠化治理战略之间未必总是互利的,部分沙产业在协同治理中面临巨大挑战,某些不匹配的发展路径甚至产生了不利影响。因此,亟需系统研究荒漠化治理工程与沙产业之间的共生关系及其影响因素和机制。

二、研究内容与结论

研究人员以塔克拉玛干沙漠边缘封育工程(TDSEP)为研究对象,选取六类嵌入该工程的沙产业案例,包括于田玫瑰产业、昆玉红枣产业、和田核桃+红枣产业、莎车杜仲产业、沙雅集中式光伏产业和沙雅“梭梭+肉苁蓉+分布式光伏”产业,运用共生理论分析框架,探讨TDSEP与沙产业之间的共生关系类型、影响因素及作用机制。研究发现,TDSEP与沙产业之间存在非对称互惠共生、偏利共生、寄生共生和对称互惠共生等多种共生类型,成功案例与失败案例并存。影响共生的因素可分为三类:共生环境与物质生产要素、技术生产要素以及促成共生的变革性主体。研究提出,水资源承载力是沙漠地区生态—产业共生的核心阈值,共生单元的适应性是系统稳定性的前提,技术进步有助于优化共生关系,而包容性参与模式能够促进从共生失调向对称互惠共生的转变。

三、主要技术方法

本研究采用多案例研究方法(multi-case study methodology),依据代表性、全面性和数据可得性原则选取六个案例。数据收集遵循“三角验证”原则,采用多种数据来源:一是对利益相关方工作人员进行实地调研和半结构化访谈;二是由调查参与者提供的书面和视觉材料;三是公开文献和网络资源。数据分析采用扎根理论编码方法,由两名训练有素的编码员独立编码,整体一致性达92%,Cohen's kappa系数为0.82,表明具有实质性一致性。编码过程包括开放式编码、主轴编码和选择性编码,最终将10个子范畴归纳为4个核心范畴,并通过对六个案例之外的补充案例分析验证了理论饱和度。

四、研究结果

共生环境与物质生产要素
生物物理条件是基础。水资源是首要的生物物理条件。案例1和2的成功在很大程度上归功于滴灌技术的推广控制了用水规模,并为利用昆仑山冰川融水形成的地表水灌溉防护林提供了条件。案例5和6的成功得益于光伏供电提取浅层微咸水用于滴灌。案例3的失败在很大程度上归因于节水灌溉采用不足和地下水抽取成本过高。因此,应遵循“以水定地、以水定产”原则,基于项目区地下水资源承载力核定提取配额,严格禁止超采;建立沙产业项目水文地质影响评估制度,项目审批前必须进行地下水数值模拟,评估对周边绿带和绿洲地下水的影响范围和程度,评估不合格的项目不得批准。
共生单元匹配需要物质生产要素兼容。经过长期自然选择并适应当地极端干旱环境的物种,如梭梭、柽柳、沙棘、胡杨用于造林,沙漠玫瑰和红枣(高端品种)应优先用于造林。生态适应性不足的物种,如杜仲和核桃,应谨慎引进。案例4中,杜仲是亚热带至暖温带的落叶乔木,自然分布区年降水量500–1500毫米,偏好温暖湿润气候,在未成功试点的情况下实施大规模种植项目不可取。案例3中,和田坤源农业科技开发有限公司将600公顷核桃树替换为更适应沙漠条件的梭梭和四翼滨藜。
宏观经济政策实施依赖于地方政府职能。基础设施包括灌溉供水、电力、道路、林业资源和生态环境保护设施的供给、产业园区开发、优良品种和新型农产品推广以及质量检验检疫服务。案例1中,地方政府通过与新疆自治区主管部门合作引入国有企业,提供基础设施、滴灌设施补贴并建立技术服务网络。案例2中,地方政府投资建设全地下管道节水灌溉系统,实施有效品牌战略,建设销售网络以开拓国内巨大市场潜力,同时建设红枣文化园、交易市场、文化广场和电商中心。案例5中,地方政府为光伏产业提供土地、基础设施和其他优惠政策。案例6中,地方政府支持龙头企业获取土地和地下水取水许可,并建设37套分布式光伏集水系统,服务4200公顷梭梭,成活率超过80%。相比之下,案例3中地方政府支持未落实,和田县政府仅提供一揽子普惠政策支持,没有专项政府补贴;案例4中莎车县政府支持主要为非资金性要素服务,建设准备阶段未拨付专项财政拨款、基础设施补贴或滴灌补贴。固定资产投资的约30%补贴被广泛视为吸引投资的有效激励措施,如案例1、5和6所示。案例2中,现代农业园区由政府全额投资并以优惠条件租赁给企业家使用。
技术生产要素
荒漠生态恢复需要高效水资源管理技术,水资源短缺是荒漠治理的主要制约因素,需要利用微咸地下水或实施滴灌系统等创新技术,以及育苗技术和智能机械应用手段。实践中已取得一些技术进展:全自动草方格种植机效率比人工提高五倍,成本降低40%;“输水精量种植装置”(被称为“沙漠注射器”)每天可种植1600株苗木,在50厘米深湿润沙层中根系稳定,成活率超过85%;盐碱水利用技术突破将处理成本降至每吨2.1元。沙产业面临两个关键瓶颈:一是育种技术不足,部分品种长期栽培后抗病性和风味严重退化(如案例3中的红枣品种);二是深加工能力不足,加工仍局限于食品和饮料产品(如案例2所示),保健品、化妆品和日用品等功能性产品面临技术壁垒。如果本地工厂不具备深加工能力,技术市场交易平台和市场机制可能有助于克服技术供给瓶颈。对于市场交易平台无法处理的技术需求,建立产学研协同创新体系,由政府促进对接、产业提出挑战、研发提供解决方案、市场评估成果。
促成共生的变革性主体
赋能龙头企业。沙产业增长依赖于深加工和销售服务的增值效益,这需要资本密集型的龙头企业,而荒漠化地区很少具备此类企业。四个成功案例表明成功龙头企业的驱动效应:案例1中新疆于田瑰觅生物科技有限公司建立了玫瑰种植示范基地和研究实验室,推广标准化种植实践,开发新玫瑰品种,建成玫瑰加工厂和研发设施(生产60多个类别产品);案例2中一位熊彼特式创新企业家于2005年成功进行品种育种;案例5中中国电建在沙雅县建设250兆瓦光伏产业园区能源项目基地,占地约667公顷,总投资12亿元,配套储能设施;案例6中新疆仙草蓉科技有限公司培育720公顷梭梭并在333公顷土地上嫁接肉苁蓉,培育优质肉苁蓉种子,采用技术提高接种成功率并进行肉苁蓉深加工。相比之下,案例3和4的失败源于龙头企业的失败。案例3中,和田坤源农业科技开发有限公司虽在基础设施、种植和管理方面投入超过1亿元,但在优质品种育种和深加工方面不足,导致附加值低、市场竞争力弱。案例4中,大又丝路(新疆)投资开发有限公司未能履行合同义务,直接导致项目失败。研究提出影响龙头企业绩效的两个主要因素:一是应引入龙头企业以加强行业技术供给能力,通过固定资产投资补贴、产业资金激励、税收减免、土地使用保障和专项资金优惠政策吸引相关领域有实力的企业;二是优化地方政府职能,包括建立种质资源库和育苗基地、建设加工园区、组织提升生产标准和产品商业化、促进绿色电力本地消纳、将光伏发电替代常规电力用于电机井抽取地下水灌溉梭梭等。
改善规划中的制度创业和土地利用优化。沙漠光伏发电与沙产业农业属于不同产业部门,协同发展需要综合考虑产业需求和战略选址。荒漠土地属于国家所有,这对沙产业发展产生独特的产权约束。光伏产业可通过租赁使用国有土地,而农民更倾向于集体所有土地的合同协议,因此土地使用权需要制度创业。地方政府应综合考虑沙产业的地理分布、结构和水资源可得性,制定光伏发电与农产品加工一体化的嵌入发展计划。在“绿电直连+储能”的适当范围内,因地制宜布局光伏发电基地、种植基地和加工园区。关于土地使用权问题,光伏治沙基地周边的国有沙地应由县级政府将国有土地转为集体所有,遵循“土地分配到村、承包到户、确权到人”原则,经县级以上人民政府批准的土地,使用权最长期限为70年,可办理不动产登记手续。案例1和6中这一做法激发了当地农牧民参与荒漠治理的积极性,形成了“沙漠增绿、产业增值、企业增效、农牧民增收”的共赢局面。

五、讨论与结论

讨论部分从共生理论与价值链/产业创新系统整合的角度指出,TDSEP与沙产业之间的共生不仅体现在生态与经济系统之间的物质交换层面,还体现在知识溢出和技术扩散层面。TDSEP作为“宿主”系统提供防风固沙、水源涵养和生物多样性维持等生态服务,沙产业作为“共生体”系统通过资源转化和价值创造产生经济效益,为生态保护提供资金和劳动力支持。从博弈论角度看,TDSEP具有公共物品特征,给企业和农民带来“搭便车”激励;沙产业的经济收益具有排他性,政府难以直接分享增值收益。因此需要制度设计来纠正外部性和协调利益关系。目前塔克拉玛干沙漠周边实施三种主要利益共享模式:“合同农业”模式、“股份合作”模式和“委托管理服务”模式,其中案例1、2和6采用的“企业+合作社+农民”模式通过合作社作为合同中介,不仅降低了企业与个体农民之间的交易成本,还通过合作社内部监督机制提高了合同履约率,是相对有效的制度安排。
研究结论包括四个方面:第一,共生环境是共生系统持续存在的基础,水资源承载力是沙漠地区生态—产业共生的核心阈值,低耗水和互惠共生模式实现生态与产业的双向赋能,而高耗水和过度开发模式突破水资源阈值,引发过度寄生、植被退化和生态失衡等共生失败问题。第二,共生单元的适应性是系统稳定性的前提,TDSEP通过设置沙障和种植梭梭、柽柳等乡土固沙植被形成环绕沙漠的连续生态保护带,沙产业单元应谨慎选择物种,乡土物种如肉苁蓉、沙漠玫瑰和优质红枣可能是最具适应性的发展模式,引进的高耗水经济物种如杜仲和核桃种植面临突出的共生失败风险;龙头企业是技术、资本和人力资源的载体,在知识经济特征的沙产业发展中发挥关键作用。第三,技术进步和规模化应用有助于优化生态恢复与沙产业之间的共生关系,既通过直接节水和生态恢复发挥作用,又通过提升沙产业经济效益间接解决当地居民生计问题,减少人类对沙漠生态系统的干扰。第四,通过形成包容性参与模式,地方政府、农业企业、村集体和小农户可以建立包容性利益共享机制,畅通从共生失调向对称互惠共生转变的路径。干旱沙漠地区高昂的前期基础设施成本和漫长的投资回报周期加剧了运营风险,仅依靠龙头企业投资而缺乏有效的政府支持补贴、巡查维护机制或产学研技术支撑网络,将导致产业脆弱且不可持续;纯市场导向的沙漠生态项目缺乏内生驱动力,容易崩溃。
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