劉建國的可持續(xù)發(fā)展研究之路

段風(fēng)華

一

2018年春天以來，中美貿(mào)易爭端引發(fā)了國人對于中美貿(mào)易和食品安全等諸多問題的思考。作為一位生態(tài)學(xué)家和可持續(xù)性發(fā)展科學(xué)家，美國密歇根州立大學(xué)系統(tǒng)綜合與可持續(xù)性發(fā)展中心主任劉建國教授對此有著更深層次的思考。

早在5年前，劉建國就開始與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所的研究員孫晶、吳文斌和中國工程院院士唐華俊、張福鎖，以及美國科學(xué)院院士、斯坦福大學(xué)教授哈羅德·穆尼等專家展開了有關(guān)糧食進口問題的研究。2018年5月，他們在《美國科學(xué)院院報》發(fā)表了中美科學(xué)家最新研究成果揭示，糧食進口也會給進口國帶來環(huán)境污染。

傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，由于糧食生產(chǎn)需要消耗土地資源、水資源，過量施用化肥和農(nóng)藥會導(dǎo)致出口國環(huán)境污染，因此“糧食進口國是環(huán)境受益者”。

在該項研究中，劉建國和合作團隊首先進行了全球尺度的數(shù)據(jù)分析，涉及全球6大洲168項大豆和4種常見作物（小麥、玉米、水稻、蔬菜）的氮營養(yǎng)平衡研究。團隊選取從巴西、美國進口大豆數(shù)量前10位的國家，計算這些國家由于大豆進口，帶來本國大豆種植轉(zhuǎn)變?yōu)樾←?、玉米、水稻、蔬菜種植過程中的氮營養(yǎng)平衡變化。結(jié)果表明，全球主要大豆進口國因作物種植轉(zhuǎn)換造成了巨大的氮污染。

該研究表明，有必要對國際貿(mào)易中進口其他商品貨物帶來的環(huán)境影響進行分析。同時，在國際貿(mào)易談判和相關(guān)政策制定中，關(guān)于進口國環(huán)境問題的研究具有重要價值。由大豆進口帶來的環(huán)境問題是一個國際問題，聯(lián)合國糧農(nóng)組織等應(yīng)當(dāng)幫助中國和其他國家的農(nóng)民，如通過技術(shù)和資金支持來增強大豆和其他作物種植的技術(shù)，從而達到提高產(chǎn)量并減少污染的目的。

該項研究彌補了傳統(tǒng)觀點的不足，發(fā)現(xiàn)了進口國中隱藏的環(huán)境問題，并強調(diào)了對國際貿(mào)易中系統(tǒng)分析的重要性，可為我國與美國、巴西等國家進行諸如大豆糧食貿(mào)易談判時，闡述糧食進口的環(huán)境污染風(fēng)險提供重要科學(xué)依據(jù)。

此次關(guān)于糧食進口導(dǎo)致環(huán)境污染的研究，只是劉建國20多年來一直在構(gòu)建和完善的人與自然耦合理論的一次驗證。在接受本刊記者采訪時，劉建國說：“中國以前是大豆的原產(chǎn)地，現(xiàn)在是世界第一進口國，中國食品生產(chǎn)所需的大豆中超過80%需要從外國進口，主要進口國家是巴西和美國。我們以大豆貿(mào)易為例，構(gòu)建了多尺度遠(yuǎn)程耦合模式，通過各種數(shù)據(jù)分析，建立模型，讓大家了解全球的貿(mào)易生產(chǎn)消費對社會、經(jīng)濟、環(huán)境的影響，這也是遠(yuǎn)程耦合理論的具體運用?！?/p>

除了貿(mào)易之外， 劉建國認(rèn)為人口遷移、旅游、物種擴散、技術(shù)轉(zhuǎn)移、投資等都是重要的遠(yuǎn)程耦合過程（遠(yuǎn)距離社會經(jīng)濟和環(huán)境相互作用）。

二

4月18日，美國人文與科學(xué)院（American Academy of Arts and Sciences，英文縮寫為AAAS）公布了新增院士名單，劉建國是入選的6位華人學(xué)者之一。AAAS 1780年成立，是美國歷史最悠久的獨立學(xué)術(shù)團體和政策研究中心之一，總部位于馬薩諸塞州的劍橋市。AAAS負(fù)有雙重職能：從科學(xué)、人文、商業(yè)、政治、藝術(shù)等領(lǐng)域選舉最優(yōu)秀的學(xué)者及最具影響力的領(lǐng)袖成為其院士，以及針對社會的需要進行政策研究。

入選該院院士，也是劉建國多年來學(xué)術(shù)積累的結(jié)果。1992年，劉建國獲得美國佐治亞大學(xué)博士學(xué)位，隨后赴哈佛大學(xué)做博士后，沒想到做博士后時近在咫尺的AAAS卻讓他在學(xué)術(shù)道路上走了20多年才得以進入。“我在哈佛大學(xué)的時候也關(guān)注過他們的活動，因為都在劍橋市，離哈佛大學(xué)不遠(yuǎn)?！?/p>

劉建國的學(xué)術(shù)之路始于湖南農(nóng)學(xué)院，畢業(yè)后他考入中國科學(xué)院動物所攻讀碩士學(xué)位，師從馬世駿教授和陳永林教授。碩士畢業(yè)后，他被分配到中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境中心系統(tǒng)生態(tài)室工作。劉建國的學(xué)術(shù)方向深受導(dǎo)師馬世俊影響，馬世俊教授是我國著名的生態(tài)、環(huán)境學(xué)家，1948年赴美留學(xué)，先后獲得理學(xué)碩士和哲學(xué)博士學(xué)位。1987年馬世俊與許多國際著名學(xué)者一起起草了全球環(huán)境與發(fā)展報告《我們共同的未來》。他主張變消極的環(huán)境保護為積極的生態(tài)調(diào)控，提出了“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”的戰(zhàn)略方針。

在導(dǎo)師支持下，1988年劉建國赴美留學(xué)，師從佐治亞大學(xué)教授H. Ronald Pulliam和Eugene P. Odum教授等。那個時候劉建國的英文還不過關(guān)，上課常常聽不懂，他就用了笨辦法，用錄音機把老師的課錄下來，然后反復(fù)聽。在美國，老師經(jīng)常要求學(xué)生在課堂上做演示，這對劉建國來說無疑是極大的挑戰(zhàn)。美國的學(xué)生從小就在批判式思維方面久經(jīng)沙場，很有想法，勤于思考，善于提問。而中國學(xué)生從小習(xí)慣了要聽從老師的教導(dǎo)，上課比較害羞，不愿當(dāng)眾發(fā)表觀點，更很少提出反對意見。

到了博士階段后半期，劉建國開始找到一點感覺了。論文讀多了，他開始摸索出來一些經(jīng)驗，有了自己的想法，開始琢磨自己寫論文。

從佐治亞大學(xué)獲得博士學(xué)位，到哈佛大學(xué)從事博士后研究，再進入密歇根州立大學(xué)，劉建國的學(xué)術(shù)研究之路有了堅實的基礎(chǔ)。

劉建國把研究重點放在生態(tài)學(xué)與社會科學(xué)和政策的綜合性研究上。他對看似無關(guān)的問題很感興趣，如：離婚與環(huán)境影響、家庭數(shù)量增加與生物多樣性熱點地區(qū)、人類與自然耦合系統(tǒng)的復(fù)雜性，等等。2003年，劉建國和Gretchen Daily、Paul Ehrlich、Gary Luck等幾位合作者共同在《自然》發(fā)表了封面文章——《家庭動態(tài)變化對資源消耗和生物多樣性的影響》。他們研究發(fā)現(xiàn)，人類生活方式與生活行為的改變，導(dǎo)致家庭數(shù)量迅速增加。

劉建國說：“人和自然的關(guān)系非常復(fù)雜。比如過去20多年，中國人口增長速度在下降，但是家庭增長速度卻特別快，從1985年到2000年的15年間，中國家庭住戶的增長速度是人口增長速度的3倍，多出了8000萬個家庭，是蘇聯(lián)和加拿大家庭住戶的總和。小家庭對能源的利用效率較低。一是離婚率上升；二是三代、四代同堂的家庭越來越少；三是人口老化。因而導(dǎo)致家庭戶數(shù)迅速增長，每戶人口數(shù)量下降，這樣資源利用效率就低了。例如不管一家有兩口人還是四口人，都要使用冰箱、空調(diào)和暖氣……為了提高資源利用率，一些產(chǎn)品可以多個家庭共享，而不需要每家每戶都去買。”

劉建國是學(xué)生態(tài)的，但他自認(rèn)為不是一個傳統(tǒng)的生態(tài)學(xué)家?！皞鹘y(tǒng)生態(tài)學(xué)家著重于自然生態(tài)系統(tǒng)，把人都排除在外，認(rèn)為人不是生態(tài)學(xué)的研究對象。但現(xiàn)在人口這么多，人類活動無處不在，在地球上已經(jīng)基本找不到一個沒有受人類直接或間接影響的自然生態(tài)系統(tǒng)?！睆纳鲜兰o(jì)80年代開始，劉建國就把人放在生態(tài)系統(tǒng)里加以考慮，把人作為生態(tài)系統(tǒng)的一部分，而不是以前人定勝天那種傳統(tǒng)觀念。他認(rèn)為，現(xiàn)在看來，把人作為生態(tài)系統(tǒng)的一部分非常重要，了解生態(tài)系統(tǒng)的機制，必須要把人考慮在內(nèi)，因為好多影響都是人類造成的。要制定有效可行的政策，也要把社會經(jīng)濟文化因素考慮在里面，不能想當(dāng)然，否則政策是不會成功的。把人和自然考慮成一個耦合整體，促進人與自然和諧，是劉建國研究的重點。

三

隨著劉建國在生態(tài)學(xué)及可持續(xù)發(fā)展性研究的推進，他開始將一部分研究重點轉(zhuǎn)向中國，大熊貓研究是其中一項重要課題。劉建國和中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心歐陽志云研究員，以及四川臥龍自然保護區(qū)張和民局長等合作，20多年來在四川臥龍自然保護區(qū)和中國其他地區(qū)采用野外調(diào)查、遙感、地理信息系統(tǒng)和數(shù)理統(tǒng)計等方法，定量探討了大熊貓的生境變化及人類活動（人口、住戶、旅游、退耕還林、天保林工程等）對其影響。通過與世界其他地區(qū)人與自然耦合系統(tǒng)的對比研究，可將臥龍的局地研究成果與方法應(yīng)用到區(qū)域及全球尺度。

“在中國，我和我的合作者、博士后、學(xué)生等研究人類活動和大熊貓生存的關(guān)系，怎樣改善當(dāng)?shù)厝藗兊纳?，減少當(dāng)?shù)鼐用駥Υ笮茇埳姝h(huán)境的破壞，既能幫助當(dāng)?shù)鼐用?，也能保護大熊貓。過去砍伐森林對大熊貓的生存環(huán)境破壞嚴(yán)重，當(dāng)?shù)厝瞬豢硺錈o法生存，他們要吃飯，要住房，還要撫養(yǎng)小孩，只能利用當(dāng)?shù)氐馁Y源，怎么辦呢？我們就一直在研究怎么平衡人類需求和野生動物保護。近10多年來中國野生動物保護政策注重幫助當(dāng)?shù)鼐用駨亩勾笮茇埳姝h(huán)境在逐漸恢復(fù)?！眲⒔▏f。

2005年，劉建國與普利策獎獲得者、加州大學(xué)洛衫機分校Jared Diamond教授合著了一篇題為《全球化下的中國環(huán)境：中國與世界各地如何相互影響》的文章，并發(fā)表在《自然》上。“全球各個國家聯(lián)系緊密，如果要使得中國的環(huán)境有所改善，全世界都必須為之努力?！眲⒔▏莱隽似渲幸粋€原因就是，中國向別國出口產(chǎn)品，中國利用了自己的自然資源，卻把污染留在了本國，所以，進口中國產(chǎn)品的國家對于中國的環(huán)境問題負(fù)有責(zé)任。

Diamond教授是環(huán)境、地理和人類文明等領(lǐng)域的世界權(quán)威。劉建國與他在斯坦福大學(xué)相識，因為興趣相同，第一次見面就決定合作。兩人自2001年開始這項研究，其間這篇文章大大小小修改了幾百次。劉建國說：“我一直都在研究人類與環(huán)境的關(guān)系，中國環(huán)境問題是我的研究興趣之一。我們想對中國的環(huán)境及其對社會、經(jīng)濟和人類健康的影響，以及與世界各國的關(guān)系有全面的認(rèn)識，我們想從系統(tǒng)的角度來分析。中國的環(huán)境問題，有的是中國人自己造成的，有的是其他國家間接引起的，比如外國在中國設(shè)立工廠，把一些比較陳舊落后的技術(shù)設(shè)備賣給中國。在中國生產(chǎn)的產(chǎn)品出口了，但是污染物卻留在中國。現(xiàn)在不僅僅是經(jīng)濟全球化，也是環(huán)境全球化?！?/p>

劉建國與合作者通過研究中國和世界其他主要國家，發(fā)現(xiàn)印度國土面積只有中國的三分之一，人均二氧化碳排放量只有中國的二分之一，人均二氧化硫排放量只有中國的三分之一。一個重要的原因就是，印度的資源利用效率比中國高。

2010年，劉建國在《科學(xué)》上發(fā)表了《中國的可持續(xù)發(fā)展之路》一文，呼吁發(fā)達國家如果希望中國的環(huán)境得到改善，應(yīng)該從技術(shù)上給予支持。不只是中國有責(zé)任改善中國環(huán)境，發(fā)達國家也有責(zé)任。因為大家都生活在地球上，一個地方污染了，其他地方也受影響。幫助中國改善環(huán)境，除了轉(zhuǎn)讓對環(huán)境污染較小的技術(shù)，還可以從其他許多方面（例如信息、資金等）提供協(xié)助。

四

近十幾年來，劉建國主要從事可持續(xù)性發(fā)展、保護生物學(xué)、人類與自然的相互關(guān)系、人類活動對環(huán)境和生物多樣性（如大熊貓和鳥類）的影響、系統(tǒng)模型及模擬等領(lǐng)域的研究等。他尤其熱衷于生態(tài)學(xué)與社會科學(xué)（如社會學(xué)、經(jīng)濟學(xué)和人口學(xué)）的交叉性和綜合性研究。他提出人與自然耦合系統(tǒng)包括社會生態(tài)系統(tǒng)、社會經(jīng)濟生態(tài)系統(tǒng)、人與環(huán)境系統(tǒng)、社會-經(jīng)濟-自然系統(tǒng)等諸多類型。

劉建國與合作者重點研究和完善的是遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)理論。以前很多可持續(xù)研究都是通過某個特定地點進行，很少注重多個地點之間遠(yuǎn)程相互作用可持續(xù)性所產(chǎn)生的影響。雖然有些研究涉及到遠(yuǎn)程因素，但通常都把他們看作外在變量，而非反饋。劉建國與合作者首先提出人類與自然耦合系統(tǒng)，研究在特定地點發(fā)生的相互作用，遠(yuǎn)程耦合概念則是人類與自然耦合系統(tǒng)研究的自然延伸。他們用遠(yuǎn)程耦合這一綜合概念來描述遠(yuǎn)距離人類與自然耦合系統(tǒng)之間社會經(jīng)濟和環(huán)境的相互作用。遠(yuǎn)程耦合概念的提出是人類與自然耦合系統(tǒng)、社會與生態(tài)耦合系統(tǒng)、人類與環(huán)境耦合系統(tǒng)研究的自然邏輯延伸。它是對遠(yuǎn)程連接、全球化，以及世界體系理論概念的歸納和綜合。近年來，他們在該領(lǐng)域的研究成果已陸續(xù)發(fā)表，并得到學(xué)界認(rèn)可。

由于劉建國的科學(xué)貢獻與研究成果，他先后獲得美國國家科學(xué)基金會職業(yè)成就獎、美國生態(tài)學(xué)會可持續(xù)性發(fā)展科學(xué)獎、美國景觀生態(tài)學(xué)會杰出景觀生態(tài)學(xué)家獎、中國國家杰出青年科學(xué)基金，以及密歇根州立大學(xué)杰出教授等多項榮譽。

在密歇根州立大學(xué)工作的20多年間，教書、育人，學(xué)術(shù)、科研是劉建國的工作重點。隨著自己在研究方面的科研成果日益豐碩，他的一批批學(xué)生也逐漸成長起來，成為學(xué)科骨干。劉建國希望自己的團隊今后在國際學(xué)術(shù)界有更多成果，在學(xué)術(shù)領(lǐng)域有更好的傳承，從專業(yè)領(lǐng)域為中國及全球可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮更大的影響力。劉建國充滿期待地說：“過去20多年來，中國創(chuàng)造了一個經(jīng)濟奇跡。我們希望在未來的20年內(nèi)，中國會創(chuàng)造一個環(huán)境奇跡?！?（題圖攝影|張勁松）