小五臺山森林生態(tài)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

萬少欣　甄偉

摘要：森林生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了自然資源和生存環(huán)境2個(gè)方面的多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，通過評估指標(biāo)體系和計(jì)量方法，對森林的服務(wù)功能進(jìn)行科學(xué)、量化的評價(jià)具有重要意義。2010年經(jīng)國家林業(yè)局批復(fù)設(shè)立了小五臺山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，對保護(hù)區(qū)開展生態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估，是分析其生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及變化趨勢的基礎(chǔ)，是提出科學(xué)保護(hù)對策的依據(jù)，可有效促進(jìn)我國暖溫帶地區(qū)典型人工林生態(tài)系統(tǒng)的觀測研究能力，為我國華北地區(qū)乃至全國其他條件類似地區(qū)林業(yè)生態(tài)建設(shè)、多樣性保護(hù)和森林資源的持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。本文介紹了森林生態(tài)系統(tǒng)研究的意義、方法、保護(hù)區(qū)開展該研究的背景及研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：森林生態(tài)系統(tǒng)；小五臺山；研究現(xiàn)狀

自從A.G.Tasley于1935年首次提出生態(tài)系統(tǒng)的概念后，生態(tài)系統(tǒng)理論在隨后的幾十年得到了進(jìn)一步發(fā)展和完善。1972年著名生態(tài)學(xué)家P.Ehrlich首次使用了“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”一詞，隨后生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)作為學(xué)術(shù)用語為人所用，之后大量學(xué)者多次提出“生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”概念，從1997年的Daily到2005年聯(lián)合國出版的《生態(tài)系統(tǒng)與人類福祉》，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的概念不斷完善。如今被多數(shù)人接受的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)指：“生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成的人類賴以生存的自然環(huán)境條件和效用”。而生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能作為生態(tài)系統(tǒng)與生俱來的能力，與人類存在與否或是否受益沒有任何關(guān)系，是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和表現(xiàn)形式。

1森林生態(tài)系統(tǒng)研究意義

1.1研究意義

森林是地球上復(fù)雜的、多物種、多功能與多效益的生態(tài)系統(tǒng)，對維護(hù)生態(tài)平衡起著決定性作用。森林生態(tài)系統(tǒng)為人類提供了自然資源和生存環(huán)境2個(gè)方面的多種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，對森林的服務(wù)功能進(jìn)行科學(xué)、量化的評價(jià)，對反映林業(yè)建設(shè)成就，提高森林經(jīng)營管理水平，加深人們的環(huán)保意識，體現(xiàn)林業(yè)的地位和作用等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1.2研究方法

目前，對森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估方法包括評估指標(biāo)體系和計(jì)量方法2部分。以王兵研究員為首的林業(yè)工作者根據(jù)中國森林生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)，確定中國森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估指標(biāo)主要包括8個(gè)方面：涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)、凈化大氣環(huán)境、森林防護(hù)、生物多樣性保護(hù)和森林游憩，并制定了中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為計(jì)量方法執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)站是開展這一研究的重要平臺。

2小五臺山森林生態(tài)系統(tǒng)研究背景

2.1保護(hù)區(qū)概況

小五臺山自然保護(hù)區(qū)位于河北西北部，地處燕山——太行山山系區(qū)，太行山山脈北端，屬于“自然生態(tài)系統(tǒng)類型”中的“森林生態(tài)系統(tǒng)類型”。該區(qū)氣候?qū)贉貛Т箨懠撅L(fēng)型山地氣候，具有雨熱同季、冬長夏短、四季分明、夏季晝夜溫差大等特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)山峰峽谷眾多，其中主峰東臺海拔2882m，為河北最高峰。保護(hù)區(qū)的森林和植物群落可分為7個(gè)植被型、18個(gè)群落系和35個(gè)群系。獨(dú)特的自然條件使該區(qū)成為京津冀地區(qū)生物種類最豐富的地區(qū)之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，該區(qū)已發(fā)現(xiàn)野生高等植物1393種，隸屬于118科529屬；陸生脊椎動物共計(jì)137種，隸屬于4綱18目56科107屬；六足動物和蛛形動物3082種，隸屬于5綱29目320科1769屬；菌類3門126屬481種。該區(qū)水資源比較豐富，主要山谷皆有溪水，主要水源是降水、地下水和潛水等，對該地區(qū)植被發(fā)育和人民生活起了重大作用。該區(qū)主要土壤類型有亞高山草甸土，山地棕壤及褐土類。

2.2研究背景

保護(hù)區(qū)建區(qū)30余年，在資源保護(hù)、資源調(diào)查、宣傳教育、社區(qū)共建、多種經(jīng)營等方面做了大量的工作，但由于受經(jīng)濟(jì)、人才等諸多因素的制約，對保護(hù)區(qū)內(nèi)包括氣候、水文、土壤等生態(tài)因子的研究開展較晚，數(shù)據(jù)積累薄弱，對區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境及其變化趨勢了解不夠深入，對保護(hù)對策的制定及保護(hù)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展不利。2010年經(jīng)國家林業(yè)局批復(fù)設(shè)立了小五臺山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，對保護(hù)區(qū)開展生態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估。監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一上報(bào)到國家林業(yè)局生態(tài)定位觀測網(wǎng)絡(luò)中心。通過生態(tài)站的建設(shè)和長期定位觀測，可有效促進(jìn)我國暖溫帶地區(qū)典型人工林生態(tài)系統(tǒng)的森林水文、森林氣象、森林土壤、樹木生理、水土保持等方面的觀測研究能力，為我國華北地區(qū)乃至全國其他條件類似地區(qū)林業(yè)生態(tài)建設(shè)、多樣性保護(hù)和森林資源的持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

3保護(hù)區(qū)開展的研究

保護(hù)區(qū)目前開展的研究主要包括森林氣象觀測、森林水文觀測、森林土壤觀測和森林生物觀測。氣象觀測主要包括：地面標(biāo)準(zhǔn)氣象站、森林小氣候梯度自動觀測系統(tǒng)、大氣顆粒物分析、正負(fù)離子檢測、多參數(shù)氣體分析；水文觀測主要是建立3座測流堰。其中1個(gè)大流域矩形薄壁堰，另外2個(gè)小流域三角堰。地表徑流場共建設(shè)4個(gè)，通過觀測水量和淤泥量來觀測水土流失。土壤觀測包括土壤水分測定、土壤非飽和導(dǎo)水率測量、土壤飽和導(dǎo)水率測量、土壤呼吸監(jiān)測和離子分析。生物觀測包括建3個(gè)6hm2的永久固定大樣地，每5年展開1次詳細(xì)調(diào)查，并開展樹木冠層分析、年輪分析等觀測，用來長期監(jiān)測典型林分的生長變化、生物多樣性、對環(huán)境變化的響應(yīng)等。

小五臺山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站通過對該區(qū)的氣象、水文、土壤、生物進(jìn)行長期觀測研究，為評估該區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，科學(xué)制定保護(hù)對策提供重要依據(jù)。作為森林生態(tài)站網(wǎng)的一員，該區(qū)具有從多個(gè)空間尺度分析小五臺山森林植被的結(jié)構(gòu)和格局的環(huán)境影響機(jī)制，研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能變化規(guī)律，特別是森林植被在參與生物地球化學(xué)循環(huán)過程中，通過與土壤、大氣、水流在多界面、多層次、多尺度上進(jìn)行物質(zhì)與能量交換、改變和影響區(qū)域氣候、涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)、保持水土和抵御各種自然災(zāi)害的作用；為我國華北地區(qū)乃至全國其他條件類似地區(qū)林業(yè)生態(tài)建設(shè)、多樣性保護(hù)和森林資源的持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐；為國家森林生態(tài)定位研究和監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提供科學(xué)、準(zhǔn)確、具有可比性的數(shù)據(jù)和信息，為國家生態(tài)環(huán)境科學(xué)觀測網(wǎng)絡(luò)和社會發(fā)展提供資源、環(huán)境和生態(tài)數(shù)據(jù)的存儲、處理、交換、共享服務(wù)，促進(jìn)森林生態(tài)水文、森林健康、生物多樣性保護(hù)、生態(tài)系統(tǒng)綜合管理等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

（收稿：2017-01-08）endprint