生態(tài)環(huán)境影響評價中的植被生物量調查探究

摘要：在生態(tài)環(huán)境影響評價中，植被生物量是生態(tài)環(huán)境調查的重要指標之一。在生物量調查的實際工作中，一級評價的生態(tài)現(xiàn)狀調查采用樣方實測和遙感估算相結合的方法，二級評價的生物量調查采用回歸估計法較方便有效。在植被生物量調查中應考慮將幾種方法綜合使用，使其達到最佳的評價效果。

關鍵詞：植被生物量;生態(tài)環(huán)境影響評價

中圖分類號：X826 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）08-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.007

Investigation on vegetation biomass in ecological environmental impact assessment

Dai Feng

（Fujian Environmental Protection Design Institute Co.， Ltd.， Fuzhou Fujian 350012， China）

Abstract： Vegetation biomass is one of the important indicators of ecological environment survey in ecological environmental impact assessment. In the actual work of the biomass survey， the ecological status survey of the first-level evaluation adopts the combination of the sample-side measurement and the remote-sensing estimation， and the second-level evaluation of the biomass survey is more convenient and effective. In the vegetation biomass survey， several methods should be considered for comprehensive use to achieve the best evaluation results.

Key words： Vegetation biomass; Ecological environmental impact assessment

植被生物量指標的變化在生態(tài)環(huán)境影響評價中的應用極為廣泛，找到合適的植被調查方向在生態(tài)環(huán)境影響評價中就顯得尤為重要。

1 生物量

1.1 生物量概念

生物量是指某一特定時間范圍內，單位面積或體積內生存著的活有機體數(shù)量[2]。生物量又被稱為“現(xiàn)存量”，即有機體的總干重，單位為g/m2 或kg/hm2，是生態(tài)環(huán)境影響評價中極為重要的指標之一。

1.2 植被生物量變化對環(huán)境的影響

植被生物量變化對于環(huán)境產(chǎn)生的影響是多方面的，主要可以從水土流失、生態(tài)穩(wěn)定、溫室效應以及景觀生態(tài)等方面的變化進行分析。生物量可以分為第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級以及第三營養(yǎng)級生物。當?shù)谝粻I養(yǎng)級的生物數(shù)量發(fā)生增漲時，則會直接使一級消費者以及第二營養(yǎng)級的生物數(shù)量發(fā)生增漲，并間接使得第三營養(yǎng)級生物的數(shù)量發(fā)生增漲;植被覆蓋率也是影響水土流失強度的重要影響因素之一，增加植被覆蓋率可以解決水土流失問題;另外，植被生物量的變化也會直接或間接對溫室效應進行影響，還會對景觀生態(tài)類型產(chǎn)生影響，從而影響某特定區(qū)域的生態(tài)協(xié)調性[3]。

1.3 生物量在生態(tài)環(huán)境影響評價中的重要性

生物量是《環(huán)境影響評價技術導則——生態(tài)影響》要求進行調查的指標和內容，對某生態(tài)系統(tǒng)植被生物量進行詳細分析，就可以實現(xiàn)對生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性有效評估。根據(jù)《環(huán)境影響評價技術導則—生態(tài)影響（HJ19-2011）》，一級評價的生態(tài)現(xiàn)狀調查應給出采樣地樣方實測、遙感等方法測定的生物量等數(shù)據(jù);二級評價的生物量調查可依據(jù)已有資料推斷，或實測一定數(shù)量的、具有代表性的樣方予以驗證。植被生物量的調查在生態(tài)環(huán)境影響評價中尤其重要，通過生物量的估算可以識別某一項目在實施過程中對生態(tài)環(huán)境的影響程度進行定量分析，為后期生態(tài)恢復措施和恢復效果提供參考依據(jù)。由于生態(tài)影響型項目的地域性差異很大，不同項目的評價內容和范圍不盡相同，而生物量可以評價生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)劣，在生態(tài)環(huán)境影響評價系統(tǒng)中的作用也就不言而喻了。

2 植被生物量調查和評價方法

隨著科學技術手段的不斷更新和發(fā)展，植被生物量調查的計算方法和評價方法日趨完善?，F(xiàn)階段，生物量估算方法主要有皆伐實測法、標準木法、回歸估計法、蓄積量與生物量轉換模型法以及遙感估測法等。

2.1 皆伐實測法

皆伐實測法估算植被生物量，首先是選取一定面積的林地，然后將該林地內所有的植被（喬木、草木等）皆伐，測定皆伐面積內所有植被生物量，各類植被生物量之和即為皆伐林地的總生物量。最后根據(jù)皆伐林地面積與林地總面積之間的相對關系從而推算出該林地總植被生物量。

皆伐實測法測定植被生物量較為準確，可以用于草木和灌木植被生物量的估算。但該方法對生態(tài)系統(tǒng)的破壞性較大，對喬木植被生物量不容易測定，還需要耗費大量的人力資源。

2.2 標準木法

2.2.1 平均標準木法

平均標準木法是通過調查林地全部林木的樹高、胸徑等指標，計算指標的平均值作為選擇標準木的基準值。首先對標準木進行選取，對接近于指標平均值的立木作為選取標準，伐倒之后對每一部分的生物量進行測定。測定之后，最簡單的方法是將總的生物量取平均值，然后將該值與單位面積內的林木數(shù)量進行乘積運算，或者用標準木生物量平均值與單位面積林木株數(shù)相乘，就可以得到單位面積內的林分生物量，進而求出所求面積的總林分生物量。

2.2.2 分層標準木法

分層標準木法是在平準標準木法的基礎上發(fā)展起來的。首先根據(jù)林木胸徑或樹高對林木進行級別分層，再對各層次選擇的標準木伐倒稱重測定標準木生物量，得到各層次的平均生物量，然后將各層生物量平均值與各層株數(shù)乘積相加，即可得到總的生物量。

標準木法和皆伐實測法二者都是需要伐倒標準木進行生物量的測定，但皆伐實測法對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的破壞相比標準木法要大得多。標準木法測定生物量操作起來相對比較容易，但在實際生態(tài)環(huán)境影響評價中，根據(jù)樹高、胸徑選擇標準木推算出來的林分生物量會有較大的差異。由于人工林的林木一般呈具有較小或中等離散度的正態(tài)頻率分布[4]，因而運用標準木法估算生物量更適用于人工林。

2.3 回歸估計法

植被生物量回歸估計法是通過模擬林分內樹木各分量（干、莖、葉、皮、根、枝等）干物質重量為基礎的一種總體估算方法[4]。在生態(tài)環(huán)境影響評價中進行植被生物量的調查，首先需要選取合適的調查樣本，建立相關數(shù)學表達關系式，用較容易的測算因子來估算其他待測因子，這樣就可以實現(xiàn)對植被進行無破壞性的生物量調查。

對于現(xiàn)階段的研究而言，林木的生物量主要可以用三種模型方程來表示，形式上有線性、非線性以及多項式三種。在這三種生物量模型方程中，非線性模型的應用最為普遍，尤其是Huxley在1932年提出的法則最受認可和具有代表性。

2.4 蓄積量與生物量轉換模型法

（1）IPCC法。在相對生長模型的應用中，容易存在的問題是每個組分的測量生物量的總和偏離模型的估計總值，導致分量模型和總模型之間的不相容[5]，因此為了解決這些問題，根據(jù)以往的研究，相關學者建立了更多的模型，如政府間氣候變化專門委員會建立的物質源生物量模型，即IPCC方法，該方法選擇蓄積量、生物量轉換因子、植被密度、根莖比等作為選取參數(shù)，并根據(jù)以下參數(shù)建立模型方程：

Bt=Vt·BEF·（1+R），Vt表示蓄積量、D表示植被密度、BEF表示生物量擴展因子、R表示根莖比。

中國現(xiàn)有植被資源清查數(shù)據(jù)提供了更多的植被種類積累的信息，但它并沒有提供所有的植被生物量。在估算植被生物量的過程中，需要知道根、莖和葉的生物量。這種方法的缺點是生物質轉化因子，因為其簡單性且具有較大的變化范圍，并且對于特定區(qū)域的植被類型、生物轉化因子、植被年齡、類型等生物學特性有密切的關系。據(jù)研究表明，在其他條件保持恒定的情況下，使用該方法估算的結果偏高。

（2）生物量轉換因子連續(xù)函數(shù)法。生物量轉換因子連續(xù)函數(shù)法，引入的目的就是為了解決IPCC法中生物量與蓄積量比值缺陷，因為生物量平均轉換因子是不變的，因此其原理就是將該值用分齡級轉換因子代替[6]，增加對該區(qū)域植被生物量估計的準確度。由于生物量和蓄積量之間的良好相關性，可以用連續(xù)函數(shù)法公式表示為：B=aV+b，其中a，b為常數(shù)，B代表單位面積植被生物量，V代表單位面積蓄積量。

BEF=a+b/V，其中a，b為常數(shù)，BEF為不同植被類型的生物量轉換因子。

當V的值較大，生物量轉換因子BEF的值往往是不變的;當V的值較小時，則生物量轉換因子的值較大。研究表明，該方法適用于所有類型的植被。

2.5 遙感估測法

綠色植物具有顯著的、獨特的光譜特征，不同的植被及同一種植物在不同的生長發(fā)育階段，其反射光譜特征不同，遙感作為植被調查的信息源，可通過植物的反射光譜來實現(xiàn)。通過GIS軟件的綜合分析可對大區(qū)域的森林植被類型、植物季相節(jié)律、植被演化等進行監(jiān)測分析。利用遙感影像的信息對植被生物量進行估算，解決了由于調查區(qū)域地形復雜、很難獲取實測數(shù)據(jù)的問題，并針對大區(qū)域的植被生物量進行估算。在實際工作中，當涉及區(qū)域范圍較大或主導生態(tài)因子的空間等級尺度較大，通過人力踏勘較為困難或難以完成評價時，可采用遙感調查法。遙感估測法依賴于軟件技術要求較高，在遙感調查過程中必須輔助必要的現(xiàn)場勘查工作。

3 結語

在實際的環(huán)境影響評價工作中編制單位從接受建設單位委托到完成報告的編制一般不超過3個月時間，有些項目的編制時間還更少，項目組不可能為了調查生物量而花費過多的時間，因此在生物量調查的實際工作中，一級評價的生態(tài)現(xiàn)狀調查采用樣方實測和遙感估算相結合的方法較合適，二級評價的生物量調查要求較低，在實際工作中采用回歸估計法較方便有效。我國對植被生物量用于生態(tài)環(huán)境影響評價的研究比較晚。近些年來，有部分研究者為了對生態(tài)系統(tǒng)進行更加全面的評價，開始將植被生物量在生態(tài)環(huán)境影響評價項目中進行定量研究。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的覆蓋面廣，影響大，對生態(tài)系統(tǒng)評價是一項艱巨的任務。研究者為了盡可能保證生態(tài)環(huán)境影響評價中植被生物量調查的可操作性，就必須對項目的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進行合理分析，明確項目涉及的生態(tài)影響類型，根據(jù)《環(huán)境影響評價技術導則---生態(tài)影響》要求，結合工作實際選擇合適的植被生物量調查方法。在植被生物量調查中應考慮將幾種方法綜合使用，使其達到最佳的評價效果。

參考文獻

[1]檵木生物量分配特征[J].植物生態(tài)學報，2017，41（1）：105-114.

[2]郝媛，馬俊杰.生態(tài)環(huán)評中森林植被生物量的估算方法[J].地下水，2012，34（6）.

[3]丁訪軍.森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究標準體系構建[D].北京：中國林業(yè)科學研究院，2011.

[4]郝媛，馬俊杰.生態(tài)環(huán)評中森林植被生物量的估算方法[J].地下水，2012，34（6）.

[5]林力.福建省馬尾松人工林林分相容性生物量模型研究[J].福建林業(yè)科技，2014（3）：65-68.

[6]張書紅.小區(qū)域林地碳匯價值評價[D].昆明：昆明理工大學，2015.

收稿日期：2019-03-19

作者簡介：戴鋒（1982-），男，漢族，研究生，工程師，研究方向為環(huán)境影響評價。