森林生态系统健康评估方法的现状与前景

森林是林业的主体,作为森林可持续经营的组成部分和重要措施,森林健康问题引起了国内外许多学者的关注,成为当前林业研究的重要领域之一。从森林健康的发展历程和内涵入手,对森林健康评估指标体系法、生态指示者法和健康距离法3种主要方法进行综述,并分析各种方法的优缺点。快速诊断和评估将是森林健康研究的重要方向,需要加强以下几方面:1)界定森林生态系统健康内涵;2)形成森林生态系统健康快速诊断和评估的简化指标体系;3)建立森林健康快速诊断和评估方法;4)森林健康快速诊断和评估的应用技术;5)森林健康快速诊断和评估多技术、多方法、多尺度的研究。     

基于BP神经网络的森林生态系统健康预测

森林的健康状况将直接影响全球生态稳定和全人类的可持续发展,而对森林健康预测是人们了解森林生态状况的重要手段。在选定森林健康评价指标的基础上,建立了一个3层BP神经网络模型,并应用于鹫峰国家森林公园森林健康预测。预测验证结果表明,基于神经网络预测森林生态系统健康具有良好的合理性与可靠性。并为了构建一个准确稳定的森林健康预测模型,给出了一些相关建议。     

森林生态系统模型PnET及其应用

森林生态系统模型已经成为一门新兴的科学,可以为森林资源的管理利用、森林最大收益的获取提供科学依据。PnET模型是美国复杂系统研究中心（Complex System Research Center）开发研制的,最初是为了模拟森林生态系统碳水平衡而创建,目前该模型可以模拟完整的氮循环过程。PnET模型已经在美洲、欧洲以及亚洲的一些地区得到了验证和运用,可用于森林乃至陆地生态系统的模拟。PnET模型可用来分析森林林木生长规律,不同土壤类型及气候条件对森林生态系统碳氮通量变化的影响;还可用于估算森林生态系统最大生产潜力,对生长在不利条件以及地区的林木生长进行预测等。该模型对可持续林业的发展具有积极的指导作用。     

森林生态系统健康快速评价研究

运用北京市"十五"森林资源二类清查数据,以北京市西山林场为例,从森林生态系统的完整性、稳定性、可持续性建立森林生态系统健康快速评价指标体系.使用层次分析法确定指标权重,运用综合评价模型对森林小斑尺度上北京市西山林场森林生态系统健康状况进行了评价.结果表明,(1)北京西山林场367个小斑中,70.3%的小斑处于亚健康状态.(2)确定的3类8个指标,能比较客观地反映北京市西山林场森林生态系统的健康状况,且简便易用,具有一定的科学性和可操作性.     

秦皇岛市北戴河区森林生态系统服务功能价值评估

[目的]评估城市森林生态系统服务功能价值,为城市生态环境持续改善和经济发展提供科学依据和理论支持。[方法]选用河北省秦皇岛市北戴河区森林生态系统作为研究对象,采用水量平衡法、替代工程法、机会成本法、生产成本法、碳税法、市场价值法、认购意愿法等,对森林生态系统提供的涵养水源、保育土壤、固碳释氧、净化大气、森林防护、游憩休闲等6种服务功能价值进行评估。[结果]北戴河区森林生态系统服务功能价值达到14.87亿元/a。其中,游憩休闲功能价值居首位,达到10.87亿元/a,约占总价值的73.12%。各项森林生态系统服务功能价值表现为:游憩休闲净化大气涵养水源固碳释氧保育土壤森林防护。[结论]森林生态系统在城市生态系统中发挥着重要作用,尤其是旅游业的发展能够很好地拉动北戴河区经济的发展,有助于合理利用与经营北戴河区森林资源,最终实现北戴河区森林资源的可持续利用。     

森林采伐对林地表层土壤主要特征及其生态过程的影响

森林采伐是森林经营过程中的一类常见作业,而森林重要生态过程都离不开林地表层(土壤及覆盖物),为此,理解和把握森林采伐对林地表层的影响对于合理经营和管理森林生态系统,实现生态系统的可持续发展等具有重要意义。本文在简单回顾了采伐对森林组成、结构及其功能的影响基础上;介绍了森林采伐对林地表层温度、湿度、土壤结构、pH值、养分(C、N、P、S)等理化特性的影响;分析了土壤生物对森林采伐的反馈过程;阐述了森林采伐对林地水文、C、N转化等生态过程的作用。最后,从研究方法、研究目标和研究内容三个方面提出森林采伐影响林地表层研究的发展趋势,指出森林采伐的边缘效应和空间异质性;森林采伐后土壤生物的响应;森林采伐后的水、C、N转化和循环等生态过程及其耦合作用是目前及今后研究的三大热点。     

长白山森工集团天保工程生态效益动态变化

基于2000年底和2015年底,长白山森工集团森林资源二类调查数据和森林生态站长期监测数据,利用森林生态系统服务全指标体系,连续观测与清查(简称森林生态连清)体系,采用分布式测算方法,对研究区天然林生态系统,从涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木积累营养物质、净化大气环境和生物多样性保护等6项服务进行评估,量化并揭示长白山森工集团天保工程生态效益的动态变化.结果表明:在天保工程实施后,天然林各项生态系统服务物质量和价值量均呈现增加趋势,物质量增加量分别为涵养水源7.78亿t/a、保育土壤2 255.32万t/a、固碳释氧量191.87万t/a、林木积累营养物质6.35万t/a、释放负离子0.22×10”个/a、吸收污染物量2 879.16万kg/a、吸滞PM10总物质量122.43万kg/a、吸滞PM2.5总物质量18.38万kg/a;价值量增加381.75亿元/a,6项服务的价值量贡献顺序依次为生物多样性保护＞涵养水源＞保育土壤＞净化大气环境＞固碳释氧＞林木积累营养物质,其中,生物多样性保护和涵养水源为研究区天然林生态系统服务的主导功能.天保工程实施后,保育土壤功能的生态系统服务价值量增加量最大,占总增加量的27％,涵养水源次之,对该区天然林生态效益影响最大.该研究为天保工程的后续开展提供借鉴和参考,为天然林的经营管理提供科学依据和指导.     

森林生态系统健康评估研究进展

 森林生态系统健康评估是当前热门研究方向之一,已成为国内外森林状况评估和森林资源管理的标准。笔者在浏览国内外大量文献的基础上,从森林生态系统健康概念、评估指标体系、评估方法、评估公式和评估标准与结果表达等方面,分析研究森林生态系统健康评估的研究现状,指出其存在的问题,并展望森林生态系统健康评估研究的发展趋势。     

吉林省森林生态系统服务价值评价

[目的]对2009—2013年吉林省的森林生态系统服务价值进行评价,为森林生态系统的可持续经营和管理提供依据。[方法]以第8次森林资源清查和吉林省林业调查规划院编制的8个林业局森林经营方案等数据为基础,建立森林生态系统服务评估指标体系和定量方法,采用价格倒算法推演森林涵养水源价格公式。[结果](1)2013年吉林省森林生态系统服务总价值为13 801.35亿元。(2)森林生态系统各服务价值排序为净化大气环境(10 225.91亿元,占总服务价值的74.09%)生物多样性维护(1 063.27亿元,占7.70%)涵养水源(997.70亿元,占7.23%)保育土壤(941.61亿元,占6.82%)农田/草场防护(564.75亿元,占4.09%)固碳释氧(8.12亿元,占0.06%)。[结论]在吉林省森林生态系统服务价值中,以净化大气环境、生物多样性维护和涵养水源服务价值最高。倒算法推演得到的结果较以往研究更贴合实际,有力地提升了森林涵养水源价值核算的准确性和合理性,也使森林涵养水源价值研究评价方法更加科学。     

黄淮海平原饶阳试区农林复合生态系统综合效益分析

该文对国家重点科技攻关项目黄淮海平原饶阳试区农林复合生态系统作了综合分析，试区由原来的风沙干旱瘠薄盐碱的低产区变为生态环境良好、林茂粮丰的新试区。系统的建立改善了自然生态条件、气象因子以及二氧化碳尘埃含量、鸟类数量等林木覆盖率由2%提高到20%，粮食产量由每公顷1500余公斤提高到7500余公斤，并成为黄淮海平原中低产地区综合治理示范样板，取得了显著的生态效益和经济效益。     

秋浦河流域生态补偿标准实证研究

流域生态补偿标准是流域生态补偿研究的核心内容,国内外对此观点不一。以秋浦河为例,以2007年为基准,采用国家林业局发布的"森林生态系统服务功能评估规范(LY/T1721-2008)",评估了其上游生态服务价值为5.47亿元。并基于"外部性理论"提出了流域生态补偿标准应本着因地而宜原则,视生态服务的空间差异而定。补偿的上限为外部经济性行为的全部,即生态服务价值的全部5.47亿元,补偿的下限为生态系统服务功能中主导效应因子的价值,即直接使下游受益的水源涵养及土壤保育价值2.16亿元。     

生态承载力与生态系统生产总值耦合的生态系统服务评估—以福建省长汀县为例

生态系统质量是区域探索生态优先、绿色发展为导向的高质量发展的重要基础。开展区域生态系统服务评估可获取国土空间生态本底特征,为生态系统保护格局构建提供现状底图,明确生态系统修复重点、国土空间优化提供导向。以长汀县为例,基于地区生态典型性、区域生物量差异及公众支付意愿与能力构建特色评价指标,采用生态承载力与生态系统生产总值耦合研究方法,对长汀县生态系统服务进行县域、镇域、村域及系统斑块等多尺度评估。结果表明:长汀县生态系统服务等级空间分布符合区划规律,大致呈中间低、四周高的特征;尺度细化使结果分布异质性更强,可为开展生态修复、空间优化提供更具针对性的建议;长汀县生态系统较为脆弱,低生态等级乡镇个数占比高达38.89%,影响因素多样,水土流失及森林覆盖率影响显著;地形地势、人类活动、政策实施影响生态承载力的空间分布,地势平坦的人口稠密区系生态承载力低值集中区;森林生态系统在生态系统生产总值评估中扮演重要角色,生态系统生产总值均值等级极高的4个乡镇,其森林生态系统面积皆占89%以上。通过对生态承载力与生态系统生产总值耦合的方法进行探究,有利于推进"两山"理论的应用实践,将为地区生态系统服务提升与空间发展提供参考建议。     

森林生态系统中土壤有机质组分的固态13C核磁共振波谱表征

Forest management practices such as prescribed burning and thinning in forest ecosystems may alter the properties of soil organic matter (SOM).In this study,surface soils from field plots in the Bankhead National Forest,Alabama,USA,were used to investigate possible SOM transformations induced by thinning and burning.Elemental analysis and solid-state 13C cross polarization magic angle spinning nuclear magnetic resonance (13C CPMAS NMR) spectroscopy were used to characterize SOM fractions in whole soils,humic substances,and density fractions.Our data revealed that the changes in SOM fractions due to the repeated burning carried out in the forest ecosystem studied were involved mainly with alkyl C,O-alkyl C,and carbohydrate functional groups,implying that most prominent reactions that occurred involved dehydrogenation,de-oxygenation,and decarboxylation.In addition,burning and thinning might have also affected the distribution and composition of free and occluded particulate SOM fractions.The limited structural changes in SOM fractions suggested that low-intensity prescribed fire in the forest ecosystem studied will not create major structural changes in SOM fractions.     

陕北地区土地利用变化对生态服务功能价值的影响

以陕北地区榆林、延安2市作为研究区域,利用土地利用变化数据,对陕北地区用地类型的变化进行分析,并使用合适的生物量因子,修正生态服务功能价值当量表,使当量表更符合陕北地区的实际情况,结合已有研究得到的二级用地类型当量因子比例关系,细化生态系统服务功能当量因子表,以便更准确的估算陕北地区生态系统服务功能价值.结果表明:1985-2013年间,主要用地类型变化为耕地、林地和草地,耕地面积减少2 811 km2,减少率达到9.98％,林地和草地面积分别增加1 392和2417 km2,增幅分别达到12.85％和7.10％;其中,2000-2013年面积急剧变化,林地和草地面积的增加量分别是1985-2000年的7倍和2倍,退耕还林(草)效果明显;生态系统服务功能价值大量增加,林地和草地的生态系统服务功能价值增量分别为25.2亿和13.9亿元,2000-2013年的增量是1985-2000年增量的3倍.生态服务功能价值的变化与全面推行退耕还林(草)的时间相对应,表明退耕还林(草)政策,对陕北地区生态系统服务功能价值有积极的影响.     

The Boreal Forest Transect Case Study: Global change effects on ecosystem processes and carbon dynamics in boreal Canada

The Boreal Forest Transect Case Study (BFTCS) is a multi-disciplinary ecological study organised around a 1000 km transect located in central Canada. The transect is oriented along an ecoclimatic gradient in a region likely to undergo significant environmental change within the next few decades, and crosses the climate-sensitive boreal forest biome, including the transitions north and south into tundra and grassland respectively. Originally conceived as an extension to the BOReal Ecosystem Atmosphere Study (BOREAS), the 10-year BFTCS project projects the intensive canopy-scale measurements and modelling advances obtained from BOREAS to a wider range of sites with a longer-term perspective. In addition to considering ecophysiological processes with time-frames of the order of one year or shorter, BFTCS addresses the effects of larger scale, longer term processes including vegetation succession and ecosystem disturbances. The BFTCS currently provides practical linkages among ecosystem monitoring, field experiments and regional scale modelling. It will ultimately provide a knowledge-base of key processes and their environmental sensitivities, and assessments of possible climate feedbacks, which can be used to assess the possible consequences of global change both regionally and globally.     

青海湖北沙柳河镇土壤水分特征与植被建设

森林生态系统价值尚未形成成熟的评价方法。谢高地等基于Costanza的方法创建了当量因子法,中国林业科学院森林生态环境与保护研究所创建了LY/T1721-2008评估规范。以安徽池州市境内的秋浦河河源森林生态系统为例,以2007年为基准年,用两种方法计算其生态服务价值分别为11 330.92,49 369.59万元。创建背景不同,方法不同,指标类型以及参数选取不同等是导致评估结果相差甚远的主要原因。当量因子评估法依条件价值法为机理而创立,较客观地体现了人们的主观支付意愿,但粗略、宽泛;LY/T1721-2008评估法测重于理论研究,细致、准确但离人们的支付意愿相差较大。     

太湖上游西苕溪近岸森林土壤氮磷养分差异特征

近岸森林土壤受到河水涨落等自然侵蚀和人类活动的双重扰动,增加了土壤养分流失威胁,从而增大了下游河流和湖泊富营养化的风险,影响森林作为河岸缓冲带作用的发挥。对河岸森林土壤养分的研究,可为河岸森林树种的选取、河岸带建设、经营与管理等提供依据。以太湖上游的西苕溪两岸1km范围内的森林为研究对象,选择典型竹林、经济林、纯林和混交林样地34块,分层采集土壤样品,实验室测定有效磷、碱解氮、全氮和全磷等养分含量,利用变异系数分析不同森林类型和不同深度土层中养分含量的变异性,并且采用单因素方差分析和多重比较的方法分析土壤养分含量在不同森林类型间同一深度土层的差异性。结果表明,竹林土壤有效磷、碱解氮、全氮和全磷均具有较高的变异性,经济林土壤中的有效磷和全氮的变异较大,纯林和混交林土壤养分的变异性总体上较低;土壤有效磷、碱解氮和全氮平均含量在不同林型中都表现为0-10cm〉10-30cm〉30-50cm,即随着土层的加深养分含量降低;土壤有效磷含量竹林显著高于纯林,不同土层竹林与经济林的碱解氮含量显著高于纯林和混交林的;经济林的全氮含量较其他林型的较低,而全磷的含量却较高。     

BP神经网络在森林健康预警中的应用

以河北省北沟林场的森林生态系统健康预警为主线,首先通过定量分析和定性分析相结合的方法对森林健康预警指标进行筛选,确定了预警的指标体系;进而基于BP神经网络的基本原理建立了森林生态系统健康预警模型,对森林生态系统健康状况进行了预警。结果表明,北沟林场森林生态系统整体处于绿色和蓝色警戒内,健康状况良好。     

基于分布式测算方法的福建省森林生态系统服务功能评估

森林生态系统服务功能评估是国内外研究热点之一,评估指标体系和评估方法目前仍然处于不统一阶段.利用分布式测算方法,基于福建省2007年森林资源2类调查数据,根据中华人民共和国林业行业标准LY/T 1721-2008《森林生态系统服务功能评估规范》,对福建省9个地市的主要植被类型生态系统服务功能进行评估.结果表明:1)2007年,福建省森林生态系统服务功能总价值为7012.73亿元,其价值量由大到小的顺序为涵养水源、生物多样性保护、固碳制氧、净化大气环境、保育土壤、森林游憩、积累营养物质、森林防护,其中涵养水源、生物多样性保护和固碳制氧价值合计占总价值的81.55％;2)福建省各市森林生态系统服务功能价值量由大到小的顺序为南平市、三明市、龙岩市、宁德市、漳州市、福州市、泉州市、莆田市、厦门市;3)不同林分类型生态系统服务功能价值量由大到小的顺序为马尾松、阔叶林、杉木、竹林、经济林、灌木林、桉树、木麻黄:4)不同龄组提供的生态系统服务功能价值量由大到小的顺序为中龄林、成过熟林、幼龄林、近熟林.     

基于PSR模型的民勤县绿洲-荒漠交错带生态系统健康评价

生态系统健康评价是目前生态系统管理和宏观生态学研究的热点问题之一,是区域生态系统能否可持续发展的关键。以民勤县绿洲—荒漠交错带为例,构建生态系统健康评价体系,运用熵值法、极差标准化法及多因素综合评价法来评价民勤县绿洲—荒漠交错带生态系统健康程度。研究结果表明:利用PSR模型的评价结果与研究区的生态系统实际情况相符,民勤县绿洲—荒漠交错带生态系统健康综合指数处于较健康状态,健康状况不断上升。民勤县绿洲—荒漠交错带生态环境整体良好,同时为其他绿洲—荒漠交错带生态系统健康评价提供了参考依据。