生物多樣性與森林生態系統服務功能關系探討

郭文月

（南京林業大學，南京 210037）

新中國成立后我國面臨著人口、糧食和經濟發展壓力。土地改革使得農業得到了很快發展，解決了生存危機；改革開放使得工業快速發展，經濟水平得以提升。但是在工農業發展過程中，毀林開荒、過度放牧、大量使用化石燃料和鋼筋水泥等不合理行為，導致了森林面積縮減，廢水廢氣的排放速率超過自然凈化閾值，森林生態系統穩定性減弱，生態服務功能衰退，引發一系列環境問題和社會危機，其中最突出的是氣候變化[1-3]。如何應對這一問題，提高生態系統服務功能是近年來我國的熱點話題。

相關研究認為生物多樣性有利于維持生態系統穩定性，增強其抗非生物因子干擾能力[4]，解決環境問題和社會危機。而森林作為陸地生態系統的主體，不僅有各種各樣的生態服務功能，還能滿足人們日益增多的一些社會化需求，創造巨大的社會經濟效益，那么在森林生態系統中是否也存在這種生物多樣性的正效益，有必要進一步探索。

1 生物多樣性的概念與價值

生物多樣性一詞最早出現于“A Different Kind of Country”一書，書里主要強調了生物多樣性對于保護自然資源有重要貢獻。生物多樣性是指所有存在于陸地、海洋及其他水生生態系統中的動物、植物和微生物等生命體之間的變異性和多樣性，以及生態系統各組成部分之間的復雜生態過程。官方文件里認為它是由物種多樣性、基因多樣性和生態系統多樣性構成，但是近年來在一些社會科學研究中，認為功能多樣性和景觀多樣性在生物多樣性效益中也發揮了很大作用。

從經濟、社會和生態效益三個角度評價生物多樣性價值。經濟效益表現在：生物多樣性提供的木材、工業原料、資源、肉類和菌菇類食物以及中藥材等有形產品經過在市場上流通，被消費使用，帶來經濟收入；社會效益表現在：生物多樣性有利于解決能源危機，保障糧食安全，為科研進步提供基因樣本，創造優美的社會景觀，提升人類身心愉悅度和幸福感，為藝術創作激發靈感，保護傳統文化；生態效益在于豐富的生物多樣性有利于增強生態系統穩定性和抗干擾力，促進群落發育，維持生態平衡，提高自然生態系統生產力。

2 生物多樣性與森林生態系統服務功能的關系

森林能提供防風固沙、保持水土、納碳釋氧、凈化空氣、旅游休閑、積累有機質和調節局部氣候等多種生態系統服務[5]。自然生產力這一指標能綜合反映森林生態系統的整體服務功能，根據森林生長機理，可以劃分為總初級生產力、凈初級生產力和凈生態系統生產力。總初級生產力（Gross Primary Productivity，GPP）是指綠色植物通過光合作用合成有機物的速率，其合成的有機物用于自養呼吸、異養呼吸以及為其他生態系統服務提供支撐；凈初級生產力（Net Primary Productivity，NPP）是生產者能用于生長、發育和繁殖的能量值，等于總初級生產力減去生產者自養呼吸所消耗后的剩余部分，構成陸地碳循環的主體，是影響生態系統服務功能的最重要因素；凈生態系統生產力（Net Ecosystem Productivity，NEP）等于凈初級生產力扣除異養呼吸后的剩余部分，最能直觀反映一生態系統的固碳水平，以0為界，當其大于0時，說明該森林生態系統起著碳匯作用，相反當其小于0時，說明它是碳源。

長期內，生物多樣性有利于提高生態系統穩定性，優化生態系統服務功能[6]。結合因果路徑分析理論，生物多樣性是通過作用于生產力這一中介變量來影響森林生態系統服務功能的，生物多樣性和生產力之間有普遍正相關性，自然生產力和森林生態系統服務功能也是正相關關系[7]。

圖1 生物多樣性與森林生態系統服務功能關系路徑

如圖1所示，物種豐富度、功能多樣性、物種均勻度和物種優勢度能較好的反映生物多樣性狀況，森林生產力隨著物種均勻度和豐富度的增加而增加，因為高水平的物種均勻度和豐富度能增加生物功能性狀的多樣性[8]，提高資源利用率，加速有機質積累[9]，在某些研究中證實生物多樣性對森林生產力的影響程度甚至不低于氣候條件[10]，因此，生物多樣性有助于增強森林對于非生物因子的抵抗能力，提高再生和自我恢復性，優化生態系統服務功能。

3 我國生物多樣性資源的現狀

我國國土面積遼闊，經緯度跨度大，地形復雜多樣，得天獨厚的自然條件孕育了豐富的生物多樣性，在全球排名第八，并具有物種豐富多樣、特有屬種繁多、區系起源古老、種質資源豐富和生態系統豐富多彩等特點。然而近年來，全球范圍內生物多樣性銳減，尤其是我國瀕危物種繁多，生物多樣性壓力巨大，造成這一問題的原因，既有人為因素也有自然原因。人類社會向自然界的索取強度隨著經濟發展的加快而提高，過度采伐、捕食、放牧，遠遠超過自然系統的承載力，造成資源枯竭；農業發展和城鎮化進程的推進造成土地資源稀缺，致使土地利用方式改變，自然生境和生物棲息范圍縮小；還有工業生產過度排污、農業生產隨意使用農藥化肥，都會引起水體和土壤質變，引發環境污染問題，生物棲息環境惡化；國家或者地區間在貿易過程中，很可能由于忽視關卡檢疫而引起物種入侵，威脅本土生物安全，比如我國曾在集裝箱國際貿易中，引發了松材線蟲入侵，對我國森林生物多樣性造成了毀滅性危害。自然原因主要是指由人力不可抗的自然破壞造成的生物多樣性下降，如極端氣候事件、自然火災、雪災、病蟲害、地質災害、海洋災害等。

因此，雖然我國生物多樣性資源豐富，但同時也面臨著人類和自然造成的巨大壓力，生物多樣性下降速度快，尤其是人為原因引起的生物多樣性銳減問題突出，為了維持森林生態系統服務功能，亟需采取相應措施，保護生物多樣性。

4 生物多樣性的保護建議

根據第二部分分析結論，生物多樣性狀況是森林生態系統服務功能的影響因素之一，而人為破壞又是造成生物多樣性銳減的主要原因，因此，可以通過合理措施規范人類行為來保護生物多樣性，維持森林生態系統服務功能。

普及生物多樣性保護觀念，促進生物多樣性主流化。提高大眾的生物多樣性主流意識，是解決生物多樣性下降的根本措施，因為人類是破壞行為的主體，只有從根源上改變人們的錯誤觀念，才能減少破壞行為，使得保護工作取得重大進展。

完善生物多樣性保護法規，增強執法監管力度。組織行業專家考察籌備立法，制定專門的生物多樣性保護法規，加大違法懲戒力度，并配以完善的執法監管程序，確保生物多樣性保護法規的公平執行，是杜絕破壞行為的保障。

加大生物多樣性科研投入，促進保護手段創新。增加生物多樣性的科研投入力度，有利于掌握生物多樣性基礎知識，研發有效的保護手段應對自然災害、環境污染和棲息環境惡化問題，增強生存機率。