森林生物多樣性監(jiān)測(cè)探討

朱彩鳳　鄧燕萍

摘? 要：介紹了森林生物多樣性監(jiān)測(cè)的概念和森林生物多樣性監(jiān)測(cè)的指標(biāo)，綜述了國(guó)內(nèi)外對(duì)森林生物多樣性監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀，總結(jié)我國(guó)森林生物多樣性監(jiān)測(cè)面臨的主要問題以及發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：森林生物多樣性；監(jiān)測(cè)；評(píng)價(jià)

1.森林生物多樣性監(jiān)測(cè)概述

森林生物多樣性是指森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的所有來源活的生物體中的變異性，包括物種內(nèi)部、物種之間和生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，主要分為物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性、景觀多樣性和遺傳多樣性4個(gè)層次，森林生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)及服務(wù)的基礎(chǔ)源泉。

監(jiān)測(cè)是指特定時(shí)期內(nèi)，在不同時(shí)間及空間維度上，對(duì)一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的同一組指標(biāo)進(jìn)行反復(fù)量度的過程[1]。

生物多樣性監(jiān)測(cè)對(duì)及時(shí)了解區(qū)域內(nèi)的動(dòng)植物等生物資源的動(dòng)態(tài)變化，為生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)管理、保護(hù)、修復(fù)等措施的制定提供數(shù)據(jù)支持，是提高自然資源保護(hù)有效性及管理針對(duì)性的重要舉措[2]。

2.主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容

2.1監(jiān)測(cè)目的

根據(jù)生物多樣性監(jiān)測(cè)的目的，可分為觀測(cè)型、執(zhí)行型、有效性和驗(yàn)證型監(jiān)測(cè)4類[3]其中，觀測(cè)型主要關(guān)注生物多樣性發(fā)生的趨勢(shì)性變化，為生態(tài)系統(tǒng)提供預(yù)警。執(zhí)行型主要記錄生物多樣性管理措施是否按照協(xié)議執(zhí)行，由于其人為或自然干擾等不確定性及不可預(yù)測(cè)性，即使完全執(zhí)行生物多樣性管理措施，也不能完全達(dá)到保護(hù)的目標(biāo)。有效型是指在實(shí)施管理措施后，評(píng)估生物多樣性的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。由于降雨增加或其他自然和人為因子的影響，有效性監(jiān)測(cè)也可能會(huì)造成植物種多樣性增長(zhǎng)的誤導(dǎo)。驗(yàn)證型主要分析生物多樣性變化與保護(hù)措施改變的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而判斷特定的管理措施是否產(chǎn)生特定的物多樣性變化效應(yīng)。

2.2監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系

近年來，鑒于生物多樣性變化的復(fù)雜性，現(xiàn)行生物多樣性監(jiān)測(cè)指標(biāo)已達(dá)100多個(gè)，其中，2/3的指標(biāo)未能有效指示生物多樣性的變化[4]。為了在全世界采用具有可比性的指標(biāo)比較不同區(qū)域生物多樣性的變化，生物多樣性聯(lián)盟建立生物多樣性評(píng)估的指標(biāo)體系。2013年，統(tǒng)一并定義了一組最少的核心指標(biāo)來監(jiān)測(cè)生物多樣性變化的主要維度，使全球地區(qū)之間的結(jié)果比較成為可能。生物多樣性核心指標(biāo)強(qiáng)調(diào)對(duì)同一樣點(diǎn)或類群的重復(fù)測(cè)量包括種群的基因分化、類型和品種的多樣性；種群的組成分布、多度及年齡結(jié)構(gòu)、主要功能性狀和種間相互作用；生產(chǎn)力、生境結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)范圍、干擾類型和破碎程度等的監(jiān)測(cè)。目前，生物多樣性監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要包括反映生物多樣性變化趨勢(shì)的狀態(tài)指標(biāo)，反映威脅生物多樣性的主要因素變化的壓力指標(biāo)，反映保護(hù)政策或措施的效果響應(yīng)指標(biāo)，反映生物多樣性產(chǎn)品和服務(wù)變化的效益及生物生理生態(tài)指標(biāo)5類[5]。

2.3監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法

大型森林生物多樣性監(jiān)測(cè)樣地主要采用ForestGEO森林樣地的建設(shè)方法，結(jié)合傳統(tǒng)的群落學(xué)調(diào)查、定期復(fù)查及群落動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)等內(nèi)容，實(shí)時(shí)樹木生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水文條件及群落更新動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。同時(shí)，收集區(qū)域內(nèi)典型森林群落的地理位置、坡位、坡向、土壤、人類及動(dòng)物活動(dòng)影響及氣象數(shù)據(jù)。

3.中國(guó)森林生物多樣性監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展

20世紀(jì)50年代末至60年代初，森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的定位觀測(cè)逐漸受到重視。1958年，我國(guó)第一個(gè)生物地理群落定位站在云南西雙版納建立，開展了小規(guī)模的定位監(jiān)測(cè)。

20世紀(jì)90年代與國(guó)外同步開始生物多樣性評(píng)價(jià)指標(biāo)的探討，并側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)尺度及局域尺度上的遺傳、物種和生態(tài)系統(tǒng)3個(gè)層次生物多樣性評(píng)價(jià)[6]。

2013年，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)重要類群中長(zhǎng)期變化態(tài)勢(shì)分析的目標(biāo)，中國(guó)生物多樣性監(jiān)測(cè)與研究網(wǎng)絡(luò)，建成了覆蓋全國(guó)30個(gè)主點(diǎn)和60個(gè)輔點(diǎn)，包含動(dòng)植物及微生物等類群的1個(gè)綜合監(jiān)測(cè)管理中心和10個(gè)專項(xiàng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)。目前，已建成了以分子生物學(xué)、近地面遙感及衛(wèi)星追蹤等先進(jìn)技術(shù)為支撐的生物多樣性網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)體系，其中，在建設(shè)森林大樣地平臺(tái)、網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)大型動(dòng)物、鳥類遷徙衛(wèi)星追蹤等方面取得了突出成果[7-8]。

4.面臨的主要問題

我國(guó)地形起伏不平、復(fù)雜多變，氣候類型多樣，構(gòu)成的生境復(fù)雜多樣為動(dòng)植物生長(zhǎng)提供優(yōu)越的條件，使我國(guó)的物種資源相當(dāng)豐富。而森林自然演替是既緩慢，又漫長(zhǎng)過程僅靠短期調(diào)查與監(jiān)測(cè)工作根本無法掌握其內(nèi)部的復(fù)雜關(guān)系，在森林生物多樣性監(jiān)測(cè)中，就需要嚴(yán)格按照規(guī)程要求確定樣地、樣點(diǎn)、樣帶的面積與長(zhǎng)度，確保各個(gè)監(jiān)測(cè)樣方、樣帶以及樣地位置標(biāo)明清，監(jiān)測(cè)樣地的典型、科學(xué)性、全面性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)地的科學(xué)管理。

生物多樣性監(jiān)測(cè)社會(huì)基礎(chǔ)較弱：雖然生物多樣性監(jiān)測(cè)與保護(hù)受到世界各國(guó)都高度重視，我國(guó)政府也制定了一系列政策，但受我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、廣大群眾文化程度水平限制，對(duì)生物多樣性監(jiān)測(cè)還缺乏了解，生物多樣性保護(hù)與監(jiān)測(cè)意識(shí)淡薄，為此，破壞森林、亂捕濫獵時(shí)有發(fā)生。

生物多樣性保護(hù)缺乏科技的支撐：我國(guó)生物多樣性監(jiān)測(cè)起步較晚，科研人員缺乏，各學(xué)科交流滲透及國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)縱向、橫向交流待加強(qiáng)，對(duì)生物多樣性監(jiān)測(cè)的許多技術(shù)問題尚缺乏研究，我國(guó)生物多樣性監(jiān)測(cè)與可持續(xù)利用的生物資源綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的研究、推廣、示范等推動(dòng)力不足，生物多樣性監(jiān)測(cè)目前盲目性、隨意性較大。

生物多樣性的遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)和景觀多樣性每個(gè)層面的監(jiān)測(cè)研究都相當(dāng)復(fù)雜，近年來，我國(guó)的研究學(xué)者主要對(duì)物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性、遺傳多樣性3個(gè)層面做了大量監(jiān)測(cè)研究工作，在景觀多樣性方面主要局限在景觀生態(tài)方向的研究，需拓寬思路，在更廣泛的學(xué)科方向研究。

5.我國(guó)生物多樣性研究展望

近年來，針對(duì)我國(guó)和國(guó)際生物多樣性監(jiān)測(cè)與保護(hù)的熱點(diǎn)問題，科學(xué)研究者在生物多樣性理論研究、技術(shù)示范與推廣以及生物與生境保護(hù)方面開展了系統(tǒng)、深人的監(jiān)測(cè)與研究，為科普、科研、生產(chǎn)等各領(lǐng)域提供了多樣化的信息服務(wù)，為自然資源的保護(hù)管理和有效利用提供了決策支持。針對(duì)目前“多營(yíng)養(yǎng)級(jí)交叉、大數(shù)據(jù)整合的國(guó)際態(tài)勢(shì)” 生物多樣性監(jiān)測(cè)在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整合管理與共享以及跨學(xué)科的交叉研究方面仍有待加強(qiáng)。

將來，生物多樣性監(jiān)測(cè)，既要兼顧核心樣地的深化建設(shè)，也需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)輔點(diǎn)在全國(guó)水平布局，以核心監(jiān)測(cè)點(diǎn)結(jié)合輔助監(jiān)測(cè)點(diǎn)，優(yōu)化監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)測(cè)內(nèi)容的空間布局，整合國(guó)內(nèi)外科研技術(shù)力量，針對(duì)關(guān)鍵生物類群的分布與遷徙特點(diǎn)，進(jìn)行輔助樣地建設(shè)，全國(guó)尺度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，為生物多樣性的實(shí)時(shí)國(guó)情報(bào)告提供支撐數(shù)據(jù)。

通過地面人工觀測(cè)與教據(jù)自動(dòng)連續(xù)采案技術(shù)，借助森林大樣地及其衛(wèi)星樣地為動(dòng)物、昆蟲和土壤微生物的多營(yíng)養(yǎng)級(jí)交互的綜合研究平臺(tái)，進(jìn)一步優(yōu)化多物種、多營(yíng)養(yǎng)級(jí)交互作用生物多樣性監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和空間布局，發(fā)揮我國(guó)生物多樣性監(jiān)測(cè)和研究示范和引領(lǐng)作用。

當(dāng)前，無人機(jī)以二維的高分影像為主性領(lǐng)域在生物多樣監(jiān)測(cè)中應(yīng)用，鑒于激光雷達(dá)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)昂貴的價(jià)格，激光雷達(dá)遙感知識(shí)普及不足等原因，具有三維信息的激光雷達(dá)技術(shù)尚未結(jié)合到傳統(tǒng)生物多樣性研究應(yīng)用。隨著新一代激光雷達(dá)設(shè)備及其達(dá)技術(shù)的進(jìn)一步普及，未來無人機(jī)激光雷達(dá)遙感技術(shù)的使用將進(jìn)一步推動(dòng)生物多樣性遙感監(jiān)測(cè)研究。

大數(shù)據(jù)分析和共享數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建是當(dāng)前科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)和方向。搭建生物多樣性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息平臺(tái)有助于促進(jìn)對(duì)生物多樣性形成機(jī)制、變化機(jī)理的研究。未來，生物多樣性監(jiān)測(cè)以全面感知、實(shí)時(shí)傳送和智能在線處理為運(yùn)行方式，整合云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)、智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)，開展多源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等天地一體化綜合觀測(cè)。同時(shí)，建立綜合性的面向科研人員、管理者及大眾的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息服務(wù)共享平臺(tái)，優(yōu)化數(shù)據(jù)管理，促進(jìn)多層面、多尺度的交流、合作與共享，有效提高科學(xué)數(shù)據(jù)的利用效率與社會(huì)價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：朱彩鳳（1975.05-）女，林業(yè)工程師，主要從事主要從事森林資源調(diào)查、森林碳匯造林重點(diǎn)生態(tài)工程、森林撫育項(xiàng)目、天然林核定落界和林業(yè)行政管理工作。