长白山阔叶红松林生态价位分级与生态系统经营对策

引入生态价位概念,以长白山阔叶红松林为对象,采用层次分析法进行了生态价位划分．长白山阔叶红松林的生态系统价值评价综合指数由物理环境因素、群落结构组成、干扰状况3方面8个指标构成,包括坡度、土层厚度、土壤母质稳定性、结构盖度指数、物种多样性指数、更新力指数、优势种寿命和干扰度．采用层次分析法取得相应指标的系数;根据综合评价指数分布范围划分了3个生态价位类型,即低生态价位,综合指数1～1．874;中生态价位,综合指数1．874～2．749;高生态价位,综合指数2．749～3．623;对典型样地进行了生态价位分级,分析了各个生态价位类型森林的主要特征,据此提出了相应的生态系统管理对策,即高生态价位阔叶红松林采用封禁保护型自然经营,中生态价位阔叶红松林采用生态修复型半自然经营,低生态价位阔叶红松林采用近自然生态重建型经营。     

森林生态系统健康评估Ⅱ.案例实践

结合样地调查和他人对阔叶红松林生态系统相关指标的研究资料数据,利用健康距离(HD)评估法和上文建立的阔叶红松林生态系统健康评估指标体系框架,对不同人为干扰影响的长白山阔叶红松林生态系统进行系统健康的评估实践.结果按顺序依次为20%强度择伐林0.21<50%强度择伐林0.44<白桦中成林0.67<白桦中幼林0.72<红松人工林0.74<人工落叶松林0.77.     

森林生态系统健康评估Ⅱ.案例实践

结合样地调查和他人对阔叶红松林生态系统相关指标的研究资料数据,利用健康距离(HD)评估法和上文建立的阔叶红松林生态系统健康评估指标体系框架,对不同人为干扰影响的长白山阔叶红松林生态系统进行系统健康的评估实践.结果按顺序依次为20%强度择伐林0.21<50%强度择伐林0.44<白桦中成林0.67<白桦中幼林0.72<红松人工林0.74<人工落叶松林0.77.     

鼎湖山马尾松林群落生物量生产对人为干扰的响应

通过处理 (根据当地习惯收割凋落物和林下层 )和保护 (无任何人为干扰 )样地的比较 ,在 10 a时间里研究了鼎湖山生物圈保护区马尾松 (Pinus massoniana)林群落生物量生产对人为干扰的响应。 1990～ 1995年 ,由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的有机质总量为 2 1.2 1t/hm2 。 1990～ 2 0 0 0年 ,保护样地林下层生物量以 34%～ 5 3%的年增长速率从 2 .2 3t/hm2 逐年提高 ,至 1995年达到高峰 (11.10 t/hm2 ) ,之后因与乔木层马尾松生长竞争原因而下降至 9.4 4 t/hm2 ;地表凋落物主要来源于林下层植物且地表凋落物量变化与林下层生物量变化相类似。在整个试验过程 ,尽管保护样地和处理样地乔木层马尾松个体总数均随时间而减少 ,但它们的总生物量则随时间而增加且其增加的速率随时间和样地不同而异。 1990～ 1995年 ,保护样地总生物量增加了 38.3% (从 81.2 t/hm2增至 112 .3t/hm2 ) ,较处理样地 (收获林下层和凋落物 )总生物量增加的百分比高 4 .7个百分点 (33.6 % ,从 98.8t/hm2增至 132 .0 t/hm2 )。然而 ,1995～ 2 0 0 0年 ,保护样地总生物量增加的百分比为 2 9.1% (从 112 .3t/hm2 增至 14 5 .0 t/hm2 ) ,较处理样地 (1995～ 2 0 0 0年也停止人为干扰 )增加的百分比却低 3.2个百分点 (32 .3% ,从 13     

综合构成指数在森林生态系统健康评估中的应用

首次提出综合构成指数(IntegratedComposeIndex,ICI)模型ICI=ln∑B×∑IV×CAV。通过选取目前长白山阔叶红松林生态系统区主要林分类型(原始阔叶红松林,不同干扰模式造成的择伐林、次生白桦林和人工落叶松林等)共29块样地进行群落结构和生物量调查,以原始阔叶红松林作为健康基准,定量评估了各受损生态系统的健康现状及恢复趋势。结果表明综合构成指数是一种易操作的能定量描述受干扰系统健康差距的度量方法。利用分层[主林层(H≥18m)、亚主林层(18m>H≥10m)、演替层(10m>H≥2.5m)和更新层(H<2.5m)]的综合构成指数值可定量不同干扰模式造成的受损系统与健康基准之间的健康差距。健康基准是12.77,与之差距越大,表明受干扰破坏越大,系统健康程度越低。29块样地分为8个类型,6个受干扰类型依距离原始健康基准的远近排序为:结构转换型0.64<结构破坏型0.75<结构保留型0.85<严重干扰类型1.95<白桦林系列2.07<人工落叶松系列2.89。综合构成指数的上层(主林层和亚主林层)指数能表示群落结构现状和目前处于演替阶段的位置;下层(演替层和更新层)指数能表示群落向健康基准类型恢复的潜力,值越大,潜力越大。上下两层综合能说明群落受到干扰的强度和后果。上下两层差值D对于阔叶红松林生态系统来说,健康基准类型D位于0.28～0.35之间,如00.35说明群落主林层和亚主林层的阔叶树种受到干扰破坏,且红松更新困难或还没大量更新。D≤0说明群落遭受很大强度的干扰,如70%以上的生物存量被破坏取走,或直接导致裸地重新发育演替的白桦林、营造人工落叶松林等情况,差值D越大,红松的侵入程度越高,红松更新状况良好,该群落向顶级恢复的趋势良好。     

长白山区阔叶红松林残留片段木本植物物种组成与群落结构

阔叶红松林是我国东北东部山区的地带性植被,长白山区是阔叶红松林的核心分布区.由于人类活动的干扰,目前天然阔叶红松林只在长白山和小兴安岭地区残留了一些面积不等的片段.为比较分析阔叶红松林在不同分布区的异同,以广义长白山区阔叶红松林残留片段为研究对象,依照巴拿马Barro Colorado Island(BCI)50 hm2热带雨林样地的技术规范,于2012年在吉林长白山自然保护区和辽宁东部山区阔叶红松林残留片段分别建立了3个固定样地,对6个样地内胸径≥1 cm的木本植物进行定位调查.结果表明:6个样地共记录到木本植物69种,隶属于24科42属,其中槭树科为6个样地物种最丰富的科,区系组成均以北温带成分为主,同时混有亚热带成分;从物种多度、平均胸径、胸高断面积和重要值看,各样地优势种明显;6个样地所有独立个体的径级结构均呈倒"J"型,但各样地不同径级个体比例有很大差异,表明6个样地群落处于不同的演替阶段.各样地中重要值位于前3位物种的径级结构可分为倒"J"型、"L"型、单峰型和偏峰型4种类型;各样地主要树种随物种、径级的变化呈现出不同的空间分布格局,同一物种在不同样地的分布格局也表现出一定的差异.     

长白山阔叶红松林生产力随林分发育的变化

林龄是影响森林生态系统碳储量和碳通量的一个关键因子。量化森林生产力随林分发育的变化规律,对于优化林龄结构,促进资源利用最大化,更好地发挥森林在调节CO₂吸收、储存和释放中的作用十分重要。本研究采用空间代替时间法,在露水河林区设置12块不同发育阶段的阔叶红松林样地,运用经本地参数化的Biome-BGC模型,模拟了阔叶红松林净初级生产力(NPP)随林分发育的动态变化,分析了阔叶红松林NPP在4种发育情景模式下随林分发育的变化规律。结果表明: 不同龄组阔叶红松林的生物量表现为幼龄林<中龄林<成熟林<过熟林,其平均生物量分别为(224.35±20.68)、(237.23±39.96)、(259.16±19.51)和(357.57±84.74) t·hm^-2。模型模拟的不同发育阶段阔叶红松林NPP的变化范围为489.8～588 g C·m^-2·a^-1,模拟结果与MODIS观测结果有较好的一致性,反映了Biome-BGC模型模拟阔叶红松林碳通量的合理性和准确性。模型模拟的阔叶红松林NPP随林分发育呈先增加后下降的变化趋势,在中龄林时达到最高,过熟林时最低。4种阔叶红松林发育动态情景模式下的NPP变化特征表明,在起始状态为人工种植红松林的自然发育和发育过程中对阔叶树实施采伐控制的两种情景下,成熟林时期NPP最高;而在起始状态为天然次生白桦林的自然发育和经人为采伐动态控制的两种情景下,均表现为幼龄期NPP最高。     

长白山西坡风灾区森林恢复状况

以长白山西坡风灾迹地（阔叶红松林、云冷杉林、岳桦林）的样地调查资料为基础,研究了各林型森林群落遇灾23年后的恢复特征.结果显示：3种林型的恢复速度为阔叶红松林>云冷杉林>岳桦林,并且它们与各自对照的群落共有度指数分别为0.49、0.44、0.33.风灾对各林型的乔木组成和多样性的影响不同：阔叶红松林中,风灾显著增加了乔木总数量,但对乔木种数和α多样性指数没有显著影响（P>0.05）;云冷杉林中,风灾仅显著降低了Shannon多样性指数和Simpson优势度指数;岳桦林中,除Pielou均匀度指数,其余多样性指数都因风灾而显著降低.各林型优势树种组成变化及更新情况对风灾的响应也与林型相关：阔叶红松林与对照区的优势树种组成显著不同,而云冷杉林及岳桦林受灾前后的优势树种组成差异均不大;阔叶红松林的幼树更新情况较好,云冷杉林有少量更新,岳桦林带几乎没有林木更新.表明风灾对森林群落的影响在23年后仍未消除,森林在风灾干扰后的恢复需要一个漫长的过程.     

受干扰长白山阔叶红松林林分组成及冠层结构特征

通过样地调查对不同干扰方式产生的过伐天然林、次生白桦林和人工落叶松林等群落的结构组成进行分析和分类探讨 ,并选取了林窗片断和叶面积指数两个能表示群落冠层结构的指标进行分析。结果表明 ,林窗片断值分别为 :原始阔叶红松林 0 194、原始阔叶类 0 185、结构转换型 0 315、结构保留型 0 36 3、结构破坏型 0 2 35、严重干扰类型 0 5 5 0、次生白桦林0 2 13和人工落叶松林 0 2 2 7;叶面积指数分别为 :原始阔叶红松林 1 76 6、原始阔叶类 1 6 80、结构转换型 1 2 5 0、结构保留型 1 0 2 8、结构破坏型 1 5 5 0、严重干扰类型 0 6 35、次生白桦林1 731和人工落叶松林 1 4 73。     

长白山自然保护区阔叶红松林质量快速评价

根据林地的自然性、林地质量、林分生长状况、群落完整性和稳定性五方面特征,选择17 个指标构建评价模型,对长白山自然保护区阔叶红松林质量进行了评价。结果表明：长白山自然保护区阔叶红松林“一级”小班9 个,占2.190%,“二级”小班个数和面积分别占97.080%和97.627%,“三级”小班3 个,没有“四级”小班。自然保护区阔叶红松林总体质量得分0.858,等级为“二级”,表明长白山自然保护区对阔叶红松林的总体质量较好。类准则层质量评价中,群落完整性质量等级为“三级”,群落稳定性“三级”的小班个数和面积占20%以上,表明人类长期的林下干扰对阔叶红松林质量造成一定负面影响。     

滨海新区生态系统服务功能供需量化研究

采用“功能当量”相对评估模型对滨海新区生态系统服务功能的供给量进行评估,并从供给与需求的角度出发,建立人类需求服务功能指标体系,以各生态系统类型所提供的“功能当量”为桥梁,重点研究人类需求服务功能的量化和方法,进而对天津市滨海新区生态系统服务功能进行供需量化分析,得出以下主要结论:滨海新区人均需求功能当量为0.43,人口总需求当量达10.7×10⁵,以及生态缺口现状为2.4×10⁵;针对目前新区生态系统功能呈现出供给小于需求的现状,从合理控制人口数量、增加生态系统面积、提高生态系统服务质量三方面提出指导性建议。     

Linking ecosystem characteristics to final ecosystem services for public policy

Governments worldwide are recognising ecosystem services as an approach to address sustainability challenges. Decision‐makers need credible and legitimate measurements of ecosystem services to evaluate decisions for trade‐offs to make wise choices. Managers lack these measurements because of a data gap linking ecosystem characteristics to final ecosystem services. The dominant method to address the data gap is benefit transfer using ecological data from one location to estimate ecosystem services at other locations with similar land cover. However, benefit transfer is only valid once the data gap is adequately resolved. Disciplinary frames separating ecology from economics and policy have resulted in confusion on concepts and methods preventing progress on the data gap. In this study, we present a 10‐step approach to unify concepts, methods and data from the disparate disciplines to offer guidance on overcoming the data gap. We suggest: (1) estimate ecosystem characteristics using biophysical models, (2) identify final ecosystem services using endpoints and (3) connect them using ecological production functions to quantify biophysical trade‐offs. The guidance is strategic for public policy because analysts need to be: (1) realistic when setting priorities, (2) attentive to timelines to acquire relevant data, given resources and (3) responsive to the needs of decision‐makers.     

Ecosystem service state and trends at the regional to national level: A rapid assessment

The concept of ecosystem services has helped rationalize humanity's dependence on and benefits from nature, pushing the paradigm of environmental sustainability from a charity in the direction of a necessity. However, globally many ecosystem services are declining despite their eminent value for society. A prime cause of this decline is allocated to land use change. While the body of empirical research showing various consequences of land use is growing, and the ecosystem service concept has helped make trade-offs more graspable, a lucid approach that neatly summarizes the extent of land use trade-offs is still lacking.In this paper, we introduce a rapid assessment to analyze both the state and trends of selected ecosystem services associated with given land use categories. Theoretically, the assessment can be performed for any given spatial unit, but the regional to national level appears to be the most appropriate spatial resolution. Each land use-ecosystem service relationship is classified from a strong disservice to a strong service. The results are displayed in adapted flower diagrams, which legibly display information on the ecosystem services in each land use, thus clearly summarizing trade-offs associated with changing land use.We illustrate this rapid ecosystem service assessment method by applying it to three land use categories on the spatial extent of Switzerland. We found that the simple but systematic approach is more flexible than traditional mapping approaches, i.e. it allowed us to combine a variety of spatially non-explicit but highly detailed indicators with spatially explicit indicators. Also, we were able to proceed faster than with a mapping approach, where many known and unknown spatial inaccuracies may arise have allowed. This flexible incorporation of spatially explicit and non-explicit data provides high quality information on the state and trends of ecosystem services at regional to national extents. For that reason, we are convinced that the rapid assessment method has the potential to advance knowledge of ecosystem services and land use trade-offs, especially in areas with low data availability and monitoring activity.     

生态系统服务研究：进展、局限和基本范式

 生态系统服务是生态学研究的热点问题。该文首先从概念、分类、价值评估理论、评估案例等方面总结了目前国内外生态系统服务的研究现状。然后评述了目前生态系统服务研究存在的局限性,包括：评估结果的准确性问题、生态资产与生态系统服务的混淆、物理量评估方法的不确定性、价值量评估的不确定性以及生态系统功能与服务的复杂性。针对这些研究的局限,文章提出了生态系统服务研究的基本范式,包括：严格区分生态资产和生态系统服务、生态系统服务评估必须基于生态观测或生态模型以及区域生态系统服务评估应区分不同样元。最后,文章展望了今后生态系统服务研究的课题：生态系统服务与生态系统结构及生态过程的关联性和复杂关系的研究,人类干扰下生态系统服务的响应与反馈研究,生态系统服务变化对人类福利的影响研究,政策机制对生态系统服务的影响研究以及不同生态系统类型的各种生态服务价值研究等方面。     

Agroecology: the key role of arbuscular mycorrhizas in ecosystem services

The beneficial effects of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi on plant performance and soil health are essential for the sustainable management of agricultural ecosystems. Nevertheless, since the ‘first green revolution’, less attention has been given to beneficial soil microorganisms in general and to AM fungi in particular. Human society benefits from a multitude of resources and processes from natural and managed ecosystems, to which AM make a crucial contribution. These resources and processes, which are called ecosystem services, include products like food and processes like nutrient transfer. Many people have been under the illusion that these ecosystem services are free, invulnerable and infinitely available; taken for granted as public benefits, they lack a formal market and are traditionally absent from society’s balance sheet. In 1997, a team of researchers from the USA, Argentina and the Netherlands put an average price tag of US $33 trillion a year on these fundamental ecosystem services. The present review highlights the key role that the AM symbiosis can play as an ecosystem service provider to guarantee plant productivity and quality in emerging systems of sustainable agriculture. The appropriate management of ecosystem services rendered by AM will impact on natural resource conservation and utilisation with an obvious net gain for human society.     

生态系统服务功能的空间尺度特征

生态系统服务功能的形成依赖于一定的空间和时间尺度上的生态系统结构与过程,只有在特定的时空尺度上才能表现其显著的主导作用和效果。不同尺度的生态系统服务功能对不同行政尺度上的利益相关方具有不同的重要性。一般而言,生态系统产品提供功能往往与当地居民的利益更密切;调节功能和支持功能通常与区域、全国,甚至全球尺度的人类利益相关;文化功能则与本地-全球尺度上的利益相关方关系密切。由于不同尺度的生态系统服务功能有时互相冲突,从而可能导致不同的生态系统管理策略。本文探讨了生态系统服务功能在不同空间尺度上的表现特征和生态系统服务功能的空间规律,论述了不同空间尺度上生态系统服务功能与不同行政尺度上利益相关方的关系,以期为生态系统服务功能的评价、生态补偿机制的建立与生态系统管理提供科学依据。     

生态系统服务竞争与协同研究进展

生态系统服务作为生态系统评估的核心领域,是生态学的研究热点。生态系统提供服务的形式与能力受人类活动强烈影响,反之,生态系统服务的变化又影响着人类相关决策的制定。不同生态系统服务之间很难甚至不可能同时达到利益最大化,即存在着不同程度此消彼长的竞争关系。此外,不同生态系统服务之间也可能形成相互促进或抑制的协同作用。探讨不同生态系统服务的相互关系(竞争与协同作用),有利于揭示不同尺度利益相关方与生态系统服务之间的作用与反馈机制,避免生态系统服务的重复估算;同时可为制定与实施生态补偿、提高人类福祉提供科学依据,优化生态系统服务管理。综合研究了近期国外生态系统服务竞争关系与协同作用的相关文献,在简述当前生态系统服务研究若干问题的基础上,以生态系统服务竞争与协同为视角,厘清了生态系统服务竞争与协同的基本内涵,总结了生态系统服务竞争与协同的主要类型,探讨了生态系统服务竞争与协同的空间与时间尺度效应;介绍并总结了生态系统服务竞争与协同两种主要研究方法(生态-经济综合模型方法、基于土地利用的情景分析法)的特点与适应范围。     

湖泊生态服务受益者分析及生态生产函数构建

生态系统服务管理作为生态系统管理的优化方式,是生态学研究的前沿方向。湖泊生态系统服务管理是指综合利用生态学、经济学、社会学和管理学等学科知识,对影响湖泊生态系统结构、过程、功能的关键因子进行调控,提高湖泊生态系统服务供给水平和供给能力的过程。近年来国内外学者针对湖泊生态系统服务内涵、分类、经济价值评估等方面开展了大量研究,极大地促进了湖泊生态系统服务从认知走向管理实践。然而,现有研究在开展湖泊生态系统服务价值评估时多忽略生态系统服务受益者和生态系统特征对生态系统服务的边际影响分析,无法揭示生态系统服务空间流动和转移特征及生态系统服务时空权衡关系,制约了生态系统服务研究与管理决策和政策设计结合。在综述湖泊生态系统服务定量评估方法的基础上,认为通过生态系统服务受益者分析确定湖泊生态系统最终服务,并通过构建生态生产函数确定湖泊生态系统服务权衡关系及湖泊生态系统特征对生态系统最终服务的边际影响,是生态系统服务走向管理实践和政策设计的科学依据,可以确保生态、社会、经济可持续发展。     

生态系统服务与自然资本价值评估

生态系统服务是生态系统提供的商品和服务,是人类生态和发展的物质基础和基本条件,是人类拥有的关键自然资本。概述了生态系统服务的内涵及类型,介绍了当前国内外有关生态系统服务及自然资本的价值理论、价值评估的各种方法及其类型;评述了研究的主要进展,存在的主要问题、难点和研究的主要趋向。认为生态系统服务及自然资本的价值评估研究是建立生态－环境－经济综合核算体系（可持续发展核算体系）的重要内容和关键环节,完善价值评估的理论与经济技术方法是生态系统服务价值评估研究亟待解决的问题。     

Uncovering ecosystem service bundles through social preferences

Ecosystem service assessments have increasingly been used to support environmental management policies, mainly based on biophysical and economic indicators. However, few studies have coped with the social-cultural dimension of ecosystem services, despite being considered a research priority. We examined how ecosystem service bundles and trade-offs emerge from diverging social preferences toward ecosystem services delivered by various types of ecosystems in Spain. We conducted 3,379 direct face-to-face questionnaires in eight different case study sites from 2007 to 2011. Overall, 90.5% of the sampled population recognized the ecosystem's capacity to deliver services. Formal studies, environmental behavior, and gender variables influenced the probability of people recognizing the ecosystem's capacity to provide services. The ecosystem services most frequently perceived by people were regulating services; of those, air purification held the greatest importance. However, statistical analysis showed that socio-cultural factors and the conservation management strategy of ecosystems (i.e., National Park, Natural Park, or a non-protected area) have an effect on social preferences toward ecosystem services. Ecosystem service trade-offs and bundles were identified by analyzing social preferences through multivariate analysis (redundancy analysis and hierarchical cluster analysis). We found a clear trade-off among provisioning services (and recreational hunting) versus regulating services and almost all cultural services. We identified three ecosystem service bundles associated with the conservation management strategy and the rural-urban gradient. We conclude that socio-cultural preferences toward ecosystem services can serve as a tool to identify relevant services for people, the factors underlying these social preferences, and emerging ecosystem service bundles and trade-offs.