1977—2018年贵州省森林生态系统服务功能评估

森林生态系统服务功能的发挥受森林资源动态消长的影响, 简便有效的森林生态服务功能评估可为生态补偿制度的制定和生态GDP的核算提供科学依据。通过耦合第七次国家森林资源连续清查期间全国各省份森林面积、蓄积和同时期森林生态服务功能物质量、价值量的监测数据, 构建最优评估模型, 预评估不同清查时期贵州省森林生态系统服务功能物质量和价值量的动态变化。结果表明: (1)反映森林资源特征与森林生态系统服务功能间协同关系的最优评估模型为y=aS+bV+c。(2)贵州省森林生态系统服务功能物质量总体呈增加趋势, 其中第五次清查期间, 各项指标增长率波动较大, 介于40.50%—139.26%; 价值量各项指标呈上升趋势, 各项占总价值量比重的波动较小, 其中涵养水源所占比重最大, 介于40.30%—40.79%, 再次为生物多样性保护, 为23.76%—32.27%, 剩余各项依次为固碳释氧、保育土壤、净化大气环境和积累营养物质。(3)第九次清查期间贵州省森林生态系统服务总价值量达3564.17 ×108元·a–1, 相当于该省当年GDP的24.07%。通过评估得到贵州省森林提供生态服务的潜力较大, 尤其体现在涵养水源、生物多样性保护和固碳释氧等方面。     

大兴安岭北部次生林演替过程中物种多样性的变化及其影响因子

物种多样性是生物多样性的重要组成部分。森林演替过程中物种多样性的变化会直接影响生态系统功能和稳定性。因此,揭示森林演替过程中物种多样性变化及其与影响因子之间的关系,对于准确预测森林生态过程和生物多样性格局具有重要意义。该研究选择大兴安岭北部白桦(Betula platyphylla)林(演替前期)、白桦-兴安落叶松(Larix gmelinii)混交林(演替中期)和兴安落叶松林(演替后期)为研究对象,采用空间代替时间的研究方法,分析我国寒温带地区森林演替过程中物种多样性的变化规律及其与影响因子之间的关系。结果表明:(1)大兴安岭北部森林演替过程中物种丰富度和多样性呈显著增加趋势,演替初期Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数分别为2.42和2.69,演替末期则分别为5.90和3.43;而物种Pielou均匀度指数无显著差异。(2)随森林演替的进行,植物群落的相似性逐渐降低,差异性逐渐增强,Jaccard指数、Sorenson指数和Bray-Curtis指数均减小。(3)森林演替过程中土壤pH、有机质含量、全氮含量和全磷含量对物种多样性存在显著影响,其中全氮含...     

中国森林生物多样性监测: 科学基础与执行计划

中国森林生物多样性保护和恢复措施的制订依赖于生物多样性的监测信息。设计一个有效的生物多样性监测网络是一项复杂的系统工程。监测网络的设计框架可分为监测目标、监测对象、监测指标、取样策略、数据采集和处理、网络维护以及组织工作等几个部分。目前, 国际上已有5个得到广泛认可的生物多样性监测网络, 包括地球观测组织-生物多样性监测网络、全球森林监测网络、热带生态评估与监测网络、泛欧洲森林监测网络和亚马逊森林清查网络, 它们的监测目标、监测内容和方法、样地布局及部分监测成果各有特色。我们试图在全国生物多样性监测、森林资源清查和森林生态系统定位研究的基础上, 通过网络布局、建设和运行, 形成中国森林生物多样性监测网(Chinese Forest Biodiversity Monitoring Network, Sino BON-CForBio)及其监测规范体系。该网络的科学目标是, 在全国尺度上研究不同典型地带性森林的生物多样性维持机制、监测森林生物多样性变化并阐明其机理、研究生物多样性变化的效应。该网络布局以《中国植被区划》中的森林植被区划成果作为顶层设计和监测样地选择的核心依据, 设计了4个层级的监测系统; 其监测指标体系以生物多样性核心指标为主, 并结合我国传统森林群落调查方法进行拓展; 预期建成国家水平上的森林生物多样性监测网络, 阐明森林生物多样性维持机制和生物多样性变化的效应, 同时对重大生态保护工程的生物多样性保护效果进行有效性监测和验证型监测。     

辽宁省森林生态系统服务价值评估

基于森林生态系统的长期、连续定位观测,采用辽宁省2006年森林资源清查数据,利用中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范(LY/T1721—2008)》对辽宁省14个地市的主要植被类型生态系统功能进行了物质量和价值量评估.结果表明:2006年,辽宁省森林生态系统水源涵养、保育土壤、固碳制氧、营养物质积累、净化环境、生物多样性保护、森林游憩所提供的服务价值为2591.72亿元,分别为同年辽宁省林业总产值和同年辽宁省国内生产总值(GDP)的8.54倍和28.02%;涵养水源、生物多样性保护和固碳释氧价值合计占总服务价值的79.09%,是辽宁省森林主要的生态系统服务功能;经济林、灌木林的单位面积生态系统服务价值较小,但面积较大,其总生态系统服务价值不容忽视;冷杉林、水曲柳林、黄波罗林和核桃楸林是辽宁省典型地带性植被,具有较高的生物多样性价值;受气候等因素的影响,辽宁省西部森林面积及森林质量均低于东部.     

功能多样性对典型阔叶红松林生产力的影响

为比较生物量比率假说与生态位互补假说在解释生产力变异的相对重要性, 探讨生物多样性和生产力之间的关系是否受到生物和非生物因素的影响, 该研究依托小兴安岭9 hm ²阔叶红松(Pinus koraiensis)林动态监测样地, 通过计算群落初始生物量、物种多样性、功能多样性、植物性状的群落加权平均值和测定环境因子, 运用线性回归模型、结构方程模型, 比较了物种多样性和功能多样性与生产力的相关性。结果表明: (1)物种多样性和功能多样性均对生产力有显著作用, 功能多样性比物种多样性与生产力的关系更为密切; (2)功能多样性指数比群落加权平均值能更好地解释生产力变异, 说明生态位互补假说更适用于解释阔叶红松林群落内生产力的变异; (3)生物多样性与生产力的关系受生物因素与非生物因素的共同作用, 相较于多样性和功能性状组成(植被质量), 初始林分生物量(植被数量)能更有效地解释生产力的变异。生物多样性与生产力关系的研究应从植被质量与植被数量同时出发, 评估生态系统过程的多种非生物和生物驱动因素, 同时维护森林功能多样性, 加强植物与土壤环境的保护, 对有效增加生产力和维持生物多样性具有重要意义。     

以多功能为目标的森林模拟优化系统(FSOS)的算法与应用前景

森林模拟优化模型(forest simulation and optimization system,FSOS)已在加拿大不列颠哥伦比亚省和中国长白山区得到广泛应用.FSOS模型基于多种资源协调平衡管理观点,采用金属模拟退火优化算法安排森林经营作业方案,在实现森林经营多目标长期可持续协调发展的基础上达到森林资源的理想状态.FSOS模型中的多功能(或多目标)包括水的储存和净化、二氧化碳的截获、野生动物生境保护、生物多样性维持、可视景观质量与木材生产等,其目标的参照系“森林理想状态”由专家、环境组织和政府政策根据生态系统的多功能进行综合界定.本文详细介绍了FSOS基本参数和理想状态的界定,及金属模拟退火优化算法在森林生态系统规划中的应用,为实现森林生态系统多种资源的规划管理以及政府定量分析和管理森林生态系统的多种资源并有效监督森林作业和多种资源变化、实现森林资源可持续利用提供帮助.     

羌塘高寒草地物种多样性与生态系统多功能关系格局

传统的生物多样性-生态系统功能研究大多侧重于单一生态系统功能与物种多样性的关系,忽略了生态系统的重要价值在于其能够同时提供多种功能或服务,即生态系统的多功能性。基于藏北羌塘高寒草地样带调查数据,选取植被地上生物量、地下生物量、土壤全氮、硝态氮及铵态氮含量、土壤全磷含量、土壤有机碳储量等7个与植物生长、养分循环、土壤有机碳蓄积相关的参数来表征生态系统多功能性。采用上述参数转换为Z分数后的平均值计算多功能性指数(M)。分析了不同生物多样性指数与生态系统多功能指数的关系以及年降水量和年均温度对物种多样性和生态系统多功能性指数的影响。结果表明,物种丰富度指数与生态系统多功能性之间呈极显著的正相关关系,Shannon-wiener和Simpson物种多样性指数也与多功能性指数间呈显著的正相关,但多功能性指数与Pielou均匀度指数没有表现出明显的相关关系。物种丰富度与表征植物生长、养分循环以及土壤有机碳蓄积的生态系统功能指数间也均呈极显著的正相关关系。降水格局显著影响羌塘高原物种丰富度和生态系统多功能指数,二者均随年降雨量的增加而显著增加,但物种多样性指数并未与年降水量呈现显著相关关系。研究强调了群落物种丰富度即群落物种数量对维持生态系统多功能性的重要意义,这意味着由于人类活动导致的物种丧失可能会给藏北高寒草地生态系统多功能和生态服务带来更为严重的后果。就退化草地恢复或草地可持续管理而言,在藏北羌塘地区,本地植物种的物种丰富度恢复和维持应作为重要目标之一。     

大兴安岭白桦-兴安落叶松林火烧迹地林下植被群落恢复过程的动态分析

火干扰在森林生态系统的发育过程中起到重要作用,直接影响着森林生态系统的物种组成、结构稳定性和物种多样性。本文通过调查大兴安岭兴安落叶松(Larix gmelinii)-白桦(Betula platyphylla)林林下植被,采用空间序列代替时间序列的研究方法,分析了大兴安岭北方针叶林火烧迹地林下植被的恢复过程。研究表明:1)在灌木层和草本层中林分结构的变化主要表现在一些旱生物种与中湿生物种的替代过程;2)物种多样性随着群落演替顺序未呈现连续增加趋势。在草本层,物种丰富度指数呈先上升后下降的单峰型变化趋势,在火烧后5~8年达到一个峰值,随着进一步的演替有所下降;物种多样性指数也表现出类似的单峰型变化趋势,在火烧后的第5年达到最大值,15年左右开始趋于平稳,20年左右达到一个较为稳定的数值;物种均匀度指数在火烧后5年左右达到最低值,随后上升并最终趋于平稳。在灌木层,物种多样性指数的变化趋势基本与草本物种相同,但滞后于草本群落3~5年;3)林下层的生物量随恢复年份呈指数增加,到25年时生物量达10.5t·hm-2。     

西双版纳地区主要森林植被乔木多样性的时间变化

为了评估云南省西双版纳森林植被乔木多样性的时间变化,该研究通过样方调查收集了该地区4种主要森林植被(热带雨林、热带季节性湿润林、热带山地常绿阔叶林和暖热性针叶林)乔木多样性数据,结合遥感影像提取了该地区4种森林植被在1992年、2000年、2009年和2016年4个时期的分布,用Simpson、Shannon-Wiener和Scaling物种多样性指数对比4种森林植被乔木均匀度差异,并利用Scaling生态多样性指数和灰色关联评价模型,评估该地区在4个时期的森林乔木多样性的时间变化。结果表明:(1)森林面积比例变化有先减少后增加的趋势,表现为由1992年的65.5%减少至2000年的53.42%,减少到2009年的52.49%,再增至2016年的54.73%,但热带雨林呈现持续减少的趋势。(2) 4种森林植被对乔木多样性的贡献有明显差异,均匀度排序是热带雨林>热带山地(低山)常绿阔叶林>暖热性针叶林>热带季节性湿润林,丰富度排序是热带雨林>热带山地(低山)常绿阔叶林>热带季节性湿润林>暖热性针叶林,对乔木多样性贡献的排序是热带雨林>热带山地(低山)常绿阔叶林>热带季节性湿润林>暖热性针叶林。(3)热带雨林和热带季节性湿润林乔木多样性呈现持续减少趋势,4个时期西双版纳森林植被乔木多样性排序为1992年>2009年> 2016年> 2000年。以上结果表明经济活动是影响西双版纳生物多样性的重要原因,保护热带雨林对维持该地区生物多样性具有重要意义。     

南亚热带人工马尾松林下植物组成特征及主要木本种群生态位研究

1引言物种多样性是生态系统的重要特征并维持系统的功能运行,生物多样性与生态系统抵御逆境和抗干扰能力有关,多样性的提高会增强系统的稳定性及生态服务功能[4,5,13,14,24,25,32,36].林下植被在维持森林物种多样性、立地指示、水土保持、促进人工林养分循环、维护林地地力和揭示植被演替特征等方面具有不可忽视的作用[3,12,19,20,35].马尾松(Pinus massoniana)是我国南亚热带地区的主要针叶林之一,由于人为活动(造林、抚育、樵采等)对人工林下物种丰富度干扰很大,造成了森林的严重退化[33,34,37],不利于人工林的可持续发展.南亚热带植被的…     

2020年后生物多样性保护需要建立新的资金机制

《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)将评估全球生物多样性保护已有进展, 审议并通过“2020年后全球生物多样性框架”, 后者是实现2050愿景“与自然和谐相处”的关键, 有助于达成联合国可持续发展的目标。生物多样性资金机制现在是将来也是实施全球生物多样性保护行动计划的重要保证。根据《生物多样性公约》信息交换所的数据, 目前各缔约方每年对本国生物多样性保护的投资额度占其当年国内生产总值(GDP)的比例比较小。中国作为发展中国家, 2015年时生物多样性保护资金投入占GDP比例为0.255%, 在世界各国中处于比较高的水平。近年中国对生物多样性保护的投入连年增加, 2019年时已经达约0.6%。有研究表明, 目前全球每年生物多样性保护资金的缺口至少500亿美元, 未来十年还有更大的资金缺口, 而且当前已有生物多样性资金渠道比较单一, 并存在一些短板, 远远不能满足生物多样性保护行动的要求, 急需建立新的资金机制, 调动更多资源, 推动2030年生物多样性保护任务和目标的实现。《生物多样性公约》的资金机制可以与包括《联合国气候变化框架公约》在内的其他相关环境公约协同增效, 比如基于自然的解决方案将生物多样性保护与气候变化减缓等环境目标联系起来。中国作为COP15的东道国, 有积极协调磋商的责任, 力求在大会上推动形成一个新的资金机制, 即全球生物多样性保护基金, 为“2020年后全球生物多样性框架”的实施保驾护航。新的生物多样性保护资金机制将独立于现有的生物多样性保护资金机制, 具有多样化投资渠道并引入绩效评估机制, 将经费与任务目标关联, 提高资金的使用效率, 支持发展中国家的生物多样性保护行动。     

中国履行《生物多样性公约》二十年: 行动、进展与展望

1992年6月联合国环境与发展大会(UNCED)通过了具有里程碑意义的《生物多样性公约》, 至今已经20年。在此期间, 中国1993年建立了履行《公约》的国家协调机制, 1995-1997年实施了“中国生物多样性国情研究”, 2007-2010年编制了《中国生物多样性保护国家战略与行动计划》, 2011年建立了“中国生物多样性保护国家委员会”, 并针对《生物多样性公约》的目标, 实施了多项生物多样性研究和保护行动, 包括森林、草原、荒漠、湿地、海洋等自然生态系统保护; 物种资源调查、编目、数据库建设以及珍稀濒危物种保护; 外来入侵种防治与转基因生物生态风险评估等。同时, 在生物多样性本底查明、监测体系建立、就地保护、遗传资源获取与惠益分享、传统知识的保护与应用等方面还存在很多挑战, 为此, 本文有针对性地提出了区域生物多样性本底查明、就地保护和遗传资源及相关传统知识获取与惠益分享等未来重点研究方向。     

云南省生物多样性保护进展、成效与前瞻

《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)计划于2021年在云南昆明召开, 大会将评估《2011-2020年生物多样性战略计划》执行情况及实施进展。如能达成协议, 将出台“2020年后全球生物多样性框架”, 作为指导2020年之后全球生物多样性保护的最新纲领性文件。这是生物多样性保护国际进程的一个里程碑, 也是展现中国以及云南多年来生物多样性保护成效的重要契机。作为中国生物多样性最为丰富的省份和具有全球意义的生物多样性关键地区之一, 云南在生物多样性保护方面投入巨大努力, 在全国较早发布省级《生物多样性保护战略与行动计划(2012-2030年)》、开创地方立法先河、率先试点建设国家公园、较早开展县域生物多样性本底调查与评估研究工作、建立了首个国家级野生生物种质资源库等, 在就地保护、迁地保护、重大生态工程等众多领域都取得显著成效。本文在梳理云南生物多样性保护进展与成就的基础上, 对保护成效进行了评估, 并有针对性地探讨了云南生物多样性保护未来发展方向及重大意义, 加强全省农业生物多样性的保护与可持续利用、发挥跨境生物多样性保护及减贫示范作用、协调发展生物多样性保护与少数民族传统知识保护等方面是云南省生物多样性保护今后发展的重要方向, 同时本文也为进一步促进云南生物多样性保护与管理提供了基础资料, 并为COP15提供地方履约实例。     

中国滇南-东南亚跨境动物多样性监测平台概述

中国滇南-东南亚跨境动物多样性监测平台由中国科学院西双版纳热带植物园“动物行为与环境变化研究组”和中国科学院东南亚生物多样性研究中心“动物多样性与保护研究组”共建共管。平台始建于2012年6月, 覆盖的区域包括中国滇南和东南亚邻国, 致力于完善滇南和东南亚地区生物多样性本底资料, 了解重点保护动物的分布、种群大小、保护现状, 提出保护建议并制定保护方案。截至2019年9月, 在国内外22个监测点(包括保护区内、外)共布设了1,493个红外相机位点, 收回了国内外部分监测点照片。现已鉴定国内纳板河(2012-2016)、勐腊(2014-2019)、勐仑(2015-2019)和尚勇(2018-2019) 289个有效位点的718,995张照片, 调查工作量97,444个相机日, 记录到兽类48种, 鸟类80种。国外收回红外相机照片的鉴定工作正在推进。基于平台, 我们取得了一些重要成果, 例如: 报道了中国西南地区野猪(Sus scrofa)的种群生态, 发现了纳板河北豚尾猴(Macaca leonina)和猕猴(M. mulatta)的时空生态位分化, 结合分子生物学证据对麂属(Muntiacus)、斑羚属(Naemorhedus)、比氏鼯鼠属(Biswamoyopterus)进行了分类修订等。后续将在现有基础上扩大监测范围, 在国内与更多滇南保护区开展合作, 国外与更多东南亚国家合作。     

卫星遥感监测产品在中国森林生态系统的验证和不确定性分析——基于海量无人机激光雷达数据

准确获取森林结构参数对森林生态系统研究及其保护有着重要意义。卫星遥感数据作为获取大尺度森林结构参数的重要数据源, 已被制作成各种植被监测产品并被应用于森林质量状况变化评估、森林生物量估算以及森林干扰和生物多样性监测等研究。然而, 这些卫星遥感植被监测产品针对中国复杂多样的森林区域缺乏有效验证, 在不同林况和地形条件下的不确定性也不明确。激光雷达具备高精度三维信息采集的优势, 在国内外已被广泛用于森林生态系统监测和卫星遥感产品验证。为此, 该研究利用在中国114个样地收集的153 km²的无人机激光雷达数据, 构建了我国森林结构参数验证数据集, 并以此为基础对3套全球遥感监测产品(全球叶面积指数(GLASS LAI)、全球冠层覆盖度(GLCF TCC)、全球冠层高度(GFCH))进行了像元尺度的验证, 并分析了其在不同坡度、覆盖度和林型条件下的不确定性。研究结果表明: 与无人机激光雷达获取的叶面积指数、覆盖度以及冠层高度相比, GLASS LAI、GLCF TCC、GFCH在中国森林区域均存在一定的不确定性, 且受林况和地形因素影响的程度不一致。对GLASS LAI和GLCF TCC影响的最大因素分别为林型和覆盖度; 而GFCH则更易受地形坡度和覆盖度的影响。     

Biodiversitätsforschung – wohin geht die Reise?

Biodiversity and biodiversity politics Extrapolations for a range of indicators suggest that based on current trends, pressures on biodiversity will continue to increase (Global Biodiversity Outlook 4, 2014). Since services of nature, like fertile soil, clear water and clean air are achieved by consortia of organisms rather than by individual species, they are already endangered. This holds, in spite of the fact, that only 10% of the earth's organisms are known to science and that therefore the loss caused by global change cannot be reliably quantified. Today, science develops new methods for recording consortia of coexisting organisms in a habitat. With the Convention on Biological Diversity, biodiversity has become a matter of politics which is welcome with respect to species and habitat conservation, but the concern of biopiracy creates bureaucratic hurdles hindering research. The most recent achievement is IPBES (Intergovernmental Platform on Biodiversity and Ecosystem Services, Bonn), which strives to bring more science into biodiversity politics.     

The Austrian Forest Biodiversity Index: All in one

Forest biodiversity cannot be measured and monitored directly. Indicators are needed to tackle this task and must be based on scientifically valid relationships concerning different levels of biodiversity. In addition, indicators must provide tangible goals for forest policy and other relevant stakeholders. Here, we propose a single aggregated measure – the Austrian Forest Biodiversity Index (AFBI) – which is composed of different indicator values being weighed depending on their significance for the maintenance of forest species richness and genetic diversity. The AFBI consists of nine state and four response indicators. Selection of state indicators was based on the general hypothesis that forests which mimic natural conditions or are characterised by structural elements of old-growth forests maintain a high number of forest dependent species and a high genetic richness therein. Among the response indicators we considered the establishment of natural forest reserves, genetic reserve forests, seed stands and seed orchards as most relevant. Proposed operational tools, especially for state indicators, are mainly based on the Austrian forest inventory. The sum of all weighted indicator measures is rescaled as a total score that may vary from 0 to 100, so that the AFBI is simple to communicate and straightforward to apply. The AFBI gives certain weight to genetic parameters which are often neglected in previous approaches.     

Spatial Overlap between Environmental Policy Instruments and Areas of High Conservation Value in Forest

In order to safeguard biodiversity in forest we need to know how forest policy instruments work. Here we use a nationwide network of 9400 plots in productive forest to analyze to what extent large-scale policy instruments, individually and together, target forest of high conservation value in Norway. We studied both instruments working through direct regulation; Strict Protection and Landscape Protection, and instruments working through management planning and voluntary schemes of forest certification; Wilderness Area and Mountain Forest. As forest of high conservation value (HCV-forest) we considered the extent of 12 Biodiversity Habitats and the extent of Old-Age Forest. We found that 22% of productive forest area contained Biodiversity Habitats. More than 70% of this area was not covered by any large-scale instruments. Mountain Forest covered 23%, while Strict Protection and Wilderness both covered 5% of the Biodiversity Habitat area. A total of 9% of productive forest area contained Old-Age Forest, and the relative coverage of the four instruments was similar as for Biodiversity Habitats. For all instruments, except Landscape Protection, the targeted areas contained significantly higher proportions of HCV-forest than areas not targeted by these instruments. Areas targeted by Strict Protection had higher proportions of HCV-forest than areas targeted by other instruments, except for areas targeted by Wilderness Area which showed similar proportions of Biodiversity Habitats. There was a substantial amount of spatial overlap between the policy tools, but no incremental conservation effect of overlapping instruments in terms of contributing to higher percentages of targeted HCV-forest. Our results reveal that although the current policy mix has an above average representation of forest of high conservation value, the targeting efficiency in terms of area overlap is limited. There is a need to improve forest conservation and a potential to cover this need by better targeting high conservation value areas.