森林生物多樣性監(jiān)測探討獲獎科研報告

森林生物多樣性監(jiān)測探討獲獎科研報告摘

要：介紹了森林生物多樣性監(jiān)測的概念和森林生物多樣性監(jiān)測的指標，綜述了國內外對森林生物多樣性監(jiān)測的研究現狀，總結我國森林生物多樣性監(jiān)測面臨的主要問題以及發(fā)展趨勢。

關鍵詞：森林生物多樣性；監(jiān)測；評價

1.森林生物多樣性監(jiān)測概述

森林生物多樣性是指森林生態(tài)系統內部的所有來源活的生物體中的變異性，包括物種內部、物種之間和生態(tài)系統的多樣性，主要分為物種多樣性、生態(tài)系統多樣性、景觀多樣性和遺傳多樣性4個層次，森林生物多樣性是生態(tài)系統生產及服務的基礎源泉。

監(jiān)測是指特定時期內，在不同時間及空間維度上，對一個或多個區(qū)域的同一組指標進行反復量度的過程[1]。

生物多樣性監(jiān)測對及時了解區(qū)域內的動植物等生物資源的動態(tài)變化，為生態(tài)系統相關管理、保護、修復等措施的制定提供數據支持，是提高自然資源保護有效性及管理針對性的重要舉措[2]。

2.主要監(jiān)測內容

2.1監(jiān)測目的

根據生物多樣性監(jiān)測的目的，可分為觀測型、執(zhí)行型、有效性和驗證型監(jiān)測4類[3]其中，觀測型主要關注生物多樣性發(fā)生的趨勢性變化，為生態(tài)系統提供預警。執(zhí)行型主要記錄生物多樣性管理措施是否按照協議執(zhí)行，由于其人為或自然干擾等不確定性及不可預測性，即使完全執(zhí)行生物多樣性管理措施，也不能完全達到保護的目標。有效型是指在實施管理措施后，評估生物多樣性的現狀和發(fā)展趨勢。由于降雨增加或其他自然和人為因子的影響，有效性監(jiān)測也可能會造成植物種多樣性增長的誤導。驗證型主要分析生物多樣性變化與保護措施改變的關聯，進而判斷特定的管理措施是否產生特定的物多樣性變化效應。

2.2監(jiān)測指標體系

近年來，鑒于生物多樣性變化的復雜性，現行生物多樣性監(jiān)測指標已達100多個，其中，2/3的指標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比較不同區(qū)域生物多樣性的變化，生物多樣性聯盟建立生物多樣性評估的指標體系。2013年，統一并定義了一組最少的核心指標來監(jiān)測生物多樣性變化的主要維度，使全球地區(qū)之間的結果比較成為可能。生物多樣性核心指標強調對同一樣點或類群的重復測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、多度及年齡結構、主要功能性狀和種間相互作用；生產力、生境結構、生態(tài)系統范圍、干擾類型和破碎程度等的監(jiān)測。目前，生物多樣性監(jiān)測指標主要包括反映生物多樣性變化趨勢的狀態(tài)指標，反映威脅生物多樣性的主要因素變化的壓力指標，反映保護政策或措施的效果響應指標，反映生物多樣性產品和服務變化的效益及生物生理生態(tài)指標5類[5]。

2.3監(jiān)測內容與方法

大型森林生物多樣性監(jiān)測樣地主要采用ForestGEO森林樣地的建設方法，結合傳統的群落學調查、定期復查及群落動態(tài)長期監(jiān)測等內容，實時樹木生長動態(tài)監(jiān)測、水文條件及群落更新動態(tài)監(jiān)測等。同時，收集區(qū)域內典型森林群落的地理位置、坡位、坡向、土壤、人類及動物活動影響及氣象數據。

3.中國森林生物多樣性監(jiān)測研究進展

20世紀50年代末至60年代初，森林生態(tài)系統結構與功能的定位觀測逐漸受到重視。1958年，我國第一個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。

20世紀90年代與國外同步開始生物多樣性評價指標的探討，并側重于生態(tài)系統尺度及局域尺度上的遺傳、物種和生態(tài)系統3個層次生物多樣性評價[6]。

2013年，為實現我國重要類群中長期變化態(tài)勢分析的目標，中國生物多樣性監(jiān)測與研究網絡，建成了覆蓋全國30個主點和60個輔點，包含動植物及微生物等類群的1個綜合監(jiān)測管理中心和10個專項監(jiān)測網。目前，已建成了以分子生物學、近地面遙感及衛(wèi)星追蹤等先進技術為支撐的生物多樣性網絡監(jiān)測體系，其中，在建設森林大樣地平臺、網格化監(jiān)測大型動物、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

我國地形起伏不平、復雜多變，氣候類型多樣，構成的生境復雜多樣為動植物生長提供優(yōu)越的條件，使我國的物種資源相當豐富。而森林自然演替是既緩慢，又漫長過程僅靠短期調查與監(jiān)測工作根本無法掌握其內部的復雜關系，在森林生物多樣性監(jiān)測中，就需要嚴格按照規(guī)程要求確定樣地、樣點、樣帶的面積與長度，確保各個監(jiān)測樣方、樣帶以及樣地位置標明清，監(jiān)測樣地的典型、科學性、全面性，進而實現對保護地的科學管理。

生物多樣性監(jiān)測社會基礎較弱：雖然生物多樣性監(jiān)測與保護受到世界各國都高度重視，我國政府也制定了一系列政策，但受我國社會經濟發(fā)展、廣大群眾文化程度水平限制，對生物多樣性監(jiān)測還缺乏了解，生物多樣性保護與監(jiān)測意識淡薄，為此，破壞森林、亂捕濫獵時有發(fā)生。

生物多樣性保護缺乏科技的支撐：我國生物多樣性監(jiān)測起步較晚，科研人員缺乏，各學科交流滲透及國內外科研機構縱向、橫向交流待加強，對生物多樣性監(jiān)測的許多技術問題尚缺乏研究，我國生物多樣性監(jiān)測與可持續(xù)利用的生物資源綠色經濟發(fā)展的研究、推廣、示范等推動力不足，生物多樣性監(jiān)測目前盲目性、隨意性較大。

生物多樣性的遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統和景觀多樣性每個層面的監(jiān)測研究都相當復雜，近年來，我國的研究學者主要對物種多樣性、生態(tài)系統多樣性、遺傳多樣性3個層面做了大量監(jiān)測研究工作，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，在更廣泛的學科方向研究。

5.我國生物多樣性研究展望

近年來，針對我國和國際生物多樣性監(jiān)測與保護的熱點問題，科學研究者在生物多樣性理論研究、技術示范與推廣以及生物與生境保護方面開展了系統、深人的監(jiān)測與研究，為科普、科研、生產等各領域提供了多樣化的信息服務，為自然資源的保護管理和有效利用提供了決策支持。針對目前“多營養(yǎng)級交叉、大數據整合的國際態(tài)勢”生物多樣性監(jiān)測在監(jiān)測數據的整合管理與共享以及跨學科的交叉研究方面仍有待加強。

將來，生物多樣性監(jiān)測，既要兼顧核心樣地的深化建設，也需要加強監(jiān)測輔點在全國水平布局，以核心監(jiān)測點結合輔助監(jiān)測點，優(yōu)化監(jiān)測點、監(jiān)測內容的空間布局，整合國內外科研技術力量，針對關鍵生物類群的分布與遷徙特點，進行輔助樣地建設，全國尺度監(jiān)測網絡的優(yōu)化，為生物多樣性的實時國情報告提供支撐數據。

通過地面人工觀測與教據自動連續(xù)采案技術，借助森林大樣地及其衛(wèi)星樣地為動物、昆蟲和土壤微生物的多營養(yǎng)級交互的綜合研究平臺，進一步優(yōu)化多物種、多營養(yǎng)級交互作用生物多樣性監(jiān)測的內容和空間布局，發(fā)揮我國生物多樣性監(jiān)測和研究示范和引領作用。

當前，無人機以二維的高分影像為主性領域在生物多樣監(jiān)測中應用，鑒于激光雷達和慣性導航系統昂貴的價格，激光雷達遙感知識普及不足等原因，具有三維信息的激光雷達技術尚未結合到傳統生物多樣性研究應用。隨著新一代激光雷達設備及其達技術的進一步普及，未來無人機激光雷達遙感技術的使用將進一步推動生物多樣性遙感監(jiān)測研究。

大數據分析和共享數據平臺的搭建是當前科學發(fā)展的趨勢和方向。搭建生物多樣性監(jiān)測數據信息平臺有助于促進對生物多樣性形成機制、變化機理的研究。未來，生物多樣性監(jiān)測以全面感知、實時