吉林省森林生态系统涵养水源功能时空变化特征

涵养水源是森林生态系统的重要功能之一,其维持区域水资源安全的作用十分明显,作为东北多条江河的发源地,在吉林省内此功能的作用更为重要.采用2006,2011和2013年吉林省森林资源数据和森林生态站及辅助观测样地的长期监测数据,对吉林省森林生态系统涵养水源功能进行时空动态研究.结果表明:1)吉林省森林生态系统的水源涵养功能在逐渐提升,2006,2011和2013年吉林省森林生态系统涵养水源量分别为175.06万m^3/a,185.14万m^3/a和197.28万m^3/a;2)吉林省森林生态系统涵养水源功能呈现出东部>中部>西部的空间分布格局;3)影响吉林省森林生态系统涵养水源功能时空格局的驱动因子为森林资源面积、森林资源质量、森林资源结构(起源和林龄)、气候因素和林业政策(尤其是林业生态工程).本研究能够为吉林省生态建设和林业政策的制定提供理论依据,继而使森林生态系统发挥更大的涵养水源作用.

2006—2014年辽宁省森林生态系统服务功能价值评估

【目的】在辽宁省退耕还林、'三北'防护林、青山绿山工程实施以后,量化研究2006—2014年辽宁省森林生态系统服务功能价值动态变化情况。为辽宁省森林生态建设的可持续发展提供科学依据。【方法】利用2006、2010和2014年辽宁省森林资源清查数据和森林生态系统服务的连续观测,对辽宁省森林生态系统的涵养水源、保育土壤、固碳释氧、净化大气环境、森林防护、森林游憩、生物多样性保护和林木积累营养物质8项服务功能价值进行评估,揭示辽宁省森林生态系统服务的动态变化。【结果】经研究辽宁省2006、2010和2014年森林生态系统服务总价值分别为2 591.72亿元、3 723.48亿元和4 834.34亿元;2014年森林生态系统服务价值从大到小为涵养水源>生物多样性保护>固碳释氧>净化空气环境>保育土壤>森林游憩>森林防护>林木营养积累;其中与2010年相比,年均增长率最大的森林游憩是2010年的13.24倍,为82.1亿元,其次是净化空气环境增长了329.44亿元,年均增长了82.36亿元,年均净增长率为52.94%。【结论】2006、2010和2014年涵养水源和生物多样性保护2项服务的价值比例均超过50%,而林木营养积累、涵养水源等几项所占比较低;辽宁省森林生态系统服务功能蕴含着巨大的有形和无形的价值,对该地区经济发展具有重要的意义。

吉林省保护经营局天保工程生态系统服务功能动态变化研究

【目的】吉林省保护经营局天然林保护工程实施以后,由最初的单一采伐经营转变为以保护天然林资源为主,加强森林资源培育与保护的同时积极开发林下资源,适度发展种植业、养殖业和林副产品加工业,量化吉林省保护经营局自天保工程实施以来生态系统服务的动态变化。【方法】基于2000年底和2015年底,吉林省保护经营局森林资源二类调查数据和森林生态定位站长期监测数据,利用森林生态系统服务的全指标体系连续观测与清查体系(简称森林生态连清),对该区森林生态系统的固碳释氧、涵养水源、保育土壤、林木积累营养物质、净化大气环境、生物多样性保护等6项功能服务进行评估,量化揭示了吉林省保护经营局天保工程生态系统服务的动态变化。【结果】在天保工程实施后,研究区天然林生态系统服务价值量增加79.99×亿元·a^(-1),6项服务的价值量贡献,从大到小的顺序为:生物多样性保护>涵养水源>保育土壤>净化大气环境>固碳释氧>林木积累营养物质,其中,保育土壤功能的生态系统服务价值量增加量最大,占总增加量的29%;涵养水源次之,占总增加量的25%。【结论】生物多样性保护和涵养水源2项服务的价值量比例超过50%,为生态系统服务主导功能。该研究为天然林保护工程的后期工作开展提供借鉴和参考,为天然林的经营管理提供更多的科学依据。

陕西省退耕还林工程生态效益评估

基于截止2013年底陕西省退耕还林工程的资源数据,依据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》和《退耕还林工程生态效益监测评估技术标准与管理规范》,采用分布式测算方法从涵养水源、保育土壤、林木营养物质积累、固碳释氧、保护生物多样性、净化大气环境及森林防护等7个方面对陕西省退耕还林工程的生态效益进行评估,得出陕西省退耕还林工程生态效益价值量为973.47亿元/a,以涵养水源(274.06亿元/a)、净化大气环境(203.96亿元/a)和固碳释氧(173.95亿元/a)价值为主;3种植被恢复类型中以宜林荒山荒地造林模式的生态价值最高,封山育林模式的价值最低;在3个林种类型中,生态林的生态效益价值大于经济林和灌木林;在不同区域的生态效益价值评估中,以延安市的生态效益价值量为最高。

长白山森工集团天保工程生态效益动态变化

基于2000年底和2015年底,长白山森工集团森林资源二类调查数据和森林生态站长期监测数据,利用森林生态系统服务全指标体系,连续观测与清查(简称森林生态连清)体系,采用分布式测算方法,对研究区天然林生态系统,从涵养水源、保育土壤、固碳释氧、林木积累营养物质、净化大气环境和生物多样性保护等6项服务进行评估,量化并揭示长白山森工集团天保工程生态效益的动态变化。结果表明:在天保工程实施后,天然林各项生态系统服务物质量和价值量均呈现增加趋势,物质量增加量分别为涵养水源7.78亿t/a、保育土壤2 255.32万t/a、固碳释氧量191.87万t/a、林木积累营养物质6.35万t/a、释放负离子0.22×1023个/a、吸收污染物量2 879.16万kg/a、吸滞PM10总物质量122.43万kg/a、吸滞PM2.5总物质量18.38万kg/a;价值量增加381.75亿元/a,6项服务的价值量贡献顺序依次为生物多样性保护>涵养水源>保育土壤>净化大气环境>固碳释氧>林木积累营养物质,其中,生物多样性保护和涵养水源为研究区天然林生态系统服务的主导功能。天保工程实施后,保育土壤功能的生态系统服务价值量增加量最大,占总增加量的27%,涵养水源次之,对该区天然林生态效益影响最大。该研究为天保工程的后续开展提供借鉴和参考,为天然林的经营管理提供科学依据和指导。

植物功能性状与碳水通量的关系研究进展

全面研究碳水循环机制、变化趋势和生态系统调控管理是解决全球变暖问题、保护淡水资源、促进世界经济可持续发展的战略需要。只有深入探讨陆地生态系统的生理过程机制和环境控制原理,才能进而探明生态系统的碳汇功能和蒸发散过程,为应对气候变化的影响奠定理论基础。植物功能性状是在生物地球化学过程中影响碳水循环、物质和能量循环的根本因素,进而会影响生态系统的服务功能。因此通过对植物功能性状与碳水通量的关系研究,探讨由物种层次拓展到群落层次再延伸至生态系统层次的研究方法,进而解决植物性状观测数据与宏观生态监测数据空间尺度不匹配的问题,以推动宏观生态学的发展,解决区域生态环境问题。结合文献报道,首先综述国内外碳水通量研究进展,并阐明植物功能性状的定义及分类方式;其次按照植物个体器官分别讨论各功能性状与碳水通量的关系研究,分析植物功能性状如何影响碳水输入和输出过程;再次探讨不同功能性状间的协同作用,进而探讨植物性状与碳水通量的关系从物种到群落再到生态系统水平的尺度拓展的研究。目前由物种功能性状进行尺度推绎的研究有多种方法,如基于过程的碳水通量耦合模型,可由单叶尺度拓展至区域甚至全球尺度;单叶尺度气孔导度-光合作用-能量平衡耦合模型采用多层模拟的方法进行尺度上推,得到林冠层尺度的碳水通量模型;植物群落生物量加权法,将单叶尺度的植物性状指标拓展到群落尺度,在相同尺度水平构建生态系统内土壤-植被-大气间的功能参数的定量关系等。今后应加强如何实现由点的性状到面性状拓展,如何定量评估天然群落性状功能,如何将群落性状与生态系统性状观测技术相联等研究。以群落性状为核心连接个体性状与生态系统性状,推动微观性状指标研究与宏观性状指标研究相结合。

辽宁省退耕还林工程生态效益评估

基于截止到2013年底辽宁省退耕还林工程的资源数据,依据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》和《退耕还林工程生态效益监测评估技术标准与管理规范》,采用分布式测算方法从涵养水源、保育土壤、林木营养物质积累、固碳释氧、保护生物多样性、净化大气环境6个方面对辽宁省退耕还林工程的生态效益进行评估,得出辽宁省退耕还林工程生态效益价值量为491.94亿元·a^(-1),以涵养水源(132.03亿元·a^(-1))、生物多样性保护(129.39亿元·a^(-1))和固碳释氧(92.65亿元·a^(-1))价值为主;3种植被恢复类型中以宜林荒山荒地造林模式的生态价值最高,以封山育林模式的价值最低;在3个林种类型中,生态林的生态效益价值大于经济林和灌木林;在不同区域的生态效益价值评估中,以朝阳市的生态效益价值量为最高。

宁夏贺兰山自然保护区森林生态系统净化大气环境功能

探究宁夏贺兰山自然保护区森林生态系统净化大气功能的空间分布格局,可为保护区森林生态系统经营管理提供指导。本研究从提供负离子、吸收二氧化硫、吸收氟化物、吸收氮氧化物、滞尘、滞纳PM_(10)和滞纳PM_(2.5)等7个方面,从水平分布和垂直梯度两个方向,对宁夏贺兰山自然保护区森林生态系统净化大气环境功能的空间格局进行评价。结果表明:宁夏贺兰山自然保护区森林生态系统净化大气环境功能显著,提供负离子量为1.426×10^(23)个·a^(-1),滞纳PM_(10)和PM_(2.5)量分别为361.27和77.44 t·a^(-1);在水平分布上,物质量和价值量均呈现出中部高,南部次之,北部最小的变化规律,5个保护管理站的森林生态系统净化大气环境功能物质量和价值量均呈现大水沟>马莲口>苏峪口>石嘴山>红果子的变化规律;在垂直梯度上,呈现2400～3000 m段高于3000～3500和1800～2400 m段,山体阴坡高于阳坡的分布规律,以灌木林和云杉林的生态系统服务功能最大。

黑瞎子岛湿地及岛外林地土壤酶活性特征

土壤酶是一种生物催化剂,受生态系统环境的变化影响极度敏感,是土壤生态系统变化的预警和灵敏指标。黑瞎子岛西部于2008年归还我国,目前自然环境基本处于原生态状态,其土壤酶活性特征可以反映三江平原开发前的一些特征。本研究在黑瞎子岛内湿地与岛外林地采集土壤样品,分析了3种酶活性的分布特征,过氧化氢酶活性在0.06~0.76 mL(g·20 min)^-1,脲酶活性在0.46~4.72 mL(g·20 h)^-1,转化酶活性在0.12~5.51 mL(g·24 h)^-1。结果表明:①土壤含水量成为限制林地土壤酶活性的重要因子;②季节温度与枯落物的输入的交互作用对不同酶活性产生不同影响。