小五台山森林生态系统研究现状

万少欣　甄伟

摘要：森林生态系统为人类提供了自然资源和生存环境2个方面的多种生态系统服务功能，通过评估指标体系和计量方法，对森林的服务功能进行科学、量化的评价具有重要意义。2010年经国家林业局批复设立了小五台山森林生态系统定位研究站，对保护区开展生态监测的基础上进行生态系统服务功能评估，是分析其生态环境现状及变化趋势的基础，是提出科学保护对策的依据，可有效促进我国暖温带地区典型人工林生态系统的观测研究能力，为我国华北地区乃至全国其他条件类似地区林业生态建设、多样性保护和森林资源的持续利用提供科学依据和技术支撑。本文介绍了森林生态系统研究的意义、方法、保护区开展该研究的背景及研究现状。

关键词：森林生态系统；小五台山；研究现状

自从A.G.Tasley于1935年首次提出生态系统的概念后，生态系统理论在随后的几十年得到了进一步发展和完善。1972年著名生态学家P.Ehrlich首次使用了“生态系统服务”一词，随后生态系统服务作为学术用语为人所用，之后大量学者多次提出“生态系统服务”概念，从1997年的Daily到2005年联合国出版的《生态系统与人类福祉》，生态系统服务的概念不断完善。如今被多数人接受的生态系统服务指：“生态系统与生态过程所形成的人类赖以生存的自然环境条件和效用”。而生态系统服务功能作为生态系统与生俱来的能力，与人类存在与否或是否受益没有任何关系，是生态系统的基础和表现形式。

1森林生态系统研究意义

1.1研究意义

森林是地球上复杂的、多物种、多功能与多效益的生态系统，对维护生态平衡起着决定性作用。森林生态系统为人类提供了自然资源和生存环境2个方面的多种生态系统服务功能，对森林的服务功能进行科学、量化的评价，对反映林业建设成就，提高森林经营管理水平，加深人们的环保意识，体现林业的地位和作用等方面具有重要的现实意义。

1.2研究方法

目前，对森林生态系统服务功能评估方法包括评估指标体系和计量方法2部分。以王兵研究员为首的林业工作者根据中国森林生态系统的特点，确定中国森林生态系统服务功能评估指标主要包括8个方面：涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护和森林游憩，并制定了中华人民共和国林业行业标准作为计量方法执行标准，生态站是开展这一研究的重要平台。

2小五台山森林生态系统研究背景

2.1保护区概况

小五台山自然保护区位于河北西北部，地处燕山——太行山山系区，太行山山脉北端，属于“自然生态系统类型”中的“森林生态系统类型”。该区气候属温带大陆季风型山地气候，具有雨热同季、冬长夏短、四季分明、夏季昼夜温差大等特点。区内山峰峡谷众多，其中主峰东台海拔2882m，为河北最高峰。保护区的森林和植物群落可分为7个植被型、18个群落系和35个群系。独特的自然条件使该区成为京津冀地区生物种类最丰富的地区之一，据不完全统计，该区已发现野生高等植物1393种，隶属于118科529属；陆生脊椎动物共计137种，隶属于4纲18目56科107属；六足动物和蛛形动物3082种，隶属于5纲29目320科1769属；菌类3门126属481种。该区水资源比较丰富，主要山谷皆有溪水，主要水源是降水、地下水和潜水等，对该地区植被发育和人民生活起了重大作用。该区主要土壤类型有亚高山草甸土，山地棕壤及褐土类。

2.2研究背景

保护区建区30余年，在资源保护、资源调查、宣传教育、社区共建、多种经营等方面做了大量的工作，但由于受经济、人才等诸多因素的制约，对保护区内包括气候、水文、土壤等生态因子的研究开展较晚，数据积累薄弱，对区内生态环境及其变化趋势了解不够深入，对保护对策的制定及保护区的可持续发展不利。2010年经国家林业局批复设立了小五台山森林生态系统定位研究站，对保护区开展生态监测的基础上进行生态系统服务功能评估。监测数据统一上报到国家林业局生态定位观测网络中心。通过生态站的建设和长期定位观测，可有效促进我国暖温带地区典型人工林生态系统的森林水文、森林气象、森林土壤、树木生理、水土保持等方面的观测研究能力，为我国华北地区乃至全国其他条件类似地区林业生态建设、多样性保护和森林资源的持续利用提供科学依据和技术支撑。

3保护区开展的研究

保护区目前开展的研究主要包括森林气象观测、森林水文观测、森林土壤观测和森林生物观测。气象观测主要包括：地面标准气象站、森林小气候梯度自动观测系统、大气颗粒物分析、正负离子检测、多参数气体分析；水文观测主要是建立3座测流堰。其中1個大流域矩形薄壁堰，另外2个小流域三角堰。地表径流场共建设4个，通过观测水量和淤泥量来观测水土流失。土壤观测包括土壤水分测定、土壤非饱和导水率测量、土壤饱和导水率测量、土壤呼吸监测和离子分析。生物观测包括建3个6hm2的永久固定大样地，每5年展开1次详细调查，并开展树木冠层分析、年轮分析等观测，用来长期监测典型林分的生长变化、生物多样性、对环境变化的响应等。

小五台山森林生态系统定位研究站通过对该区的气象、水文、土壤、生物进行长期观测研究，为评估该区森林生态系统服务功能，科学制定保护对策提供重要依据。作为森林生态站网的一员，该区具有从多个空间尺度分析小五台山森林植被的结构和格局的环境影响机制，研究生态系统的结构与功能变化规律，特别是森林植被在参与生物地球化学循环过程中，通过与土壤、大气、水流在多界面、多层次、多尺度上进行物质与能量交换、改变和影响区域气候、涵养水源、净化水质、保持水土和抵御各种自然灾害的作用；为我国华北地区乃至全国其他条件类似地区林业生态建设、多样性保护和森林资源的持续利用提供科学依据和技术支撑；为国家森林生态定位研究和监测网络提供科学、准确、具有可比性的数据和信息，为国家生态环境科学观测网络和社会发展提供资源、环境和生态数据的存储、处理、交换、共享服务，促进森林生态水文、森林健康、生物多样性保护、生态系统综合管理等相关学科的发展。

（收稿：2017-01-08）endprint