森林生物多样性监测探讨获奖科研报告

森林生物多样性监测探讨获奖科研报告摘

要：介绍了森林生物多样性监测的概念和森林生物多样性监测的指标，综述了国内外对森林生物多样性监测的研究现状，总结我国森林生物多样性监测面临的主要问题以及发展趋势。

关键词：森林生物多样性；监测；评价

1.森林生物多样性监测概述

森林生物多样性是指森林生态系统内部的所有来源活的生物体中的变异性，包括物种内部、物种之间和生态系统的多样性，主要分为物种多样性、生态系统多样性、景观多样性和遗传多样性4个层次，森林生物多样性是生态系统生产及服务的基础源泉。

监测是指特定时期内，在不同时间及空间维度上，对一个或多个区域的同一组指标进行反复量度的过程[1]。

生物多样性监测对及时了解区域内的动植物等生物资源的动态变化，为生态系统相关管理、保护、修复等措施的制定提供数据支持，是提高自然资源保护有效性及管理针对性的重要举措[2]。

2.主要监测内容

2.1监测目的

根据生物多样性监测的目的，可分为观测型、执行型、有效性和验证型监测4类[3]其中，观测型主要关注生物多样性发生的趋势性变化，为生态系统提供预警。执行型主要记录生物多样性管理措施是否按照协议执行，由于其人为或自然干扰等不确定性及不可预测性，即使完全执行生物多样性管理措施，也不能完全达到保护的目标。有效型是指在实施管理措施后，评估生物多样性的现状和发展趋势。由于降雨增加或其他自然和人为因子的影响，有效性监测也可能会造成植物种多样性增长的误导。验证型主要分析生物多样性变化与保护措施改变的关联，进而判断特定的管理措施是否产生特定的物多样性变化效应。

2.2监测指标体系

近年来，鉴于生物多样性变化的复杂性，现行生物多样性监测指标已达100多个，其中，2/3的指标未能有效指示生物多样性的变化[4]。为了在全世界采用具有可比性的指标比较不同区域生物多样性的变化，生物多样性联盟建立生物多样性评估的指标体系。2013年，统一并定义了一组最少的核心指标来监测生物多样性变化的主要维度，使全球地区之间的结果比较成为可能。生物多样性核心指标强调对同一样点或类群的重复测量包括种群的基因分化、类型和品种的多样性；种群的组成分布、多度及年龄结构、主要功能性状和种间相互作用；生产力、生境结构、生态系统范围、干扰类型和破碎程度等的监测。目前，生物多样性监测指标主要包括反映生物多樣性变化趋势的状态指标，反映威胁生物多样性的主要因素变化的压力指标，反映保护政策或措施的效果响应指标，反映生物多样性产品和服务变化的效益及生物生理生态指标5类[5]。

2.3监测内容与方法

大型森林生物多样性监测样地主要采用ForestGEO森林样地的建设方法，结合传统的群落学调查、定期复查及群落动态长期监测等内容，实时树木生长动态监测、水文条件及群落更新动态监测等。同时，收集区域内典型森林群落的地理位置、坡位、坡向、土壤、人类及动物活动影响及气象数据。

3.中国森林生物多样性监测研究进展

20世纪50年代末至60年代初，森林生态系统结构与功能的定位观测逐渐受到重视。1958年，我国第一个生物地理群落定位站在云南西双版纳建立，开展了小规模的定位监测。

20世纪90年代与国外同步开始生物多样性评价指标的探讨，并侧重于生态系统尺度及局域尺度上的遗传、物种和生态系统3个层次生物多样性评价[6]。

2013年，为实现我国重要类群中长期变化态势分析的目标，中国生物多样性监测与研究网络，建成了覆盖全国30个主点和60个辅点，包含动植物及微生物等类群的1个综合监测管理中心和10个专项监测网。目前，已建成了以分子生物学、近地面遥感及卫星追踪等先进技术为支撑的生物多样性网络监测体系，其中，在建设森林大样地平台、网格化监测大型动物、鸟类迁徙卫星追踪等方面取得了突出成果[7-8]。

4.面临的主要问题

我国地形起伏不平、复杂多变，气候类型多样，构成的生境复杂多样为动植物生长提供优越的条件，使我国的物种资源相当丰富。而森林自然演替是既缓慢，又漫长过程仅靠短期调查与监测工作根本无法掌握其内部的复杂关系，在森林生物多样性监测中，就需要严格按照规程要求确定样地、样点、样带的面积与长度，确保各个监测样方、样带以及样地位置标明清，监测样地的典型、科学性、全面性，进而实现对保护地的科学管理。

生物多样性监测社会基础较弱：虽然生物多样性监测与保护受到世界各国都高度重视，我国政府也制定了一系列政策，但受我国社会经济发展、广大群众文化程度水平限制，对生物多样性监测还缺乏了解，生物多样性保护与监测意识淡薄，为此，破坏森林、乱捕滥猎时有发生。

生物多样性保护缺乏科技的支撑：我国生物多样性监测起步较晚，科研人员缺乏，各学科交流渗透及国内外科研机构纵向、横向交流待加强，对生物多样性监测的许多技术问题尚缺乏研究，我国生物多样性监测与可持续利用的生物资源绿色经济发展的研究、推广、示范等推动力不足，生物多样性监测目前盲目性、随意性较大。

生物多样性的遗传多样性、物种多样性、生态系统和景观多样性每个层面的监测研究都相当复杂，近年来，我国的研究学者主要对物种多样性、生态系统多样性、遗传多样性3个层面做了大量监测研究工作，在景观多样性方面主要局限在景观生态方向的研究，需拓宽思路，在更广泛的学科方向研究。

5.我国生物多样性研究展望

近年来，针对我国和国际生物多样性监测与保护的热点问题，科学研究者在生物多样性理论研究、技术示范与推广以及生物与生境保护方面开展了系统、深人的监测与研究，为科普、科研、生产等各领域提供了多样化的信息服务，为自然资源的保护管理和有效利用提供了决策支持。针对目前“多营养级交叉、大数据整合的国际态势”生物多样性监测在监测数据的整合管理与共享以及跨学科的交叉研究方面仍有待加强。

将来，生物多样性监测，既要兼顾核心样地的深化建设，也需要加强监测辅点在全国水平布局，以核心监测点结合辅助监测点，优化监测点、监测内容的空间布局，整合国内外科研技术力量，针对关键生物类群的分布与迁徙特点，进行辅助样地建设，全国尺度监测网络的优化，为生物多样性的实时国情报告提供支撑数据。

通过地面人工观测与教据自动连续采案技术，借助森林大样地及其卫星样地为动物、昆虫和土壤微生物的多营养级交互的综合研究平台，进一步优化多物种、多营养级交互作用生物多样性监测的内容和空间布局，发挥我国生物多样性监测和研究示范和引领作用。

当前，无人机以二维的高分影像为主性领域在生物多样监测中应用，鉴于激光雷达和惯性导航系统昂贵的价格，激光雷达遥感知识普及不足等原因，具有三维信息的激光雷达技术尚未结合到传统生物多样性研究应用。随着新一代激光雷達设备及其达技术的进一步普及，未来无人机激光雷达遥感技术的使用将进一步推动生物多样性遥感监测研究。

大数据分析和共享数据平台的搭建是当前科学发展的趋势和方向。搭建生物多样性监测数据信息平台有助于促进对生物多样性形成机制、变化机理的研究。未来，生物多样性监测以全面感知、实时