河北省陆地生态系统定位研究体系建设刍议

2012-08-15李东洪

河北林业科技 2012年5期

关键词：陆地河北省观测

毕君，李东洪

（1.河北省林业科学研究院，河北石家庄 050061；2.河北省林木良种工程技术研究中心，河北石家庄 050061；3.南宫市委党校，河北邢台 055750）

河北省陆地生态系统定位研究体系建设刍议

毕君1，2，李东洪3

（1.河北省林业科学研究院，河北石家庄 050061；2.河北省林木良种工程技术研究中心，河北石家庄 050061；3.南宫市委党校，河北邢台 055750）

根据国内外陆地生态系统长期定位研究的背景、发展现状和趋势，在分析河北省生态区位和地貌类型特殊性的基础上，论述了河北省陆地生态系统长期定位研究建设的意义与迫切性，提出了“十二五”河北省陆地生态系统长期定位研究站网建设布局的初步设想和相关建议。

陆地生态系统；定位研究；背景；意义；布局；建议；河北省

1 生态系统长期定位研究的背景和意义

20世纪下半叶以来，气候变化、水土流失、干旱缺水、物种减少等生态危机正严重威胁着人类的生存与发展。随着1992年“世界环境与发展大会”的召开和1997年“京都议定书”的签订，以及2000年联合国《千年生态系统评估》的开展，人们越来越关注地球生态系统的健康，迫切需要获取反映陆地生态系统状况的各种数据与信息，以便为应对气候变化和实现可持续发展等宏观决策提供科学依据。开展生态系统定位研究工作，也是探索研究一个地区一定时期生态环境变化规律，制定生态环境治理规划的基础依据和有效举措。

森林、湿地和荒漠是陆地上最重要的三大生态系统，林业是生态建设的主体，承担着建设森林生态系统、保护湿地生态系统、改善荒漠生态系统、维护生物多样性的重大使命。为了揭示陆地生态系统结构与功能，评估林业在经济社会发展中的作用，国家林业局制定了《陆地生态系统定位研究网络中长期发展规划（2008～2020）》，规划2020年前在全国新建150个陆地生态系统定位研究站。生态系统定位研究站是对陆地生态系统的基本信息、结构、功能与作用、健康状况等开展全方位观测与研究的基础平台。包括森林生态系统定位研究站、湿地生态系统定位研究站和荒漠生态系统定位研究站三大类。

生态系统定位研究站的作用主要表现在：①建立森林、湿地生态效益监测与评价体系，准确测算生态系统功能价值，为实现生态效益补偿和绿色GDP核算提供科学基础和数据支撑。②提供全面、详实的科学数据和研究结论，为气候变化公约以及国际湿地公约、荒漠化防治、生物多样性保育等国际谈判提供相关的科学数据。③为解决林业重大科学问题提供研究平台，诸如“森林与水”、“森林与气候变化”、“森林碳汇”等。④为科学监测和评价林业工程生态效益提供重要基础数据，客观真实反映林业生态工程建设成果。⑤研究生态建设关键技术和优化模式，为典型区域生态建设的问题和瓶颈技术提供理论和技术支撑。

2 国内外陆地生态系统定位研究发展现状

长期生态学定位研究最早起源于1843年英国洛桑（Rothamsted）试验站，主要开展土壤肥力与肥料效益长期定位试验。目前世界上已持续观测60a以上的定位试验站有30余个，主要集中在欧洲、前苏联、美国、日本、印度等国家和地区。1939年美国Laguillo试验站开始对南方热带雨林观测研究，20世纪初，爱沙尼亚和卡拉库姆沙漠分别开始了湿地和荒漠生态系统的长期定位观测研究。陆地生态系统的长期定位研究为生态学、地球化学、气候变化等学科和领域的发展提供了坚实的科学基础。如美国夏威夷的Manua Loa监测站通过长期连续观测，发现了近50a全球大气CO2浓度逐年升高的事实，为全球气候变化认识与行动提供了科学基础。随着网络和信息技术的发展，生态系统观测研究已从单个生态站的观测研究，向跨国家、跨地区、多站参与的全球化、网络化观测研究体系发展。目前，全世界已有90多个不同空间尺度和不同观测研究对象的生态网络。在全球尺度上，有全球环境观测系统（GEMS）、国际长期生态研究网络（ILTER）、全球陆地观测系统（GTOS）、全球气候观察系统（GCOS）等。在区域尺度上，有东南亚农业生态系统网络（SUAN）、欧洲森林生态系统观测网络（EFERN）、欧洲全球变化研究网络（ENRICH）等。在国家尺度上有著名的美国长期生态研究网络（U.S.LTER Network）、英国的环境变化研究网络（ECN）、加拿大的生态观察与分析网络（EMAN）等。

我国生态系统定位观测研究起步于20世纪50年代。1959年中国科学院吴征镒先生在云南西双版纳组织建立我国第一个森林生态系统生态站。1960年中国林科院蒋有绪院士在四川米亚罗（现为卧龙）建立了中国林业系统的第一个森林生态站。国家林业局从上世纪70年代开始正式启动生态站建设，至今已初步建设生态站100个，其中森林生态站70个、湿地生态站18个和荒漠生态站12个，分布于国内各典型生态区。中科院也已建立森林、湿地和荒漠生态站42个，形成了中国森林生态系统研究网络（CFERN）和中国生态系统定位研究网络（CERN）两大系统网络。在省级层面上，近年来，部分省（市、区）根据生态建设和经济社会发展需求，抢抓国家生态站建设的历史机遇，建立了省级陆地生态系统定位研究站网，如广东省规划建立由10个生态站构成的广东省森林生态系统定位研究网络，并依托广东省林科院成立了生态站管理中心。2012年5月，河南省初步建成了由7个生态站组成的我国第一个省级区域生态系统定位研究实体网络和信息网络。云南省规划，2012～2015年新建24个生态站，至2020年全省生态站数量达到43个。此外，北京、吉林、四川、新疆、辽宁、甘肃、江西、山西等省区对陆地生态系统定位研究网络进行了规划和建设。

3 河北省陆地生态系统长期定位研究建设的意义与迫切性

除了解决国家层面的生态质量评价、国际履约、气候谈判等问题，生态系统长期定位研究在河北省还具有特殊的意义。河北与京津共处一个生态环境单元，共享一地自然环境，同属一个海滦河水系。河北省的生态区位独特，生态功能极其重要。林业建设事关京畿的生态安全，生态产品是河北林业的最重要产出功能。但是，应该看到，河北省林业资源总量不足、质量不高、湿地萎缩、风沙危害依然严重的客观现实，生态建设的质量与愿望存在较大差距。特殊的区位与特殊的作用缺少科学的数据支撑，亦无法得到国家和京津的特殊支持。解决上述诸多问题，亟需反映全省森林、湿地、荒漠等各类生态系统的基础信息与数据，科学、准确地把脉全省林业生态建设。因此，实现河北林业的科学发展、跨越发展，必须依靠生态系统的长期定位观测与研究。生态站建设越早越好、越快越主动。

4 河北省陆地生态系统长期定位研究站网建设布局的初步设想

按照国家林业局《陆地生态系统定位研究网络中长期发展规划（2008～2020）》，到2020年建成布局合理、类型齐全、条件完备、机制完善的中国陆地生态系统定位研究网络观测与研究平台。规划在河北省布设6个刚性生态站，其中森林生态站3个（塞罕坝森林生态站、木兰森林生态站、小五台山森林生态站），湿地生态站2个（白洋淀湿地生态站、衡水湖湿地生态站），荒漠生态站1个（丰宁荒漠生态站）。

河北省特殊的区域、齐全的地貌类型、独特的生态系统和密切的京津冀互动等，都迫切需要加强生态站建设。国家林业局的生态站规划是从整个疆域考虑，6个站点无法涵盖河北省的全部生态功能区，特别是太行山、平原、沿海等典型生态功能区缺少站点。为此，在国家规划的生态站基础上，建设省级生态站，形成河北省布局合理、类型齐全的生态系统定位观测与研究平台网络。按照地貌类型、生态系统功能特点，初步规划“十二五”期间建设5个省级陆地生态系统定位研究站。

4.1 太行山山地防护林生态系统定位研究站

太行山是黄土高原与华北平原的分水岭，是海河的发源地。该区发育了以暖温带落叶阔叶林为基带的植被垂直带谱，森林植被类型多样，孕育了丰富的动植物资源。根据该区生态环境特点，特别是土壤侵蚀的敏感性及其对下游的影响，本区是土壤保持的极重要功能区，水源涵养和生物多样性保护的重要功能区。其水土保持和气候调节功能对保障华北平原的生态安全极其重要。

该生态站主要是研究监测太行山森林生态系统对河北山前平原、石家庄等中心城市的气候与水资源分配的调节作用，水源涵养与水土保持能力，生物多样性保护以及植被恢复的模式与技术。

4.2 沿海湿地生态系统定位研究站

河北省海岸类型较为齐全，包括基岩岸段、沙质海岸、淤泥粉沙质岸段。主要环境灾害有：海域地震、风暴潮、灾害性海浪、海冰、海平面上升、海岸侵蚀、地下海水入侵等。沿岸陆地属土地盐渍化极敏感区，由于土壤盐碱化程度高，适宜生长的树种少；天然降水少，生理干旱是导致造林成活率低的主要原因。由于湿地开发愈演愈烈，湿地鸟类的栖息环境急剧萎缩，生物多样性保护受到严重威胁。该生态功能区主要是为农作物种植、土壤保育、水源涵养、水文调蓄、生物多样性保护、景观保护、海洋渔业、预防海啸等提供生态服务。

该生态站主要是研究监测滨海区湿地与防护林在维护沿海生态安全，特别是生物多样性保护、土壤保育、海岸侵蚀、防风防浪、防海啸等方面的作用，监测湿地与沿海防护林退化的机制，研究评价生态治理技术与模式。

4.3 平原农田防护林和经济林生态系统定位研究站

河北平原是黄淮海平原重要的商品粮和果品基地。生态系统服务功能主要是产品提供功能，包括粮食、油料、肉、奶、棉花、木材、果品等农业初级产品生产功能。该区主要是人口膨胀、资源匮乏和环境恶化导致的一系列“三农”问题。

该生态站主要是研究监测农田防护林、经济林、村镇防护林、速生丰产林对改善农村、农业生产与生活环境，调整产业结构，提高农民经济收入等方面的作用，研究评价不同绿化模式对防风固沙、调节小气候、维护生物多样性的效果。

4.4 冀西北沙地生态系统定位研究站

以桑、洋河谷自西北向东南分布的五大沙丘为典型的冀西北沙地，既对本区域的生态、生产、生活造成极大地干扰，又是北京地区最近、最直接的沙尘源。作为典型的退化生态系统，其所受到的自然与人为干扰、发生、发展与演替规律成为人类生存与社会经济发展过程中亟待认知的科学问题。

该生态站主要研究监测沙化土地、沙丘的形成与移动规律及其对北京等下游地区沙尘、沙暴的影响，研究评价不同工程及生物治理措施的效果，筛选具有良好生态和经济效益的治理模式。

4.5 坝上湿地生态系统定位研究站

从自然生态联系来看，该区域处于京津的上风方向和上水位置，对于京津地区具有最明显的生态区位优势。该区是密云水库、官厅水库、于桥水库、潘家口水库等北京市、天津市重要水源地的涵养区，以及滦河、潮河、辽河上游源头。该区已被全国生态功能区划列为京津水源地水源涵养极重要功能区。同时，本区处在农牧交错带及华北干旱区，是京津乃至华北地区主要沙尘源区或通道，更是阻挡内蒙古高原风沙入侵京津的最后一道防线。坝上湿地作为京畿的水塔，正面临严重的衰退，以安固里淖、察汗淖、黄盖淖等为代表的湖泊湿地相继干涸。根据沙漠化敏感性和沙尘及其影响范围与程度，该区被全国生态功能区划列为防风固沙极重要区。

该生态站主要是研究监测坝上湿地生态系统调蓄水资源、维护生物多样性、防止沙尘暴的作用，研究湿地退化的机制，研究植被恢复与湿地保护的关系，评价和筛选退化湿地治理技术和模式。

5 几点补充建议

5.1 加强组织领导，成立河北省生态站建设领导小组

建议成立由主要厅领导任组长的河北省生态系统定位站建设领导小组，切实加强组织领导，研究解决生态站建设中的重大问题；同时成立由科技、计划与资金、资源等处室为成员的领导小组办公室，负责协调解决相关的具体问题。

5.2 迅速启动河北省陆地生态系统定位研究网络中长期发展规划

根据河北省的地貌类型和生态功能区位特点，组织计资、科研、规划、资源等相关处室单位联合攻关，抓紧制定河北省陆地生态系统定位研究网络中长期发展规划。形成类型齐全、布局合理的生态站网，为全省当前和未来林业生态建设和经济社会发展服务。

5.3 成立河北省生态站网管理中心

河北省的生态定位站作为全国生态站网的重要组成部分，担负着监测京津周围重要生态功能区生态系统观测研究的任务。为了加强与国家生态站网管理中心的联系与合作，在河北省林业厅的直接领导下，必须有统一的协调管理，才能保证各生态站的观测研究既突出各自生态系统的特色，又兼顾区域间的衔接和互补，真正形成全省有机统一的生态系统观测研究网络。成立“河北省生态系统定位研究网络管理中心”，从组织架构上理顺关系，确保研究观测数据规范、准确、及时。