生物多样性与森林生态系统服务功能关系探讨

郭文月

（南京林业大学，南京 210037）

新中国成立后我国面临着人口、粮食和经济发展压力。土地改革使得农业得到了很快发展，解决了生存危机；改革开放使得工业快速发展，经济水平得以提升。但是在工农业发展过程中，毁林开荒、过度放牧、大量使用化石燃料和钢筋水泥等不合理行为，导致了森林面积缩减，废水废气的排放速率超过自然净化阈值，森林生态系统稳定性减弱，生态服务功能衰退，引发一系列环境问题和社会危机，其中最突出的是气候变化[1-3]。如何应对这一问题，提高生态系统服务功能是近年来我国的热点话题。

相关研究认为生物多样性有利于维持生态系统稳定性，增强其抗非生物因子干扰能力[4]，解决环境问题和社会危机。而森林作为陆地生态系统的主体，不仅有各种各样的生态服务功能，还能满足人们日益增多的一些社会化需求，创造巨大的社会经济效益，那么在森林生态系统中是否也存在这种生物多样性的正效益，有必要进一步探索。

1 生物多样性的概念与价值

生物多样性一词最早出现于“A Different Kind of Country”一书，书里主要强调了生物多样性对于保护自然资源有重要贡献。生物多样性是指所有存在于陆地、海洋及其他水生生态系统中的动物、植物和微生物等生命体之间的变异性和多样性，以及生态系统各组成部分之间的复杂生态过程。官方文件里认为它是由物种多样性、基因多样性和生态系统多样性构成，但是近年来在一些社会科学研究中，认为功能多样性和景观多样性在生物多样性效益中也发挥了很大作用。

从经济、社会和生态效益三个角度评价生物多样性价值。经济效益表现在：生物多样性提供的木材、工业原料、资源、肉类和菌菇类食物以及中药材等有形产品经过在市场上流通，被消费使用，带来经济收入；社会效益表现在：生物多样性有利于解决能源危机，保障粮食安全，为科研进步提供基因样本，创造优美的社会景观，提升人类身心愉悦度和幸福感，为艺术创作激发灵感，保护传统文化；生态效益在于丰富的生物多样性有利于增强生态系统稳定性和抗干扰力，促进群落发育，维持生态平衡，提高自然生态系统生产力。

2 生物多样性与森林生态系统服务功能的关系

森林能提供防风固沙、保持水土、纳碳释氧、净化空气、旅游休闲、积累有机质和调节局部气候等多种生态系统服务[5]。自然生产力这一指标能综合反映森林生态系统的整体服务功能，根据森林生长机理，可以划分为总初级生产力、净初级生产力和净生态系统生产力。总初级生产力（Gross Primary Productivity，GPP）是指绿色植物通过光合作用合成有机物的速率，其合成的有机物用于自养呼吸、异养呼吸以及为其他生态系统服务提供支撑；净初级生产力（Net Primary Productivity，NPP）是生产者能用于生长、发育和繁殖的能量值，等于总初级生产力减去生产者自养呼吸所消耗后的剩余部分，构成陆地碳循环的主体，是影响生态系统服务功能的最重要因素；净生态系统生产力（Net Ecosystem Productivity，NEP）等于净初级生产力扣除异养呼吸后的剩余部分，最能直观反映一生态系统的固碳水平，以0为界，当其大于0时，说明该森林生态系统起着碳汇作用，相反当其小于0时，说明它是碳源。

长期内，生物多样性有利于提高生态系统稳定性，优化生态系统服务功能[6]。结合因果路径分析理论，生物多样性是通过作用于生产力这一中介变量来影响森林生态系统服务功能的，生物多样性和生产力之间有普遍正相关性，自然生产力和森林生态系统服务功能也是正相关关系[7]。

图1 生物多样性与森林生态系统服务功能关系路径

如图1所示，物种丰富度、功能多样性、物种均匀度和物种优势度能较好的反映生物多样性状况，森林生产力随着物种均匀度和丰富度的增加而增加，因为高水平的物种均匀度和丰富度能增加生物功能性状的多样性[8]，提高资源利用率，加速有机质积累[9]，在某些研究中证实生物多样性对森林生产力的影响程度甚至不低于气候条件[10]，因此，生物多样性有助于增强森林对于非生物因子的抵抗能力，提高再生和自我恢复性，优化生态系统服务功能。

3 我国生物多样性资源的现状

我国国土面积辽阔，经纬度跨度大，地形复杂多样，得天独厚的自然条件孕育了丰富的生物多样性，在全球排名第八，并具有物种丰富多样、特有属种繁多、区系起源古老、种质资源丰富和生态系统丰富多彩等特点。然而近年来，全球范围内生物多样性锐减，尤其是我国濒危物种繁多，生物多样性压力巨大，造成这一问题的原因，既有人为因素也有自然原因。人类社会向自然界的索取强度随着经济发展的加快而提高，过度采伐、捕食、放牧，远远超过自然系统的承载力，造成资源枯竭；农业发展和城镇化进程的推进造成土地资源稀缺，致使土地利用方式改变，自然生境和生物栖息范围缩小；还有工业生产过度排污、农业生产随意使用农药化肥，都会引起水体和土壤质变，引发环境污染问题，生物栖息环境恶化；国家或者地区间在贸易过程中，很可能由于忽视关卡检疫而引起物种入侵，威胁本土生物安全，比如我国曾在集装箱国际贸易中，引发了松材线虫入侵，对我国森林生物多样性造成了毁灭性危害。自然原因主要是指由人力不可抗的自然破坏造成的生物多样性下降，如极端气候事件、自然火灾、雪灾、病虫害、地质灾害、海洋灾害等。

因此，虽然我国生物多样性资源丰富，但同时也面临着人类和自然造成的巨大压力，生物多样性下降速度快，尤其是人为原因引起的生物多样性锐减问题突出，为了维持森林生态系统服务功能，亟需采取相应措施，保护生物多样性。

4 生物多样性的保护建议

根据第二部分分析结论，生物多样性状况是森林生态系统服务功能的影响因素之一，而人为破坏又是造成生物多样性锐减的主要原因，因此，可以通过合理措施规范人类行为来保护生物多样性，维持森林生态系统服务功能。

普及生物多样性保护观念，促进生物多样性主流化。提高大众的生物多样性主流意识，是解决生物多样性下降的根本措施，因为人类是破坏行为的主体，只有从根源上改变人们的错误观念，才能减少破坏行为，使得保护工作取得重大进展。

完善生物多样性保护法规，增强执法监管力度。组织行业专家考察筹备立法，制定专门的生物多样性保护法规，加大违法惩戒力度，并配以完善的执法监管程序，确保生物多样性保护法规的公平执行，是杜绝破坏行为的保障。

加大生物多样性科研投入，促进保护手段创新。增加生物多样性的科研投入力度，有利于掌握生物多样性基础知识，研发有效的保护手段应对自然灾害、环境污染和栖息环境恶化问题，增强生存机率。