环境影响评价中植被生物量估算方法探析

莫德祥

广西博环环境咨询服务有限公司 广西 南宁 530007

森林生态系统的生物量是指在单位面积内,森林植被的总物质的量,采用重量单位(干重):kg/hm2、g/m2表示。在生态系统各项功能的形成过程中,生物量具有十分重要的作用,集中表现了生态系统从自然界获取能量的能力以及其各项功能指标。陆地森林生态系统中的生物量与其生态系统物质循环及能量流动之间都具有重要的相互关系。森林生态系统中的生物量变化会直接影响某一特定区域的生态协调性[1]。

根据《环境影响评价技术导则 生态影响》(HJ19-2011)中要求,在环境影响评价工作中,不同评价等级均对生物量的调查提出了要求。

1 生物量主要调查方法

(1)皆伐实测法。皆伐法是将单位面积上具有一定代表性的林地内所有植被(乔木、灌木、草本)全部收集,并测定全部所收集的植被生物量,统计得到单位面积内林分生物量的方法。皆伐法的测定精度高,但花费时间及人工较多,且对测定区域生态系统产生较大破坏。

(2)标准木法。标准木法是通过测定林分树高、胸径等指标,确定接近平均指标的标准木,伐倒后对标准木的生物量进行测定,然后将标准木生物量与单位面积内林木数量进行乘积运算,得到单位面积内林分生物量。

(3)模型估算法。生物量模型估算法,是利用林木易测因子(例如:胸径D、D2、树高H、DH和D2H等)来推算森林生物量,从而减少野外工作量。但是在模型的建立过程中,需要一定的森林生物量数据,可以通过测定一定数量的标准木生物量得到。当建立模型后,就能够通过模型以及林分调查数据或者森林资源清查资料等相关资料较为精确的估算其森林的生物量。

(4)遥感估算法。植被的遥感图像信息是由其反射光谱特征决定的,植物的光合作用表现为对红光和蓝紫光的强烈吸收而使其反射光谱曲线在该部分波段呈波谷形态。植物的反射光谱特征反映了植物的叶绿素含量和生长状况,而叶绿素含量与叶生物量相关,叶生物量又与群落生物量相关。利用遥感数据来估算森林植被生物量,需要在卫星接收到的信息与实测生物量之间建立完整的数学模型及其解析式,进而利用这些解析式来估算森林生物量。

2 生物量调查方法适用性

(1)不同生物量调查方法特点。皆伐法虽然可以较为准确的测定林分生物量,但其耗时费力,需要对一定面积的林分全部砍伐,对生态系统破坏较大。通常在科研调查、基础数据获取等情况下采用皆伐法,在一般建设项目环境影响评价工作中难以实施。

标准木法与皆伐法类似,通过测定选取标准木后,仍需要对林分中的标准木进行砍伐,虽然对林分破坏性较小,但也不适用于实际的环境影响评价工作中。标准木法更适用于在生物量模型建立中,作为基础数据调查方法。

模型估算法通过相关学者建立的生物量模型方程进行生物量的估算,能够通过公式简单快捷地估算出林分的生物量,可在环境影响评价工作中直接使用。

遥感估算法对技术要求较高,卫星遥感数据等基础资料获取需要一定的成本。在环境影响评价中,遥感估算法可用于占地面积较大或者路线较长的建设项目,对较大评价范围的生物量进行估算。

(2)生物量调查方法对环境影响评价的适用性。在实际的环境影响评价工作中,受时间及工作条件的限制,生物量测定的调查需要简单有效,易于操作,且尽可能降低对区域生态系统的破坏。故皆伐法、标准木法虽然能精确测定区域生物量,但耗时费力,会对生态系统产生破坏,并不适用于环境影响评价工作中使用。

模型估算法、遥感估算法通过已有数据建立模型的方式,能够较为快速的估算区域生物量。其中,模型估算法通过模型方程来推算森林生物量,较为简单,容易操作,可用于大部分建设项目中的生物量调查;遥感估算法近年来已逐步被使用,通过卫星遥感数据分析,可用于评价范围较大的建设项目环境影响评价中生物量的调查。

3 不同林分生物量模型

环境影响评价中的生物量调查,需要简单快速的计算出评价区域的生物量,且不会对评价区生态系统产生破坏。可见模型估算法为现阶段环评工作中较为有效的生物量估算方法。

我国学者在对不同群落类型生物量模型的研究中,已经有了许多相关研究结果。例如:施政等,对广西田林马尾松人工林进行研究,建立了马尾松单木生物量模型方程[2];施文涛等,对安徽大别山区杉木人工林进行研究,建立了杉木人工林生物量模型方程[3];陈婷等对桉树人工林生物量和生产力进行研究,建立了尾巨桉人工林生物量模型方程[4];袁位高等根据浙江省重点公益林群落研究,共建立了松类、杉类、硬阔、软阔、毛竹、杂木、灌木、草本等群落的生物量模型方程等[5]。

4 结语

生物量模型的相关研究仍在方法探究及基础数据积累阶段。随着技术的不断发展,快速且相对准确的对区域生物量进行估算方式也将进一步发展。而在环境影响评价工作中,现有条件下最简单有效的生物量调查方法仍是模型估算法。环评工作者在实际工作中,可根据建设项目的生态影响类型,生态评价等级要求以及调查方法的可操作性,选取较为合适的生物量估算方法,或考虑将几种方法综合使用,以达到更好的评价效果。