森林生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護區(qū)生物多樣性監(jiān)測探討

赤峰市森林草原保護發(fā)展中心 石巖

1 生物多樣性監(jiān)測的相關(guān)對象

在經(jīng)濟快速發(fā)展的年代，由于過分開發(fā)森林資源以及對森林缺乏專業(yè)的保護，導致我國森林生物多樣性遭到了嚴重的破壞。近年來，由于“綠水青山就是金山銀山”的新發(fā)展理念的倡導，我國正逐漸加大在保護森林生物多樣性方面的重視與投入。生物多樣性監(jiān)測是保護森林生物多樣性的重要措施，通過收集森林環(huán)境以及各種自然保護區(qū)內(nèi)的生物、植物資源有關(guān)的信息，為人們提供各種行為的依據(jù)。在進行生物多樣性檢測時，應當重點關(guān)注以下三方面的相關(guān)對象。

1.1 景觀多樣性方面的監(jiān)測

因為遭受森林環(huán)境當中發(fā)生的病蟲害以及火災等影響，使得森林景觀出現(xiàn)不停地變化。而這時，自然保護區(qū)給景觀進行多樣性的檢測，能夠很好地了解森林環(huán)境的變化情況，以及森林整個發(fā)展過程當中的一些健康情況等，為森林當中科學、合理的管理給予相應的管理依據(jù)。自然保護區(qū)為森林景觀開展的監(jiān)測工作通常以地理方面的信息系統(tǒng)和遙感手段作為基礎(chǔ)，大都是為自然保護區(qū)當中的景觀狀況以及影響因素開展相關(guān)監(jiān)測。而進行監(jiān)測的相關(guān)指標主要有景觀具有的整體特征以及斑塊狀況。

1.2 森林生態(tài)系統(tǒng)方面的監(jiān)測

森林生態(tài)系統(tǒng)指的是森林生物以及環(huán)境間的互相作用，然后進行能量之間的轉(zhuǎn)換以及物質(zhì)間的相互循環(huán)的一整套的體系。森林生態(tài)系統(tǒng)對于生物多樣性有著非常重要的意義和作用，森林生態(tài)系統(tǒng)方面的監(jiān)測被眾多研究者所重視。自然保護區(qū)對于森林生態(tài)系統(tǒng)進行的層次化監(jiān)測，是利用自然保護區(qū)當中設(shè)置規(guī)定面積的一個固定廠地，然后為森林生態(tài)系統(tǒng)包含的組成、功能以及各種重要物種開展監(jiān)測。其主要監(jiān)測指標就包含了森林類型的多樣性，以及在該區(qū)域天然林所占據(jù)森林總面積的比重。

1.3 物種多樣性方面的監(jiān)測

自然保護區(qū)當中物種多樣性方面的監(jiān)測主要是對自然保護區(qū)當中的動植物以及真菌等各個物種的相關(guān)種群，還有對應的一些影響因素開展監(jiān)測。當前，我國自然保護區(qū)當中進行的生物多樣性方面的監(jiān)測大多是對于物種多樣性方面的調(diào)查，尤其是需要重點保護的動植物以及經(jīng)濟物種等。就自然界而言，組成群落的各個物種的相應種群間具有的關(guān)系網(wǎng)都是錯綜復雜的，物種間不但有著相互促進的關(guān)系，同時也有著相互制約的關(guān)系，而這種關(guān)系卻是對群落構(gòu)成和保持穩(wěn)定起著非常關(guān)鍵的作用。所以，自然保護區(qū)必須對其進行全方位的監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容應該涵蓋哺乳、昆蟲以及兩棲爬行等各種類，還有各種植物、真菌等的種類、數(shù)量以及分布。

2 監(jiān)測體系建立策略的相關(guān)分析

2.1 明確監(jiān)測對象

根據(jù)生物多樣性監(jiān)護的相關(guān)性質(zhì)、對象以及特點，保護區(qū)應該明確監(jiān)測對象，然后根據(jù)監(jiān)測對象明確需要監(jiān)測的內(nèi)容。其中監(jiān)測對象應該包含：（1）是土地變化以及植被覆蓋的一些變化；（2）關(guān)鍵植被發(fā)生的一些變化；（3）保護區(qū)當中棲息地的相關(guān)變化以及野生的一些動物相應數(shù)量上的變化；（4）重要保護區(qū)當中野生的動物以及植物的相關(guān)變化；（5）保護區(qū)當中外來物種相應類別及變化；（6）保護區(qū)當中人為的一些干擾；（7）就是保護區(qū)當中關(guān)鍵的環(huán)境因素。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)狀況相關(guān)的健康評估

生態(tài)系統(tǒng)狀況相關(guān)的健康評估能夠客觀地體現(xiàn)區(qū)域當中生物多樣性具有的價值以及生態(tài)功能具有的保護作用。自然保護區(qū)生物多樣性監(jiān)測的相關(guān)內(nèi)容眾多，其中關(guān)于野生動植物方面的多樣性變化是自然保護區(qū)一定要實施的重要監(jiān)測內(nèi)容，而一些人為的干擾問題在監(jiān)測活動當中都能夠表現(xiàn)出來。而對于別的監(jiān)測內(nèi)容，則能夠按照自然保護區(qū)管理工作的相關(guān)要求，進行有選擇地實施監(jiān)測工作。

3 監(jiān)測當中有關(guān)方法的分析

在進行森林生物多樣性監(jiān)測時，所選擇的監(jiān)測方法直接關(guān)系到監(jiān)測結(jié)果是否具有真實可靠性，因此為了使得監(jiān)測更加具有參考意義，應當根據(jù)監(jiān)測的對象特征選擇最合適的監(jiān)測方法和監(jiān)測參數(shù)，具體包括以下幾個方面的內(nèi)容。

3.1 監(jiān)測方法

3.1.1 遙感技術(shù)

為真實資料開展判讀，進行有關(guān)數(shù)據(jù)的核實，給各種植被類型或是群系組和土地相關(guān)的覆被類型的對應面積開展統(tǒng)計。這類檢測方法主要針對保護區(qū)當中植被的相對覆蓋變化以及土地的相應變化進行檢測。該項技術(shù)自20世紀90年代以來，隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，已被廣泛應用于森林資源的調(diào)查當中。在進入21世紀以后，隨著高分辨新型傳感器技術(shù)的出現(xiàn)，可多層次多領(lǐng)域地進行遙感觀測，實現(xiàn)長時間大面積地開展實時監(jiān)測，進而為相關(guān)決策提供大量可靠的數(shù)據(jù)信息。此外，該項技術(shù)的一大特點是，相比于傳統(tǒng)地面監(jiān)測有了革命性的改進，大幅度提高了對森林資源的監(jiān)測效率，實現(xiàn)常態(tài)化的監(jiān)控，于所監(jiān)控的區(qū)域提供大量的生物多樣性信息，為傳統(tǒng)人工地面調(diào)查提供積極的有益補充，也大幅度降低了工作的強度，提高了數(shù)據(jù)分析能力。此外，無人機近地面遙感平臺具備良好的清晰度以及影像獲取速度快等諸多優(yōu)點，相關(guān)工作人員在經(jīng)過培訓以后，就可以進行維護，成本比較低。而如今無人機技術(shù)在不斷更新以后及滯空時間通常都可以達到12小時以上，能實現(xiàn)長時間工作的需求，這也是傳統(tǒng)遙感技術(shù)所無法達到的效果，比如野生物的監(jiān)測和物種入侵等相關(guān)項目。而在自然保護區(qū)生物多樣性的監(jiān)測體系當中，利用中低空航行的優(yōu)點，開展精細化的監(jiān)測，進而對局部區(qū)域開展更詳細的測控。因此在當前生物多樣性的監(jiān)測當中，需要將遙感監(jiān)測技術(shù)作為重要的技術(shù)手段，充分利用衛(wèi)星航空遙感對生態(tài)系統(tǒng)進行監(jiān)測。

3.1.2 樣線、樣點調(diào)查法

根據(jù)植被類型選擇樣地面積，其進行監(jiān)測的內(nèi)容是關(guān)鍵保護區(qū)當中的植被變化。通過樣線和樣點調(diào)查法，將其作為調(diào)查和監(jiān)測傳統(tǒng)野生生物種群的主要方法。在自然保護區(qū)采用這種方法，能對現(xiàn)有野生動物開展更高效的檢測。在調(diào)查的過程中，能有效避免傳統(tǒng)檢測設(shè)備因天氣變化所帶來的不足，清晰地觀察到動物的聲音以及實際活動的蹤跡，在自然保護區(qū)開展這種方法進行監(jiān)測，需要調(diào)查人員具備較高的野外生存經(jīng)驗和動物識別能力。因此其不足之處表現(xiàn)為，需要消耗大量的人力以及物力等相關(guān)資源。

3.1.3 固定樣地監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

這種方法最初在20世紀50年代就有生物學家提出，但受制于當時的技術(shù)條件并不能夠得到充分應用。在20世紀70年代至80年代以后，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在美國已經(jīng)建立了大型固定樣地監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)ι仲Y源開展更加高效的檢測，在長時間的監(jiān)測以后，可以積累豐富的調(diào)查數(shù)據(jù)，從而幫助相關(guān)工作人員更好地掌握當前森林資源的現(xiàn)狀，以及地質(zhì)環(huán)境的動態(tài)變化，為森林資源的科學經(jīng)營打下堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。此外，采用這種方法也需要長期開展動態(tài)監(jiān)測，以有利于詳細了解森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及物種組成的聯(lián)系，這對于探討多物種共存以及稀有物種的生存需求有著積極的影響。此外也有利于判斷環(huán)境變化和人為干擾對生物多樣性所產(chǎn)生的影響，不僅有利于大幅度降低檢測成本，同時還能實現(xiàn)更加高效的利用，這對于監(jiān)測森林生態(tài)系統(tǒng)具有非常重要的作用。需要注意的是，在自然保護區(qū)建立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，要注重所見樣地的植物群落，應當具備一定的代表性，同時還要具備相應的成熟度，地形不能過于陡峭，這對于相關(guān)人員工作的開展存在一定的難度。其次，還需保證樣地的完整性，盡可能遠離生活區(qū)，減少人為因素所帶來的影響。

3.1.4 物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)

在近幾年隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅在工業(yè)領(lǐng)域取得了明顯的成績，而且也開始逐步應用于森林資源監(jiān)測。根據(jù)實踐效果來看，效果也比較理想，基于此，根據(jù)國家林業(yè)和草原局于2013年所發(fā)布的行動計劃當中明確提出的林業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的具體目標，以及當前所面臨的建設(shè)任務，對于推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變是有著重要的現(xiàn)實意義。通過引入該項技術(shù)，更有利于推動和完善當前自然保護區(qū)生態(tài)建設(shè)信息網(wǎng)絡(luò)，可有效提高現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集的效率以及可靠性和多樣性。在很大程度上，也就充分發(fā)揮出數(shù)據(jù)監(jiān)測的作用，這對于推動我國生物多樣性的監(jiān)測與保護有著重要的作用。需要注意的是，在自然保護區(qū)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，還需要充分運用多種數(shù)字化的智能傳感器以及相應的現(xiàn)代化通信技術(shù)，建立全方位無死角的定位監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)對保護區(qū)的土壤二氧化碳、空氣、植物礦物質(zhì)等相關(guān)指標，進行長期大范圍的監(jiān)測。

3.1.5 紅外相機監(jiān)測技術(shù)

該項技術(shù)的特點在于具備良好的隱蔽性，尤其適合于數(shù)量較少的稀有野生動物。自20世紀90年代起，該項技術(shù)就被廣泛應用于野生動植物的調(diào)查研究當中。在經(jīng)過30年的建設(shè)以后，目前在我國已經(jīng)初步建成相對健全的森林野生動物紅外相機監(jiān)測體系。通過與傳統(tǒng)的監(jiān)測方法相結(jié)合，無論是在工作效率還是數(shù)據(jù)質(zhì)量方面，都得到了大幅度的提升。而在保護區(qū)開展多樣性的監(jiān)測，使用紅外相機技術(shù)能直觀掌握各動物種群密度以及實際分布狀況，所獲得的數(shù)據(jù)是重要的參考資料。

3.2 監(jiān)測指標

3.2.1 植物當中的物種監(jiān)測指標

在對森林生態(tài)系統(tǒng)以及自然保護區(qū)內(nèi)的植物進行生物多樣性檢測時，應當能夠從植物的群落檢測、物種檢測兩個方面確定不同的檢測指標。植物中的物種檢測指標主要包括指標類型為生境狀況的環(huán)境基礎(chǔ)情況監(jiān)測指標；指標類型為包括種群數(shù)量、年齡結(jié)構(gòu)、種群高度以及種群密度等在內(nèi)的各種監(jiān)測指標；指標類型為種群動態(tài)的幼株成長狀態(tài)監(jiān)測指標；指標類型為人為干擾的干擾強度監(jiān)測指標；指標類型為物候期監(jiān)測指標等。應當特別注意到針對不一樣的監(jiān)測指標，應該選用相應的具備達標性的一些監(jiān)測指標，比如，種群動態(tài)的監(jiān)測指標大都是以幼樹的相關(guān)更新方面的狀況為主。

3.2.2 植物中的群落監(jiān)測指標

以植物為對象的第二類監(jiān)測指標是植物中的群落監(jiān)測指標，根據(jù)該指標可以將森林中的各層植物進行有針對性的監(jiān)測，具體的群落監(jiān)測指標規(guī)定如下：指標類型為喬木層的監(jiān)測指標，包括種類、郁閉度、蓋度、個體數(shù)量、密度、胸徑和高度；指標類型為灌木層的監(jiān)測指標，包括種類、蓋度、高度、株數(shù)；指標類型為層間植物的監(jiān)測指標，包括種類、生活型、株數(shù)、附生高度；指標類型為草本層的監(jiān)測指標，包括種類、平均高、株數(shù)、蓋度；指標類型為天然更新的監(jiān)測指標，包括種類、高度、數(shù)量；指標類型為物種多樣性的監(jiān)測指標。

3.2.3 動物監(jiān)測指標

生物多樣性監(jiān)測通常應該包含全部生態(tài)區(qū)域，要涵蓋兩棲爬行類以及鳥類等。在開展監(jiān)測工作當中，應按照工作需要，選取重點監(jiān)測的那些保護物種。其中監(jiān)測指標通常有物種名稱和數(shù)量、實際遇見的物種數(shù)、物種的分布情況有關(guān)指數(shù)、干擾遇到率以及干擾類型等。按照不一樣的監(jiān)測內(nèi)容，選取具備達標性的一些監(jiān)測指標，比如種類監(jiān)測，其監(jiān)測指標大都以物種名稱以及數(shù)量為主。

3.2.4 外來的入侵植物監(jiān)測指標

這幾年，外來的一些物種產(chǎn)生的入侵威脅越來越大，直接影響到了生態(tài)平衡。對于外來的那些入侵物種的相關(guān)監(jiān)測，其監(jiān)測指標包含有分布的有關(guān)地點、物種的有關(guān)名稱、入侵物種生長的狀況、生長的密度、適應性有關(guān)指標、擴散的相應面積、擴散的相應方式、擴散的密度以及繁殖的方式等。

3.2.5 環(huán)境要素監(jiān)測指標

針對森林生態(tài)環(huán)境的不同環(huán)境要素，制定了如下的監(jiān)測指標：指標類型為氣象要素的監(jiān)測指標，包括風速、溫度、濕度、天氣、風向等；指標類型為水文要素的監(jiān)測指標降雨量；指標類型為土壤要素的監(jiān)測指標土壤酸堿度、濕度等理化性質(zhì)、養(yǎng)分等。

4 結(jié)語

生物多樣性就是生態(tài)系統(tǒng)能夠進行持續(xù)生產(chǎn)以及服務的根本。但是因為社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，全球人口的數(shù)量也在不斷地增加，從而造成了自然資源被過度地開發(fā)，生態(tài)環(huán)境也被嚴重破壞，同時生物多樣性也被嚴重的破壞。這幾年，我們國家對于生物多樣性的相關(guān)保護越來越重視，已建成了許多國家級的自然保護區(qū)。利用自然保護區(qū)生物多樣性監(jiān)測，能夠掌握到一定時期當中生物多樣性的相關(guān)變化狀況。所以應該建設(shè)健全的監(jiān)測體系，根據(jù)自然保護區(qū)保護當中的工作需要，進一步完善監(jiān)測工作，掌控自然保護區(qū)當中的管理情況，促進自然保護區(qū)健康、穩(wěn)定、持久的發(fā)展。