康偉

【摘 要】通過對“三北”防護林工程及監(jiān)測體系建設(shè)必要性的論述，揭示了工程監(jiān)測體系建設(shè)的重要意義。

【關(guān)鍵詞】三北防護林；工程效益；監(jiān)測體系；必要性

“三北防護林體系工程是一項在我國北方實施的宏偉生態(tài)建設(shè)工程，它是我國林業(yè)發(fā)展史上的偉大壯舉，是人類歷史上規(guī)模最宏大、時間跨度最長的一次改造自然的行動。地跨東北西部、華北北部和西北大部分地區(qū)，包括我國北方13個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的500多個縣（旗、市、區(qū)），建設(shè)范圍東起黑龍江的賓縣，西至新疆維吾爾自治區(qū)烏茲別里山口，總面積406.9萬平方公里，占國土面積的42.5%，接近我國的半壁河山?！叭薄狈雷o林體系工程是一項利在當代、功在千秋的宏偉工程，不僅是中國生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重大工程，也是全球生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重要組成部分。因此對“三北”防護林工程效益進行監(jiān)測，建立有效的監(jiān)測體系具有以下的必要性。

1.項目建設(shè)是全國森林生態(tài)定位監(jiān)測體系建設(shè)的重要組成部分

自然環(huán)境變化研究的支柱是監(jiān)測、實驗和信息系統(tǒng)，而地面長期定位的生態(tài)、環(huán)境觀測和實驗系統(tǒng)的建立則是重要的基礎(chǔ)。為了深入研究區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能及環(huán)境效應(yīng)，深入研究生態(tài)特點及生態(tài)變化過程，為工程退化提前發(fā)出預(yù)警，有效地保護和合理利用林木資源，必須對工程進行長期的定位監(jiān)測。國家林業(yè)局通過“八五”“九五”及“十五”國家科技攻關(guān)項目和林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)項目，分別在“三北”、長江、黃河、沿海、太行山等生態(tài)林業(yè)工程區(qū)內(nèi)建立了近30多個定位監(jiān)測點，監(jiān)測防護林體系的生態(tài)功能及環(huán)境效益。另外，林業(yè)部門在荒漠化地區(qū)、重要的濕地以及三峽庫區(qū)建立了多個生態(tài)定位監(jiān)測站，開展大氣、植被、土壤、水文等多方面的系統(tǒng)觀測，這些不同類型的監(jiān)測站構(gòu)成了我國林業(yè)生態(tài)環(huán)境效益監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的主體，形成了從沿海到內(nèi)地，從農(nóng)田林網(wǎng)到山地森林，從內(nèi)陸濕地到干旱荒漠化地區(qū)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?，F(xiàn)有的森林生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系取得了不同層次的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)信息與一系列研究成果，對于我國林業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)有較大的指導(dǎo)作用?！叭薄狈雷o林工程監(jiān)測體系項目的建設(shè)可以加強我國生態(tài)定位研究薄弱地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)定位研究，并可與其它生態(tài)定位站點建立了橫向監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，建立有關(guān)森林信息、數(shù)據(jù)共享機制，從而在一定程度上滿足本區(qū)域定位研究的需要。由此可見“三北”防護林工程監(jiān)測站項目的實施是全國森林生態(tài)監(jiān)測體系建設(shè)的重要組成部分。

2.項目建設(shè)是林業(yè)長期定位研究的需要

包括森林在內(nèi)的多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)，其中的許多過程都是緩慢的。森林演替和種群之間的競爭，是森林生態(tài)系統(tǒng)中多年來一直在研究的問題。但是，這兩種現(xiàn)象則是十分緩慢的變化過程。林中優(yōu)勢樹種的種群動態(tài)、物質(zhì)流動和能量分配、對于小環(huán)境的生態(tài)作用等，都是極為緩慢的，在短時間內(nèi)很難監(jiān)測到。生態(tài)系統(tǒng)中有些現(xiàn)象屬于偶發(fā)的，多年生植物的繁殖模式就是這種現(xiàn)象。對于森林中喬木樹種結(jié)實規(guī)律的認識，只有3-5年的觀測是不能解決問題?；馂?zāi)、水災(zāi)、病蟲害、風暴、冰暴及火山爆發(fā)等干擾現(xiàn)象對森林的影響，必須經(jīng)過長期定位研究才能充分地了解和認識。生態(tài)系統(tǒng)中的一些生物現(xiàn)象（沙漠生產(chǎn)力）同這種只有較大變幅的過程密切相關(guān)。微妙過程是指那些長期變化過程，其中年際間變化趨勢變幅要大，降雨酸度的微妙過程和積聚生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分損失水平的變化等都是很好的例子。決定種群動態(tài)和植被動態(tài)的因子較多，共同相互作用的過程也十分復(fù)雜。對這種復(fù)雜現(xiàn)象的揭示，需要長期的研究和監(jiān)測。對于森林生態(tài)系統(tǒng)中的緩慢過程、偶發(fā)過程、年變化較大的過程、微妙過程及復(fù)雜現(xiàn)象等生態(tài)學現(xiàn)象和生態(tài)學概念與理論的驗證，必須通過長期研究才能被充分地認識。要長期的從事林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)定位研究必須建立生態(tài)定位監(jiān)測站，進而從生態(tài)監(jiān)測站得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理研究，達到長期定位研究的目的。

3.項目建設(shè)是工程本身建設(shè)的需要

目前，“三北”防護林工程區(qū)，大多為無林區(qū)，這些地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)基本屬于重建，受經(jīng)濟利益的影響，一般造林均以楊、榆樹為造林樹種。這些樹種自我更新能力較差，林下其他植物很難生長。就黑龍江省西部地區(qū)而言，“三北”防護林初期營造的楊樹已不多見，二期的造林開始衰退，有的已腐朽或形成風倒木，致使防護效能下降，林下天然更新極難見到。并隨著樹木的生長逐漸由低達到高峰，隨著生長衰老而下降，為了保持林帶的長效，必須及時進行林帶的更新。據(jù)測算，黑龍江省現(xiàn)有的防護林的輪伐期一般為20a左右，如小青楊為19-21a，小黑楊為21a，小葉楊為29a。隨著地域的不同，輪伐期會有一些變化，一般情況下，通過對林帶氣象因子、水文因子、風等因子的變化，以及糧食增收情況，進行綜合分析現(xiàn)有林帶所起的功能和作用，而這些數(shù)據(jù)的來源只有通過建立監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)建成后，通過數(shù)據(jù)分析，還可得出林帶防護效能是否下降，林帶寬度是否合理，林帶更新年限，投入與產(chǎn)出之間的關(guān)系，指導(dǎo)林業(yè)重點工程的建設(shè)。

4.項目建設(shè)是對生態(tài)環(huán)境及其效益進行評價、預(yù)警、調(diào)控的需要

森林植被是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是維持水、土、大氣等生態(tài)環(huán)境的屏障。保護和建設(shè)生態(tài)環(huán)境已成為我國現(xiàn)代化建設(shè)中的一項基本國策。從1978年起，我國政府耗巨資先后啟動了天然林保護工程、“三北”和長江中下游等防護林體系建設(shè)工程、退耕還林（草）試點工程、防沙治沙工程、野生動植物保護及自然保護區(qū)建設(shè)工程和重點地區(qū)以速生豐產(chǎn)林為主的林業(yè)產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)工程。經(jīng)過整合后的六大林業(yè)重點工程區(qū)總面積超過700萬hm2占國土總面積的70%，規(guī)劃營造林總面積11700萬hm2，覆蓋了我國主要的水土流失、風沙危害和臺風、鹽堿等生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)。這六大林業(yè)重點工程構(gòu)成了我國改善生態(tài)環(huán)境工程建設(shè)的基本骨架，是面向21世紀林業(yè)跨越式發(fā)展的主要內(nèi)容。而林業(yè)跨越式發(fā)展的基礎(chǔ)和前提就是通過及時、系統(tǒng)、準確的野外監(jiān)測了解生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為減少資源退化和恢復(fù)已退化的生態(tài)系統(tǒng)提供決策依據(jù)。為此需要獲得有效的、完整的、成為國家環(huán)境和自然資源政策基礎(chǔ)的信息。為達到這個目的，需要進一步建設(shè)和完善中國森林生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)，通過野外臺站長期定位定時的監(jiān)測，建立森林、濕地、荒漠、山地生態(tài)環(huán)境及其效益的評價、預(yù)警、調(diào)控體系。

5.GIS在項目建設(shè)中的應(yīng)用

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展及社會環(huán)境意識的增強，傳統(tǒng)的森林資源監(jiān)測體系已不能完全適應(yīng)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要。利用GIS技術(shù)與GPS、RS技術(shù)相結(jié)合，建立動態(tài)的“三北”防護林資源監(jiān)測體系，從而克服傳統(tǒng)監(jiān)測體系的缺陷。動態(tài)監(jiān)測森林資源的空間分布信息，不僅能對大區(qū)域的防護林進行宏觀的監(jiān)測還能對局部微觀的區(qū)域的林木變化進行監(jiān)測。在監(jiān)測內(nèi)容上不僅能對防護林數(shù)量進行監(jiān)測，更能加強對生態(tài)環(huán)境信息的動態(tài)監(jiān)測。總之，隨著精準林業(yè)的發(fā)展，GIS應(yīng)用由當初簡單查詢和制圖、制表發(fā)展為森林經(jīng)營管理的重要工具?？煞奖愕卦诳臻g屬性數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立生長、預(yù)測、經(jīng)營、決策等專業(yè)模式，通過對各種經(jīng)營過程進行模擬比較和評價。必將給林業(yè)帶來生機和活力，同時為“三北”防護林工程建設(shè)監(jiān)測工作做出更大的貢獻。