吳 婷 ，邴丹琿

（1.甘肅敦煌西湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，甘肅 敦煌 736200；2.甘肅省林業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730020）

森林生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過(guò)程形成的人類(lèi)賴(lài)以生存的自然環(huán)境條件與效用主要包括森林在涵養(yǎng)水源、保育土壤、固氮釋氧、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)累積、凈化大氣、森林防護(hù)、生物多樣性保護(hù)及森林游憩等方面提供的生態(tài)服務(wù)功能，不同區(qū)位氣候條件不同，森林類(lèi)型不同，其發(fā)揮的生態(tài)功能也不盡相同。我國(guó)于80年代末開(kāi)始實(shí)行了林業(yè)分類(lèi)經(jīng)營(yíng)，森林被分為了商品林、生態(tài)公益林等[1]。如荒漠化和水土流失嚴(yán)重區(qū)公益林主要生態(tài)功能為防風(fēng)固沙[2]。

1 荒漠化區(qū)域公益林生態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

甘肅敦煌西湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)公益林監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為主要的荒漠類(lèi)型監(jiān)測(cè)點(diǎn)，旨在探索荒漠化區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)及環(huán)境變化規(guī)律。保護(hù)區(qū)有國(guó)家級(jí)公益林總面積111.6萬(wàn)畝，包括有林地1.65萬(wàn)畝，疏林地8.35萬(wàn)畝，灌木林地101.6萬(wàn)畝[3]。保護(hù)區(qū)生態(tài)區(qū)劃為荒漠化和水土流失嚴(yán)重地區(qū)及江河兩岸，其中：荒漠化和水土流失嚴(yán)重地區(qū)公益林面積為95.53萬(wàn)畝；江河兩岸公益林面積3.49萬(wàn)畝。根據(jù)公益林生態(tài)功能主要為防風(fēng)固沙，故設(shè)置公益林效益監(jiān)測(cè)樣地4個(gè) （其中固定樣地2個(gè)、觀測(cè)樣地2個(gè)）、集沙槽2個(gè)、風(fēng)蝕樣地4個(gè)、小氣候監(jiān)測(cè)場(chǎng)1座。通過(guò)對(duì)風(fēng)、溫、光、濕、氣壓、降水等常規(guī)氣象因子進(jìn)行系統(tǒng)、連續(xù)觀測(cè)，獲得具有代表性、準(zhǔn)確性和比較性的林區(qū)氣象資料。

2 荒漠化區(qū)域生態(tài)效益監(jiān)測(cè)方法

2.1 空氣負(fù)氧離子的測(cè)定

使用空氣負(fù)離子濃度測(cè)定儀。在同一觀測(cè)點(diǎn)垂直的4個(gè)方向，待儀器穩(wěn)定后每個(gè)方向連續(xù)記錄5個(gè)負(fù)離子濃度的波峰值。觀測(cè)選擇在晴天進(jìn)行，每天6：00-18：00進(jìn)行，間隔 2h觀測(cè) 1次，每次采樣時(shí)間不少于10min。

2.2 氣象因子測(cè)定

采用無(wú)線自動(dòng)氣象站測(cè)定風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、最低溫度、最高溫度、定時(shí)溫度、相對(duì)濕度、地表定時(shí)溫度、地表最高溫度、地表最低溫度、10cm土壤溫濕度、30cm土壤溫濕度、50cm土壤溫濕度、100cm土壤溫濕度、日照時(shí)數(shù)、總輻射、光合有效輻射等指標(biāo)，并利用自制的自動(dòng)蒸發(fā)儀測(cè)定蒸發(fā)量。

2.3 土壤理化性質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

2.3.1 森林枯落物測(cè)定

枯落物厚度，采用卷尺測(cè)量樣方內(nèi)枯落物厚度，并記錄數(shù)值；枯落物持水量，采用電熱恒溫干燥箱將枯落物烘干24h，然后將烘干的枯落物樣品稱(chēng)重，原狀裝入細(xì)網(wǎng)尼龍袋，進(jìn)行浸水實(shí)驗(yàn)，浸泡24h后，靜置至枯落物有極少的水滴滴出為止，稱(chēng)枯落物的濕重并按公式進(jìn)行計(jì)算：

2.3.2 土壤物理性質(zhì)測(cè)定

土壤容重，采用200 cm3環(huán)刀或其他規(guī)格的環(huán)刀，在選定的代表性測(cè)定地點(diǎn)，挖掘土壤剖面，根據(jù)剖面發(fā)生層次或機(jī)械分層，用環(huán)刀采取土樣，每層土壤應(yīng)不少于3個(gè)重復(fù)。待取出環(huán)刀后，用鋒利的削刀切去環(huán)刀兩端多余的土，使環(huán)刀內(nèi)的土壤體積與環(huán)刀容積相等，最后將環(huán)刀兩端用蓋子蓋好，分別放入塑料袋內(nèi)并寫(xiě)好標(biāo)簽，帶回室內(nèi)備用。將充滿(mǎn)土樣的環(huán)刀，放入烘箱中在105℃下烘至恒重、稱(chēng)重[4]。

2.3.3 土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定

在觀測(cè)樣地采用土壤養(yǎng)分測(cè)速儀，測(cè)定土壤N、P、K含量，土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)含量。土壤被分為A、B兩層，按照不同的土壤層次分別測(cè)定以上各指標(biāo)，每一層土壤在測(cè)定時(shí)均設(shè)3次重復(fù)。

2.4 防風(fēng)固沙指標(biāo)測(cè)定

主要測(cè)定無(wú)林地土壤風(fēng)蝕厚度、有林地土壤風(fēng)蝕厚度、無(wú)林地輸沙量、有林地輸沙量。測(cè)定積沙槽中沙子的重量，并將所測(cè)數(shù)據(jù)整理?yè)Q算成年土壤風(fēng)蝕量，以確定土壤風(fēng)蝕狀況。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查

2.5.1 林分環(huán)境因子調(diào)查

1）下木及活地被物調(diào)查。調(diào)查種類(lèi)、層次、高度、頻度、蓋度、生長(zhǎng)狀況及分布特點(diǎn)等。

2）土壤調(diào)查。調(diào)查記載土壤名稱(chēng)、母質(zhì)、母巖、層次、厚度、顏色、結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、根系多少、碳酸鹽反應(yīng)、pH值等。

3）環(huán)境因子調(diào)查。調(diào)查記載標(biāo)準(zhǔn)地位置、海拔高度、地形、坡地、坡向、坡位等。

4）每木調(diào)查。在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)分別對(duì)所有樹(shù)種測(cè)定樹(shù)木高度、冠幅、胸徑，并按徑階記錄、統(tǒng)計(jì)的工作，稱(chēng)為每木調(diào)查或每木檢尺。

2.5.2 植被調(diào)查

1）林下植被調(diào)查。用樣方調(diào)查，標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)四角各設(shè)一塊1m×1m樣方進(jìn)行植被調(diào)查，標(biāo)準(zhǔn)地中心設(shè)一塊5m×5m樣方進(jìn)行灌木調(diào)查。設(shè)置好樣方后，要估測(cè)一下總蓋度、營(yíng)養(yǎng)苗及生殖苗的平均高度。記錄樣方內(nèi)所出現(xiàn)的全部植物名稱(chēng)，對(duì)每種植物作密度、蓋度、高度、物候相、生產(chǎn)力指標(biāo)調(diào)查。

2）地被物監(jiān)測(cè)因子的測(cè)定。在調(diào)查樣地內(nèi)設(shè)置樣方3～5個(gè)，分別收集樣方內(nèi)所有地被物地上部分及枯落物，地上部分里面分離出活地被物，立即稱(chēng)取鮮重，得到地上部分鮮重。后將地上部分、地下部分、枯落物、活地被物用紗布袋包好，放入烘箱內(nèi)（80℃，6～8 h）烘干后稱(chēng)重，得到地上、地下、枯落物及活地被物干重。然后將稱(chēng)重后的枯落物和活地被物分別放入水中浸泡24 h后，從水中迅速取出并稱(chēng)重，經(jīng)計(jì)算即可分別測(cè)得枯落物吸水量和活地被物持水量。

3）蓄積量調(diào)查。采用角規(guī)測(cè)樹(shù)法測(cè)定每公頃蓄積量。

3 荒漠化區(qū)域生態(tài)效益監(jiān)測(cè)情況

甘肅敦煌西湖國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)針對(duì)荒漠化區(qū)域布設(shè)2個(gè)固定樣地，根據(jù)2018年收集數(shù)據(jù)顯示：

1號(hào)樣地主要樹(shù)種檉柳，海拔1098m，年降雨量37mm，年平均溫度24.9℃，土壤類(lèi)型砂質(zhì)壤土，地形地貌，沙漠平灘，樹(shù)種（檉柳、沙拐棗、梭梭）風(fēng)沙流量監(jiān)測(cè)顯示積沙槽平均積沙量1135200g；

2號(hào)樣地主要樹(shù)種胡楊，海拔1019m，年降雨量37mm，年平均溫度24.9℃，土壤類(lèi)型草甸鹽土，地形地貌，平灘，樹(shù)種（胡楊、黑枸杞）風(fēng)沙流量監(jiān)測(cè)顯示積沙槽平均積沙量0g；

小氣候監(jiān)測(cè)場(chǎng)，采集負(fù)氧離子平均值17.996；土壤蝕積量0mm；氣象數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

土壤刨面特征，棕黃色，砂礫質(zhì)結(jié)構(gòu)，疏松型，石櫟含量，10%以下，土壤理化性質(zhì)見(jiàn)表2。

表1 氣象場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

表2 各樣地土壤化學(xué)性質(zhì)

通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，胡楊作為該荒漠化區(qū)域唯一喬木樹(shù)種，是特有的珍貴森林資源，對(duì)于穩(wěn)定荒漠河流地帶的生態(tài)平衡，防風(fēng)固沙，調(diào)節(jié)氣候，具有十分重要的作用。

4 荒漠區(qū)域生態(tài)效益監(jiān)測(cè)存在問(wèn)題

4.1 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺乏連續(xù)性

生態(tài)公益林效益監(jiān)測(cè)必須不間斷連續(xù)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)才有實(shí)用性和對(duì)比性，但保護(hù)區(qū)采集數(shù)據(jù)的完整性無(wú)法保證、部分監(jiān)測(cè)指標(biāo)難以達(dá)到技術(shù)要求[5]。小氣候監(jiān)測(cè)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中丟失現(xiàn)象頻發(fā)；土壤蝕積量和風(fēng)沙流量無(wú)法正常監(jiān)測(cè)，集沙槽設(shè)置對(duì)于基本數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確采集；負(fù)氧離子監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置的位置距離遠(yuǎn)，可行性較差。

4.2 外業(yè)監(jiān)測(cè)難度大，內(nèi)業(yè)測(cè)算環(huán)節(jié)多

荒漠化區(qū)域保護(hù)類(lèi)型具有特殊性，風(fēng)沙大且環(huán)境惡劣，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸不暢時(shí)有發(fā)生，監(jiān)測(cè)設(shè)備經(jīng)常性受損等不確定因素多。且區(qū)域內(nèi)植被稀少，積沙槽、枯落物收集不能簡(jiǎn)單用統(tǒng)一監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行，對(duì)于外業(yè)監(jiān)測(cè)技術(shù)要求較高；同時(shí)氣象監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量大，加大了工作難度。

4.3 專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員匱乏

目前保護(hù)區(qū)技術(shù)人員較少，且無(wú)專(zhuān)業(yè)的監(jiān)測(cè)人員，同時(shí)受單位性質(zhì)的影響，對(duì)招納技術(shù)型人才有局限性，致使公益林效益監(jiān)測(cè)發(fā)展滯后。

4.4 認(rèn)識(shí)不高重視程度不夠

大部分林業(yè)人員對(duì)公益林效益監(jiān)測(cè)只有宏觀的認(rèn)識(shí)，簡(jiǎn)單地認(rèn)為是對(duì)公益林的監(jiān)測(cè)，忽略了其產(chǎn)生效益的價(jià)值，致使技術(shù)人員為監(jiān)測(cè)而監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)不深入，監(jiān)測(cè)效果不理想。

5 荒漠化區(qū)域公益林生態(tài)效益監(jiān)測(cè)建議

5.1 健全效益監(jiān)測(cè)體系

充分考慮不同區(qū)域，不同森林資源情況，加強(qiáng)各類(lèi)效益監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的建設(shè)，逐步將效益監(jiān)測(cè)工作納入常規(guī)事宜，提高監(jiān)測(cè)技術(shù)，改善監(jiān)測(cè)條件，加強(qiáng)技術(shù)人員培訓(xùn)。

5.2 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)科學(xué)化

考慮區(qū)域特殊性,合理布設(shè)監(jiān)測(cè)內(nèi)容，適當(dāng)擴(kuò)大風(fēng)蝕樣地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)，將10X10的樣地調(diào)整為20X20的樣地，對(duì)集沙槽和風(fēng)蝕樣地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行月采集，同時(shí)新建枯落物收集器并將其分別放置于喬木和灌木樣地內(nèi)；森林生態(tài)系統(tǒng)負(fù)氧離子定位觀測(cè)，開(kāi)展土壤理化性質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，科學(xué)設(shè)置采樣點(diǎn)，按照操作規(guī)程采集土樣，做到測(cè)算數(shù)字準(zhǔn)確，計(jì)算方法適用，確保各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的準(zhǔn)確性和可利用性。

5.3 充分發(fā)揮生態(tài)效益

公益林能夠減緩和適應(yīng)氣候變化，荒漠化區(qū)域公益林效益發(fā)展顯得尤為重要，公益林中各種植物的生長(zhǎng)和光合作用不僅可以使公益林吸收大量的二氧化碳,釋放出大量的氧氣,同時(shí)也能夠把大氣中含有二氧化碳物質(zhì)通過(guò)生物量的形式進(jìn)行有效固定?？捎行Х乐顾恋牧魇?提升土壤的肥力與肥沃程度，起到涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙以及固氮釋氧的重要作用。加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的公益林保護(hù)與建設(shè)，除了能夠有效促進(jìn)森林生物植被的恢復(fù)外，還可通過(guò)效益監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算碳匯量，讓其不僅發(fā)揮生態(tài)效益，同時(shí)發(fā)揮經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

2004年時(shí)，我國(guó)啟動(dòng)了森林生態(tài)效益補(bǔ)償制度，在很大程度上促進(jìn)了公益林的發(fā)展，提高了公益林的面積和質(zhì)量，使其有效發(fā)揮了生態(tài)功能[6-7]。同時(shí)在很大程度上使得社會(huì)效益有所提高，利于更好地保護(hù)自然資源，促進(jìn)資源的可持續(xù)利用，具有廣闊的發(fā)展前景，放眼當(dāng)下來(lái)看，提高森林質(zhì)量和管理水平，充分發(fā)揮公益林的生態(tài)效益，是地區(qū)公益林管理的重要任務(wù)，也是以后長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。