变化环境下森林的适应性与可持续管理.docx
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变化环境下森林的适应性与可持续管理
变化环境下森林的适应性与可持续管理
30年前，全世界的林业科学家就开始研究和探索森林与气候变化的关系。
研究的领域涉及森林土地利用、土地利用变化与林业、减少毁林和森林退化造成的碳排放，再到森林适应气候变化与森林的可持续管理。
1气候变化对森林的影响
全球气候变化已是不争的事实，已经对社会经济和自然生态系统造成了重大影响，并将威胁到人类的生存，是人类社会可持续发展面临的长期、严峻的挑战。
现有的研究已经表明全球气候变化特别是温度升高和二氧化碳浓度增加的情况下，生态系统将受到严重的破坏，系统结构、成分、空间格局和分布范围以及功能和生产力都将发生变化。
此外，气候变化还
会使得部分物种的适生面积缩小，生物多样性下降，干旱出现频率加大，荒漠化趋势加重，脆弱性增加等。
作为陆地生态系统的主体，森林生态系统也受到气候变化的重要影响。
1.1气候变化将显著改变森林生态服务的水平和质量气候变化对森林生态系统的影响取决于具体生态因子及其相互作用，一个或多个尺度的气候变化将影响生态系统过程，生态系统过程改变将影响生物多样性和生态系统服务功能的发挥。
森林受气候变化影响的程度不仅取决于受气候变化及其他生态系统因子影响的森林面积，而且与森林适应力相关。
森林适应气候变化的能力是动态的。
森林生态系统不仅提供广泛的生态服务，其利用和保护还伴随着重要的社会经济过程。
气候变化将会显著地改变森林生态服务的供给同时加剧森林的脆弱性，改变森林结构与分布。
1.2气候变化对森林分布的影响
物种向高纬度和高海拔分布的变化与气候变暖相关。
一些研究发现，全球多个系统和大约80%的物种变化与气候变化预测的结果相一致。
气候变化可能形成新物种，尤其是在那些条件允许的地方。
气候变化与高二氧化碳水平的相互作用，将改变物种集合和生态系统演替。
郝建锋等的研究发现在气候变化加剧的情况下，2020年兴安落叶松适宜分布区域将减少58.1%，2050年将减少99.7%，即至2100年兴安落叶松适宜分布区将从我国完全消失（郝建锋等，2008）。
1.3气候变化对森林演替的作用
在暖干化气候条件下，植被将遵循逆行演替的规律，从高级类型向低级类型退化。
陆地
表面的植被类型、分布格局是长期适应气候的结果，一定的气候类型对应着一定的植被类型。
植被变化最敏感的地带是处在气候交错带内的植被过渡带。
如处在半湿润气候区的森林草原带，处在干旱和半干旱交错气候区的荒漠草原带。
森林群落对气候变化响应十分敏感，气候的微小扰动都可能对群落的结构和演替过程产生巨大影响。
新的气候条件下，气候因素、土壤过程、树木个体的响应等诸多因素的结合，可以导致森林演替过程偏离目前的轨道。
大兴安岭地区森林结构将发生很大变化，该地区的优势种兴安落叶松生物量下降，蒙古栎、桦树、椴树等阔叶树在森林中占的比重将加大。
从森林群落对这些气候变化的响应可以推测，东北森林分布带将有北移的趋势，大兴安岭将可能以温带针阔混交林为主（程肖侠，2007）。
1.4气候变化对森林生产力的影响
气候变化与森林生产力的关系由于其他同时影响森林生产力的因素而复杂化。
一项模拟研究结果显示，亚马逊雨林生物量近期的增加主要由于人为造成的二氧化塘浓度增加。
甄江红（2009）的研究结果表明二氧化碳浓度倍增后，中国森林生产力将有所增加，增加的幅度因地区不同而异，变化于12%-35%之间。
刘国华（2001）对中国几个主要的用材树种进行了讨论，预测气候变化将使兴安落叶松的生长加快8%-10%，大兴安岭地区森林生产力将增
加10%。
但是，另一些研究结果也证实，气候变暖与干旱、火灾和生物干扰相互作用，造成了森林生产力的下降。
1.5气候变化对生物多样性的影响气候变化与生态系统演进的非线性可以对森林物种的组成产生不可预期的结果。
气候变化可以造成热点地区的物种灭绝。
在这些区域，据预测，有43％的物种将会消失，即约5.6
万种地方植物和3700种地方脊椎动物将会灭绝。
尽管多数物种不能找到替代的栖息地，但是迁移能力能降低栖息地破坏对物种消失的作用。
温带的高纬度和北温带森林受影响最大，许多物种60％以上的栖息地将受到影响（郭颖，2009）。
据估计，森林系统物种灭绝比例的范围从北方地区的小于1％到一些温带地区的超过24％。
由于没有替代的可能性，高纬度山区珍稀物种栖息地，在过去就出现过消失的情况，今后消失的风险也很高；热带地区是生物进化的发源地，气候变化将造成这些地区物种消失，从而对生物多样性产生负面作用。
1.6气候变化对森林水文调节和水质的影响
气候变化影响陆地淡水系统的有用水量，加大不同地区之间的用水矛盾，影响森林的水文调节作用。
在各种森林生态服务中，受气候变化影响的主要有水文调节和改善水质两项功能，包括调节水量和径流，通过森林过滤作用保持和改善水质，保护淡水资源等。
当前，由
于河岸和分水岭区水源涵养林的破坏，在许多地区已经造成了显著的森林水文服务功能丧失（姜凤岐，2009）。
这些功能的丧失反过来又威胁到水量、水流速度、泥沙沉积和水质，从而进一步影响其他发展项目。
干旱地区气候变化带来的供水量减少有可能导致人口和动物的迁移，从而加大土地和水资源利用的冲突。
2森林生态系统对气候变化的适应性
适应性是指生态系统在气候变化条件下的调整能力，从而缓解潜在危害，利用有利机会。
森林生态系统的适应性包括系统和自然界本身的自发适应和恢复能力，也包括人为调节适应，特别是社会经济的基础条件、人为的影响和干预等。
2.1自发适应与人为调节适应
在自发适应方面，针对人工林已经采取了多种适应措施，相关研究也相继开展，如管理密度、硬阔、软阔混交、区域内和区域间木材生长与采伐模式、轮伐期等。
评价自发适应的主要途径是利用气候变化影响评价模型预测短期、即时或者自发性适应措施的有效性（殷永
元等，2004）。
目前大部分有关气候变化影响和适应性对策的研究方法主要由以下几个方面组成：
1）明确研究区域、研究内容，选择敏感部门等；2）选择适合大多数问题的方法；3）选
择测试方法进行敏感性分析；4）选择和应用气候变化情景；5）评价对生物、自然和社会经济系统的影响；6）评价自发的调整措施；7）评价适应对策。
在人为调节适应方面，决策者首先必须明确气候变化确实存在而且将产生持续的影响，尤其是未来气候变化对其所在行业的影响。
这需要制定相关政策，坚持气候观测与信息交流，支持相关技术、能力和区域网络研究，发展新的基层组织、政策和公共机构，在发展规划中强调气候变化的位置，建设持续调整和适应能力，分析确定各适应措施的可行性和原因分析等（栾兆平，2007）。
2.2森林生态系统适应性管理的主要措施
2.2.1森林生态系统适应性管理的原则
1）注重理论和实践的结合，管理不能完全照搬其他模式，需要的是在现有的理论基础上，联系实际，突出森林生态系统的特色。
2）改造和保同时进行。
在改造的过程中，根据森林植被的现状，在保护的前提下，对森林生态系统进行升级改造。
采取抚育管理、间伐、渐伐等方式，同时加大对古树名木、珍稀物种的保护力度，改善林相外观，增加森林生态系统多样性，保持生态系统可持续发展。
3）在尊重自然的同时，加强人工引导。
以景观生态学为理论指导，充分利用现有的自
然资源，在保持部分现有林分的基础上，结合景观需要进行林相改造，建立人工景观林，以
达到人工和自然生态系统的和谐统一，提高森林植物群落的稳定性，提高森林的质量。
4）管理过程中实时进行监测与分析。
适应性管理环节中不可缺少的便是对管理系统进行监测和评估，根据评估结果进行管理模式的评价，以形成的实际效果为基础，进一步改善管理规划。
2.2.2实施适应性管理的措施
1）推广种植阔叶混交林，加强对土壤类型的分析。
“森林生态系统健康”已被越来越多的生态学家和林业方面的学者所接受，其中健康的一个重要特征就是生态功能最优化、最大化，包括水源涵养、水土保持、防风固沙、景观效果等。
水源涵养是森林健康监测中非常重要的环节。
在林冠层、枯落物层和土壤根系层的垂
直结构中，森林土壤层是森林涵养水源的主体，是森林最大的贮水库和水分调节器；枯落物层作为森林水文作用的第二个功能层，在截持降雨、拦蓄地表径流、减少土壤水分蒸发、改善土壤理化性质和增加土壤水分入渗等方面也具有重要作用（李凤霞，2009）。
管理过程中
应根据不同区域划分，种植阔叶混交林，提高森林水源涵养能力。
还需加强对土壤类型的分析，因为土壤的持水能力是水源涵养的一个重要指标，土壤的总贮水量是反映土壤贮蓄和调节水分的潜在能力，
2）将工程措施和林草措施相结合
首先要注重的是森林与周边环境的关系，在考虑了与生态和经济效益相关的因素后，还可加强工程措施和林木改造措施。
将工程措施和林草措施相结合，标本兼治，以林草措施为主，工程措施为辅，分阶段进行，同时随时间推移，不同类型的森林植被会逐步变化和演替，再加上一些经济林本身就具有较高的观赏价值和生态防护功能，从而扩充各区域的功能性（王宇，2008）。
3）加强政府的主导作用通过各方面的沟通工作，使各级政府及相关部门充分认识到森林林相改造的重要意义，把林相改造当作生态发展的一项基础工作来抓，同时还要明令禁止采伐珍贵树种、珍稀树种和名木古树等，严禁滥砍滥伐行为（于刑，2008）。
加强对各项管理工程实施的控制，同时
要及时反馈信息，通过对反馈信息和存在问题的分析。
按照不同区域的植被生长趋势和布局情况进行不同等级的保护和植被恢复、重建。
4）改造林相质量
运用专业技术参与到
林相改造的直接目的是提高森林景观的视觉效果，因此林相改造的质量相当重要，需严把林相改造技术质量关。
必须引进具备一定林业专业技术水平的人员，林相改造中，以现有的丰富专业知识为基础，进行与适应性管理相对应的技术培训；同时加强监督管理，对林相改造过程中的各项环节进行跟踪，切实提高林相改造的质量。
3森林可持续经营
森林可持续经营是林业可持续发展的基础，而林业可持续发展的概念源于可持续发展，是可持续发展思想在林业中的具体应用和体现。
世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中对可持续发展所下的定义为:
“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要能力构成危害的发展（世界环境与发展委员会，1997）。
”森林可持续经营是林业可持续发展的基础，森林可持续经营是指根据人们对森林、森林产品包括森林环境的物质和精神方面不断和逐渐增加的需要，组织林业生产，在满足当代人需求的同时，不损害人类后代满足自身需求能力的经营方式，具体讲，就是要使森林的生态、经济、社会三大效益能持续、稳定、协调地发展，任何一种效益的开发都不能对自身或其它效益构成危害或损害，更不能为当代人的利益需要而对后代人的利益需求产生威胁（郭安，1999）。
3.1森林可持续经营与森林生态系统保护
森林可持续经营思想是森林生态系统保护的理论基础。
森林生态系统保护的重要目的是保护生态环境与发展森林资源，使它们得以可持续发展。
因此，可持续经营思想为森林生态系统保护提供了强有力的理论基础，这从林业发展历史或森林经营思想的变迁中也可以得到证明。
人类对森林的认知水平和对生态环境的认识程度直接影响着森林资源的可持续发展。
20世纪60年代全球资源与环境问题的严重性与人工林的生态脆弱性引起人们的反思，使传统的林业思想与技术受到挑战，20世纪80年代开始产生林业与生态相结合的思想，促进了“生态林业”的形成与发展。
可见，人类的森林经营理念直接关系到森林资源的发展状况与未来走向（林迎星，2000）。
森林生态系统保护是森林可持续经营的具体体现。
森林生态系统在我国生态建设和促进经济社会可持续发展中具有十分重要的作用，加强森林生态系统保护是林业和生态建设的战略任务。
森林可持续经营把森林看作是经济、社会、生态的综合体，强调环境资源多元化保护利用，获取经济、生态、社会的整体最优效益，而森林生态系统保护必须优先保护森林的生态功能，然后才能考虑森林的其它功能。
只有实行森林生态系统保护，才能实现森林可持续经营，走森林的可持续经营道路（郭安，1999）。
在生态环境建设和经济物质供应方面，森林生态系统保护和森林可持续经营是一致的，但又不属同一个范畴，二者之间存在一定的关系
冯林，1998）。
森林生态系统保护是措施和技术，而可持续发展是指导思想和策略。
3.2森林生态系统可持续经营研究展望
能否实现森林生态系统的可持续经营直接关系到林业的可持续发展。
由于森林资源保护和经营研究涉及自然科学、社会科学等诸多学科领域，因此，在今后的森林可持续经营研究中除了要加强学科间的交叉、融合与创新外，还应加强以下几个方面的研究：
1）积极开展森林经营基础理论研究，建立森林经营技术体系如何在保护森林生态效益和社会效益长期稳定的前提下满足人们对木材和其他林产品的需求，是森林生态系统保护中所面临的基本问题（陆元昌，2003），也是森林可持续经营的基本问题。
为此，加强森林生态系统基础理论研究，包括森林资源的生产潜力与分布、天然林生态系统结构、生物多样性特征、森林演替动态及预测等十分重要，在此基础上建立一套完善的森林经营体系。
目前，国内外具有代表性的森林经营体系有3个，即德国近自然森林经营体系、美国森林生态系统经营体系和加拿大模式森林经营体系（陆元昌，2003）。
我
国森林经营在广泛借鉴国外先进经验基础上，应该走具有中国特色的森林可持续经营体系，建立森林资源保护的生态经济管理系统，运用景观生态学理论与方法，科学解决森林生态系统保护的尺度问题（谢剑斌，2005），充分利用抚育改造措施，促进森林的保护和人工林的天然化，走生态林业的可持续发展道路。
2）加强森林可持续经营标准与指标体系研究，积极开展森林认证国际上有关森林可持续经营标准与指标的主要区域性进程有：
蒙特利尔进程、赫尔辛基进程、塔拉波托倡议、非洲干旱区进程、中美洲进程、近东进程、国际热带木材组织进程、非洲木材组织进程和亚洲干旱区进程等9个进程。
我国自1995年开始研制国家级的森林可持续经营标准与指标体系，1997年联合国开发计划署援助中国实施“森林可持续经营能力建设、研究与推广”项目，推动了森林可持续经营标准与指标体系从国家水平的制定到区域水平的发展（雷静品，2004），但目前国家水平的指标体系仍处于探索阶段，而且部分地区尚未开始指标体系的制定和验证工作。
因此，还应加强这一方面的研究工作。
此外，作为森林可持续经营的市场机制，森林认证也是森林可持续经营的重要保障，因为森林认证的作用之一是对实施森林可持续经营有重要的影响（李怒云，2007）。
只有加强森林认证工作，才
能有效保护森林的可持续经营，才能满足《最佳经营指南》的要求。
3）开展森林生态系统健康状态监测控制工作
森林生态系统对于保持经济、自然和社会的和谐发展有着不可替代的作用，但是由于环境污染导致的有害物质在森林中的沉积将使其在不同的程度上受害，主要表现为大面积森林生长衰退、树冠层变稀、林木死亡等严重后果（李怒云，1999）。
因此，必须加强森林生态
森林中
系统健康状态的监测与评估。
森林健康状态和森林环境监测的主要内容和方法包括：
大气污染沉降物的取样和监测、森林生长监测、树冠落叶和退色的直接观测估计监测、森林土壤状况的调查和监测以及叶片取样和分析对树木营养状况的监测等方面（FischerR，
1999）。
森林生态系统蕴藏着丰富的生物多样性，是国家未来发展重要的基因库和潜在的后备资源，其地位和价值不可低估。
因此，应逐步建立合理的资源核算和价值评估体系，建立由自我补偿、社会补偿和国家补偿等构成的多层次补偿体系与运行机制的生态效益补偿机制（陶建平，2003）。
4）积极开展森林生态系统可持续经营的关键性技术研究
研究重点应在于森林生态系统的采伐模式、培育方法、恢复技术、抚育和改造技术、森林生态系统的信息管理技术、森林生态系统的分类经营和集约经营技术等方面的研究，尤其是森林生态系统的分类经营。
由于我国森林生态系统分布地域辽阔，所处条件、林分状况及功能发挥存在很大的差异，如江河流域与大型水库周围的森林生态系统、生态脆弱（或敏感）
区域的森林生态系统、自然保护区（或风景名胜区）的森林生态系统以及一般区域的森林生态系统等，应尽可能提出相应的分类管理与保护措施。
5）加强国际间的交流与合作，广泛借鉴国外先进经验思想我国森林生态系统保护工程不仅受到国家和有关部门的高度重视，也受到国际社会的广泛关注，包括UNDP在内的许多国际组织和国家都不同程度地关注该工程。
因此，应积极开展国际合作，充分利用国际社会的资金、技术，提高我国森林生态系统可持续经营的能力。
（绿色中国，2005；韩涛，2004）。
美国林业与纸业协会及其他林业企业发起的，可持续林业理事会管理的《可持续林业倡议》森林认证标准和《最佳经营指南》，有效地推动了美国工业原料林和私有林的可持续经营。
这些先进的经营思想及经营理念、成的技术、科学的管理方法等是人类共同的财产，应成为我国实现森林生态系统可持续经营目标过程中不可或缺的重要因素和有效手段之一。
4启示与建议
4.1启示
森林和林业适应气候变化相关研究结果对我国林业应对气候变化的启示主要有三个方面：
1）我国自20世纪90年代后期实施以生态建设为主的林业发展战略，已经为我国林业应对气候变化奠定了很好的基础。
我国的三北防护林工程和长防林工程被国际林联作为森林保持水土有效应对气候变化的典范；以增加森林资源、减少水土流失、改变生态恶化趋势为目标的天然林资源保护工程和退耕还林工程，也发挥着重要的森林碳汇和减少森林退化作
用，我国实施了多年的林业分类经营措施，也是国际林联所倡导的适应性森林经营管理的主要思路之一（赵景柱，1999）；2）我国在不同时期进行的人工林建设是适应气候变化的重要途径，需要进一步推进。
我国实施的一系列以木材培育为目标的林业建设，从适应气候变化
的角度看，人工林培育一定程度上解决了树种迁移问题，对生物多样性也有新的贡献；3）
我国的现代林业建设已经积累了丰富的应对气候变化经验，应加紧总结，并向世界宣传（罗菊春，2006）。
4.2建议
1）利用森林资源清查系统、重点工程社会经济效益监测系统等监测平台，开展林业气候影响综合监测，为制定林业适应气候变化相关政策提供坚实的信息基础。
我国已有的森林
资源清查系统可以成为很好的观测气候变化对森林和林业影响的重要平台，林班和林分水平
的监测可以确定一项具体的经营措施是否有效，国家层面的监测可以实现许多目标（余建辉，2002）；2）增加林业基础设施投资，降低森林抵御暴风雨、火灾、病虫害的脆弱性。
根据目前的气候模拟，全球范围内所有气候带、所有地区遭受暴风雨、火灾和病虫害袭击的频率和强度都会增强。
要防范这些灾害，就需要在地区和国家层面上建立广泛的通讯和监测网络，在地方层面上加强具体的管理措施，需要加强基础设施培训和设备方面的投资；3）加强林
业适应气候变化的自然科学、社会科学、人文科学综合研究，较好地把握气候变化的规律，更好地为决策服务。
在社会科学方面，重点研究领域包括气候变化敏感地区森林资源与生态服务变化及其对区域经济影响的研究（张佩昌，1999），森林生产力变化与农户生计影响研
究，气候变化对林业重点生态工程的综合影响研究，气候变化对木材及林产品供给的国际国内市场研究，国家、企业和农户层面林业适应气候变化的成本效益研究等；4）组织力量总
结研究我国林业重点工程建设对应对气候变化的定量贡献，并向国际宣传，进一步增强我国气候谈判的林业影响力。
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