地理資源所在森林生態系統功能評估與結構優化研究中獲進展

2020-11-30 中國科學院

地理資源所在森林生態系統功能評估與結構優化研究中獲進展

2017-11-03 地理科學與資源研究所

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　　森林作為陸地表層複雜多樣的生態系統，具有重要的生態系統服務功能，不僅能夠為人類提供大量的木材以及健康舒適的生存環境，而且在維持全球氣候穩定、保護生物多樣性等方面發揮著重要作用。贛江流域是我國森林尤其是人工林的重要組成部分，該區域森林類型複雜多樣，受土地利用變化和氣候變化等全球環境變化的影響脅迫日益劇烈。因此，在贛江流域及其典型區開展區域和景觀尺度上的生態系統服務權衡/協同效應研究，對區域森林生態系統的結構優化和功能評估具有重要的科學意義。

　　中國科學院地理科學與資源研究所研究員戴爾阜及其團隊在國家重點基礎發展計劃、國家自然科學基金、中國科學院重點部署項目和中科院科技戰略院重大諮詢項目的支持下，完成了從理論探索到模擬應用、從典型縣區到流域的多尺度綜合研究，在森林景觀動態模擬、森林生態系統服務權衡/協同效應研究等方面取得了進展：

　　1、構建了土地利用和氣候變化對森林生態系統影響的綜合模擬框架。綜合利用基於主體的土地利用模型 (ABM/LUCC)、生態系統過程模型 (PnET-II) 以及森林景觀動態模型 (LANDIS-II) 構建了綜合模擬研究框架，選擇森林類型多樣且具有長期觀測數據積累的江西省泰和縣為研究區，模擬並對比了土地利用和氣候變化組合情景下未來森林地上總生物量的變化差異。結果表明，儘管未來氣候變化可能有利於森林地上總生物量的積累，但土地利用變化將使森林地上總生物量顯著減少，綜合模擬框架可為提升和優化人工林結構和功能、開展可持續森林管理提供科學參考。 

　　2、提出了土地利用變化及森林採伐對森林景觀影響的相對貢獻量化方法。將土地利用變化模型CA-Markov與森林景觀模型LANDIS-II耦合，利用情景分析的方法量化土地利用變化和森林採伐對森林景觀影響的相對貢獻量。結果表明，森林採伐對森林景觀變化的相對貢獻量在不斷增強，到2050年其相對貢獻量提升了近一倍。相對貢獻的定量化研究有助於深入理解複雜幹擾下森林景觀變化的驅動機制，對區域森林管理政策和中長期土地利用規划具有重要意義。 

　　3、完成了贛江流域森林生態系統服務權衡/協同效應研究。以森林生態系統服務權衡/協同理論為基礎，以實現森林資源可持續經營管理為目標，綜合採用InVEST模型和CASA模型，對贛江流域森林生態系統主要服務功能，固碳、水源供給、土壤保持與森林蓄積量進行量化評估，利用相關性分析和標準差方法量化了多種服務之間的權衡/協同關係和綜合效益，並探討了自然-社會-經濟因子與生態系統服務權衡/協同關係之間的聯繫。 

　　論文連結：1 2 

　　森林作為陸地表層複雜多樣的生態系統，具有重要的生態系統服務功能，不僅能夠為人類提供大量的木材以及健康舒適的生存環境，而且在維持全球氣候穩定、保護生物多樣性等方面發揮著重要作用。贛江流域是我國森林尤其是人工林的重要組成部分，該區域森林類型複雜多樣，受土地利用變化和氣候變化等全球環境變化的影響脅迫日益劇烈。因此，在贛江流域及其典型區開展區域和景觀尺度上的生態系統服務權衡/協同效應研究，對區域森林生態系統的結構優化和功能評估具有重要的科學意義。
　　中國科學院地理科學與資源研究所研究員戴爾阜及其團隊在國家重點基礎發展計劃、國家自然科學基金、中國科學院重點部署項目和中科院科技戰略院重大諮詢項目的支持下，完成了從理論探索到模擬應用、從典型縣區到流域的多尺度綜合研究，在森林景觀動態模擬、森林生態系統服務權衡/協同效應研究等方面取得了進展：
　　1、構建了土地利用和氣候變化對森林生態系統影響的綜合模擬框架。綜合利用基於主體的土地利用模型 (ABM/LUCC)、生態系統過程模型 (PnET-II) 以及森林景觀動態模型 (LANDIS-II) 構建了綜合模擬研究框架，選擇森林類型多樣且具有長期觀測數據積累的江西省泰和縣為研究區，模擬並對比了土地利用和氣候變化組合情景下未來森林地上總生物量的變化差異。結果表明，儘管未來氣候變化可能有利於森林地上總生物量的積累，但土地利用變化將使森林地上總生物量顯著減少，綜合模擬框架可為提升和優化人工林結構和功能、開展可持續森林管理提供科學參考。 
　　2、提出了土地利用變化及森林採伐對森林景觀影響的相對貢獻量化方法。將土地利用變化模型CA-Markov與森林景觀模型LANDIS-II耦合，利用情景分析的方法量化土地利用變化和森林採伐對森林景觀影響的相對貢獻量。結果表明，森林採伐對森林景觀變化的相對貢獻量在不斷增強，到2050年其相對貢獻量提升了近一倍。相對貢獻的定量化研究有助於深入理解複雜幹擾下森林景觀變化的驅動機制，對區域森林管理政策和中長期土地利用規划具有重要意義。 
　　3、完成了贛江流域森林生態系統服務權衡/協同效應研究。以森林生態系統服務權衡/協同理論為基礎，以實現森林資源可持續經營管理為目標，綜合採用InVEST模型和CASA模型，對贛江流域森林生態系統主要服務功能，固碳、水源供給、土壤保持與森林蓄積量進行量化評估，利用相關性分析和標準差方法量化了多種服務之間的權衡/協同關係和綜合效益，並探討了自然-社會-經濟因子與生態系統服務權衡/協同關係之間的聯繫。 
　　論文連結：1 2 

列印 責任編輯：侯茜

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