森林生态系统监测

 

森林生态系统

森林生态系统是森林群落与其环境在功能流的作用下形成一定结构、功能和自调控的自然综合体，是陆地生态系统中面积最多、最重要的自然生态系统。森林生态系统分布在湿润或较湿润的地区，其主要特点是动植物种类繁多，群落的结构复杂，种群的密度和群落的结构能够长期处于较稳定的状态，尤其是热带雨林生态系统。

　　森林生态系统是森林群落与其环境在功能流的作用下形成一定结构、功能和自调控的自然综合体，是陆地生态系统中面积最多、最重要的自然生态系统。与其他陆地生态系统相比，是生物种类最多、结构最复杂、能量转换和物质循环比较旺盛、生物生产力和现存量最大、稳定性程度较高和生态效益最强的生态系统。它具有抗御风沙、涵养水源、保持水土、调节气候、净化环境和保护周围其他生态系统等作用。因此，在维持自然界的生态平衡，改善人类生存环境方面，森林生态系统的作用是应予以首先考虑的重要因素。

 

森林生态系统是最重要的陆地生态系统，具有最强大的生产力

森林生态系统是陆地上最庞大、最复杂的生态系统。森林生态系统占有巨大空间，其地上部分林冠可高达数十米至上百米；地下部分根系可深入土壤数米至数十米。无论从森林生态系统所占的面积，或是地理分布状况、群落组成和结构特点，都远远超过农田和草原，在自然界中有不可缺少及无可替代的重要作用。是陆地生态系统中最大的生产者，为人类和多种生物提供了最多的生存、生活和生产所需的物质和栖息环境，对人类和各种生态系统有巨大的影响。

森林生态系统是陆地上最丰富的物种资源库

　森林为大量植物、动物及其他生物创造了生存的条件和生活的物质基础。森林，特别是原始森林，是各大类气候带中最丰富、最珍贵的物种宝库——“基因库”，是人类探索、研究、发掘生物资源及自然遗产的重要基地，对发展科学，改善人类生活、生存环境具有非常重要的意义。

森林生态系统具有明显的区域性和复杂的空间结构

森林生态系统与其环境密切相关，因而其分布和组合有明显的区域性。森林的垂直分布的高度可达终年积雪线的下限，由平原到高山，由于气候、土壤、地形及其他因素影响，形成复杂的森林生物垂直带。

森林生态系统监测

森林生态系统是最复杂生态系统，对森林生态系统的监测是一个非常复杂的过程，不仅涉及到植物群落的调查，动物数量、类型的研究，还要对生物、大气、土壤、水体这些体系间的能量与物质交换加以研究，这使得对森林生态系统的研究具有更多的不确定性。当前，森林生态系统中与大气环境之间能量和物质交换的地面长期稳定自动监测系统主要包括以下方面：

1.     通量观测

2.     小气候梯度观测

3.     常规气象观测

4.     森林涵养水源监测

5.     森林火险监测

6.     森林生态环境监测

1、通量观测

通量观测利用直接测算下垫面显热和潜热的湍流脉动值，而求得植被蒸散量的观测方法，可以进行原地长期连续观测，并不影响和干扰植物冠层周围的环境，相关技术在国外已广泛应用生态领域物质和能量传输和交换的研究。

 

 

 

 

 

测量要素：三维风、二氧化碳浓度、水汽浓度、湿度、温度

 

选用站型：通量观测站

　 通量观测站直接测定观测区域的三维风、二氧化碳浓度、水汽浓度及湿度温度，从而获得各种陆地生态系统和大气之间CO2，H2O等物质的传输和能量交换相关数据，为土壤-植被-大气之间的物质、能量交换模型提供一种直接验证手段，为全球气候变化研究提供有效的通量观测数据。

 

2、梯度观测

梯度观测站是针对各要素垂直空间分布测量而设计的高精度气象监测设备，它能对大气平均特征和湍流特征进行直接测量，实现对不同下垫面的边界层能量、辐射、多种物质交换、阻尼和扰动的观测和研究。

 

测量要素：分层（风向、风速、大气颗粒物）+ 单层（温度、湿度）+ 扩展（降水、总辐射、紫外辐射、能见度、天气现象等）

选用站型：梯度观测站

 

梯度观测站是针对各要素垂直空间分布测量而设计的高精度气象监测设备，它能对大气平均特征和湍流特征进行直接测量，实现对不同下垫面的边界层能量、辐射、多种物质交换、阻尼和扰动的观测和研究。梯度观测站可以广泛应用于通量观测、风能观测、环境观测等三个主流应用领域。

 

 

3、常规气象观测

常规气象观测系统主要测量除包括常规的气象六要素外，还可以监测土壤含水量，土壤温度，土壤热通量（这些要素也可以形成独立的土壤观测系统）、能见度、蒸发等要素。

测量要素：温度、湿度、风向、风速、降水、 总、净、反、紫外、热通量、光合有效辐射、土壤温度

 

选用站型：气象服务站

 

气象服务站是针对农业、林业、牧业、建筑、能源等各类应用气象服务监测而设计的灵活组配的小型气象参数监测站。其安装设计结构根据需求的变化而针对性建模组合，可靠性高、模块标准化、性价比好、针对性强是行业气象服务的理想选择。

4、涵养水源监测

森林与水的关系非常密切，森林水文学的迅速发展说明了人们对其间关系的重视。随着水危机的加剧，森林涵养水源的生态功能引起了高度关注。所谓的森林涵养水源，通常指森林生态系统对降水的拦截和滞蓄。森林涵养水源价值核算是森林资源核算组成部分之一，具有重要的理论和实践意义。 涵养水源监测主要是采集森林环境地下水位和土壤水分指标，对某些特定地点进行监测，就可以反映出整个森林环境涵养水源状况。

监测要素：地下水位、土壤水分

 

选用站型：涵养水源站

 

涵养水源站是龙控公司专门为森林、湿地等涵养水源地水土保持功能监测而设计的一款专用水文环境监测站。涵养水源站通过对地下水位、水质和土壤水势的长期连续监测，数据化反应涵养水源地的蓄水功能、调节径流功能、削洪抗旱功能和水质净化等功能指标及森林-水源-水土之间的生态环境变化。

5、森里火险监测

森林火险的发生、发展与气象条件密切相关，构建森林火险等级指标必须充分考虑气象因子的作用，开展森林火险预报工作离不开实时观测气象要素和预报气象要素。

 

测量要素：气温、相对湿度、风向、风速、雨量、气压、辐射、日晒温度

选用站型：气象观测站

气象观测站是专为观测及采集平原、高山、海岛、荒漠等各类代表性地表环境的气象与环境资料而设计的全天候自动监测设备。气象观测站分为遥测气象站和无人自动气象站，以满足气象、水文、航空、环境、国防和科研等各领域的需要。

6、森林生态环境监测

为了及时准确掌握“相持阶段”的森林资源变化情况,生态建设的进展,进而分析研究影响森林资源消长及生态建设的积极和消极因素,甚至具体分析哪个地区、哪个时段的变化情况,时刻做到心中有数,必须把林业系统的生态环境监测体系健全起来。

 

监测要素：负氧离子、紫外线、日照、光合有效、太阳总辐射等

 

选用站型：林地生态站

 

林地生态站通过对空气环境、全类型降水、日照和辐射、二氧化碳浓度等湿地生态环境关键指标的长期连续监测，数据化反应湿地对生态环境改变的大气组分调节功能、水分调节功能、净化功能和局部小气候调节作用，为气候生态环境评价及湿地生态环境监测服务提供科学依据。