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【摘 要】通过对“三北”防护林工程及监测体系建设必要性的论述，揭示了工程监测体系建设的重要意义。
【关键词】三北防护林；工程效益；监测体系；必要性
“三北防护林体系工程是一项在我国北方实施的宏伟生态建设工程，它是我国林业发展史上的伟大壮举，是人类历史上规模最宏大、时间跨度最长的一次改造自然的行动。地跨东北西部、华北北部和西北大部分地区，包括我国北方13个省（自治区、直辖市）的500多个县（旗、市、区），建设范围东起黑龙江的宾县，西至新疆维吾尔自治区乌兹别里山口，总面积406.9万平方公里，占国土面积的42.5%，接近我国的半壁河山。“三北”防护林体系工程是一项利在当代、功在千秋的宏伟工程，不仅是中国生态环境建设的重大工程，也是全球生态环境建设的重要组成部分。因此对“三北”防护林工程效益进行监测，建立有效的监测体系具有以下的必要性。
1.项目建设是全国森林生态定位监测体系建设的重要组成部分
自然环境变化研究的支柱是监测、实验和信息系统，而地面长期定位的生态、环境观测和实验系统的建立则是重要的基础。为了深入研究区域生态系统结构、功能及环境效应，深入研究生态特点及生态变化过程，为工程退化提前发出预警，有效地保护和合理利用林木资源，必须对工程进行长期的定位监测。国家林业局通过“八五”“九五”及“十五”国家科技攻关项目和林业生态工程建设项目，分别在“三北”、长江、黄河、沿海、太行山等生态林业工程区内建立了近30多个定位监测点，监测防护林体系的生态功能及环境效益。另外，林业部门在荒漠化地区、重要的湿地以及三峡库区建立了多个生态定位监测站，开展大气、植被、土壤、水文等多方面的系统观测，这些不同类型的监测站构成了我国林业生态环境效益监测网络的主体，形成了从沿海到内地，从农田林网到山地森林，从内陆湿地到干旱荒漠化地区的生态环境监测网络系统。现有的森林生态环境监测体系取得了不同层次的长期监测数据信息与一系列研究成果，对于我国林业生态环境建设有较大的指导作用。“三北”防护林工程监测体系项目的建设可以加强我国生态定位研究薄弱地区的生态系统定位研究，并可与其它生态定位站点建立了横向监测网络，建立有关森林信息、数据共享机制，从而在一定程度上满足本区域定位研究的需要。由此可见“三北”防护林工程监测站项目的实施是全国森林生态监测体系建设的重要组成部分。
2.项目建设是林业长期定位研究的需要
包括森林在内的多数生态系统，其中的许多过程都是缓慢的。森林演替和种群之间的竞争，是森林生态系统中多年来一直在研究的问题。但是，这两种现象则是十分缓慢的变化过程。林中优势树种的种群动态、物质流动和能量分配、对于小环境的生态作用等，都是极为缓慢的，在短时间内很难监测到。生态系统中有些现象属于偶发的，多年生植物的繁殖模式就是这种现象。对于森林中乔木树种结实规律的认识，只有3-5年的观测是不能解决问题。火灾、水灾、病虫害、风暴、冰暴及火山爆发等干扰现象对森林的影响，必须经过长期定位研究才能充分地了解和认识。生态系统中的一些生物现象（沙漠生产力）同这种只有较大變幅的过程密切相关。微妙过程是指那些长期变化过程，其中年际间变化趋势变幅要大，降雨酸度的微妙过程和积聚生态系统养分损失水平的变化等都是很好的例子。决定种群动态和植被动态的因子较多，共同相互作用的过程也十分复杂。对这种复杂现象的揭示，需要长期的研究和监测。对于森林生态系统中的缓慢过程、偶发过程、年变化较大的过程、微妙过程及复杂现象等生态学现象和生态学概念与理论的验证，必须通过长期研究才能被充分地认识。要长期的从事林业生态系统定位研究必须建立生态定位监测站，进而从生态监测站得到监测数据，对监测数据进行分析处理研究，达到长期定位研究的目的。
3.项目建设是工程本身建设的需要
目前，“三北”防护林工程区，大多为无林区，这些地区的生态系统基本属于重建，受经济利益的影响，一般造林均以杨、榆树为造林树种。这些树种自我更新能力较差，林下其他植物很难生长。就黑龙江省西部地区而言，“三北”防护林初期营造的杨树已不多见，二期的造林开始衰退，有的已腐朽或形成风倒木，致使防护效能下降，林下天然更新极难见到。并随着树木的生长逐渐由低达到高峰，随着生长衰老而下降，为了保持林带的长效，必须及时进行林带的更新。据测算，黑龙江省现有的防护林的轮伐期一般为20a左右，如小青杨为19-21a，小黑杨为21a，小叶杨为29a。随着地域的不同，轮伐期会有一些变化，一般情况下，通过对林带气象因子、水文因子、风等因子的变化，以及粮食增收情况，进行综合分析现有林带所起的功能和作用，而这些数据的来源只有通过建立监测网络才能实现，网络建成后，通过数据分析，还可得出林带防护效能是否下降，林带宽度是否合理，林带更新年限，投入与产出之间的关系，指导林业重点工程的建设。
4.项目建设是对生态环境及其效益进行评价、预警、调控的需要
森林植被是陆地生态系统的主体，是维持水、土、大气等生态环境的屏障。保护和建设生态环境已成为我国现代化建设中的一项基本国策。从1978年起，我国政府耗巨资先后启动了天然林保护工程、“三北”和长江中下游等防护林体系建设工程、退耕还林（草）试点工程、防沙治沙工程、野生动植物保护及自然保护区建设工程和重点地区以速生丰产林为主的林业产业基地建设工程。经过整合后的六大林业重点工程区总面积超过700万hm2占国土总面积的70%，规划营造林总面积11700万hm2，覆盖了我国主要的水土流失、风沙危害和台风、盐碱等生态环境最为脆弱的地区。这六大林业重点工程构成了我国改善生态环境工程建设的基本骨架，是面向21世纪林业跨越式发展的主要内容。而林业跨越式发展的基础和前提就是通过及时、系统、准确的野外监测了解生态环境质量的现状和发展趋势，为减少资源退化和恢复已退化的生态系统提供决策依据。为此需要获得有效的、完整的、成为国家环境和自然资源政策基础的信息。为达到这个目的，需要进一步建设和完善中国森林生态系统研究网络，通过野外台站长期定位定时的监测，建立森林、湿地、荒漠、山地生态环境及其效益的评价、预警、调控体系。
5.GIS在项目建设中的应用
随着我国经济发展及社会环境意识的增强，传统的森林资源监测体系已不能完全适应社会经济可持续发展的需要。利用GIS技术与GPS、RS技术相结合，建立动态的“三北”防护林资源监测体系，从而克服传统监测体系的缺陷。动态监测森林资源的空间分布信息，不仅能对大区域的防护林进行宏观的监测还能对局部微观的区域的林木变化进行监测。在监测内容上不仅能对防护林数量进行监测，更能加强对生态环境信息的动态监测。总之，随着精准林业的发展，GIS应用由当初简单查询和制图、制表发展为森林经营管理的重要工具。可方便地在空间属性数据基础上建立生长、预测、经营、决策等专业模式，通过对各种经营过程进行模拟比较和评价。必将给林业带来生机和活力，同时为“三北”防护林工程建设监测工作做出更大的贡献。
【关键词】三北防护林；工程效益；监测体系；必要性
“三北防护林体系工程是一项在我国北方实施的宏伟生态建设工程，它是我国林业发展史上的伟大壮举，是人类历史上规模最宏大、时间跨度最长的一次改造自然的行动。地跨东北西部、华北北部和西北大部分地区，包括我国北方13个省（自治区、直辖市）的500多个县（旗、市、区），建设范围东起黑龙江的宾县，西至新疆维吾尔自治区乌兹别里山口，总面积406.9万平方公里，占国土面积的42.5%，接近我国的半壁河山。“三北”防护林体系工程是一项利在当代、功在千秋的宏伟工程，不仅是中国生态环境建设的重大工程，也是全球生态环境建设的重要组成部分。因此对“三北”防护林工程效益进行监测，建立有效的监测体系具有以下的必要性。
1.项目建设是全国森林生态定位监测体系建设的重要组成部分
自然环境变化研究的支柱是监测、实验和信息系统，而地面长期定位的生态、环境观测和实验系统的建立则是重要的基础。为了深入研究区域生态系统结构、功能及环境效应，深入研究生态特点及生态变化过程，为工程退化提前发出预警，有效地保护和合理利用林木资源，必须对工程进行长期的定位监测。国家林业局通过“八五”“九五”及“十五”国家科技攻关项目和林业生态工程建设项目，分别在“三北”、长江、黄河、沿海、太行山等生态林业工程区内建立了近30多个定位监测点，监测防护林体系的生态功能及环境效益。另外，林业部门在荒漠化地区、重要的湿地以及三峡库区建立了多个生态定位监测站，开展大气、植被、土壤、水文等多方面的系统观测，这些不同类型的监测站构成了我国林业生态环境效益监测网络的主体，形成了从沿海到内地，从农田林网到山地森林，从内陆湿地到干旱荒漠化地区的生态环境监测网络系统。现有的森林生态环境监测体系取得了不同层次的长期监测数据信息与一系列研究成果，对于我国林业生态环境建设有较大的指导作用。“三北”防护林工程监测体系项目的建设可以加强我国生态定位研究薄弱地区的生态系统定位研究，并可与其它生态定位站点建立了横向监测网络，建立有关森林信息、数据共享机制，从而在一定程度上满足本区域定位研究的需要。由此可见“三北”防护林工程监测站项目的实施是全国森林生态监测体系建设的重要组成部分。
2.项目建设是林业长期定位研究的需要
包括森林在内的多数生态系统，其中的许多过程都是缓慢的。森林演替和种群之间的竞争，是森林生态系统中多年来一直在研究的问题。但是，这两种现象则是十分缓慢的变化过程。林中优势树种的种群动态、物质流动和能量分配、对于小环境的生态作用等，都是极为缓慢的，在短时间内很难监测到。生态系统中有些现象属于偶发的，多年生植物的繁殖模式就是这种现象。对于森林中乔木树种结实规律的认识，只有3-5年的观测是不能解决问题。火灾、水灾、病虫害、风暴、冰暴及火山爆发等干扰现象对森林的影响，必须经过长期定位研究才能充分地了解和认识。生态系统中的一些生物现象（沙漠生产力）同这种只有较大變幅的过程密切相关。微妙过程是指那些长期变化过程，其中年际间变化趋势变幅要大，降雨酸度的微妙过程和积聚生态系统养分损失水平的变化等都是很好的例子。决定种群动态和植被动态的因子较多，共同相互作用的过程也十分复杂。对这种复杂现象的揭示，需要长期的研究和监测。对于森林生态系统中的缓慢过程、偶发过程、年变化较大的过程、微妙过程及复杂现象等生态学现象和生态学概念与理论的验证，必须通过长期研究才能被充分地认识。要长期的从事林业生态系统定位研究必须建立生态定位监测站，进而从生态监测站得到监测数据，对监测数据进行分析处理研究，达到长期定位研究的目的。
3.项目建设是工程本身建设的需要
目前，“三北”防护林工程区，大多为无林区，这些地区的生态系统基本属于重建，受经济利益的影响，一般造林均以杨、榆树为造林树种。这些树种自我更新能力较差，林下其他植物很难生长。就黑龙江省西部地区而言，“三北”防护林初期营造的杨树已不多见，二期的造林开始衰退，有的已腐朽或形成风倒木，致使防护效能下降，林下天然更新极难见到。并随着树木的生长逐渐由低达到高峰，随着生长衰老而下降，为了保持林带的长效，必须及时进行林带的更新。据测算，黑龙江省现有的防护林的轮伐期一般为20a左右，如小青杨为19-21a，小黑杨为21a，小叶杨为29a。随着地域的不同，轮伐期会有一些变化，一般情况下，通过对林带气象因子、水文因子、风等因子的变化，以及粮食增收情况，进行综合分析现有林带所起的功能和作用，而这些数据的来源只有通过建立监测网络才能实现，网络建成后，通过数据分析，还可得出林带防护效能是否下降，林带宽度是否合理，林带更新年限，投入与产出之间的关系，指导林业重点工程的建设。
4.项目建设是对生态环境及其效益进行评价、预警、调控的需要
森林植被是陆地生态系统的主体，是维持水、土、大气等生态环境的屏障。保护和建设生态环境已成为我国现代化建设中的一项基本国策。从1978年起，我国政府耗巨资先后启动了天然林保护工程、“三北”和长江中下游等防护林体系建设工程、退耕还林（草）试点工程、防沙治沙工程、野生动植物保护及自然保护区建设工程和重点地区以速生丰产林为主的林业产业基地建设工程。经过整合后的六大林业重点工程区总面积超过700万hm2占国土总面积的70%，规划营造林总面积11700万hm2，覆盖了我国主要的水土流失、风沙危害和台风、盐碱等生态环境最为脆弱的地区。这六大林业重点工程构成了我国改善生态环境工程建设的基本骨架，是面向21世纪林业跨越式发展的主要内容。而林业跨越式发展的基础和前提就是通过及时、系统、准确的野外监测了解生态环境质量的现状和发展趋势，为减少资源退化和恢复已退化的生态系统提供决策依据。为此需要获得有效的、完整的、成为国家环境和自然资源政策基础的信息。为达到这个目的，需要进一步建设和完善中国森林生态系统研究网络，通过野外台站长期定位定时的监测，建立森林、湿地、荒漠、山地生态环境及其效益的评价、预警、调控体系。
5.GIS在项目建设中的应用
随着我国经济发展及社会环境意识的增强，传统的森林资源监测体系已不能完全适应社会经济可持续发展的需要。利用GIS技术与GPS、RS技术相结合，建立动态的“三北”防护林资源监测体系，从而克服传统监测体系的缺陷。动态监测森林资源的空间分布信息，不仅能对大区域的防护林进行宏观的监测还能对局部微观的区域的林木变化进行监测。在监测内容上不仅能对防护林数量进行监测，更能加强对生态环境信息的动态监测。总之，随着精准林业的发展，GIS应用由当初简单查询和制图、制表发展为森林经营管理的重要工具。可方便地在空间属性数据基础上建立生长、预测、经营、决策等专业模式，通过对各种经营过程进行模拟比较和评价。必将给林业带来生机和活力，同时为“三北”防护林工程建设监测工作做出更大的贡献。