绪论森林可持续经营与优先研究领域.ppt

2020 1 5 共41页第1页 应对气候变化的森林可持续经营与优先研究领域 2020 1 5 共41页第2页 报告内容 1 世界森林经营模式及历程2 中国古代生态观与森林可持续利用思想3 优先领域 2020 1 5 共41页第3页 表1 世界林业大会回顾 1 世界森林经营模式及历程 2020 1 5 共41页第4页 1 1从历届世界林业大会主题看国际林业发展 13届世界林业大会的主题 表1 林业统计与森林调查 森林可持续发展发达国家的林业 发展中国家乃至全球林业林木价值 全部经济价值 林地 野生动植物及森林游憩 单一木材功能 森林多功能区域 国家财富发展 全人类的共同遗产划分四个阶段 即 木材与产量 森林与国民经济 林业与社会发展 林业可持续经营等 2020 1 5 共41页第5页 1 2森林经营理论的变革 1 2 1以木材生产为主的森林永续利用理论森林永续利用理论始于17世纪中叶 德国是 森林永续利用理论 的鼻祖 该理论是世界各国传统林业的理论基础 德国林学家哈尔蒂希在1795年提出了 森林经理应该有这样调节的森林采伐量 以致世世代代从森林得到好处 至少有我们这一代这么多 的永续利用原则 其中心思想是追求经济利益 实行以永续获得木材为主要目的的森林经营 2020 1 5 共41页第6页 1826年德国林学家洪德斯哈根创立了 法正林 NormalForest 学说 形成了完整的森林永续利用理论 对世界各国林业经营指导思想产生了重大影响 随后 森林永续经营利用的涵义不断变化 由单纯的追求木材产量永续扩大到森林多资源多效益的永续 1 2 1以木材生产为主的森林永续利用理论 2020 1 5 共41页第7页 1 2 2多功能林业的相关理论 1 近自然林业德国林学家盖耶尔提出回归自然林业的理论 强调 育林应以自然科学为基础 根据直接的自然观察积累经验 近年来 该理论在不断完善 德国 瑞士等一些学者称之为近自然林业 即经营中遵循自然规律 尽可能使林分经营过程同潜在天然森林植被的自然关系接近 达到森林群落的动态平衡 该理论已引起许多国家林业专家的关注 得到很大发展 其代表人物有缪拉 Moller 和毕奥莱 Bioley 2020 1 5 共41页第8页 1 2 2多功能林业的相关理论 2 森林多效益主导利用20世纪50年代 美国以立法形式把森林的多种效益作为国有林的经营准则 70年代 美国林业经济学家克劳森和塞乔等提出森林多效益主导利用的经营指导思想 即追求经济 生态和社会效益永续收获思想制约着森林最佳经济效益的发挥与森林生物学的潜力 澳大利亚 新西兰 智利及南非等国实行分类经营 即把森林划分为 提供环境和游憩的自然保护林与集约经营的工业人工林 2020 1 5 共41页第9页 3 森林生态系统经营理论80年代 美国和加拿大提出森林生态系统经营 即在新林业理论基础上 以森林生态学和景观生态学的原理为基础 吸收森林永续经营理论的精髓 以实现森林的经济 生态和社会价值相互统一为经营目标 建成不但能永续生产木材和其他林产品 同时能持续发挥保护生物多样性及改善生态环境的多种效益的林业 1 2 2多功能林业的相关理论 2020 1 5 共41页第10页 1 3学派体系与发展态势分析 2020 1 5 共41页第11页 2 中国古代生态观与森林可持续利用思想 2 1中国古代哲学的生态观2 2中国古代的森林可持续利用思想 2020 1 5 共41页第12页 2 1中国古代哲学的生态观 道法自然人法地 地法天 天法道 道法自然 老子 道德经 春秋时期 距今2500年天人合一天人之际 合而为一 董仲舒 春秋繁露 西汉时期 距今2100年 2020 1 5 共41页第13页 2 1中国古代哲学的生态观 共同特点人是自然的一部分人与自然在客观上存在着一种相互依存的关系自然界万事万物的存在和发展都有其自身的规律性 都遵从一定的自然法则人们只能发现规律 顺应规律 利用规律为人类造福 而不能违背规律 无视规律 人为的消灭规律 违背规律就必将受到惩罚自然界是人类衣食之源 利用自然资源和保护自然资源同等重要主张返璞归真 人与自然和谐发展 2020 1 5 共41页第14页 2 2中国古代的森林可持续利用思想 取之有时 用之有节朱熹对 仁民而爱物 孟子 尽心下 注曰 物谓禽兽草木 爱谓取之有时 用之有节 孟子集注 卷十三 这是对历代产生的关于自然资源保护利用思想的归纳可见 中国古代的思想与发达国家的自然保护思想殊途同归 2020 1 5 共41页第15页 高效人工林定向培育脆弱生态系统退化机制与修复森林与湿地的生态服务功能与碳汇森林可持续经营理论与技术森林植物抗逆机理与种质创新森林生物质材料和生物质能源 3 优先建设领域 2020 1 5 共41页第16页 1我国生态环境十分脆弱 森林植被的退化和破坏是主因森林是陆地生态系统的主体 以其重要的生态功能在维护生态安全和经济 社会可持续发展中发挥重要作用 也是实现人与自然和谐发展的基础 但是 全球森林植被现状不容乐观 人类对木材和耕地的需求 使全球森林减少了50 原始森林80 遭到破坏 导致人类面临严重的生态危机 如土地沙漠化加剧 水土流失严重 动植物种加速灭绝 温室效应加剧等 一 必要性 2020 1 5 共41页第17页 我国生态环境的形势也十分严峻 森林资源贫乏 森林覆盖率为18 21 20 36 仅相当于世界平均水平的61 52 人均森林面积0 138公顷 不到世界平均水平的1 4 水土流失日趋严重 水土流失面积为356万平方公里 占国土面积37 1 局部地区还存在恶化趋势 荒漠化面积未得到有效控制 荒漠化土地面积263 62万平方公里 占国土总面积的27 46 超过全国耕地面积的总和 生态灾害不断发生 沙尘暴 滑坡 泥石流 洪水 干旱等生态灾害严重 野生动植物种锐减 生物多样性急剧下降 我国动植物种类中已有15 20 受到绝种威胁 高于世界10 15 的水平 森林生物灾害 病虫鼠害 发生异常严重 全国森林病虫害每年平均发生面积都在1 2亿亩左右 经济损失达880亿元 一 必要性 2020 1 5 共41页第18页 2 立足国家生态环境建设和林业的重大科技需求 1 森林是陆地生态系统的主体 维护生态安全和实现人与自然和谐发展的基础 森林植被恢复和可持续经营是应对全球温室效应加剧的主导措施 已成国际社会共识 国家主席胡锦涛在出席亚太经合首脑会议时 成功说服与会各国接纳其建议 设立亚太森林恢复与可持续管理网络 以充分发挥森林在减缓气候变化方面的作用 一 必要性 2020 1 5 共41页第19页 2 森林植被恢复是生态环境建设的重要内容 生态环境是人类赖以生存和发展的基本条件 森林植被恢复与重建更是国家生态安全的基本保障 也是人与自然和谐发展的前提 目前 生态环境问题已成为威胁我国生态安全 制约我国社会经济发展 影响和谐社会构建的根本性问题之一 如何解决我国的生态环境问题 实现社会经济可持续发展 已成为国家重大战略需求 一 必要性 2020 1 5 共41页第20页 3 中共中央 国务院关于加快林业发展的决定 林业是经济和社会可持续发展的重要基础 是生态建设最根本 最长期的措施 在西部大开发中 应该赋予林业以基础地位 在可持续发展中 应该赋予林业重要地位 在生态建设中 应该赋予林业以首要地位 一 必要性 2020 1 5 共41页第21页 4 符合国家重大科技发展战略 国家中长期科学和技术发展规划纲要 将农林生态安全与现代林业 生态脆弱区生态功能的恢复与重建列为优先主题 5 立足国家重大战略需求 生态安全 目前 我国生态环境虽有所改善 但整体恶化的趋势尚未得到根本扭转 已成为威胁我国生态安全 制约社会经济发展 影响和谐社会构建的根本性问题之一 如何构筑生态安全屏障 已成为国家重大战略需求 6 服务国家重大战略举措 西部大开发 西部大开发战略的顺利实现 前提是生态环境建设 其关键恢复林草植被 一 必要性 2020 1 5 共41页第22页 7 密切结合国家林业发展的战略目标 我国林业发展的战略目标是 2010年 森林覆盖率达到19 4 生态环境恶化的趋势初步得到遏制 2030年 森林覆盖率达到24 生态环境明显改观 2050年 森林覆盖率达到并稳定在26 以上 从根本上改变我国生态环境面貌 实现山川秀美 8 科技支撑国家林业重点工程建设 目前 国家正在建设林业重点工程 工程规划范围覆盖了全国97 以上的县 规划造林任务超过11亿亩 需要强大的科技支撑 一 必要性 2020 1 5 共41页第23页 1 人工林栽培理论研究进展 栽培生理是优化人工林栽培的基础 其研究一直林业工作者受到极大重视 人工林的栽培生理研究主要在水分生理 矿质营养 光合作用和生长发育方面 发展趋势 根据生态环境建设的需求和经济发展对木材 生物能源 生物修复 碳汇 城市景观等需要 针对人工林高产 优质 水肥高效利用 高抗逆性 深入开展相关生理基础研究成为当今的栽培生理研究发展趋势 二 研究进展1 高效人工林定向培育 2020 1 5 共41页第24页 2 高效用材林定向培育研究进展 利用有限土地定向培育用于制浆造纸 建筑 人造板等受到国际社会的广泛重视 巴西 智利 新西兰 意大利 德国 瑞典 南非 澳大利亚 美国 西班牙等都建设了大面积的桉树 杨树 辐射松等纸浆原料林 在扩大纸浆原料林面积的同时 林业发达国家十分重视采用良种以及先进的造林技术 林地生产率得到大幅度提高 使人工林生产水平高于天然林3 l0倍 同时 松树 杨树 桉树等大径级单板类人工林的定向培育也得到长足的发展 发展趋势 未来围绕增加单位面积林木产量 达到速生 丰产 高效 形成产业化规模生产 二 研究进展1 高效人工林定向培育 2020 1 5 共41页第25页 3 能源林培育研究进展 随着化石类能源的日渐减少 可再生能源的开发与利用为全球所重视 森林以其高生物产量和多种特殊能源收获物成为生物质可再生能源的重要组成部分 目前 国内外围绕培育速生 高产 高目标收获物的能源林发展目标 开展了许多研究工作 在生物柴油和燃料型能源林方面取得了一系列卓有成效的研究成果 我国从斑皮桉种源中筛选出6169和13542等种源 它们都具有很高的生产力 适合用于发展能源林 发展趋势 主要围绕利用现代生物技术开展高目标收获物燃油优良树种的遗传育种工作 燃油类树种目标收获物形成和积累生理机制研究和生理调控技术研究 高效燃料能源林栽培和可持续经营技术模式研究等 二 研究进展1 高效人工林定向培育 2020 1 5 共41页第26页 4 经济林栽培技术研究研究进展 我国十分重视经济林产业的发展 截至2006年底 全国经济林种植面积近3000万公顷 主要经济林产品总产量达到10121万吨 经济林产品产值达到2551亿元 相应地经济林绿色高产培育理论和技术研究在十五 十一五被重点作为科技支撑项目进行了深入研究 国际上对森林的非木质产品的研究和推广开展了大量的工作 发展趋势 主要围绕运用传统和现代育种手段 不断培育优质高产抗逆性强的优良新品种 实现苗木良种优质化 脱毒化 注重产品的贮藏保鲜与加工 实现转化增值 探索设施栽培技术 实现反季节生产 推进无公害生产进程等方面开展工作 二 研究进展1 高效人工林定向培育 2020 1 5 共41页第27页 1 荒漠化过程研究进展 20世纪30年代美国大平原地区爆发 黑风暴 后 加强了对农田土壤风蚀规律的研究 提出了被世界广泛采用的通用土壤风蚀强度测算方程 澳大利亚鉴于干旱面积大 沙漠广布的国情 极为重视干旱半干旱生态系统的综合管理 在加强对干燥土地监测的同时 封育 保护 舍饲养殖 风能利用相结合 以实现沙区资源的合理利用 俄罗斯 印度和埃及等国家先后在陆地 沿海地区建立了沙漠 沙地综合治理试验站 开展流沙治理 果农间作 林农间作 舍饲养殖 无土栽培等试验示范工作 全方位开展沙化土地综合整治研究 推动沙化土地治理提供了样板 发展趋势 风沙运动规律及其主要影响因素的变异规律 荒漠化地区水土资源合理利用及其与土地退化的关系 荒漠化地区林草植被保护功能与荒漠化格局的关系 土地风蚀模型与模拟 荒漠化监测预警系统开发 二 研究进展2 脆弱生态系统退化机制与修复 2020 1 5 共41页第28页 2 土壤侵蚀和土地退化研究进展 我国在黄河沙源 农地土壤侵蚀机理 基于统计的流域水沙模型 以及国外主要模型在我国不同类型区应用及修改 特别是基于林分和小流域尺度的森林植被结构 格局与水土保持功能关系等方面开展了大量研究 取得了一系列成果 发展趋势 土地利用 覆盖及森林植被结构 格局与流域水文过程的相互作用机理 森林植被影响径流 泥沙过程的尺度辨析与尺度转换理论和方法 不同类型区水土流失土地退化过程 林草植被营造与经营管理对流域水文环境 水文过程产生不同的影响 流域水土资源利用与生态环境变化关系 二 研究进展2 脆弱生态系统退化机制与修复 2020 1 5 共41页第29页 3 脆弱生态系统修复研究进展 生态修复研究开始于20世纪30年代 1935年美国威斯康星州进行了退化草原的恢复与重建研究 到70和80年代恢复生态学得到了迅速发展 1984年美国召开恢复生态学学术研讨会 世界各国相继开展生态恢复与重建研究 在干旱地区的生态恢复和重建方面取得了很大进展 发展趋势 生态脆弱区水土资源优化利用 荒漠化 盐碱化等不同土地退化类型区植被恢复与重建机理 基于流域供需水平衡和防护功能高效与稳定的林草植被空间配置与稳定林分结构优化理论 径流林业理论 森林植被影响水文过程的尺度辨析与尺度转换 二 研究进展2 脆弱生态系统退化机制与修复 2020 1 5 共41页第30页 1 生态系统服务功能研究进展 自1970年代以来 人们逐渐认识到生态系统服务功能退化是生态危机的根源时 提出了对这一问题并开展研究 随着社会的发展 人们认识的深入 生态系统服务功能已成为当前国际上生态学研究的前沿和热点领域 国内学者通过定位观测 模型模拟等手段展了大量研究 但对生态系统结构 过程和服务功能的相互关系还缺乏深入研究 发展趋势 主要围绕生态系统结构 过程和服务功能的相互关系开展研究工作 二 研究进展3 森林与湿地的生态服务功能与碳汇 2020 1 5 共41页第31页 2 森林碳汇功能计量技术研究进展 关于碳汇功能的计量问题的研究已经有了长足进展 对于大气中的碳 有碳通量观测塔计量 群落水平的碳汇功能计量技术多数是建立在动植物个体呼吸排放的基础上 也有了比较成熟的计量技术 我国在这方面的研究近几年迅速发展 达到或者接近国际水平 发展趋势 在全球碳平衡中未知汇的出现表明 一方面在目前CO2的源 汇估计中可能还存在很大的误差 另一方面可能对一些重要的汇估计不足或在某些方面还有很大的疏漏 同时也说明 对陆地碳汇的准确估计确实难度很大 碳循环的某些过程可能还并不为我们所了解 因此 确定该未知汇在陆地上的空间分布 容量大小及其影响因素仍然是今后全球碳循环研究中的重要内容 二 研究进展3 森林与湿地的生态服务功能与碳汇 2020 1 5 共41页第32页 3 中国森林碳储量评价研究进展 森林是最大的陆地生态系统 在全球碳平衡中发挥着巨大的作用 全球陆地总碳库为18000亿吨 其中森林生态系统碳蓄积量达77 Sedjo1992 森林植被碳库约占全球植被碳库的86 以上 森林土壤碳库也占有全球土壤碳库相同的比例 Olsonetal 1983 发展趋势 基于国家森林资源清查资料计算的结果为47 5亿吨 方精云等2001 关于碳储量的增加速度 根据森林清查资料计算结果显示显示 1994 1998年 中国森林平均每年增加固碳量0 26亿吨 而且主要是人工造林的效益 方精云等2001 所以 扩大人工造林面积将对提高我国森林碳汇贡献产生巨大效益 二 研究进展3 森林与湿地的生态服务功能与碳汇 2020 1 5 共41页第33页 4 湿地恢复 保护与温室气体减排研究进展 湿地与全球气候变化关系密切 湿地生态系统为我们构筑一道防御自然灾害的屏障 能显著提高我们应对全球气候变化消极影响的能力 据WetlandsInternational 2007 资料 全球湿地总碳占全球陆地土壤碳库的1 3 相当于大气碳库和植被碳库的一半 单位面积湿地储存二氧化碳的平均水平相当于森林的3 5倍 维持湿地生态系统的健康被认为是最有效的减排措施 发展趋势 主要围绕湿地在二氧化碳排放的 源 汇 转换机制 以及各类湿地的温室气体排放与固定的系统研究 二 研究进展3 森林与湿地的生态服务功能与碳汇 2020 1 5 共41页第34页 1 森林可持续经营理论研究进展 18世纪末 德国提出森林永续收获原则并广泛应用于木材收获和森林经营实践 到20世纪60年代 认识到森林具有多种用途和价值 提出了多用途永续收获经营并因此发展了包括Maxmillion Forplan Trees等森林计划模型 空间的 随机的及多业主的计划模型技术及包括遗传算法等在内的多种模型优化方法的研究不断深入 发展趋势 根据我国的国情和林情 将重点研究森林可持续经营及林业可持续发展理论 天然林生态采伐及更新技术 以及包括检查法在内的森林经理方法 研究计算机与遥感技术在森林资源管理与林业生态工程中的应用 为森林可持续经营和林业重点工程建设提供决策依据和理论支撑 二 研究进展4 森林可持续经营理论与技术 2020 1 5 共41页第35页 2 森林资源监测与评价研究进展 为科学 准确地监测森林生态系统的变化 美国和欧洲等科学技术较先进的国家从上个世纪初就开始建立长期森林生态系统定位观测站 制定统一标准在全国布设样点长期监测气候变化对森林生态系统结构和功能影响等 美国政府于2002年启动了健康森林计划 联合国环境规划署的世界保护监测中心 发展趋势 其研究向着全球变化的预测 二氧化碳平衡的建立和区域性环境变迁方向发展 二 研究进展4 森林可持续经营理论与技术 2020 1 5 共41页第36页 3 森林资源保护研究进展 其研究从上世纪九十年代起已逐步由病虫害和火灾防治转向森林生态系统健康与保护 特别是森林有害生物的监测和生态控制两个方面 同时 近10多年来 对外来有害生物入侵问题已成为研究热点 特别是成灾机制和生态调控机制方面 在害虫天敌的利用上 主要在天敌资源的控制能力评价 人工扩繁和林间释放后持续控制能力等研究方面取得了较大突破 发展趋势 主要围绕生态系统生物多样性和稳定性与控灾功能的关系 以生态系统为单元的生物灾害生态调控体系 生物入侵的风险分析和损失评估 特别是对生物多样性和生态服务功能影响的评估 人为措施的持续控灾功能及实现途径等 二 研究进展4 森林可持续经营理论与技术 2020 1 5 共41页第37页 4 森林资源经营技术研究进展 森林经营经历了由单一木材生产转向多功能经营的发展历程 18世纪末 德国提出森林永续收获原则 20世纪60年代 提出了多用途永续收获经营 到20世纪90年代初 美国等国家提出并开始实践森林生态系统经营 这种转变促进了在森林资源调查 森林经营计划及管理决策等方面的变革和创新 发展趋势 研究主要集中在森林生态系统稳定性与生产力维持技术 森林多功能永续利用技术 天然林生态采伐及更新技术等 二 研究进展4 森林可持续经营理论与技术 2020 1 5 共41页第38页 1 林木抗逆机理研究进展 国际上在植物抗逆机理研究方面 是以细胞和分子水平的研究为热点 大量研究集中在模式植物拟南芥上 以美国 英国为主体的国家已克隆得到多个与植物抗逆性有关的基因 并分离到一些调控因子 国内外学者正深入探讨非生物胁迫耐性基因的调控网络 目前已经取得很大进展 特别是以美国朱健康研究组在干旱和盐胁迫信号转导方面的成果最为突出 发展趋势 木本植物抗逆生理生化机制的相关研究将进一步深入 特别是2004年木本模式植物杨树基因组测序的完成 树木抗逆性分子机理的研究将会引起国内外学者的极大关注 尤其是抗性基因对逆境胁迫信号的感知和表达调控 基因间互作与反馈网络等方面的研究将成为热点 二 研究进展5 森林植物抗逆机理与种质创新 2020 1 5 共41页第39页 2 林木抗逆性遗传改良与种质创新研究进展 目前在国际上十分重视抗逆性遗传改良 主要集中在通过抗逆性指标在树种的层面上选择抗逆性强的树种进行利用 在品种水平上也开展了抗逆性品种选育 随着分子生物学的发展和杨树基因组的逐步完成 从基因水平上开展林木抗逆性定点遗传改良的分子育种是一个研究热点 发展趋势 运用植物抗逆机制在方面基础研究的最新成果 选择生理生化及分子指标 探索植物耐逆境能力的高效准确的测定技术 从植物生命