浙江省森林健康评价指标体系的构建

浙江省森林健康评价指标体系的构建

森林生态系统健康得到评估，指标体系的建立是一个重要而重要的步骤。昆虫作为森林生态系统一个重要类群,其种群数量变动和行为变化与生态系统健康状况有密切的关系。昆虫体型小,生活周期短,分布广泛,易于采集,同时占据大量尺度小、异质性强的各类生境空间,对生存条件的变化十分敏感,能够积极响应生态环境的变化,具有广泛的生物地理学和生态学探针的功能,特别是指示性昆虫种群,如寄生性的蜂类等天敌昆虫,以及分布于土壤内的原尾目和弹尾目昆虫等。森林生态环境的变化将在上述指示生物类群的数量方面作出快速反应,从而通过监测诸如上述类群种群数量的变化,便可及时反馈出森林健康的改变状况与变化趋势(张红玉和欧晓红,2006;Gandhietal.,2009)。以昆虫作为指示生物,监测和评价森林生态系统健康状况的研究在国内外较为薄弱。本文选取指示性昆虫的多样性变化,作为监测和评价区域森林环境质量的指标,对浙江省三个国家级自然保护区:天目山、龙王山和百山祖的森林土壤环境、再生产能力、抗干扰和抵御外来有害生物稳定能力进行比较分析,以期为建立生态环境监测与评价的新指标体系和技术手段提供参考。1材料和方法1.1生物多样性增加浙江天目山国家级自然保护区地处东海之滨,位于浙江省西北部临安市境内。气候具有中亚热带向北亚热带过渡的特征,并受海洋暖湿气流的影响较深,形成季风强盛、四季分明、气候温和、雨水充沛、光照适宜、复杂多变多类型的森林生态气候。天目山自然条件优越,天然植被面积大,保存完整,森林覆盖率高,保护区内有高等植物246科974属2160种,具有丰富的植物资源。(吴鸿,2001;徐华潮等,2002;徐华潮,2003)。龙王山地处浙江安吉县西南角,范围包括龙王山自然保护区、灵峰寺林场章村分场高峰庵林区、章村镇长潭村和报福镇深溪村。属亚热带季风气候,总体特征为气候温和、雨量充沛、光照充足、四季分明。区域植被属中亚热带常绿阔叶林北部亚地带,森林植物种类丰富,计有155科666属1298种5亚种80变种,自然植被系列比较完整,类型多样,垂直分布明显(吴鸿,1998;吴鸿等,2000)。百山祖位于浙江丽水庆元县,气候为典型的中亚热带气候,由于海拔偏高,气温偏低,雨量充沛,形成较明显的气候垂直分布带谱。景区内生物资源丰富,植被类型多样,地理环境特殊,地形地貌复杂,又因山地海拔高度的变化,形成森林植被从低海拔到山顶的下列6个植被类型:季风常绿阔叶林、常绿落叶混交林、落叶阔叶常绿针叶混交林、矮曲林、灌丛和草甸等。珍稀植物较丰富,并保存了较大面积的半原始状态的次生林。(吴鸿,1995;吴鸿等,1997)。1.2调查和采样方法样地选取时,根据保护区内不同海拔高度的各类生境,确定踏查线路,在线路上设立固定调查点,标准地调查则划分样方50m×50m。样本采集时,用捕虫网随机扫网,捕捉与统计不同植物群落内各种昆虫的种类和个体数。室内进行标本制作、分类和鉴定。2土壤环境昆虫多样性本文从3个层面选取指示性物种群:反映土壤环境的土壤昆虫类群;反映森林再生能力的传粉昆虫类群;反映森林抗干扰和抵御外来有害生物等稳定能力的天敌昆虫类群。2.1土壤昆虫的作用土壤的理化性质直接影响到土壤动物的多样性与分布,土壤动物反作用于土壤,它们在有机质的分解、养分循环、改善土壤结构和土壤肥力方面扮演着十分重要的角色。因此,二者之间关系密切(刘长海等,2007)。土壤昆虫作为土壤动物的主要组成成分对土壤环境具有重要的影响作用,如加速有机物的分解,改良土壤结构和理化性质,增加土壤通气性、透水性和保水性,有利于水分与空气的流通,有助于可溶性有机物与矿物质进入土壤中等。本文选择原尾目、弹尾目和双尾目昆虫作为监测靶标,从表1中可以看出天目山土壤昆虫种数较多,而龙王山和百山祖并未采集到相关土壤昆虫种类,从而反映出天目山土壤环境相对较好。2.2提高植物生活力授粉昆虫可以使植物得到授精的机会,提高杂交优势,改善果实和种子的产量和质量,并能提高植物的生活力(钦俊德和王琛柱,2001;王义平等,2007;Kevanetal.,1997)。本文选择膜翅目的熊蜂类作为代表,从表2中可以看出天目山授粉昆虫种数较多,表明其再生产能力相对较好。2.3天敌昆虫对害虫的保护作用在一定程度内,健康程度高的森林生态系统对病虫害的抵抗能力强,病虫害发生频度和强度都小,而健康程度较低的森林生态系统,就容易受到病虫害的危害,其抵抗病虫害就弱(肖风劲等,2004;Laughlin,1996)。本文选用森林生态系统对病虫害的抵抗力作为森林生态系统抵抗力的评价指标。天敌昆虫对于害虫种群密度的自然控制,维护自然生态系统的平衡与稳定,以及预防害虫发生占有非常重要的地位,本文选择寄生性的膜翅目小蜂、捕食性的螳螂、蝎蛉类、瓢虫和步甲类等昆虫作为靶标,从表3中可以看出天目山的天敌昆虫资源较丰富,对害虫种群的控制力较好,从而反映出天目山森林生态系统的健康程度较高。而龙王山易遭害虫发生,其森林环境质量相对较差。2.4各区域相关昆虫的标志清单3对森林健康的评价综合对比以上三个地区指示性昆虫的各项指标,可以发现天目山的土壤昆虫、授粉昆虫以及天敌昆虫资源较为丰富,表明天目山森林的土壤环境、再生产能力以及抗干扰和抵御外来有害生物等稳定能力相对较好,反映出天目山的森林环境质量优于龙王山和百山祖。昆虫作为一种非常具有潜力的森林环境质量指示生物,已经在理论应用方面有了一定的研究基础,但仍存在一些不足。首先,需加强对指示性昆虫生活史及食性等特性的认识,这不仅为指示性昆虫作为森林健康的评价指标提供可靠依据,而且有利于了解森林生态系统与昆虫种群之间的关系。其次,综合运用多种技术方法,