環境影響評價中植被生物量估算方法探析

莫德祥

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森林生態系統的生物量是指在單位面積內,森林植被的總物質的量,采用重量單位(干重):kg/hm2、g/m2表示。在生態系統各項功能的形成過程中,生物量具有十分重要的作用,集中表現了生態系統從自然界獲取能量的能力以及其各項功能指標。陸地森林生態系統中的生物量與其生態系統物質循環及能量流動之間都具有重要的相互關系。森林生態系統中的生物量變化會直接影響某一特定區域的生態協調性[1]。

根據《環境影響評價技術導則 生態影響》(HJ19-2011)中要求,在環境影響評價工作中,不同評價等級均對生物量的調查提出了要求。

1 生物量主要調查方法

(1)皆伐實測法。皆伐法是將單位面積上具有一定代表性的林地內所有植被(喬木、灌木、草本)全部收集,并測定全部所收集的植被生物量,統計得到單位面積內林分生物量的方法。皆伐法的測定精度高,但花費時間及人工較多,且對測定區域生態系統產生較大破壞。

(2)標準木法。標準木法是通過測定林分樹高、胸徑等指標,確定接近平均指標的標準木,伐倒后對標準木的生物量進行測定,然后將標準木生物量與單位面積內林木數量進行乘積運算,得到單位面積內林分生物量。

(3)模型估算法。生物量模型估算法,是利用林木易測因子(例如:胸徑D、D2、樹高H、DH和D2H等)來推算森林生物量,從而減少野外工作量。但是在模型的建立過程中,需要一定的森林生物量數據,可以通過測定一定數量的標準木生物量得到。當建立模型后,就能夠通過模型以及林分調查數據或者森林資源清查資料等相關資料較為精確的估算其森林的生物量。

(4)遙感估算法。植被的遙感圖像信息是由其反射光譜特征決定的,植物的光合作用表現為對紅光和藍紫光的強烈吸收而使其反射光譜曲線在該部分波段呈波谷形態。植物的反射光譜特征反映了植物的葉綠素含量和生長狀況,而葉綠素含量與葉生物量相關,葉生物量又與群落生物量相關。利用遙感數據來估算森林植被生物量,需要在衛星接收到的信息與實測生物量之間建立完整的數學模型及其解析式,進而利用這些解析式來估算森林生物量。

2 生物量調查方法適用性

(1)不同生物量調查方法特點。皆伐法雖然可以較為準確的測定林分生物量,但其耗時費力,需要對一定面積的林分全部砍伐,對生態系統破壞較大。通常在科研調查、基礎數據獲取等情況下采用皆伐法,在一般建設項目環境影響評價工作中難以實施。

標準木法與皆伐法類似,通過測定選取標準木后,仍需要對林分中的標準木進行砍伐,雖然對林分破壞性較小,但也不適用于實際的環境影響評價工作中。標準木法更適用于在生物量模型建立中,作為基礎數據調查方法。

模型估算法通過相關學者建立的生物量模型方程進行生物量的估算,能夠通過公式簡單快捷地估算出林分的生物量,可在環境影響評價工作中直接使用。

遙感估算法對技術要求較高,衛星遙感數據等基礎資料獲取需要一定的成本。在環境影響評價中,遙感估算法可用于占地面積較大或者路線較長的建設項目,對較大評價范圍的生物量進行估算。

(2)生物量調查方法對環境影響評價的適用性。在實際的環境影響評價工作中,受時間及工作條件的限制,生物量測定的調查需要簡單有效,易于操作,且盡可能降低對區域生態系統的破壞。故皆伐法、標準木法雖然能精確測定區域生物量,但耗時費力,會對生態系統產生破壞,并不適用于環境影響評價工作中使用。

模型估算法、遙感估算法通過已有數據建立模型的方式,能夠較為快速的估算區域生物量。其中,模型估算法通過模型方程來推算森林生物量,較為簡單,容易操作,可用于大部分建設項目中的生物量調查;遙感估算法近年來已逐步被使用,通過衛星遙感數據分析,可用于評價范圍較大的建設項目環境影響評價中生物量的調查。

3 不同林分生物量模型

環境影響評價中的生物量調查,需要簡單快速的計算出評價區域的生物量,且不會對評價區生態系統產生破壞。可見模型估算法為現階段環評工作中較為有效的生物量估算方法。

我國學者在對不同群落類型生物量模型的研究中,已經有了許多相關研究結果。例如:施政等,對廣西田林馬尾松人工林進行研究,建立了馬尾松單木生物量模型方程[2];施文濤等,對安徽大別山區杉木人工林進行研究,建立了杉木人工林生物量模型方程[3];陳婷等對桉樹人工林生物量和生產力進行研究,建立了尾巨桉人工林生物量模型方程[4];袁位高等根據浙江省重點公益林群落研究,共建立了松類、杉類、硬闊、軟闊、毛竹、雜木、灌木、草本等群落的生物量模型方程等[5]。

4 結語

生物量模型的相關研究仍在方法探究及基礎數據積累階段。隨著技術的不斷發展,快速且相對準確的對區域生物量進行估算方式也將進一步發展。而在環境影響評價工作中,現有條件下最簡單有效的生物量調查方法仍是模型估算法。環評工作者在實際工作中,可根據建設項目的生態影響類型,生態評價等級要求以及調查方法的可操作性,選取較為合適的生物量估算方法,或考慮將幾種方法綜合使用,以達到更好的評價效果。