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我國地域遼闊，氣候多樣，生態系統類型豐富多樣，幾乎擁有地球上所有陸生生態系統的各種類型，但生態環境脆弱，生態退化嚴重，生物多樣性受到嚴重威脅。生態環境問題已經成為我國經濟發展過程中面臨的嚴峻挑戰，國家啟動了一系列針對我國生態環境安全問題的重大研究項目。

林木資源信息調查

生物多樣性與生態系統服務是人類社會賴以生存和發展的基礎,具有不可替代的重要作用。理解生物多樣性特別是植物多樣性與生態系統服務之間的關系,對于確定植物多樣性和生態系統服務的熱點區域和空間保護規劃具有十分重要的意義。

植物資源是一種具有經濟價值、生態價值和社會價值的可再生性資源，有效地開發利用和加強保護，實現資源的可持續利用對社會經濟發展和生態環境改善具有重要意義。但是，長期以來，在一些領域過度利用植物資源，部分野生植物種群面臨生存危機，局部滅絕情況繼續加劇，特別是在市場高額利潤的誘惑下，一些不法分子大肆濫采亂伐和非法經營、走私利用植物資源，導致植物生態系統無法恢復其功能和價值。

如巧家五針松，特產于我國云南東北部（巧家縣），是國家一級保護瀕危植物，其野生種群總數僅剩下31株，被譽為“植物界的大熊貓”。巧家五針松遺傳多樣性極低，自交衰退現象嚴重，闊葉樹種對其生存也造成壓迫，這種情況下，如果再有人類破壞行為的干擾，此種植物資源將徹底滅絕。如紅豆杉科植物，也是國家一級保護植物，因其能提取紫杉醇這種高效抗癌藥物備受青睞，高純度的紫杉醇國際售價每公斤可達18萬美元左右。近年來，執法部門查獲的紅豆杉水杯、木碗、筷子等制品數不勝數，江西查沒的一個案件，就有上百年紅豆杉樹根150多個。紅豆杉的天然更新能力差，種群數量有限，生長速度緩慢，胸徑50厘米左右的紅豆杉樹需要500年以上，這樣的野生資源一旦破壞很難恢復。

圖1 巧家五針松

圖2 紅豆杉

植物不像動物一樣有空間移動等活動行為，僅僅局限在其生存空間與周邊生物和環境構成生態系統，對其他生態系統沒有直接影響或者說影響程度不明顯，所以長期以來得不到人們的關注。但是林木資源又極為重要，世界上有一半的藥用植物直接來源于野生植物，有重要的經濟價值，一旦滅絕，損失巨大。在這種形勢下，各級行政主管部門加大了對非法采伐、走私和經營我國重要保護林木資源破壞的打擊力度。

林木在森林生態系統中的作用

森林資源是陸地生態系統的主體，是自然功能最完善、最強大的資源庫、基因庫和蓄水庫，具有調節氣候、涵養水源、保持水土、防風固沙、改良土壤、減少污染、美化環境、保持生物多樣性等多種功能，對改善生態環境、維護生態平衡，起著決定性的作用。森林資源的生態價值是由林地以及林木資源共同貢獻的，林地界定在土地資源評估范圍中，為了強調林木資源在生態價值方面的體現，將林木資源資產的主要生態服務功能界定為涵養水源、固碳釋氧、凈化空氣和保育土壤。

森林資源的生態效益是森林的三大效益之一，主要體現在五大作用：

林木能保持水土

茂密的林冠對降水有截留作用，一般情況下有20%~30%的降水量被林冠所截留。這種截留可降低降水程度，從而減少雨水對土壤的侵蝕，延緩地表徑流過程，減少水土流失。林木在其周圍構成的生態系統，也提高了其生長環境的水土保持作用。過度砍伐林木資源，會導致山洪、泥石流。森林被砍伐后，裸露的土地經不起風吹雨打日曬。晴天，由于太陽曝曬，地溫升高，有機物分解為可溶性礦質元素的進程加快；雨天，雨水直接沖測，把肥沃的表土連同礦質元素帶進江河。據估計，我國每年約有50多億噸土壤被沖進江河。

流沙淤積，堵塞水庫河道。黃河水中的含沙量居全球之冠，洪水到來時，水、沙各占一半。由于流沙淤積，黃河下游有些地方的河床比堤外土地高出12米，甚至比開封市的城墻還高，嚴重威脅人民的生命和財產安全。

圖3 林木破壞導致泥沙堆積

林木能涵養水源

樹木在生長過程中，需要從根部吸收大量水分，保證向枝干、葉面輸送水分，一般情況下，樹木含水量在70%-80%左右。由于林木根系的作用，森林土壤形成涵水能力很強的孔隙，當森林土壤的根系空間達一米深時，每公頃森林可貯水500～2000m3，所以森林被喻稱為“綠色水庫”。樹木生長機制可以促進水資源更新，樹木可以分泌殺菌素，會將細菌殺死，而樹上的細菌也會在紫外線和殺菌素的作用下難以逃脫死亡的命運，這樣廢水中的有毒成分就逐漸消失了，再流入地下和河流中時就不會造成污染了。所以，林木不僅是“水庫”，還是水資源“凈化器”。

林木能防風固沙

林木是風沙運動和水土沖蝕的重大障礙，林木可降低風速、穩定流沙、增加和保持田間濕度，減輕干熱風危害，在風沙為害地區保護農業的作用十分顯著，因此，林木對于荒漠化和半荒漠化地區的荒漠化治理具有重要作用。

圖4 林木荒漠化治理

林木能調節氣候

由于森林樹冠層密集，使林內獲得的太陽能輻射減少，空氣濕度大，林外熱空氣不易傳導到林內，到夜間林冠又起到保溫作用，因此森林內晝夜之間及冬夏之間溫差減小，林內地表蒸發比無林地顯著減小，林地土壤中含蓄水分多，可保持較多的林木蒸騰和地面蒸發的水氣，因而林內相對濕度比林外高。由于樹木的蒸騰作用，對自然界水分循環和改善氣候都有重要作用，森林每天從地下吸收大量水，再通過樹木樹葉的蒸發，回到大氣中，因而森林上空水蒸氣含量要比無林地區上空多，同時水變成水蒸氣含量要吸收一定的熱量，所以在大面積的森林上空，空氣濕潤，容易成云致雨，增加地域性降水量。

森林能消除空氣污染

森林在凈化大氣、凈化城市污水、消除噪聲等環保方面作用顯著，森林能吸收CO2，制造O2，大氣中CO2通常含量為0.03%，若持續增加，即可影響氣候變化，對人類健康和生產生活造成重大影響。據測定，1hm2闊葉林在一晝夜內吸收約10tCO2，釋放出730kg氧氣，可供1000人呼吸，在城市里按每人每天呼吸消耗0.75kg的O2計算，則人均有10m2的森林綠地即可滿足需要。森林具有吸收有害氣體、殺滅菌類、凈化空氣的功能。據研究，森林中有許多樹木和植物，能夠分泌多種殺菌素，可殺死眾多病菌，因而可使森林中空氣含菌量降低。噪聲是現代城市的一大公害，當噪聲達80dB時，會使人容易疲倦，當達到120dB時，即會使人耳朵發痛，聽力減弱。由于樹木有茂密的樹葉，噪聲通過森林后，可降低聲音強度，一般有40m寬的林帶即可減低10-15dB。森林對大氣中的灰塵有阻擋、過濾和吸收的作用，可減少空氣中的粉塵和塵埃。由于樹木枝葉多，樹冠茂密，能降低風速，而且樹葉表面上的絨毛能分泌粘性油脂及汁液，吸附大量飄塵。

建立林木生態系統數據庫

數據庫技術是通過研究數據庫的結構、存儲、設計、管理以及應用的基本理論和實現方法，并利用這些理論來實現對數據庫中的數據進行處理、分析和理解的技術。

為了支撐國家重大研究項目的數據需求，國內不少科研院所或企業單位建立了中國生態系統評估與生態安全格局數據庫。如中國生態系統評估與生態安全格局數據庫，整合了我國生態系統評估、格局等研究方面的數據資源和研究成果，實現生態學研究的科研數據逐步共享、研究成果向應用轉化，服務于廣大科研人員，為國家生態格局分析、生態系統評估、生態保護規劃，生物多樣性保護和生態補償等重大決策提供了信息支持。

圖5 2010年全國生態系統一級分類圖

圖6 2010年全國森林生態系統質量空間格局

圖7 森林生態系統

林木生態數據庫以林木資源為基本內容，對其獨有的生態價值進行評估。可涵蓋林木多樣性分類、林木生態功能、林木氣候響應、林木生態價值實現和林木生態政策等主要板塊，將林木資源與生態評估關系數字化。林木生態系統的建立，通過大數據分析，對林木資源進行監測，有利于國家資源保護，促進林木生態價值評估系統化、標準化。

以下是信息化林木生態系統生物多樣性調查成果展示：