生物多样性长期监测

生物多样性长期监测刘金亮浙江大学生命科学学院群落生态学与保护生物学研究所概念•生物多样性编目（Inventory）是指对基因、个体、种群、物种、生境、群落、生态系统、景观或它们的组成成分等实体（Entity）进行调查、分类、排序、数量化和制图，并对这些信息进行分析或综合的过程（Heywood,1995）。•生物多样性监测(Monitoring)是随着时间和空间的变化对生物多样性的反复编目，它所反映的是生物多样性的变化。监测原因•酸雨、全球变化、植被演替、氮沉积和外来种入侵都是长期作用事件，短期观察经常看不到这些作用。如酸雨和其它污染物会在数十年间损害和杀死树木、使水环境完全不适合某种珍稀昆虫的生存。•许多种群的特征不能通过短期研究得出准确的结果。如两栖类、昆虫和一年生植物种群不同年份变化极大。监测意义•揭示不同时期生态系统及环境要素的变化规律及其动因，研究物种多样性的起源，探求不同尺度的物种多样性变化与维持机理（季节动态、年际动态）；•为管理者和决策者服务，为他们在保护生物多样性、制定土地利用规划、评价环境影响等问题上提供必要的信息。监测意义•生物多样性监测必须回答如下问题：（1）所监测的目标面临何种压力？这些压力处于何种程度？（2）哪些影响生物多样性的因素正在改变或已经改变？（3）为管理某一监测目标（物种、种群、生态系统）的政策是否起作用？摘自Storketal.,GlobeBiodiversityAssessment,1995.监测内容1在不同时间、空间尺度上的监测2在不同生物学水平上的监测基因监测种群监测物种监测生态系统和景观监测•种群监测种群监测可有效反映种群对其生存环境的变化所做出的反应。如：长期的调查记录可帮助分辨种群长期走向，是变大还是变小？是否由人类或天气、其它无法预测的自然事件的干扰引起？夏威夷僧海豹种群监测•物种和生态系统监测生态系统过程(温度、降水量、湿度、土壤酸性、水质、溪流流速、土壤侵蚀、养分循环等)；群落(现存物种richness、abundance、diversity、每营养级的现存生物量等)；种群数量(个体数、年龄结构、性比等)。监测内容3保护区监测包括如下四个方面：保护区管理的有效性；保护区关键特征的状态（所保护的物种、生境、生态系统或景观的状态）；保护区面临的威胁；保护区的利用及其社会、经济效益。4保护区以外的监测主要指对农业、林业和渔业的监测。监测途径•物种(Population)标记－重新俘获法（Mark-recapture）无线电跟踪法（Radiotrack）现场制图（Spotmapping）固定地点统计（Pointcounts）样带法（Transects）•生态系统(Ecosystem)固定样地(Permanentplot)•景观(Landscape)遥感信息（GIS/GPS/RS）监测网络•国际长期生态监测研究项目(InternationalLongTermEcologicalResearch,ILTER)•全球热带雨林监测网络(CenterforTropicalForestScience,CTFS)•中国森林生物多样性监测网络(ChineseForestBiodiversityMonitoringNetwork,CForBio)•等等……国际长期生态监测研究项目网址：•ILTERisa'networkofnetworks',aglobalnetworkofresearchsiteslocatedinawidearrayofecosystemsthatcanhelpunderstandenvironmentalchangeacrosstheglobe.•ILTER'sfocusisonlong-term,site-basedresearchandmonitoring.ILTER•CurrentactivitiesClimatechange,landuseandecosystemservicesSocio-biogeochemistryofnitrogencascadingandinteractionsClimatechange:impactsandadaptationoptionsEcosystemservicesassessmentCTFSisaglobalnetworkofforestresearchplotsandscientistsdedicatedtothestudyoftropicalandtemperateforestfunctionanddiversity.CTFS•CTFSconductslong-term,large-scaleresearchonforestsaroundtheworldto:Increasescientificunderstandingofforestecosystems；Guidesustainableforestmanagementandnatural-resourcepolicy；Monitortheimpactsofclimatechange；Buildcapacityinforestscience.CTFS：主要的研究进展•树种的空间分布格局:Highlyaggregateddistributionsduetolimiteddispersalandhabitatspecialization•树种在群落中的作用:Strongnegativedensity-dependentandhabitateffectsarepervasive•植物群落维持机制--中性理论:Theinfluential‘NeutralTheory’ofBiodiversitydevelopedbySteveHubbellbasedontheCTFSnetwork•热带雨林的碳汇:Biomassuptakeandloss.Noevidenceofwidespreadbiomassincreases•生物多样性变化:Changesinthecompositionofforests,morepioneertrees,moreclimbingvines•森林砍伐的影响:Data-basedsimulationmodelsforforestryandtheimpactsofloggingandharvestingsystems•生境片段化的影响:Treedeathandchangesindiversitywithincreasingfragmentation.•新种的发现:Newspeciesoftropicaltrees中国森林生物多样性监测网络CForBio国内发表论文统计JournalNumberofpapersIFEcologyletters115.3Ecology25.1JournalofEcology35.3Oikos53.4JournalofTheoreticalBiology12.21JournalofVegatationScience22.77其它SIC期刊24--国内学报39--古田山样地GutianshanNaturalReserveN29°15.101′-29°15.344′E118°07.010′-118°07.400′North400m600m•11.2004－5.2005Establishment•5.2005－10.2005ThefirstcensusPlotsize=400m×600m=24hectarTheplot森林固定样地建立方法——以古田山样地为例•1样地建立前计划与准备•2样地选择•3样地标定•4样地调查•5数据库建立森林固定样地建立方法1样地建立的前计划与准备经费人员仪器设备材料监测内容，研究计划野外后勤森林固定样地建立方法2样地选择代表性群落年龄样地面积、形状和方向样地的历史便于野外野外观测便于长期保护等森林固定样地建立方法3样地标定全站仪法森林固定样地建立方法全站仪工作原理HDSDθVD仪器安装距离测量位置标记样方建立长期监测森林固定样地建立过程森林固定样地建立方法4每木调查森林固定样地建立方法5数据库建立数据录入与错误检查数据现场核实（补测、问题数据、复查等）森林固定样地研究内容•种子雨和幼苗监测•动物和微生物监测•叶面积指数(LAI)季节或年度变化•初级生产力•树木高度(林窗位置)•……森林固定样地研究内容•种子雨收集器森林固定样地研究内容•幼苗监测森林固定样地研究内容•动物监测红外相机监测红外自动数码相机布设位点森林固定样地研究内容•树木胸径监测大型森林固定样地相关网址：•国际热带林研究中心CTFS(CenterforTropicalForestScience)•中国森林生物多样性监测网络CForBio(ChineseForestBiodiversityMonitoringNetwork)•普蘭塔--生态学与生物多样性论坛-森林动态监测Forestdynamicsplot欢迎大家批评指正！谢谢！