摘要：在生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，植被生物量是生態(tài)環(huán)境調(diào)查的重要指標(biāo)之一。在生物量調(diào)查的實(shí)際工作中，一級(jí)評(píng)價(jià)的生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查采用樣方實(shí)測(cè)和遙感估算相結(jié)合的方法，二級(jí)評(píng)價(jià)的生物量調(diào)查采用回歸估計(jì)法較方便有效。在植被生物量調(diào)查中應(yīng)考慮將幾種方法綜合使用，使其達(dá)到最佳的評(píng)價(jià)效果。

關(guān)鍵詞：植被生物量;生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X826 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）08-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.007

Investigation on vegetation biomass in ecological environmental impact assessment

Dai Feng

（Fujian Environmental Protection Design Institute Co.， Ltd.， Fuzhou Fujian 350012， China）

Abstract： Vegetation biomass is one of the important indicators of ecological environment survey in ecological environmental impact assessment. In the actual work of the biomass survey， the ecological status survey of the first-level evaluation adopts the combination of the sample-side measurement and the remote-sensing estimation， and the second-level evaluation of the biomass survey is more convenient and effective. In the vegetation biomass survey， several methods should be considered for comprehensive use to achieve the best evaluation results.

Key words： Vegetation biomass; Ecological environmental impact assessment

植被生物量指標(biāo)的變化在生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用極為廣泛，找到合適的植被調(diào)查方向在生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中就顯得尤為重要。

1 生物量

1.1 生物量概念

生物量是指某一特定時(shí)間范圍內(nèi)，單位面積或體積內(nèi)生存著的活有機(jī)體數(shù)量[2]。生物量又被稱為“現(xiàn)存量”，即有機(jī)體的總干重，單位為g/m2 或kg/hm2，是生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中極為重要的指標(biāo)之一。

1.2 植被生物量變化對(duì)環(huán)境的影響

植被生物量變化對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生的影響是多方面的，主要可以從水土流失、生態(tài)穩(wěn)定、溫室效應(yīng)以及景觀生態(tài)等方面的變化進(jìn)行分析。生物量可以分為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)、第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)以及第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物。當(dāng)?shù)谝粻I(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量發(fā)生增漲時(shí)，則會(huì)直接使一級(jí)消費(fèi)者以及第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量發(fā)生增漲，并間接使得第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物的數(shù)量發(fā)生增漲;植被覆蓋率也是影響水土流失強(qiáng)度的重要影響因素之一，增加植被覆蓋率可以解決水土流失問題;另外，植被生物量的變化也會(huì)直接或間接對(duì)溫室效應(yīng)進(jìn)行影響，還會(huì)對(duì)景觀生態(tài)類型產(chǎn)生影響，從而影響某特定區(qū)域的生態(tài)協(xié)調(diào)性[3]。

1.3 生物量在生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中的重要性

生物量是《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則——生態(tài)影響》要求進(jìn)行調(diào)查的指標(biāo)和內(nèi)容，對(duì)某生態(tài)系統(tǒng)植被生物量進(jìn)行詳細(xì)分析，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性有效評(píng)估。根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則—生態(tài)影響（HJ19-2011）》，一級(jí)評(píng)價(jià)的生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查應(yīng)給出采樣地樣方實(shí)測(cè)、遙感等方法測(cè)定的生物量等數(shù)據(jù);二級(jí)評(píng)價(jià)的生物量調(diào)查可依據(jù)已有資料推斷，或?qū)崪y(cè)一定數(shù)量的、具有代表性的樣方予以驗(yàn)證。植被生物量的調(diào)查在生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中尤其重要，通過生物量的估算可以識(shí)別某一項(xiàng)目在實(shí)施過程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響程度進(jìn)行定量分析，為后期生態(tài)恢復(fù)措施和恢復(fù)效果提供參考依據(jù)。由于生態(tài)影響型項(xiàng)目的地域性差異很大，不同項(xiàng)目的評(píng)價(jià)內(nèi)容和范圍不盡相同，而生物量可以評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)劣，在生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的作用也就不言而喻了。

2 植被生物量調(diào)查和評(píng)價(jià)方法

隨著科學(xué)技術(shù)手段的不斷更新和發(fā)展，植被生物量調(diào)查的計(jì)算方法和評(píng)價(jià)方法日趨完善。現(xiàn)階段，生物量估算方法主要有皆伐實(shí)測(cè)法、標(biāo)準(zhǔn)木法、回歸估計(jì)法、蓄積量與生物量轉(zhuǎn)換模型法以及遙感估測(cè)法等。

2.1 皆伐實(shí)測(cè)法

皆伐實(shí)測(cè)法估算植被生物量，首先是選取一定面積的林地，然后將該林地內(nèi)所有的植被（喬木、草木等）皆伐，測(cè)定皆伐面積內(nèi)所有植被生物量，各類植被生物量之和即為皆伐林地的總生物量。最后根據(jù)皆伐林地面積與林地總面積之間的相對(duì)關(guān)系從而推算出該林地總植被生物量。

皆伐實(shí)測(cè)法測(cè)定植被生物量較為準(zhǔn)確，可以用于草木和灌木植被生物量的估算。但該方法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞性較大，對(duì)喬木植被生物量不容易測(cè)定，還需要耗費(fèi)大量的人力資源。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)木法

2.2.1 平均標(biāo)準(zhǔn)木法

平均標(biāo)準(zhǔn)木法是通過調(diào)查林地全部林木的樹高、胸徑等指標(biāo)，計(jì)算指標(biāo)的平均值作為選擇標(biāo)準(zhǔn)木的基準(zhǔn)值。首先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行選取，對(duì)接近于指標(biāo)平均值的立木作為選取標(biāo)準(zhǔn)，伐倒之后對(duì)每一部分的生物量進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定之后，最簡(jiǎn)單的方法是將總的生物量取平均值，然后將該值與單位面積內(nèi)的林木數(shù)量進(jìn)行乘積運(yùn)算，或者用標(biāo)準(zhǔn)木生物量平均值與單位面積林木株數(shù)相乘，就可以得到單位面積內(nèi)的林分生物量，進(jìn)而求出所求面積的總林分生物量。

2.2.2 分層標(biāo)準(zhǔn)木法

分層標(biāo)準(zhǔn)木法是在平準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)木法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。首先根據(jù)林木胸徑或樹高對(duì)林木進(jìn)行級(jí)別分層，再對(duì)各層次選擇的標(biāo)準(zhǔn)木伐倒稱重測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)木生物量，得到各層次的平均生物量，然后將各層生物量平均值與各層株數(shù)乘積相加，即可得到總的生物量。

標(biāo)準(zhǔn)木法和皆伐實(shí)測(cè)法二者都是需要伐倒標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行生物量的測(cè)定，但皆伐實(shí)測(cè)法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的破壞相比標(biāo)準(zhǔn)木法要大得多。標(biāo)準(zhǔn)木法測(cè)定生物量操作起來相對(duì)比較容易，但在實(shí)際生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中，根據(jù)樹高、胸徑選擇標(biāo)準(zhǔn)木推算出來的林分生物量會(huì)有較大的差異。由于人工林的林木一般呈具有較小或中等離散度的正態(tài)頻率分布[4]，因而運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)木法估算生物量更適用于人工林。

2.3 回歸估計(jì)法

植被生物量回歸估計(jì)法是通過模擬林分內(nèi)樹木各分量（干、莖、葉、皮、根、枝等）干物質(zhì)重量為基礎(chǔ)的一種總體估算方法[4]。在生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中進(jìn)行植被生物量的調(diào)查，首先需要選取合適的調(diào)查樣本，建立相關(guān)數(shù)學(xué)表達(dá)關(guān)系式，用較容易的測(cè)算因子來估算其他待測(cè)因子，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)植被進(jìn)行無破壞性的生物量調(diào)查。

對(duì)于現(xiàn)階段的研究而言，林木的生物量主要可以用三種模型方程來表示，形式上有線性、非線性以及多項(xiàng)式三種。在這三種生物量模型方程中，非線性模型的應(yīng)用最為普遍，尤其是Huxley在1932年提出的法則最受認(rèn)可和具有代表性。

2.4 蓄積量與生物量轉(zhuǎn)換模型法

（1）IPCC法。在相對(duì)生長(zhǎng)模型的應(yīng)用中，容易存在的問題是每個(gè)組分的測(cè)量生物量的總和偏離模型的估計(jì)總值，導(dǎo)致分量模型和總模型之間的不相容[5]，因此為了解決這些問題，根據(jù)以往的研究，相關(guān)學(xué)者建立了更多的模型，如政府間氣候變化專門委員會(huì)建立的物質(zhì)源生物量模型，即IPCC方法，該方法選擇蓄積量、生物量轉(zhuǎn)換因子、植被密度、根莖比等作為選取參數(shù)，并根據(jù)以下參數(shù)建立模型方程：

Bt=Vt·BEF·（1+R），Vt表示蓄積量、D表示植被密度、BEF表示生物量擴(kuò)展因子、R表示根莖比。

中國(guó)現(xiàn)有植被資源清查數(shù)據(jù)提供了更多的植被種類積累的信息，但它并沒有提供所有的植被生物量。在估算植被生物量的過程中，需要知道根、莖和葉的生物量。這種方法的缺點(diǎn)是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化因子，因?yàn)槠浜?jiǎn)單性且具有較大的變化范圍，并且對(duì)于特定區(qū)域的植被類型、生物轉(zhuǎn)化因子、植被年齡、類型等生物學(xué)特性有密切的關(guān)系。據(jù)研究表明，在其他條件保持恒定的情況下，使用該方法估算的結(jié)果偏高。

（2）生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法。生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法，引入的目的就是為了解決IPCC法中生物量與蓄積量比值缺陷，因?yàn)樯锪科骄D(zhuǎn)換因子是不變的，因此其原理就是將該值用分齡級(jí)轉(zhuǎn)換因子代替[6]，增加對(duì)該區(qū)域植被生物量估計(jì)的準(zhǔn)確度。由于生物量和蓄積量之間的良好相關(guān)性，可以用連續(xù)函數(shù)法公式表示為：B=aV+b，其中a，b為常數(shù)，B代表單位面積植被生物量，V代表單位面積蓄積量。

BEF=a+b/V，其中a，b為常數(shù)，BEF為不同植被類型的生物量轉(zhuǎn)換因子。

當(dāng)V的值較大，生物量轉(zhuǎn)換因子BEF的值往往是不變的;當(dāng)V的值較小時(shí)，則生物量轉(zhuǎn)換因子的值較大。研究表明，該方法適用于所有類型的植被。

2.5 遙感估測(cè)法

綠色植物具有顯著的、獨(dú)特的光譜特征，不同的植被及同一種植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段，其反射光譜特征不同，遙感作為植被調(diào)查的信息源，可通過植物的反射光譜來實(shí)現(xiàn)。通過GIS軟件的綜合分析可對(duì)大區(qū)域的森林植被類型、植物季相節(jié)律、植被演化等進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。利用遙感影像的信息對(duì)植被生物量進(jìn)行估算，解決了由于調(diào)查區(qū)域地形復(fù)雜、很難獲取實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的問題，并針對(duì)大區(qū)域的植被生物量進(jìn)行估算。在實(shí)際工作中，當(dāng)涉及區(qū)域范圍較大或主導(dǎo)生態(tài)因子的空間等級(jí)尺度較大，通過人力踏勘較為困難或難以完成評(píng)價(jià)時(shí)，可采用遙感調(diào)查法。遙感估測(cè)法依賴于軟件技術(shù)要求較高，在遙感調(diào)查過程中必須輔助必要的現(xiàn)場(chǎng)勘查工作。

3 結(jié)語

在實(shí)際的環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作中編制單位從接受建設(shè)單位委托到完成報(bào)告的編制一般不超過3個(gè)月時(shí)間，有些項(xiàng)目的編制時(shí)間還更少，項(xiàng)目組不可能為了調(diào)查生物量而花費(fèi)過多的時(shí)間，因此在生物量調(diào)查的實(shí)際工作中，一級(jí)評(píng)價(jià)的生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查采用樣方實(shí)測(cè)和遙感估算相結(jié)合的方法較合適，二級(jí)評(píng)價(jià)的生物量調(diào)查要求較低，在實(shí)際工作中采用回歸估計(jì)法較方便有效。我國(guó)對(duì)植被生物量用于生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的研究比較晚。近些年來，有部分研究者為了對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行更加全面的評(píng)價(jià)，開始將植被生物量在生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)項(xiàng)目中進(jìn)行定量研究。生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的覆蓋面廣，影響大，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。研究者為了盡可能保證生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中植被生物量調(diào)查的可操作性，就必須對(duì)項(xiàng)目的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行合理分析，明確項(xiàng)目涉及的生態(tài)影響類型，根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則---生態(tài)影響》要求，結(jié)合工作實(shí)際選擇合適的植被生物量調(diào)查方法。在植被生物量調(diào)查中應(yīng)考慮將幾種方法綜合使用，使其達(dá)到最佳的評(píng)價(jià)效果。

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收稿日期：2019-03-19

作者簡(jiǎn)介：戴鋒（1982-），男，漢族，研究生，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)。