全 文 ：第 wv卷 第 z期
u s s z年 z 月
林 业 科 学
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森林健康监测与评价的国内外现状和发展趋势
王彦辉 肖文发 张星耀
k中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 对欧美国家森林健康研究的发展历程 !森林灾害类型和致害因素 !森林健康监测计划 !森林健康监测网
络和监测技术 !森林健康监测指标 !森林健康的评价及森林健康调控技术等方面进行系统总结 o简要回顾中国相关
领域的研究概况 ∀中国目前的森林健康理论和技术还不是很完善 o表现在对林木生长环境监测的重视不够 o森林
服务功能的考虑不足 ~森林健康评价的发展严重滞后于健康监测 o缺乏森林健康综合评价方法和预测能力 ~指导
森林健康经营的能力不足 o尚未进行森林健康调控的系统研究总结 o缺乏成套技术 ∀提出 }tl森林健康应是对森林
结构 !森林环境 !森林功能 v个方面的综合评价 o森林健康经营是通过经营管理而合理地调整森林的结构 !环境 !功
能之间的关系 o从而达到立地环境 !系统结构 !系统功能的统一 o维持森林生态系统的稳定性和提高其功能多样性 ~
ul加强对森林健康的监测 !评价与预测技术的研究非常重要 o是林业经营和生态环境保护科学决策的基础 o建立森
林健康监测网络是现代林业发展的必然需求 ~vl森林健康经营是全球变化条件下实现森林多功能可持续利用的技
术途径和新要求 o急需加强相关基础性研究和国际交流 ~wl森林健康具有格外鲜明的跨部门 !跨学科 !跨区域的综
合性特点 o需政府加强协调和促进部门合作 o并制定国家长期森林健康监测 !评价 !调控计划 ∀
关键词 } 森林健康 ~监测 ~评价 ~森林经营 ~森林功能 ~林业发展
中图分类号 }≥zt{1x ~≥zx ~≥zy 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlsz p ssz{ p s{
收稿日期 }ussz p st p tx ∀
基金项目 }中美合作项目/森林健康标准与指标0 !国家林业局天然林保护工程科技支撑课题kׅŽussv p swl !十一五林业科技支撑计划重
大项目课题kussy…„⁄s{„ttl !国家林业局森林生态环境重点实验室资助 ∀
Χυρρεντ Στατυσ ανδ ∆εϖελοπµεντ Τενδενχψ οφ Φορεστ Ηεαλτη Μονιτορινγ ανδ Εϖαλυατιον
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k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστ Εχολογψo Ενϖιρονµεντ ανδ Προτεχτιον o Χηινεσε Αχαδεµψοφ Φορεστρψ Βειϕινγ tsss|tl
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Κεψ ωορδσ} ©²µ¨¶·«¨ ¤¯·«~°²±¬·²µ¬±ª~ √¨¤¯∏¤·¬²±~©²µ¨¶·°¤±¤ª¨ °¨ ±·~©²µ¨¶·©∏±¦·¬²±~©²µ¨¶·µ¼ §¨√¨ ²¯³°¨ ±·
中国林业已实现了从以木材生产为主向以生态建设为主的转变 o进入了快速发展时期 o但仍然存在很多
有关森林健康的问题 o如 }tl传统的造林和经营方式对森林健康有很多不利影响 o目前大多数森林特别是人
工林处于亚健康或不健康状态 o难以充分发挥各种生产和生态功能 ~ul森林保护的要求日益提高 o体现在历
史性重大有害生物尚未得到有效控制的同时 o一些次要性有害生物却逐步演化成主要威胁 o检疫性病虫害也
构成新威胁 o以环境整体恶化为诱因的寄主主导性病害爆发成灾 o每年造成上千亿元的直接损失 ~vl随着自
然环境 !经营管理 !社会经济等方面的变化 o森林受害的类型不断增加和发展 o如气候胁迫 !酸雨 !污染等影响
森林健康的问题日益加重和扩大 ~wl中国缺乏自己的森林健康标准 o难以指导和实现森林的健康营造和经
营 o导致建设经费 !森林功能 !生态环境的巨大损失 ∀随着中国林业加速发展及对森林功能要求的迅速提高 o
急需一套适合国情的森林健康综合监测 !评价 !调控技术 ∀系统总结国内外的相关研究成果 o全面和深刻地
认识森林健康的本质和过程 o是非常有益的 ∀
t 森林健康的重要性
森林健康正在或已经成为林业科技中的一个新方向 o并得到越来越广泛地承认 ~同时 o它又作为众多相
关学科交叉融合的平台 o服务于森林可持续经营和区域可持续发展 ∀在 ussv年联合国森林论坛和第 tu届
世界森林大会两个国际性林业会议上 o都把森林健康作为会议的重要专题 ∀
按照生态学基本原理 o森林生态系统的结构决定其功能 o而系统的最优结构和潜在功能很大程度上决定
于森林立地质量 o并和经营管理措施密切相关 ∀要构建健康森林和获得最好功能 o必须借助合理经营措施 o
使森林结构适应立地潜力和功能要求 o达到立地环境 !系统结构 !系统功能 !经营管理的统一 ∀
影响森林健康的因素非常多 o不健康的形式各异 o且随地区和森林类型变化 o问题非常复杂 ∀所以虽然
美国正式提出森林健康的思想已有近 us年的历史 o欧洲开展森林健康监测已有 us多年 o但目前仍然还没有
形成一个有普遍意义的森林健康定义 o有关学术争论仍然很多 ∀然而 o关于森林健康的基本概念还是相对一
致的 o认为健康森林能够维持其本身的结构复杂性和系统稳定性 o生物和非生物因素k病虫害 !环境污染 !营
林 !林产品收获l不能威胁其当前和未来的经营目标 o即充分满足人类对其价值 !产品和生态服务功能等的需
求 ∀森林健康经营的实质就是使森林具有较好的自我调节并保持系统稳定的能力 o对不健康或亚健康的森
林针对主要问题采取相应措施恢复健康 ∀森林健康不仅是森林管理的一个目标 o更重要的是作为森林管理
的一种有效手段越来越多地应用于森林管理中 ∀
u 国外的森林健康研究与发展现状
211 森林健康研究的发展历程
欧洲和美国最早开始关注森林健康问题 o在很大程度上代表着目前的先进研究水平 ∀因为重点关注的
森林受害类型不一样 o美欧的研究发展历程并不不同 ∀美国更多地强调针对火灾和病虫害的森林健康经营 ~
欧洲则更多地强调与空气污染有关的森林受害 o但这是相互影响的一个问题的两个方面 ∀目前研究仍主要
集中在森林健康监测指标和评价技术方面 o对如何调控和维持森林健康 o还只处在对个别技术和经验进行总
结的阶段 o仍缺乏理论性地系统研究总结 o也没有提出成套技术 ∀
在 us世纪 zs年代 o德国等欧洲国家先后出现大面积酸雨危害森林 o导致生长衰退 !冠层稀疏 !树叶变
色 !甚至林木死亡 o成为当时普遍关注并延续至今的重大生态环境问题 o对全球的生态环境保护的意识觉醒
和事业发展起到了划时代的推动作用 ∀从 t|{v年起 o德国率先开始了森林健康k受害l监测k德国林业和林
|z 第 z期 王彦辉等 }森林健康监测与评价的国内外现状和发展趋势
产品研究中心 oussu ~唐守正等 oussu ~陆元昌 oussvl o而后很快扩展形成了覆盖欧洲的监测网络 o并提出了
具有欧洲特色的监测指标体系和监测与评价技术 ∀
美国森林资源比较丰富 o不少森林的健康长期受干旱 !病虫害 !火灾的威胁 o特别是一些生态环境已发生
变化的森林 ∀因此 o森林健康概念首先在美国得到了发展 ∀美国防治森林病虫害在 us世纪 ys ) zs年代是
/预防为主 o综合防治0 ~zs年代末发展了/病虫害综合治理0新概念 o即综合运用各种手段适当调控生态系统
的各种物理环境 !生物区系 !寄主的抗病性 !病原物的生存和繁殖等 o形成生态系统的相对平衡 o使病虫害数
量及其损失控制在经济允许水平之下 ~|s年代伊始 o则进一步提出了森林健康的思想 o将森林病虫害和火灾
防治上升到森林保健的高度 oussv年还对森林健康进行了立法 o制定了全国森林健康战略 o提出了/森林健
康关系人类未来0的口号 o目前已在全国形成共识 o并成为森林管理过程中一条始终贯穿的原则k肖文发等 o
usst ~赵良平等 oussul ∀
212 森林灾害类型和致害因素
首先必须明确 o森林受害概念并不同于森林健康 ∀森林受害是不健康的结果 o但某些灾害可能具有加重
森林不健康程度的作用 ∀因森林健康和森林受害的关系非常复杂 o所以研究森林健康必须同时研究森林受
害 ∀森林灾害类型很多 o肉眼可见的急性灾害有火灾 !病害 !虫害 !鼠害 !旱灾 !风灾 !生物入侵灾害等 o难以肉
眼观测的慢性受害有水分亏缺 !土壤污染 !土壤酸化 !营养不足等 ∀
造成森林灾害的胁迫因素有很多 o监测这些胁迫因素往往是森林健康监测和预测的重要内容 ∀概括起
来可分为系统结构胁迫k不合理的树种组成 !密度 !经营等l !有害生物胁迫k病菌 !害虫 !害鼠 !动物 !入侵生物
等l !土壤养分胁迫k土壤贫瘠 !营养失衡 !个体竞争等l !土壤水分胁迫k土壤干旱 !生理干旱等l !气象胁迫k干
旱 !火灾 !高温 !低温 !风 !雹 !冻雨 !渍涝等l !污染胁迫k空气污染 !土壤污染 !土壤酸化 !臭氧危害等l等 ∀很多
胁迫因素或是森林生态系统的组成部分 o或是森林生态过程的驱动因素 o相互之间关系复杂 ∀
欧洲对环境污染与虫害发生的关系进行了大量研究 o证明环境污染对虫害有促进作用 o如 ≥’u 污染使森
林中鳞翅目害虫数量明显增多 o林木受害明显加剧k•¬¨ °¨ µετ αλqot|{|l ∀在散发 ≥’u 和 ‘’ ξ 的工厂附近以
及交通干线两侧和城镇中心 o虫害明显加重 o如高速公路旁边的山楂k Χραταεγυσ ¶³³ql树上的蚜虫k Απηισ
ποµιl数量显著增加k…µ¤∏± ετ αλqot|{wl ∀欧洲赤松k Πινυσ σψλϖεστρισl上叶蜂k Νεοδιπριον σερτιφερl的卵孵化率随
模拟酸雨的 ³‹值降低而增加k‹¨¯¬­√¤¤µ¤ ετ αλqot||ul ∀欧洲赤松上的松叶蚜k Σχηιζολαχηνυσ πινετιl在连续 x
周喷洒模拟酸雨k³‹ € u1||l后的平均相对增长率比对照k蒸馏水l增加了 us h kŽ¬§§ot||sl ∀
全球气候变化和环境污染及不合理的经营 o引起一些地区森林严重退化 o病虫害严重发生 o甚至枯死 ∀
北美 !中欧 !日本都有多种林木发生了大面积衰退 o如美国东部阔叶林的桦木k Βετυλᶳ³ql !槭树kΑχερ¶³³ql !
栎树k Θυερχυ󶳳ql !美国白蜡k Φραξινυσ αµεριχαναl的枯梢病 !枫香kΑχερρυβρυµl和槭树的枯萎病等 o东南部皮
得蒙特高原地区的萌芽松k Πινυσ εχηιναταl !湿地松k Πινυσ ελλιοττιιl小叶病等 ∀us世纪 {s年代后期以来 o日本
平原地区出现了以杉木k Χυννινγηαµια λανχεολαταl为主的显著的森林衰退现象 ∀还有由于气候变化引起的加
拿大加洲山松k Πινυσ µοντιχολαl冠顶枯死 !法国东北部的欧洲冷杉kΑβιεσ αλβαl衰退 ∀
气候变化带来的极端气象条件诱发病虫害的原因是多方面的k¤·¶²± ετ αλqot|{zl o如干旱胁迫下植物
的氨基酸 !糖等营养物质比例和浓度更高 o有利于植食昆虫发育和产卵 o或者导致植物对昆虫的抵抗能力降
低或昆虫对抵抗物质的解毒能力增强 o很多病虫害暴发都与干旱有关 ∀
在环境变化和复合胁迫影响日益增强的当今时代 o了解森林胁迫因素 !森林健康 !森林受害之间的关系 o
对于森林健康的监测 !评价 !调控是非常重要的 o是林业 !生态 !环境等科学领域未来研究的重要内容 ∀
213 美国和欧洲的森林健康监测计划
美国早在 t|{z年和 t||u年就 u次举行森林健康问题的国会听证会 o并分别于 t|{{和 t||v年制订了森
林健康计划 o提出了森林健康计划的目标 o包括应用有效经营措施降低病虫害和火灾 !计划烧除控制林火 !应
用环境友好农药和森林保护技术 !为制订政策提供森林健康信息 !恢复受害森林的健康 !防止新病虫害传入 !
加强长期国际合作 !通过宣传让公众了解和支持森林健康k赵良平等 oussul ∀美国目前已建立了覆盖全国的
森林健康监测系统 o定期进行健康监测和信息公布 ∀
在 us世纪 zs年代末德国发现新型森林受害以后 o很快便开始了相关研究 o并从 t|{v年起开始了森林
受害监测 o提出了最早的森林健康监测及分析评价技术体系 o以后又增加了进一步研究致害因素及森林生态
s{ 林 业 科 学 wv卷
系统反应机制的固定观测样地体系 ∀通过长期监测 o发现不当经营和酸沉降等都是引起森林衰退和受害的
因素 ∀由于空气污染的跨国界特征 o从 t|{y年开始 o欧洲 v{个国家采用了统一的监测技术在 Œ≤° ƒ²µ¨¶·¶项
目kŒ±·¨µ±¤·¬²±¤¯ ≤²²³¨µ¤·¬√¨ ³µ²ªµ¤°°¨ ²± „¶¶¨¶¶°¨ ±·¤±§ ²±¬·²µ¬±ª²© „¬µ°²¯ ∏¯·¬²± ∞©©¨¦·¶²± ƒ²µ¨¶·¶l框架下进行
欧洲森林健康监测 o并每年定期公布结果kƒ §¨¨µ¤¯ • ¶¨¨¤µ¦« ≤ ±¨·µ¨ ©²µƒ²µ¨¶·µ¼ ¤±§ƒ²µ¨¶·°µ²§∏¦·¶oussxl ∀监测
表明 o大气酸沉降是导致土壤加速酸化的重要原因 o土壤酸化导致生物多样性和生态系统多样性变化 o加剧
生态系统营养失衡和营养元素损失 ∀但森林受害还与很多其他因子有关 o如极端气象条件和有害生物的影
响 !空气污染k硫化物 !氮化物 !臭氧等l的直接伤害等 ∀通过欧洲的森林健康监测 o提出了多项控制和缓解森
林受害的措施 o对于全球的环境保护意识提高和环境保护行动的兴起都起了巨大推动作用 ∀
214 森林健康监测网络和监测技术
美国采用系统网格法建立永久性定期监测点 o形成了覆盖全国的森林健康监测网络 o每年定期监测 t
次 ∀从 t|||年起 o森林健康监测网络与森林资源监测网络结合在了一起 o目前健康监测样地占资源监测样
地数量的 tΠty ∀森林健康监测采用的数据源自地面样地调查 !森林资源监测 !航空调查 o以及其他的生物和
非生物的数据源 ∀监测工作分 v个层次k赵良平等 oussul }tl探测性监测k§¨·¨¦·¬²± °²±¬·²µ¬±ªl它利用包括航
空监测等不同来源的数据进行森林健康年度监测 o但倾向于探测区域尺度k几个州l上几年之内发生的基本
健康参数变化 ~ul评价性监测k √¨¤¯∏¤·¬²± °²±¬·²µ¬±ªl 如果森林健康问题比较严重 o则需要通过评价性监测来
确定问题的严重程度 !范围和原因 o即在个别的样地对个别问题进行强化监测调查 o采集的数据包括树木 !灌
木 !地衣 !土壤等 o很多情况下森林受害的原因是前期发生的事件k如舞毒蛾爆发导致的树冠落叶l o因此在某
些情况下受害原因可能不清楚 o需开展更深层次的监测 !调查和研究 ~ vl定点强化监测k¬±·¨±¶¬√¨ ¶¬·¨
°²±¬·²µ¬±ªl 为了基于生态系统过程而理解或证实森林受害的因果关系 o或者开展某些特殊的研究 o要在一些
地点开展不同空间尺度的正式研究 ∀森林健康监测项目要综合分析所有数据 o然后通过地区 !州 !区域和全
国的森林健康分析与报告对外公布 ∀
欧洲森林健康监测体系是基于德国的监测体系发展而来的k王彦辉 ot||{¤~t||{¥l ∀与美国不同 o监测
强度更大 o更偏重地面监测 o也分 v个层次 }tl水平 ´监测 始于 t|{y年 o目的是通过逐个样地的低强度监
测获得森林健康在较大时空尺度的变化 o包括覆盖欧洲各国的约 y sss个监测点 o监测站点网络是系统网格
kty ®° ≅ ty ®°l样地体系 ∀一些国家使用了更小的监测网格 o如 { ®° ≅ { ®°或 w ®° ≅ w ®°∀每年进行 t次
林冠健康监测 o主要监测指标有树叶损失率 !林冠透光度 !树叶变色情况 ∀此外 o还要监测用于解释林冠健康
变化和支持水平 µ监测结果尺度放大的林分和立地特征 ∀土壤化学和树叶化学监测是多年 t次k近 us年内
只有 t次l ∀土壤监测能为解释森林营养胁迫提供有用信息 ∀树叶化学成分监测有利于监测评价森林营养
水平变化 ∀ul水平 µ监测 始于 t||w年 o目的是调查森林健康的主要影响因素和主要过程 o并通过综合分
析不同来源的监测数据确定森林健康变化和森林受害的原因 ∀挑选水平 µ样地的原则是要充分体现主要的
森林生态系统类型 o欧洲的样地数量总共为 {ys个 ∀水平 µ监测与联合国粮农组织的 ×∞≥项目有密切关
系 o可结合使用图件 ∀监测内容包括 }全部样地的每年 t次的林冠健康监测 !ts年 t次的土壤化学监测 !u年
t次的树叶化学监测 !x年 t次的森林生长和地面植被监测 ~部分样地的土壤溶液化学 !大气沉降 !气象方面
的连续监测 ~可自由选择的 t年数次的物候学监测 !建立样地时进行的遥感监测 ∀vl水平 ¶监测 事实上它
并不是一个严格意义上的监测层次 o是指对特定的森林生态系统进行的系统过程和机理的长期研究 o目的是
深入了解森林健康变化和空气污染危害森林的因果关系 o详细研究生态系统内所有组分间的复杂相互作用 ∀
215 森林健康监测指标
由于森林健康问题的复杂性 o可监测的指标有很多 ∀但出于成本考虑 o最好优选出能很好描述森林健康
的一些指标进行定期监测 o或对不同监测水平使用不同的监测指标 ∀随着不同环境监测项目的交叉融合 o森
林健康监测指标体系仍处在不断完善过程中 ∀
欧洲森林健康的监测内容在不断完善 o不同监测等级的具体内容也不相同 ∀除样地基本信息外 o目前监
测内容分为 |个方面k德国林业和林产品研究中心 oussul }tl树冠健康 主要指标为树叶损失率和变色 ~ul
森林土壤及土壤溶液化学 主要指标是各层土壤营养元素含量 !阳离子交换量和组成 !土壤溶液的各种阴阳
离子含量 o同时进行水分通量平衡计算 ~vl树叶化学 即树木营养 ~wl森林生长和收获 主要监测树高 !胸
径 !蓄积量变化等 o建议可能时记录胸径连续变化过程 ~xl大气污染物沉降 包括干沉降 !湿沉降 !树冠拦截
t{ 第 z期 王彦辉等 }森林健康监测与评价的国内外现状和发展趋势
沉降等 o测定以气体 !颗粒和液体形式进入林地的各种污染物和营养元素 ~yl加强样地k水平 µl的气象监测
包括常规气象指标以及土壤温 !湿度等 ~zl地表植被监测分层测定植物种类及其丰富度和覆盖度 ~{l物候监
测 ~|l空气质量监测 主要包括 ’v !≥’u !‘’u !‘‹v 等直接伤害植物和有利于改善干沉降估算的污染物 ∀
美国森林健康监测计划起初应用的监测指标多来自于东部地区 o它们可能不适于高海拔地区和干旱的
西部 o所以现在还没有确定出一套监测指标和评价标准 ∀不断提出更好的监测指标以及评价标准 o是未来的
长期任务 ∀目前美国森林健康监测内容分为 {个方面 }tl林冠健康监测 主要是树冠枝叶和新梢的数量 !状
态和分布 o包括林冠占树高比例 !林冠密度 !林冠透光度 !树枝死亡 !树冠冠幅 ~ul臭氧伤害监测 即通过监
测一些指示植物的臭氧伤害确定伤害林木的臭氧分布区域和判断诱发其他林木伤害的可能性 ~vl树木受害
监测 主要监测病虫害 !风害 !人为伤害等的类型 !位置和程度 ~wl树木死亡率监测 即上次监测以后死亡
树木的数量 !大小和材积 o以及能判断出来的死亡原因 ~xl地衣群落监测 在树木和灌木一定高度处以上及
最近倒落的树干和树枝上监测一些对空气污染和气候变化敏感的地衣的种类和数量 o据此判断样地的空气
质量和气候变化情况 o以及样地的生物多样性 ~yl倒木监测 即量测林地上的倒木 !死树枝和木质残余物的
数量 o以及对应的树种 !形状 !尺寸 !孔洞和分解情况 ~zl植物多样性和结构监测 即在样地内 v个直径 t米
的样园内监测所有维管束植物k乔木 !灌木 !草本 !攀援植物 !蕨类l的种类 !多度和垂直层次分布 o并调查林地
的枯落物 !苔藓 !裸地 !岩石的面积分布 ~{l土壤健康监测 即监测森林土壤的侵蚀 !压实情况和重要理化特
征 ∀
美国森林健康监测的内容分类与欧洲不同 o增加了倒木监测 !土壤压实情况监测 o重视不同类型的土壤
覆盖k土壤侵蚀l和森林更新监测 ~但具体监测内容少于欧洲 o没有土壤溶液和树叶化学监测 !气象监测 !沉
降监测 !空气质量监测 !物候监测 ∀
216 森林健康的评价
目前的森林健康评价发展不是很完善 o基本上还局限在对森林环境和森林结构的单方面评价 o其中森林
环境主要是土壤 !水分 !污染方面 o森林结构主要是林木个体的健康 ∀对森林功能健康评价和森林健康综合
评价的研究还不够 ∀
u1y1t林木健康评价 林木健康监测是森林健康监测的最重要部分k王彦辉 ot||{¤~t||{¥l o欧洲林冠监测者
都受过专门训练 o每年都要进行 t次监测前/校正0 o以保证单树监测误差  x h o并要求每个统计单位保证至
少 vss棵样树 o还印制了不同树木受害等级彩色图片等监测标准 ∀目前仍将树叶损失率作为重要的森林受
害等级标准 o分为 x个受害等级 o并参考树叶变色程度加以调整 ∀针对具体树种 o将树叶的大量和微量元素
绝对含量划分为 x级 o并在森林营养综合评价中考虑元素含量比例关系 o制定了用于评价营养元素比例失
调 !污染导致的元素含量异常的评价阈值 ∀
u1y1u 土壤健康评价 土壤是林木生存 !生长和发挥生态功能的基础 o土壤健康对森林健康十分重要k王彦
辉 ot||{¤~t||{¥l ∀因土壤理化性质变化缓慢 o且难以直接观察 o一般监测间隔为 ts ∗ tx年 ∀土壤监测可和
林冠监测相结合 o提供土壤现状 !林冠健康变化的原因和预测 !土壤改良措施及影响 !污染物沉降影响 !水质
风险和变化评价 !林地和林木营养等方面的信息 ∀土壤健康评价指标很多 o如按土壤 ³‹值划分土壤酸化等
级 !按照 ≤¤Π„¯ 比值评价酸化影响程度和根系伤害程度 !按照根系层元素含量划分营养潜力等级 o以及确定
土壤层和枯落物层的重金属含量背景值 ∀
u1y1v 水分k干旱l胁迫评价 水分亏缺是制约树木生长和影响森林健康的重要因子 o尤其是在干旱地区 ∀
水分亏缺影响到 ⁄‘„ 转录及表达 !气孔运动 !树木生长适应与响应 !水分利用效率等 o空气污染造成的树叶
受害和根系受害 !森林结构特征 !气候变化等都和土壤水分胁迫有紧密关系 o都需在水分胁迫评价中予以考
虑 ∀随着 ≥°„≤系统概念和理论研究的进展 o人们采用水势指标 !植物吸水能力与土壤供水能力的关系来评
价土壤水分有效性 o并基于水分供需动态变化评价植物水分胁迫 ∀
u1y1w 空气污染胁迫评价 空气污染对森林的危害日益严重k°¨ µ¦¼ ετ αλqousswl o据估计 utss年全球近 tΠu
森林会遭受 ’v 危害 ~尽管 ≥沉降在降低 o但 usxs年会有 tΠv以上森林遭受 ≥沉降危害 ~‘’¬污染危害一直
在增加 ∀国外已开展了一些不同污染物的临界浓度和临界负荷研究 o将污染治理与森林健康紧密联系了起
来 ∀美国早在 us世纪 {s年代就提出了不同森林受害等级对应的 ’v 和 ‘’u 浓度 !总氮沉降输入 ∀欧洲通过
试验提出了不同植物遭受臭氧危害的 „’×ws临界值 ∀ ‘²µ§¬±等 kussxl认为在考虑瑞典北部森林生态系统
u{ 林 业 科 学 wv卷
主要组分变化的情况下 o氮沉降的临界负荷应从目前广泛接受的 ts ∗ tx ®ª#«°pu¤p t下降为 y ®ª#«°pu ¤p t ∀
不同污染胁迫以及污染胁迫和自然环境胁迫之间的交互作用都影响着森林健康 o如臭氧通过伤害气孔的工
作机制而导致干旱胁迫 o这些都增加了空气污染胁迫评价的难度k¤¬¨µ2¤¨µ¦®¨µot||{l ∀
u1y1x 森林健康的综合评价 如果要保持森林的健康 o必须同时做到森林的环境健康 !结构健康 !功能健
康 o以及森林健康经营 ∀在自然生态过程意义上 o森林健康经营不是独立的 o而是为了协调森林环境 !森林结
构 !森林功能所采取的调控措施 o但在维持森林健康和追求森林功能优化的意义上 o健康经营又是最重要的 ∀
森林健康的综合评价同时包括森林环境 !森林结构 !森林功能 v个方面 o森林健康经营则划入在对森林健康
进行综合评价与诊断后采取的合理经营措施范畴 ∀森林健康监测指标由许多彼此相互联系甚至矛盾的指标
共同组成 o因此森林健康综合评价非常复杂 o也有很大主观性 o需要通过技术进步予以克服 ∀即使在早已开
展森林健康监测研究的欧美林业发达国家 o怎样综合评价森林健康的问题也没有很好地被解决 o目前森林健
康评价还主要集中在林木健康和森林环境健康方面 ∀在欧洲 o目前认为落叶率是能在短时间内以低成本估
计森林健康的有用指标 o但为了确定林冠落叶和环境胁迫的关系 oussw年又增加了凋落物监测 ~对臭氧影响
林木健康的评价才刚开始 o目前还难以看到臭氧浓度与肉眼可见的林木伤害间的显著关系kƒ §¨¨µ¤¯ • ¶¨¨¤µ¦«
≤ ±¨·µ¨ ©²µƒ²µ¨¶·µ¼ ¤±§ƒ²µ¨¶·°µ²§∏¦·¶oussxl ∀
217 森林健康调控技术
森林健康监测的最终目的是确定森林健康退化的原因 o并提前采取有效措施合理调控 o维持和改善森林
健康情况 ∀美国将全国分为 |个林业行政管理大区 o不同区域森林健康面临的主要威胁不同 o如东部主要是
空气污染 !南部主要是外来生物入侵 o西北部则主要是生物多样性减少和森林火灾等 ∀不同森林类型和同一
类型不同时期的具体问题和措施也可能不同 ∀如中西部犹他州西黄松k Πινυσ πονδεροσαl次生林的主要威胁
是地面杂灌形成浓密易燃层使火灾危险增大 o需采取措施降低火险 o包括卫生伐 !计划火烧等 ~云杉k Πιχεα
¶³³ql和杨树k Ποπυλυστρεµυλοιδεσl天然混交林的威胁主要是云杉小蠹虫k ∆ενδροχτονυσ ρυφιπεννισl o对应措施是
监测虫情变化 !应用诱捕器结合杀虫剂诱集灭杀 !清理倒木和衰弱木及受害木 ∀美国已采取的森林健康调控
措施包括疏伐 !控制性火烧 !死树利用 !杜绝野火 !杜绝主要病虫害的流行等k赵良平等 oussul ∀
在欧洲和德国 o对空气污染和酸沉降危害森林的长期监测导致了全球范围内环保政策的巨大进步 o德国
于 t|{v年通过了/拯救森林0行动计划 o并采取了一系列的综合措施 o包括减少工业和汽车尾气等造成的空
气污染 !限定污染物排放 !林地使用石灰增加土壤缓冲能力 !优化森林树种组成等 o对保护环境和提高森林健
康起到了巨大作用 ∀
v 国内研究现状
国内有多个科研单位曾经或仍在进行与森林健康有关的研究工作 o如中国林业科学研究院 !中国科学
院 !一些大学先后开展的国内和国际合作研究项目 o都取得了宝贵成果 o是未来国内继续深入开展研究的良
好基础 ∀
中国由于环境变化引起的森林受害十分普遍 ∀us世纪 {s年代初以后 o南方酸雨区普遍观测到了马尾
松k Πινυσ µασσονιαναl !杉木 !华山松k Πινυσ αρµανδιl等森林受害 o表现出树冠稀疏 !树叶变窄变小 !黄叶增多 !
生长速度降低 !生产力明显下降 o病虫害加剧 o甚至部分地区出现大面积森林死亡 ∀在贵州 o³‹ 值 w1x以下
的酸雨对马尾松林的胸径 !树高和材积年生长量分别下降 y1zt h !u1su h 和 ty1vz h o杉木林分别下降
{1xs h !{1vy h 和 tv1uy h ~在四川 o马尾松林分别下降 tx1tu h !tz1x| h 和 uu1tx h o杉木林分别下降
tw1zu h !tw1{x h和 u|1sy h ~/七五0 !/八五0期间南方 tt省k区l的酸雨造成木材经济损失 t{1su亿元k冯宗
炜 ousssl ∀usss年以来 o重庆铁山坪的马尾松落叶率一直保持在 wx h左右的高水平 o林木受害率达 tss h o
部分年份出现很高的死亡率k • ¤±ª ετ αλqousszl ~{s年代以来辽宁东部山区也发生了松树大面积枯死k苏宝
玲等 ousstl ∀
国内一些研究注意到了环境污染与病虫害暴发的关系 ∀谢映平等kt||{l在太原进行研究 o认为街道两
旁国槐kΣοπηοραϕαπονιχαl的瘤坚大球蚧k Ευλεχανιυµ γιγαντεαl和皱大球蚧k Ευλεχανιυµ κυωαναιl密度与汽车流
量线性正相关k Ρ € s1{|xl o这主要是汽车尾气的 ≥’u 与 °¥污染造成的 ∀在太原对银杏k Γινκγο βιλοβαl和白
蜡k Φραξινυσχηινενσισl的研究 k周霞等 ousstl表明 o增加空气中 ≥’u 和 °¥污染程度促进了康氏粉蚧
v{ 第 z期 王彦辉等 }森林健康监测与评价的国内外现状和发展趋势
k Πσευδοχοχχυσχοµστοχκιl的发育和产卵 o增加了虫口密度 o并造成寄主树种抗虫性下降和营养条件改变 ∀野外
调查表明 o≥’u 污染区油松k Πινυσταβυλαεφορµισl的靖远松叶蜂有虫株率和地面平均茧密度大于非污染区 o而
油松针叶的全硫含量显著大于非污染区 o全氮含量小于非污染区 ~室内模拟污染试验进一步证明 o靖远松叶
蜂幼虫取食 ≥’u 熏蒸过的油松针叶后平均相对生长率比对照增加了 tz h o说明 ≥’u 污染可促进靖远松叶蜂
生长 ~但高浓度的 ≥’u 污染反而抑制靖远松叶蜂生长k张真等 oussul ∀在北京城区开展的一些林木元素含
量与空气污染关系的研究表明 o空气污染会严重影响林木健康 ∀李吉跃等kt|||l对北京市常见树种的耐空
气污染能力进行了排序 o建议山区人工造林应多发展耐污染和抗干旱瘠薄能力都强的侧柏k Πλατψχλαδυσ
οριενταλισl !火炬树k Ρηυστψπηιναl !刺槐k Ροβινια πσευδοαχαχιαl和臭椿kΑιλαντηυσ αλτισσιµαl等 o减少耐污染能力弱
的油松 ∀
中国存在严重的森林病虫危害 o因此对森林保护方面的重视程度相对较高 o过去的研究基础相对较好 ∀
中国的森林保护研究相继经历了/药物防治0 !/生物防治0 !/综合防治0的发展阶段 o但由于忽视了对森林自
我保健功能的研究和利用 o尽管取得了许多单项防治技术的进步 o在综合治理上也取得了长足进展 o但仍难
以遏制和扭转森林病虫害日益加剧的局面 ∀随着气候变化 !人为破坏 !环境胁迫等因素对森林生态系统影响
的不断加强和森林的生物灾害不断加剧 o迫使国内研究者们近年来开始讨论和深入思考森林结构 !森林环境
与森林病虫害的关系 o以及森林生态系统自我调控生物灾害的过程与机理 o提出了/生态控制0的新理论k梁
军等 oussxl o与森林生态学和森林生态系统经营的研究发展趋势不谋而合 o可能成为森林生物灾害防治理论
与技术的突破口 o使中国在森林生物灾害控制理论与技术方面走到了世界前列 ∀
中国从 us世纪 |s年代中后期开始吸收森林健康的思想 o目前已逐渐为广大研究人员和管理技术人员
所接受 ∀随着中国林业建设力度加大和转入以生态建设为主 o中国政府已将森林健康问题逐渐纳入视野 ∀
尤其是一些国际合作项目和人员交流推动了中国对森林健康监测和健康经营的认识进步 ∀但到目前为止 o
中国有关森林健康的研究还是很零散的 o不同部门 !不同学科 !不同地域的合作和交叉严重不足 o相关理论和
技术发展的速度和水平距实践应用还相差甚远 o还没有提出符合国情的成熟的森林健康技术体系 o也没有建
立森林健康监测网络 ∀即使是已建立的全国病虫害监测站点的监测技术和网络体系也不完善 o配套管理和
防治措施还不足 o明显缺乏与森林经营管理的联系 ∀
w 现有研究的不足和发展要求
现在的森林健康研究还存在如下不足 }tl 森林健康理论基础薄弱 有关森林生态系统健康的基础研
究不足 o对森林健康的理解还没有达成共识 o在监测内容上偏重森林环境和森林结构健康而忽视森林功能健
康 o如现在还缺乏一个有关森林健康的普遍定义 ~ul 对林木生长环境监测重视不够 在重视林木和植被健
康监测方面的认识是一致的 o但对林木生长环境监测的重视程度不一 o如美国森林健康监测考虑的环境内容
偏少 o其根源是还没有完全认识到森林健康是由林木和环境共同决定的 ~vl 健康评价的发展严重滞后于健
康监测 森林健康受多个因素共同影响 o而且森林生态系统有一定缓冲能力 o很难得到影响因素和森林健康
一一对应的数量关系 o所以目前森林健康评价严重滞后于健康监测 o健康监测和健康评价的发展非常不平
衡 o尚不能充分利用丰富的健康监测数据综合评价森林健康程度 ~wl 缺乏森林健康综合评价方法 国外已
提出某些单项指标的评价标准 o但怎样利用众多监测指标进行健康综合评价 o还缺乏具体可行的方法 o另外 o
不同地区 !不同森林类型 !不同森林功能要求条件下的健康森林标准会有差别 o在森林健康综合评价时必须
予以考虑 ~xl 森林健康预测能力很低 由于对森林健康与众多影响因素的因果关系和作用过程认识不深 o
目前还不能准确预测森林健康的变化 ~yl 指导森林健康经营能力不足 由于对森林结构 !营林措施 !森林
健康之间的关系缺乏定量的和机理性的认识 o森林健康监测和评价技术的发展尚远不能满足指导森林健康
经营的要求 o更不能有针对性的采取先期预防措施 ∀
针对上述不足 o未来森林健康监测与评价的发展要求为 }tl 加强森林健康维持机理基础研究 o完善森林
健康的定义 o推动高新技术应用 o分区 !分类提出健康森林的量化指标 ~ul 加强森林健康评价技术研究 o基
于机理性的过程研究和监测数据的深度分析 o确定森林健康评价指标及不同指标间的关系 o推动森林健康的
定量评价 ~vl 提高森林健康的预测能力 o深入认识森林健康的多因多果关系 o结合森林生态系统过程研究
成果 o建立森林健康预测模型 ~wl 提高指导森林健康经营的能力 o强化森林环境 !结构 !功能的同步监测和
w{ 林 业 科 学 wv卷
研究 o深入理解森林的环境健康 !结构健康 !功能健康之间的关系 o以及森林经营措施对森林健康的作用 o为
森林健康经营和多功能利用提供坚实的理论和技术支持 ~xl 促进与现有的相关环境监测项目的密切结合 o
提高森林环境监测的水平和完整性 o不断完善森林健康监测理论和技术 ∀yl 针对我国的情况 o制定长期的
森林健康监测 !评价 !调控的国家计划 o促进跨部门 !跨学科 !跨区域的合作 o提高我国的森林健康水平 o并促
进全球森林健康研究的深入发展 ∀
参 考 文 献
冯宗炜 qusss q中国酸雨对陆地生态系统的影响和防治对策 q中国工程科学 ouk|l }x p tt ou{
德国林业和林产品研究中心 qussu q空气污染对森林影响的评价和监测国际合作项目kŒ≤° ƒ²µ¨¶·¶l ) ) ) 空气污染对森林影响的统一抽样 !评价 !
监测和分析的方法和标准手册 q王彦辉 o译 q北京 }中国科学技术出版社
李吉跃 o罗红艳 o刘 增 qt||| q北京市大气污染及抗污染树种的选择ΠΠ刘培温 o宋希友 qut世纪的首都绿化 q北京 }中国林业出版社 ouw| p uxt
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陆元昌 qussv q森林健康状态监测技术体系综述 q世界林业研究 otyktl }us p ux
苏宝玲 o殷 有 o赵 昀 o等 qusst q辽宁东部山区油松枯死原因及研究趋势分析 q辽宁林业科技 okyl }ts p tu otx
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张 真 o张 云 o王鸿斌 o等 qussu q二氧化硫污染对靖远松叶蜂暴发的促进作用研究 q林业科学 ov{kyl }yy p zv
赵良平 o叶建仁 o曹国江 o等 qussu q森林健康理论与病虫害可持续控制 ) ) ) 对美国林业考察的思考 q南京林业大学学报 }自然科学版 ouyktl }x p |
周 霞 o汤 德 o谢映平 qusst q空气污染对银杏和白蜡树上康氏粉蚧种群的影响 q林业科学 ovzkwl }yx p zs
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k责任编辑 于静娴l
x{ 第 z期 王彦辉等 }森林健康监测与评价的国内外现状和发展趋势