森林环境监测

森林环境监测（精选12篇）

森林环境监测 篇1

挖掘环境资源就意味着扩大环境对污染物的负荷和容量, 提高环境对污染物的自净能力和自我调节能力。要实现这一点, 城市经济建设和开发项目必须实行系统、综合考虑和全面整体规划, 而提高环境植物覆盖和增加环境绿色生物量则是其中重要的一个环节。

1 环境监测

指测定代表环境质量的各种标志、数据的过程。通常需要定位并长期连续进行。人类通过环境监测, 查出污染来源, 摸清污染物的分布和变化规律, 通过模拟研究预测污染趋势, 通过环境质量评价, 提出控制环境污染的对策。

植物在生长过程中, 每时每刻都在与环境进行着气体交换和营养物质的交换。不少植物对环境污染的反应比人和动物要敏感的多, 当人们的感觉器官还没有感觉到时, 植物就会有种种反应。如人在二氧化硫浓度1~5 mg/L时才闻到它的气味, 10~20 mg/L时才会受到刺激引起咳嗽流泪。而一些敏感的植物在0.3 mg/L时就会出现症状。我们利用植物的这种敏感反应, 便可以监测环境的污染。

环境污染指示植物, 在环境污染的情况下, 污染物质对植物的毒性会在植物体上以各种形式反映出来。植物的这种反映就是环境污染的“信号”, 人们可以根据植物所发出的“信号”来分析鉴别环境污染的状况。这类对污染敏感而发出的“信号”的植物, 叫“环境污染指示植物”或叫“监测植物”。

2 指示植物发出的污染“信号”

2.1 产生可见症状

当植物受到污染物质特别是大气污染物质的影响后, 通常会在叶片上出现肉眼看得见的伤斑 (即可见症状) 。同时, 不同的污染物质和污染物质浓度所产生的受害症状和伤害程度各有不同。

2.2 生理代谢过程发生变化

污染对植物的危害有时并不表现出可见症状, 但却对某些内部的生理代谢活动发生影响, 如使蒸腾率降低, 呼吸作用加强, 叶绿素的相对含量减少, 光合作用强度下降, 其结果是生长发育受到影响, 生长量减少, 植株矮化, 叶面积变小, 叶片早落和落花落果等。

2.3 植物成分的异常化

正常情况下, 植物的成分大致是一定的。受到污染后, 由于植物吸收污染物质而使其中的某些成分含量发生变化。如受二氧化硫污染过的梨树叶片, 含硫量比正常叶片几乎高一倍;受氟污染过的大叶黄杨叶片, 含氟量比正常叶片高4倍。

根据植物体上出现的各种可见症状, 某些生理指标和植物体内某些成分含量的变化, 就能够分析判断环境污染情况。“可见症状”能够直接观察。使用起来比较方便。测定生理指标和成分变化, 需要一定的仪器设备, 比较复杂, 但较精确。在实际应用时, 应该考虑植物所发出的各种“信号”而加以综合分析, 以便我们得出正确的结论。

引起植物产生可见症状的污染物的最低浓度称为受伤阀值。它随着植物种类和暴露时间而不同, 随着暴露时间的延长, 阀值浓度降低。植物受害程度还受很多其他条件的影响, 如植物在不同的生长发育时期对污染物的抗性不同, 气孔的开闭对污染物进入体内的数量有影响, 而气孔的开闭又与土壤水分、空气的温度、空气湿度以及阳光等外因有关。进入植物体内的污染物可以与植物代谢产物结合, 在酶的作用下被氧化分解, 有的可以转化成植物生命活动所必须的物质, 有的可以重新排除体外。植物本身有一定的解毒能力, 但当浓度超过阀值浓度时, 植物的生长就会受到影响。

不同树种对同一有害气体, 有着不同的反应。同一树种对不同的有害气体, 也有不同程度的反应。所以, 利用树木不同的受害症状及受害阀值, 是树木监测环境的重要依据。因而我们说树木是环境污染的物的“警报器”和“监测仪”。

3 污染物质危害树木的类型

在一切污染的环境中, 凡是有生命的东西, 都会深受其害, 只有受害程度不同。树木也不例外, 甚至比人与动物还敏感。根据污染物对树木的不同程度的危害, 可以划分出污染物质危害树木的类型:

3.1 急性危害

是指树木在短期内接触高浓度的污染物造成的危害, 其症状表现为树木叶片很快出现伤斑, 严重时叶片还逐渐枯萎脱落, 甚至植株死亡。

3.2 慢性危害

是树木在生长时间内接触较低浓度的污染后, 叶片表现出不同程度的受害症状, 对生长发育有影响。

3.3 隐性危害

是指树木外表生长发育正常, 在植株体本身用肉眼见不到任何受害症状, 用电子显微镜观察可发现其生理机能已受到破坏, 对生长发育有一定的影响, 但不易引起人们的注意。

4 树木抗性的划分

各种树木, 对污染物的反应不同, 是受许多因素制约的, 情况也极为复杂。因此, 根据树木受害症状出现迟早, 受害程度及叶片脱落和萌发新叶的情况, 植株生长发育的情况, 可将树木的抗性划分为强、中、弱三等。

4.1 抗性强

叶片不受害或轻微受害, 或受害叶片虽有显著伤痕, 但仍能进行光合作用, 受害叶脱落缓慢或不脱落, 植株生长发育基本正常, 植株生长旺盛。

4.2 抗性中等

叶片轻度至中度受害, 受害叶片脱落缓慢, 受害后恢复快, 或萌芽快, 对植株生长发育有一定的影响, 植株生长中等。

4.3 抗性弱

叶片受害严重, 叶片明显干枯, 甚至枝芽也枯萎, 大部分植株的受害叶迅速大量脱落, 植株长势明显衰退, 生长发育受到严重影响。

利用树木监测环境污染关键在于它对各种污染物质的敏感性, 因此, 需要通过各种途径把敏感种类选择培育出来。

森林环境监测 篇2

一、教学目标：

1、学会用动作表现鸟类对树木的依赖。

2、培养幼儿喜欢树木，爱护树木的情感。

3、主动参与爱树护树活动。

二、教学准备：

1、图片两幅，小鸟两只。

2、钢琴、录音机、磁带。

三、活动过程：

1、教师出示两只小鸟，提问：“你们看这是什么？”

2、教师引导幼儿欣赏歌曲《两只小鸟》。提问：“你们听到歌里唱了什么？”

3、幼儿讨论、讲述。“丁丁和东东，两只小鸟为什么要飞走？”（发挥幼儿想象力自由讲述）

4、出示图片引导幼儿观察两只小鸟飞走的真正原因。“你们看两只小鸟到底为什么要飞走？”（原来树林被人们砍光了，小鸟没有家了，所以小鸟要飞走。）

5、幼儿讨论： “小鸟没有家了，心里很难过，请小朋友帮忙想办法帮助小鸟。”（幼儿自由想象讲述）

6、出示画有密密的树林的图片。“你们看这里有许多什么？小鸟又飞回来了。”

7、教师引导幼儿学唱歌曲《两只小鸟》。

8、幼儿两两结伴相互游戏，一人做丁丁，一人做东东。“小鸟看见树林被砍光了，心里觉得怎么样？” “小鸟看到树林又长出来了，心里觉得怎么样？可以用什么动作来表示？”

9、引导幼儿边唱边做动作。（注意提醒幼儿用难过和高兴的表情来表达自己的心情。）

浅析森林开发与环境保护 篇3

【关键词】森林；开发；环境保护；影响

0.前言

生态是森林旅游的第一卖点，破坏了森林的生态环境，其旅游资源的价值就无从谈起，而且对经济价值和人类的生存都会产生严重的影响。因此，在森林开发中，应该努力做到不损林木，不毁林地，不改地貌，不影响野生动植物的生存和繁衍。要统筹安排森林资源的保护和利用，以和谐的生态旅游切入到美妙的大森林中来。

1.森林资源破坏对环境的影响

1.1生态平衡失调

森林面积的锐减，使复杂的生态结构受到破坏，原有的功能消失或减弱，导致自然生态进一步恶化。大片林地被砍光，使局部小气候发生变化，也使地表截蓄径流能力减弱，加剧了风沙、洪水等自然灾害，扩大了水土流失区。

1.2环境质量退化

森林在生态平衡中起决定作用，有人认为环境中的林业问题、农业问题、水利问题、土壤问题等，其中心是林业问题。森林破坏必然会引起环境质量退化，引起水土流失，土质沙化，对生物带来不利的影响。

1.3造成野生动植物物种减少

森林面积缩小，使野生动物失去了适宜的生活环境，破坏了野生动植物栖息和繁衍场所，使2.5万种物种面临灭绝的威胁。

1.4影响大气的化学组成

大气中的CO2、CH4和N2O是对地球温度和臭氧层破坏产生主要影响的三种气体。研究表明，对森林的破坏加剧了大气温室效应的严重性，森林的土壤和人类耕种土地对大气中碳循环的影响具有全球性的重要意义。森林砍伐后二氧化碳释放量明显减少，同时因光合作用减少，也减少了对二氧化碳的吸收，导致二氧化碳在空气中的浓度增加。

1.5引起气候变化

森林具有调节气候的功能，森林的减少使这种功能大大减弱。如我国四川的森林覆盖率从25%降到13%后，有46个县的年降雨量减少了10-20%，历史罕见的春旱也年年出现。素有“天无三日晴”之称的贵州，随着森林覆盖率下降到15%，近年来变得三年二旱。历史上自然灾害的发生频率与森林减少的趋势都非常一致。

2.森林开发与环境保护中存在的问题

2.1思想认识严重不足

仅仅将森林公园仅视为林业利用自身优势开展的多种经营项目来对待，而没有充分认识到森林公园具有的生态与社会效益，因而片面的将森林公园建设看作林业部门的事，在制定经济和社会发展规划时没有将其提上应有的位置。在培育、管理着大量的森林资源的时候，却没有看到森林旅游的巨大价值，不重视其开发建设，这是制约森林建设与发展的根本原因。

2.2建设管理资金短缺

在森林开发建设中，主要是靠国家拨款，自身“造血”功能弱。搞了一些基础设施项目，但由于投入不足，整体上森林公园基础设施依然十分薄弱。一些游乐项目不仅小，而且很“俗”，几乎大街上都能看得到。而且森林公园交通不便或通而不畅。森林公园的防火、防病虫害缺乏必要的设备与器械，采取的仍是最原始的死看硬守的防治模式。建设资金短缺更制约着旅游开发、宣传促销、招商引资等工作的开展，束缚了森林公园的进一步发展。

2.3职工生活缺少保障

森林公园的前身大都是国有林场，以前主要依靠国家财政供给和经营木材，职工生活有一定保障。现在林场80%属自收自支事业单位，国家供给渠道被切断。建立森林公园后，停止了木材采伐，靠经营木材创收已不可能，收入来源中断，职工生活无法保障。本地居民处于一般人均生活水平之下。地方政府在推进森林公园经营权流转过程中，有损害职工权益的现象。造成职工占山为王，自创一些盈利途径，扰乱市场，破坏景区形象。

2.4难以同步协调发展

森林风景资源和其它自然景观多数都是不可再生资源，必须合理的开发和保护才能达到永续利用的目的。有些投资商为了追求一时的经济利益，不能严格按规划布局，制造一些粗糙的景点，有的甚至开山炸石，进行掠夺性开发，破坏了生态资源的原有风貌。景区内很少看到环保人员，垃圾没有及时清扫，烟头、纸屑、食品残渣等抛弃物随处可见，卫生状况很差，而且有些建筑物长年失修，存在明显的安全隐患。因为急功近利，漠视项目建设对自然的破坏和对环境的污染，结果往往是森林旅游发展得越快，这类建设项目就越多，此种状况应引起高度重视。

3.协调森林开发与环境保护的对策

3.1保护水源地

不许采伐一棵树木，不许污染一条河流，不许破坏一块植被，不许流转一片林地，不许在林场散养黄牛，不许毁林开垦或者采砂、取土，不许倾倒垃圾及其他废弃物，不许使用炸药、毒药捕杀水生动物，不许新建污染生活饮用水水源的企业，不许使用化肥和农药。

3.2加大森林资源培育和保护

近年来，我们必须把加大森林资源培育和保护放在第一位，按照“高起点规划、高标准造林、高质量管理”的原则，提出“以木为本，以山为根，靠天保丰林”的发展思路，认真实施天然林保护工程，大力种植沙棘、五味子、文冠果等果树林、经济林，在育苗、防治病虫害等重要环节，限制肥、药的种类和使用范围，严把造林、抚育管理。

3.3调减木材产量

主动停止森林主伐，确保涵养水源生态安全。按照政策和相关要求，坚决做到对全面停伐，以保护水源涵养地。虽然停伐减产给企业带来重大损失，但这只是暂时的，为涵养水源做贡献却是长远的。通过播放电视专题节目、张贴标语、悬挂横幅、设立警示牌等多种形式，全面提高职工群众保护水源安全的法律意识和自觉性，有效控制水源人为污染。

3.4加大景区生态环境保护力度

購置环保垃圾车和生物降解式公厕，成立了森林管理委员会、城管大队和清扫队，对景区垃圾进行统一收检、分类处理并及时将垃圾清运到垃圾场进行深埋；增设了观景台、避雨亭、休憩驿站、红松餐桌、环保垃圾箱等人性化的服务设施，避免了游人践踏植被资源。

3.5科学规划开发景区

森林开发是一项系统工程，相关部门应通力协作，积极参与。但前提是森林资源不受破坏、职工利益不受损害。应当规范森林开发市场化运作机制：一要建立权威的森林风景资源价值评估机构，实现森林风景资源有偿合理转让；二要健全森林风景资源转让听证制度，保护森林公园权益人的合法利益；三要做到相关部门管理不能缺位，建立行之有效的保护与监管制度，保障森林公园的生态安全。规划理念坚持“低碳化”、“零排放”的生态旅游开发和消费方式，实现人与人、人与经济活动、人与环境和谐共存，以此创造出一个项目多元、服务优良、经济高效、生态良性循环的宜游、宜居的全生态休闲度假旅游目的地。 [科]

【参考文献】

[1]王玉凤.森林资源保护和林业可持续发展的研究[J].科技致富向导，2012.27.

[2]陈钰皓.融于环境的森林公园服务设施设计[J].建筑与环境，2012.02.

森林环境监测 篇4

1. 太阳辐射与人体健康。

(1) 红外光谱区与人体健康。研究表明, 太阳辐射中的红外光谱区放射的红外辐射对人体皮肤有刺激作用, 红外辐射因波长不同产生的生物作用不同, 长波红外辐射被皮肤表层吸收, 短波红外辐射被皮肤深层吸收。人体皮肤接受长波红外辐射后, 可引起块状红斑, 停止照射后立即消失。过强的红外辐射, 可穿透并损伤视网膜, 引起白内障, 因此, 观察日全蚀时必须戴护目镜。较长时间接受红外辐射照射, 会引起眼结膜、角膜疼痛发炎, 反复多次接受红外辐射, 皮肤容易出现色素沉着。当然, 适量的红外辐射可以消毒、杀菌和取暖。 (2) 可见光光谱区与人体健康。红色具有温暖、兴奋作用, 使人精神振奋, 神经反应迅速, 肌肉张力增强, 但持续感知红色, 使人很快疲劳;蓝、紫色具有凉爽和降低机体神经反应, 使人镇静的作用;黄色能促进心和肺的活动, 增加机体抵抗力;绿是生命之色, 绿色光不含对眼睛有害的光线, 对人体神经系统、大脑皮层和眼睛视网膜最适合, 多看绿色可以保护眼睛。 (3) 紫外线光谱区与人体健康。紫外光辐射按波长可分为三段:A段, 波长0.32μm~0.4μm, 一般情况下对人体影响不大, 当它与某些医用化学物质相互作用时可产生光毒性、光过敏性、光致癌性的增强;B段, 波长0.275μm~0.32μm范围内, 可抗佝偻病;C段, 波长0.2μm~0.275μm范围内的辐射, 对机体细胞有强烈的破坏作用, 可以用来消毒、杀菌, 也可以透入活组织, 破坏分子的化学键, 对生物组织具有极大的破坏作用, 并可引起突变, 使人致癌。 (4) 林内光照特点与人体健康。经过林冠层后, 林内的光照强度比空旷地弱, 光质以绿光为主, 因而对人体神经系统、大脑皮层和眼睛视网膜都有较好的保健作用。

2. 森林游憩光照生态类型。

(1) 强光型的森林生态旅游。如登山、狩猎、漂流、探险、游览观光、绘画、摄影等, 往往需要在大晴天进行, 或者只有在阳光充足的条件下, 游憩效果最好。 (2) 弱光型的森林生态旅游。如森林浴、负离子吸呼、疗养 (静养) 、林中漫步、乘车等, 需在光线较弱的林内进行。 (3) 无光型森林生态旅游。像观鸟、露营等活动则需在无光 (夜晚) 进行。 (4) 中间型森林生态旅游。此类旅游对光的需求不高, 光照可强可弱, 如划船、垂钓、游泳、野餐、林区科考等。

3. 森林生态旅游对光照生态类型的选择。

在实际森林游憩活动中, 人们往往通过对出游季节、天气、林地和出发时间等的选择而达到对光照的选择。如强光型的游憩活动往往选择在夏季、晴天、林中空地或林分郁闭度较低的林内开展, 而弱光型的活动选择在春秋、阴天、林分郁闭度较高的林中进行。

二、森林生态旅游环境中的水热状况

1. 森林生态旅游舒适的水热环境。

(1) 森林生态旅游舒适度与环境水热状况。人对周围环境感觉舒适的程度与温度和湿度有密切的关系。环境卫生学认为, 夏季人体感觉最舒适的小气候条件是:气温24℃, 相对湿度70%, 风速2m/s。按照这一标准, 北京林业大学经长期观察研究认为:乔、灌、草结合的绿化林地对人的舒适度最高, 而毫无绿化的广场使人感觉最不舒适。当代人们喜欢到森林环境中游憩, 在一定程度上是因为林区有舒适的温度和湿度条件。 (2) 舒适旅游期的概念。大多数人对周围环境感觉舒适的程度称适舒度。通过心理感觉和生活测试, 人对周围环境的感觉可分为11类:极冷、非常冷、很冷、冷、稍冷、凉、舒适、暖、热、闷热、极热 (见表1) (气温与温湿指数的关系) 。若气温降至16℃以下时, 人体感觉冷, -10℃以下很冷。气温高, 相对湿度大, 人感觉闷热。一年内, 感觉凉、舒适、暖的日数之和为舒适旅游期。中国舒适旅游期一般南方长于北方, 东部长于西部, 平原地区长于高海拔地区。

2. 森林生态旅游环境温湿条件与生态旅游。

(1) 适宜的温湿环境与森林生态旅游。追求舒适是人的本能, 也是提高工作效率的必要条件之一。据研究, 有利于工作的环境温度是12℃~20℃, 17℃最适宜从事脑力劳动。超过这个温度范围, 就或多或少地会影响工作效率。气象部门确定日最高气温高于32℃的日子为“酷热日”, 把日最高气温高于35℃的日子称为“炎热日”, 日最高气温高于37℃的日子称为“酷暑日”。为避免暑热和寒冷, 夏季位于炎热地区的人们向北方气温凉爽的地区流动;冬季, 位于严寒地区的人们向温暖和阳光充足的地区流动;内地的人向沿海避暑地流动, 平原的人向山区凉爽的地方移动。在这里气候因子成了激发人们外出旅游的主要动机。大面积的林区, 如森林公园、自然保护区和不少风景名胜区, 不仅有优美的自然生态环境和多样的森林景观, 更具有优越宜人的森林小气候, 因而成为人们炎夏旅游避暑的好去处。 (2) 高温高湿环境与生态旅游。森林生态旅游区除在炎热的夏季带给旅游者清爽舒适的感觉外, 其高湿环境也会对人们的健康产生不利的影响, 久居林区的人常常容易患上风湿性疾病。而且, 空气相对湿度对人的影响是通过与气温的综合作用体现的。当日最高气温超过32℃, 空气相对湿度75%以上时, 人体就感觉不舒适。气温高, 湿度大, 人体排出的汗液不易蒸发, 皮肤发黏, 感觉闷热, 极不舒服。一般认为一年四季, 月平均空气相对湿度多在80%以上的地区是高湿区。川南、黔北、湘北、赣中、浙南、闽北、滇、桂等地都是高湿度地区, 其中川湘交界地区是个高湿中心, 月平均相对湿度近于90%。这些高湿区大都是山区或半山区。高湿地区的人对辣椒或芥末有着特殊的嗜好, 几乎一日三餐都离不开辣味。

三、森林生态旅游环境中的空气

1. 森林生态旅游环境的空气特点。

一是由于森林植物的制氧作用, 使得林区空气的O2含量较高。二是林区由于森林、岩石、瀑布等物质的喷筒效应强, 产生的空气负离子多, 空气负离子含量高。而空气负离子有杀菌灭菌促进人体新陈代谢和血液循环的作用, 使空气清洁新鲜。三是由于各种树木都能分泌植物精气, 因而植物精气含量高。四是由于远离污染源, 加上植物精气和负氧离子的作用, 细菌含量低。五是由于森林具有吸尘、吸毒作用, 加上大的林区往往远离城市、工厂, 因而空气极少受到污染, 飘尘和其他污染物含量低。据测定, 每hm2松林每年可滞留36.4t灰尘, 云杉林则为32t, 松林每天可从1m3空气中吸收20mgSO2, 1hm2柳杉每年可吸收720kgSO2。

2. 森林生态旅游区空气对人体的影响。

(1) 充足的O2有利于改善人体的生理机能。因为O2在血浆中的溶解量与氧分压有关, 空气中较高含量的O2使氧分压提高, 从而利于O2在人体内的运输与溶解。 (2) 丰富的植物精气和空气负离子含量有利于人体的健康。空气负离子被称为“空气维生素”, 国内外医学研究证明, 它有强身、健体、防治疾病的功能。空气负离子浓度在700个/cm3以上时人们会感觉到舒服, 浓度在1 000个/cm3以上对人的身体健康有利, 负离子浓度在8 000个/cm3以上可以治病。据观测, 城市空气中的空气负离子浓度一般是0~200个/cm3, 空旷地200~600个/cm3, 而森林里一般在1 000个/cm3以上, 有水体的森林地段为10 000~40 000个/cm3。森林里的植物精气又叫芬多精, 为萜烯类化合物, 其生理功效有镇痛、驱虫、抗菌、抗炎、抗风湿、抗肿瘤, 促进胆汁分泌、利尿、怯痰、降血压、解毒、镇静、止泻等作用。林区低尘低毒的环境利于维持人体的健康状况。 (3) 城市居民在大气污染和热岛效应作用下, 极易患上呼吸道或神经系统疾病, 如支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎、烦躁、失眠、高血压等。而林区洁静的空气可以使人远离上述疾病, 保持健康的体魄。

3. 森林生态旅游环境中风与生态旅游的关系。

由于风在林内迅速减弱的特点, 使森林的存在可以形成一种比较湿润、凉爽、变化较缓和的与海洋性气候相类似的森林小气候环境。森林里的这种光线柔和, 空气湿润, 温度变化小, 幽静无风的环境, 加上花果的芳香和鸟鸣的悦耳, 可以直接作用于人的视觉、听觉、嗅觉, 使人的精神放松, 疲劳消除, 增进健康。

四、结论

加强森林生态旅游环境建设, 创造舒适的森林生态旅游环境, 通过舒适的森林生态旅游, 以最终达到生态旅游人与生态旅游环境和谐统一。

参考文献

[1]张金池.森林生态学[M].北京:经济科学出版社, 1992.

[2]卢云亭.生态旅游学[M].北京:旅游教育出版社, 2001.

[3]粟维彬.森林生态旅游环境[M].北京:中国林业出版社, 2005.

[4]李天元.旅游学[M].北京:高等教育出版社, 2002.

[5]邹海晶.旅游地理[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[6]贺庆棠.森林环境学[M]北京:高等教育出版社, 1999.

[7]周晓峰.中国森林与生态环境[M].北京:中国林业出版社, 1999.

[8]吴章文.旅游气候学[M].北京:气象出版社, 2001.

探讨森林采伐和环境保护 篇5

实行森林采伐限额管理是充分发挥森林效益维护林业可持续发展的需要，也是社会主义市场经济条件下对森林资源的合理利用，进行宏观调控的重要手段。采伐执法人员要熟悉相关法律，严格按规定办事，严格限制采伐量，控制消耗量，杜绝超采乱采现象的发生，保护未成年树木。各林业局要与林场签定森林限额采伐责任状，做好任务的落实工作，明确各部分责任，使森林采伐有计划、有步骤的合法进行。也可采取凭证采伐、凭证收购、凭证运输、凭证经营加工制度的凭证作业制度，加强对树木采伐的管理。

2.2提高废材的利用率，减少污染和浪费

要充分利用采伐后的废弃物，严格执行国家规定的木材缴库标准，对尚有利用价值的枝丫材全部加工利用，对没有价值的细小枝条进行清理，可以免费打捆送给周围居民利用，或将小枝条分散于树木周围，有利于营养物质回归土壤，避免资源的浪费，提高资源的利用率。

2.3注意对濒危物种的保护

对水曲柳、胡桃楸、黄菠萝、红松等国家规定的珍贵树种的保护要尤为引起注意，可实行禁伐等保护措施，对椴树等实行限径、限额采伐，同时在作业过程中对重要经济价值的林木植物和动物巢穴等实施保护。对一般树种也要加强力度禁止滥砍滥伐，以防止树木的减少对环境的破坏导致濒危动物的生存环境造成威胁。提高工人的熟练程度，提高操作技术，采伐时把握控制好树倒方向，减少对周围树木的损伤。

2.4及时进行采伐迹地的森林更新

保证原有的森林面积是治理水土流失的根本措施。森林采伐后必须在次年春天进行对采伐地进行及时补种，并且要保证较高的成活率，防止出现生长跟不上采伐的现象出现。森林更新并不是一味的补充已采伐树木的空缺，要有计划有安排的统一进行，设计合理的森林结构，尽快形成优越的森林环境，产生生态效益。在树种更新中适当采取绿色消费的原则，推广高效、清洁、安全无污染的高新技术，控制和治理污染源。

2.5改进集材机械和集材方式

可以结合各地区自身经济发展的特点，通过改进作业机械和改变作业方式来减少集材作业对林地生态的影响。对伐区机械的选择要本着轻便、灵活、快速的原则。近年来，我国在架空集材索道的结构和类型的完善方面投入了很大精力，也取得了一定的成果，并开始应用于实践。比如近年来东北林区倾向于使用牛马等畜力集材，这种方式对土壤破坏小，对幼树幼苗损伤小，对空气污染程度也较小。伐区作业要尽量避开雨季，在寒冷地带增加冬季作业的比重以充分利用冰雪道集材等，这些措施都能减少作业对森林生态环境的影响。

3结束语

生态系统受到破坏已经是由来已久了，其中森林生态系统遭受到的破坏更为严重，森林生态系统被破坏主要的原因就是森林采伐中出现的，森林采伐是为了更好的利用森林资源，给人们的生活带来更好的改变，但是在采伐的过程中经常会出现很多的问题，采伐方式的科学合理对森林生态系统的影响是非常大的。在森林采伐中，不仅是为了收获木材，还要利于树木生长、改善群落结构、促进天然更新和维持生物多样性。森林资源的过度采伐也会导致很多问题出现，因此，在进行森林采伐的时候一定要做好环境保护工作，这样才能更好的保护生态平衡，保护人们生活的环境。

浅谈德国森林资源监测技术体系 篇6

【关键词】德国森林资源;环境监测;技术体系

德国森林资源调查监测主要包括以下内容：一是森林健康调查，该项调查从1984年开始每年进行。二是全国森林清查，周期为10年，1986-1988年原西德开展过一次，2001-2002年开展了东、西德合并后的第一次真正全国范围的清查。三是森林土壤调查，1987-1993年开展第一次，2006-2008年第二次，周期为15年。从抽样框架上看，德国的森林资源环境监测体系分为3个层次，第1个层次是以高斯-大地坐标系为基准建立的系统性网状抽样（16km×16km，8km×8km或4km×4km密度）的监测样地体系，称为大规模森林状态监测体系，简称水平I监测体系；第2个层次是在典型的森林地区建立固定观测样地进行的森林生态系统强化监测体系，简称为水平II监测体系；第3个层次是为研究森林生态系统过程的一般问题，由一些集中的研究组织和研究场地构成。

从监测内容上看，德国国家森林资源环境监测体系主要包括3个方面的内容:一是全国森林资源清查；二是全国森林健康调查；三是全国森林土壤和树木营养调查。3种调查周期不同，内容不同，综合起来，构成了德国森林资源监测的技术体系。

1.全国森林资源清查

德国的森林调查始于1878年，初期是通过询问作为纳税的基础，各地做法各异不便进行比较，逐步发展成比较系统的森林经理调查，这项工作主要在国有林、集体林和大的公司林中定期进行，小林主的森林一般不进行正规调查，因此，常造成整体森林资源不清问题。西德1971年对巴伐利亚进行全州森林资源清查，1976年开始讨论全国森林清查问题，直至1984年修改联邦森林法，明确规定用抽样调查方法，全联邦统一程序进行清查，必要时应定期复查。从1986年到1988年各州进行了森林资源清查，最后由西德农林部汇总分析，于1990年印出报告。森林现状的解析基准日为1987年10月1日。调查由各州独立进行，利用GIS进行全国汇总。这次调查，联邦森林面积计算误差为±10万hm2。目前德国正在酝酿进行新一轮的森林资源清查，这次调查将涵盖所有15个州，面积约35万km2。

2.森林健康调查

森林健康调查的目的在于弄清大气和土壤污染引起的森林损害趋势和程度。早在20世纪60年代，德国就开始大气和土壤污染对森林损害的研究，到80年代整个欧洲发现森林落叶和颜色发生异常，尤其是中山地带的针叶树更为突出。初步研究结果可能是空气污染所致，于是欧洲成立了“空气污染跨国长期公约组织”，有法国、德国等8个国家参加。决定从1985年起各国每年进行1次森林损害调查，参加国统一布点，在地形图公里网上每16km×16km布置样点进行观察并呈报成果，用于对整个欧洲进行监测，这个组织到1992年发展为23个欧洲国家，4456块样地，94699株样树，每年进行1次监测调查。

德国森林健康调查始于1984年，是在4km×4km的森林资源清查样地上进行的，为了避免对森林清查工作的影响，将损害调查样点向北移200m，从样点中心向东、南、西、北4个方向各引25m为观察点，每个观察点上选择附近6株样树进行观察。森林健康调查不包括林木的损伤。主要是观察树冠颜色和落叶情况，参照标准照片进行对比，落叶分健康、轻度落叶、中度落叶、严重落叶和死亡5个等级，树冠颜色变化分健康、轻度、中度和严重4个等级。每个样树还要记载国家、样地号、观测点、海拔、坡度、坡位、土壤类型、土壤水分、腐殖质、树种、虫害、火烧、真菌等。野外调查每年夏天由各州进行，约用6个星期，共调查4464个样地103422株样树，为分析欧洲大气污染提供了可靠的信息。

只有采用非常合适的监测方法，并进行不同水平的综合配合才有可能实现这些目标。在几个国际合作项目的实施过程中，采用了不同的监测强度和水平的组成结构。因为在大范围内对大量样地的监测，会揭示森林受害症状的大尺度和长期的发展；而在小范围内对少量样地广泛深入的强化监测会得到因果关系，再基于大尺度监测的数据就可能将这种因果关系外推到更大范围的地区。欧洲的监测项目（ICP）在德国体系的基础上也构造了3个水平的监测层次：水平I:不同森林类型的基本参数的大尺度调查。它主要对（林冠健康情况、土壤条件、叶片和针叶的元素含量）的基本参数调查；主要目的是获得与森林健康状况时空变化有关的结果。通过不同密度的国家网格和欧洲网格的系统抽样样地的低强度监测来完成。水平II:目的是认识森林生态系统功能中的关键因素和过程的强化监测。这主要是通过对一定数量的在其分布区域内具有代表性的永久监测样地进行监测来完成的。水平III:对特别的森林生态系统进行研究分析，目的是深入了解空气污染影响的因果关系、途径，建立一些适合于详细研究生态系统内所有组分之间复杂的相互作用的永久样地，并进行有关研究（例如包括生态系统的平衡）。

3.森林土壤和树木营养调查

德国每15年要进行一次全国规模的森林土壤调查，目的在于了解通过土壤传播的病害或因土壤养分不平衡所引起的森林病虫害及森林退化，为绘制森林立地图提供资料，并与森林健康调查相结合来分析工业污染情况，评价地下水质量。全国采用8km×8km网格系统样地，为了与森林损害调查相结合，在16km×16km网点上，与森林损害调查的中心点重合，每一样地，要记载样地情况，挖土填坑、记载土壤结构，并取土样、收集样树叶，目测树冠损害情况。全国共1700个样地，原西德自88年开始调查，原东德部分的调查始于1990年。采集主林层的样叶，阔叶树在7月中旬到8月上旬收集，针叶树一般在非生长季节采集。云杉采集第7轮枝的1至3年生叶，松类采集自树顶向下第2轮枝的1年生针叶，阔叶树一般采树冠上部的树叶。为了保证土壤分析的质量，在全国土壤化验室之间进行了一次“环形试验”，即将同一样本分送到各个土壤化验室进行分析，各化验室将结果报中心研究院，对结果进行比较，对差异结果进行分析，找出原因，然后再试验，直到达到精度要求。最后将分析方法、所用材料严格规定，才由这些化验室对土壤调查所采集的样本进行化验分析。

4.典型的森林资源与环境监测网点

由于森林和环境的关系密不可分，环境的监测离不开森林资源的监测，因此，德国森林资源的定位监测是和环境的定位监测结合进行的，所建立的监测网点都是综合性的。主要的森林资源与环境监测网点有:

（1）联邦环境局的测量网：监测空气污染是联邦各州的任务。总计在联邦共和国大约有500个空气测量站。当然，装备不完全相同，量测的内容也不完全相同。除了各州的量测网外，联邦环境局有一个空气测量网，主要服务于测量大范围内的空气污染、确定跨地域的损害物的传输以及观察偶然的特别污染。

森林资源环境影响评价分析 篇7

在生存条件的诸多问题中, 森林的作用是很大的。在林业工作中, 历来都是通过营造防护林、保护野生动物、扩大天然游憩林、发展造林和治山事业、防治病虫害、减少森林火灾等各种措施来充分发挥森林的作用。为了保证今后的林产品供应和更快地具有公益效能的森林资源, 必须注意解决林业工作中遇到的新问题。

1 森林环境评价基础

森林环境效能的效益是属于外部经济, 是无法以市场经济结构占保证社会需求量的公共财产, 森林具有社会资本的性质。由于森林环境效能无法通过市场机制给森林所有者带来利益, 所以, 使个体生产条件和社会生产条件产生了差别, 要保证社会需要的公益效能的水平和内容是很困难的。因此, 需要国家进行政策干预。补助金、贷款和纳税制度等辅助措施能够部分消除个体生产条件和社会生产条件之间的差别。要想完全消除这种差别, 从理论上来说, 需要通过提高辅助措施给森林所有者补助, 其金额同森林公益效能的货币价值相等。有关森林环境效能的费用负担是这些辅助措施所需财源的社会负担。因此, 要确定费用负担标准, 就需要对公益效能进行计量和评价。

2 森林环境评价特点

森林资源与环境评价应该包括综合生产力中的各项因子。所谓综合生产力, 即指一定立地条件下林地单位面积上可经营利用产品的年产量及间接效益与平均利用量的总和。任何一种资源的经济评价均要求具有该种资源的数量统计指标。由于现阶段森林培育粗放, 统计水平较低, 况且, 间接效益从未进行过统计, 因此, 森林环境评价是一个相当复杂的问题。此外, 森林环境效能的统计指标具有多样化特点, 某些效益可采用计量单位计量, 而另一些效能 (游憩、降低噪音) 则需要采用特殊指标计量。森林公益效能形成过程中付出的劳动消耗是经济评价问题的关键, 在现行的文献资料中, 对天然林内自然形成的公益效能和人工林内付出一定劳动消耗所得的效能不加以明确区分, 尽管如此, 这些资料的经济评价问题具有非常重要的意义。

3 森林环境效能经济评价的基本方法

根据世界林业大会文献资料, 森林环境效能的计量问题在任何国家均未得到完全解决。前苏联、美国及德国等国家的概算数字表明, 森林环境效能的经济评价数字应为木材生产评价数字的1.5-2倍。世界各国目前采用的评价方法基本上可分为两类, 即效果评价方法和消耗评价法。前者评价森林公益效能的利用效果, 如农作物产量的提高及河川水文状况和水质的改善等。后者评价利用, 保持从加强森林公益效能的直接和间接消耗, 如恢复土壤肥力消耗, 游客游憩消耗及设立人工游憩设施消耗等。

森林公益效能消耗评价方法同样具有种类繁多的特点, 因此同一效益的评价结果差异较大。目前采用的森林公益效能消耗评价方法主要有以下4种:

(1) 以木材最大利用率 (年平均生长量) 实际价值或森林游憨利用导致的木材蓄积量损失为依据; (2) 以技术手段获得与森林公益效能作用结果相同的产品生产费用为依据; (3) 以利用森林公益效能的附加劳动消耗和费用消耗 (包括营林消耗) 为依据; (4) 以可以补偿森林公益效能利用损失的育林费或育林补偿消耗及公益效能利用消耗总额为依据。

上述第一种评价方法把与森林公益效能利用无直接关系的木材利用量作为计算依据是错误的。第二种计算方法的计算结果相当不可靠, 况且, 并非所有的森林公益效能均能通过技术手段获得。第三种评价方法最切合实际, 最合理, 而且最有发展。这种方法采用可补偿的具有潜在利用能力的森林公益效能做出评价。此外, 采用这种方法还可使森林综合生产力各项因子的经济评价采用统一的方法。

4 涵养水源功能评价

河川的水文状况取决于以上几种因素:气候、地质形态、土壤因素等。森林对河川径流的形成起着重要影响作用, 它能降低地表融雪水和雨水的径流过, 并使其渗入地下, 变为地下径流, 从而可降低洪峰高度, 提高平水期的水位, 防止水库被土壤水蚀产物淤塞, 并可改善水质。森林的水资源调节效果的经济评价主要取决于两个因素: (1) 集水地区径流的增长状况; (2) 水源的经济评价值。在最佳森林覆盖率条件下, 森林可最大限度地发挥对集水区水源平衡及河川径流状况的有益影响, 即地下径流的增长量可达最高值。低地沼泽林区的最佳森林覆盖率为35%-65%, 森林草原地区为20%-30%, 草原地区为15-20%。进行经济评价时, 采用与实际最佳森林覆盖率相符的地下径流增长平均值。

除此之外, 根据森林采伐前后的水土流失量变化也可以评价森林涵养水源和调节水分效能。由于森林采伐后地表径流增加会使水源平衡状况受到破坏, 从而使修建水库、水闸及堤坝的费用增加。尽管水利工程措施是一种有益措施, 但有时也会导致不良后果, 如淹没农田等。因此, 只有调整采伐利用强度才是一种避免产生这种不良现象的有效方法。

5 防止泥沙流失效能评价

治理土坡侵蚀是一项复杂的农业、林业及水利工程综合技术措施, 其中水利工程措施是为了防止侵蚀沟的形成和发展, 农业技术措施是为了保持土坡肥沃的表层, 而水源调节林和护田林则是为了改善农田水文及小气候条件, 以提高农作物产量。显然, 由于土壤侵蚀治理采用了综合性措施, 因此, 其经济效益的确定也要采用综合性计算方法。土壤侵蚀会给水利、渔业、河运、公共产业、水利发电及道路建设等为数众多的部门造成重大的损失。

水土保持林和水利工程设施是可长期发挥防护作用的设施, 并以折旧形式算入附加成本中。林分保护和抚育费用及水利工程设施的维修费和农业费用, 全部加入该年度的农作物生产成本中。

6 保健游憩效能

利用实际尺度来计算森林保健游憩的作用, 计量方法多种多样、本文介绍的是用货币价值来计量其效益的经济评价法, 即政策价值法、费用价值法、代替价值法。

所谓政策价值法就是森林主管单位在其所管辖地区内, 从以往的经验出发, 经过深思熟虑, 对森林作出最佳判断而赋予的价值。

所谓费用价值就是利用森林保健游憨效能, 以人们的消费金额作为森林保健游憩效能的价值。

所谓代替价值, 可以把它当做与森林的保健、游憩这种服务相等的价值, 若还有其他手段的保健、游憩服务, 则以“其他手段”的服务费用作为森林保健、游憩效能的价值。例如, 要考虑森林的“其他手段”, 即城市公园、游览胜地等的保健、游憩服务, 它与代替价值是吻合的。

摘要：本文重点介绍了有关森林环境评价的理论、原则以及基本方法。

关键词：森林资源,环境评价,分析

参考文献

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森林环境监测 篇8

森林环境是人类自然环境中生物环境的重要组成部分, 是地球生物圈中的重要成分, 也是地球陆地生态系统的主体。森林环境具有的生态效能包括涵养水源、保持水土、防止土地沙化、防止土壤退化等。此外,森林不仅是人类的重要环境条件, 也是人类可利用的再生资源, 它对人类有着重要的经济价值。同时森林对CO2的影响, 可使温室效应减缓, 对防止地球气候变暖能起一定的遏制作用。因此, 做好森林环境监测工作对于人类社会与环境的协调发展和课持续发展有着极为重要的意义。

森林监测节点具有大空间范围分布的特点, 无法用物理连线为传感器节点提供电源。因此, 持续、稳定可靠的电源来源是大范围分布无线传感网络面临的一大技术挑战。基于森林环境太阳能丰富的事实, 本文提出基于反激变换电路拓扑将太阳能能量转化为电能为无线传感器节点提供能量。

同时, 基于太阳能供电情况, 设计了基于CC2430+STM32+GPRS的森林环境无线监测系统。通过安装在森林中的无线传感器节点, 实时采集温湿度及二氧化碳浓度等关键参数, 以多跳方式将数据包及时发送至网关控制中心。然后, 通过GPRS网络将数据发送到工作人员手机和监控中心, 对森林环境进行实时有效监测。

2 基于反激变换电路拓扑的太阳能量管理系统

本文利用非连续电流模式(DCM) 下的定导通时间反激变换器(flyback) 实现电源与负载动态阻抗匹配,既能完成太阳能最大功率点追踪(MPPT), 又能在没有备份电池的前提下有效解决冷启动问题。

本文所设计的太阳能量管理系统如图1 所示, 该系统采用反激变换电路拓扑, 实现输入电压的升降变化。线性稳压器1 和振荡器用来实现系统的启动。无线传感网络中充当节点的低功耗的无线单片机CC2430 作为整个系统的控制器, 可以实现太阳能的MPPT算法。

反激变换器的电路结构如图2 所示, 升降压变换器可以应对大范围的输入电压, 非连续电流模式下的反激变换器充当一个无损耗的电阻, 可以有效地降低系统功耗, 提高能量转换效率。为了实现MPPT算法, 控制器可以通过感知Rsense的电流计算出流向反激变换器的平均能量, 这种方式既降低了电路的复杂性又简化了MPPT算法, 达到了降低功耗的目的。控制器的动态功耗与自身的时钟频率成正比, 这是该系统的主要功耗来源。相比于定频率工作模式, 定导通时间工作模式要求更小的时钟频率, 所以为了降低系统功耗, 反激变换器采用定导通时间的工作模式。

在定导通时间工作模式下, 控制器按照如下步骤实现MPPT算法: 控制器在反激变换器导通时间的中间点电感电流, 并计算出平均利用的能量。如果输入的平均能量增加, 反激变换器的切换周期会按照预定的阶段减小, 反之, 切换周期会增加。爬山法会在最佳切换时间周围继续进行。因为环境条件比如温度、光照强度等变化的速度比处理器的速度要慢, 为降低功耗,MPPT算法会周期性的执行。本系统实验条件下, 控制器以8 兆赫兹的频率执行20 毫秒的MPPT算法, 然后以1 兆赫兹的频率进行2 秒的休眠。数据显示, 在执行MPPT算法期间消耗了780 毫瓦的能量, 休眠期间消耗了330 微瓦的能量, 控制器消耗的平均能量为408 微瓦。

系统的启动: 为了降低阻抗匹配机制并且不改变反激变换器的输入阻抗, 控制器由反激变换器的输出电压经稳压器后直接供电, 这就引起了起始阶段由于储存在DC总线中的能量几乎为零而导致的冷启动问题。为解决冷启动问题, 本系统采用直接由太阳能供电的低功耗振荡器, 产生起始阶段驱动反激变换器的脉冲信号,使反激变换器正常工作。本系统采用两个电压比较器和二选一多路复用器, 动态比较两组电压大小, 当太阳能电池板输出电压和反激变换器输出电压都大于阈值电压时, 系统选择控制器取或者代振荡器产生脉冲信号并进行动态的阻抗匹配, 实现MPPT算法。控制器与振荡器工作条件下不同输入电压所对应的系统功率输出如图3所示(MCU表示控制器,OSC表示振荡器)。

3 基于锂离子电池和超级电容器的混合储能系统

锂离子电池与超级电容器这两种储能器件各具优势。对比超级电容器, 锂离子电池的充放电倍率较低,为0.2C~1C。锂离子电池在充/ 放电倍率和循环寿命上与超级电容器无法比拟, 但是锂离子电池的能量密度却远远大于超级电容器的能量密度。如果将锂离子电池与超级电容器混合使用, 可以减小锂离子电池的输出电流, 降低内部损耗, 延长放电时间。由于减少了锂离子电池的输出电流和充放电次数, 因此可以延缓失效进程。混合储能系统具有很好的负载适应能力, 能够提高供电的可靠性, 缩小储能系统的体积, 减小重量。总之, 超级电容器和锂离子电池混合使用, 可以扬长避短, 优势互补, 形成高容量、高功率、长寿命的混合储能系统,将扩展锂离子电池和超级电容器的应用空间。

太阳能存储系统结构框图如图4 所示, 本系统采用两个双向的升降压DC-DC变换器将DC-BUS分别同锂离子电池和超级电容器并行连接, 实现能量的双向流动控制。由于DC总线的电压为3.3V, 典型超级电容器的最大电压为2.5V, 锂离子电池的标称电压为4.2V,所以DC总线可直接与传感器节点为其供电。当电流由DC总线流向超级电容器时, 变换器工作在降压模式,反之变换器工作在升压模式。当太阳光照较强时, 多余的能量存储在超级电容器内, 当超级电容器的电压达到1.9V时, 太阳能提供恒定电流为锂离子电池充电, 直到超级电容器和锂电池充满电为止。当太阳能不足时,首先超级电容器放电至DC总线。当超级电容器电压下降到0.8V时, 锂离子电池开始放电至DC总线。实验证明, 该能量存储系统可以稳定高效地完成能量流向和流量控制, 可以保证传感器节点在森林环境下连续工作。

4 系统的组成与原理

Zigbee网络主要有星形网和网状网2 种拓扑。在各种无线传感网络中, 基本的星状网络是一个单挑(single-hop) 系统, 星状拓扑结构简单, 整体功耗最低,但是节点与几站间传输距离有限, 通常ISM频段的传输距离为10-30 米。与星状拓扑相比, 网状拓扑系统是多跳( 即多次中继) 系统, 传输距离比星状网远得多, 但是功耗较大。一般情况下, 森林地区环境恶劣, 植被茂密, 天气多变, 这些不利因素会缩短传感器节点的有效通信距离, 导致数据丢失。为了提高无线传感网络的鲁棒性, 避免数据丢失, 系统采用星状—簇首—路由拓扑结构。该拓扑结构综合了星形网和网状网的优点, 能够有效提高网络的可靠性与稳定性。

在无线传感网络中, 传感器终端节点随机部署在森林内, 配置有低成本、低功耗的微处理器, 可采集森林温湿度和二氧化碳等环境监测参数。若干个相邻的终端节点构成一个称为簇的自组织网络, 簇中的传感器节点又分为簇首和普通节点。簇首主要用于数据的转发及融合。普通节点只能与簇首通信, 即把采集到的数据跳转至本簇的簇首。汇聚节点( 协调器) 主要负责网络的建立, 以及网络的相关配置。最终汇聚节点将监测到的数据转发到网关控制中心, 经过数据打包, 再由网关通过GPRS网络将数据发送到工作人员手机和监控中心。一般情况下, 监控中心对接收到的数据进行处理分析, 并提供数据查询和管理等功能。紧急情况下, 工作人员收到短信提醒后会立即启动响应, 能有效避免火灾等各类自然灾害的发生。无线监测系统整体示意图如图5 所示。

5 系统硬件设计

5.1 终端节点硬件设计

监测终端节点主要由传感器模块、无线通信模块和电源模块组成, 如下图6 所示。

数据采集模块主要由温湿度传感器和二氧化碳浓度浓度传感器以及A/D转换器组成, 负责采集森林环境温湿度及二氧化碳浓度等参数, 并且完成数据的A/D转换。数据处理模块负责处理、存储采集的数据。无线通信模块与簇内其他节点和簇首节点交换信息, 保存和转发相关数据。

传感器节点选用TI公司生产的CC2430 作为核心器件。CC2430 整合了业界领先的2.4GHz IEEE802.15.4/Zigbee RF收发机CC2420 以及工业标准的增强型8051MCU的卓越性能, 还包括了8KB的SRAM、大容量闪存以及许多其他的强大特性。CC2430采用低电压(2.0V - 3.6 V) 供电, 在接收机传输模式下的电流损耗分别为27m A及25m A。CC2430 的睡眠模式及其工作模式间的激活转换时间极短, 约为15ms。这些特性使得CC2430 适合于能量有限但又要求长期连续工作的森林环境监测。而电源模块采用前面介绍的的反激变换器进行太阳能量管理, 并通过太阳能量存储系统对节点进行供电。

温度传感器(AD590) 是美国ANALOG DEVICES公司生产的。它采用I2C总线的数字输出接口, 适用于150° C以下、传统电气温度传感器的任何温度检测应用。湿度传感器采用HS1101, 二氧化碳浓度传感器采用MG811, 光照传感器采用PGM5526。

5.2 网关控制中心硬件设计

网关控制中心如图7 所示, 由汇聚节点、STM32 控制器和GPRS通信模块组成。汇聚节点与STM32 芯片通过串口RS232 通信。

汇聚节点与终端节点硬件结构相同, 在此就不再做介绍。控制中心我们采用ARM公司推出的STM32F103系列增强型MCU。该MCU使用了ARM最新的、先进架构的Cortex-M3 内核, 该内核具有3 段流水线,可在单周期内完成32 位乘法等优点。STM32 采用低电压(2.0V—3.6V), 同时具有带唤醒功能的低功耗模式。在以72MHz的全速运行时, 处理器仅消耗27m A的电流; 待机状态时, 典型的耗电值下降到2µA。

GPRS通信模块我们采用的是SIMCOM公司的SIM900A模块。比起传统的SIM300CZ模块具有更加低功耗设计, 睡眠模式下的电流消耗仅为1.0m A。且内部集成了TCP/IP协议栈, 包含了功能强大的AT指令集, 便于用户开发使用。

6 系统软件设计

由于森林这一特定环境, 致使本监测系统各节点的能量消耗严重不均匀。越接近监测中心的节点数据传输量大, 导致其寿命短, 最终导致整个网络不能正常工作。为了降低功耗, 系统采用休眠—唤醒—休眠的工作方式。无线传感器网络中的节点并不是一直处于工作状态, 传感器节点通过时钟芯片PCF8563 间隔固定时间定时唤醒进行各个参数的采集并存储, 采集设定次数之后, 汇聚节点进行节点点名, 接收各个传感器节点的数据并通过其串口上传至网关控制器STM32,STM32 将接收的数据打包后利用AT指令控制GPRS模块将数据发动到工作人员手机和监控中心。

6.1 网关控制中心软件设计

网关控制中心由汇聚节点和GPRS通信模块组成。汇聚节点实现两方面功能: 一方面建立网络, 接收各个节点数据; 另一方面将数据存储后等待中断, 通过串口将其传输到STM32 中, 通过GPRS通信模块将数据发送到监测中心和工作人员手机。

汇聚节点工作流程如图8 所示。汇聚节点上电后,首先网络层通知物理层进行信道扫描, 寻找空闲信道建立新网络, 同时为新网络选择一个唯一的PAN标识符, 并为自己选择一个16bit的MAC短地址( 一般为0x0000), 当有终端节点加入网络时, 汇聚节点给它分配一个唯一的网络地址, 如此完成建立网络的过程。启动网络后启动任务循环, 以中断的形式接收来自串口的控制命令和无线传感器节点的数据并进行相关处理。其处理的工作主要包括在接收时去掉冗余和丢弃多余数据帧。然后调用函数Uart TX_Send_String() 将处理好的数据通过UART0 发送到网关控制器STM32。STM32处理器将数据打包并通过向GPRS模块写入AT指令将数据发送出去。

6.2 终端节点软件设计

终端节点主要负责采集并向汇聚节点传输温湿度和二氧化碳浓度等数据。为了达到高效节能的目的, 传感器节点平时处于最低功耗的运行模式PM3, 此时稳压器供电的所有内部电路都关闭, 只有通过上电复位和外部中断才能唤醒设备, 使它返回活动模式。本文利用时钟芯片PCF8563 的RTC定时器为传感器节点提供外部中断信号。终端节点工作流程图如图9 所示。

节点上电后, 首先进行初始化并加载PCF8563,然后寻找路由加入网络。加入网络成功后设备NWK层将其父节点相关信息保存在关联表中。加入网络成功后, 判断计数器n的值。若n小于30, 则调用函数send Data() 将采集到的参数结合时间打包发送, 若发送未成功, 在下次启动时重新加入网络; 若发送成功后执行n+1 操作, 进入PM3 休眠模式。若计数器n=30, 则重新初始化, 重新加入网络。工作正常恢复后调用函数send Data(), 采集相关参数并发送, 然后加载PCF8563并清除中断标志等, 最后使传感器节点重新进入PM3休眠模式等待下一次唤醒。

7 实验测试及分析

由于森林环境比较复杂, 野外森林条件恶劣。无线信号传输距离收到一定限制。针对该情况, 在南京钟山景区某森林做了小规模测试。

实验使用了10 个终端节点与2 个汇聚节点共12 个节点做测试。数据采集周期为每10 秒采1 次; 唤醒通信周期为1 分钟中的前15 秒, 其余时间节点处于PM3休眠模式。

该部分对系统的可行性进行整体测试。首先分别将汇聚节点无线通信模块和传感器模块的.hex文件烧入,打开监控中心上位机端的GPRS远程监测管理软件, 并设置好本地IP地址、端口号等, 将汇聚节点和STM32控制的GPRS模块用RS232 连接起来, 并打开GPRS模块和无线通信模块, 然后将12 个传感器节点打开,进行测试。测试结果如下图10 所示。

经过系统整体测试, 虽然节点都采用了功率放大芯片来增加无线射频的通信距离, 但由于森林环境的各种干扰, 节点的现场最大单跳稳定通信距离只有大约60m, 数据传输成功率则可达到95% 以上, 满足森林环境监测指标; 同时, 经过连续一周实验后, 通过10 个终端节点的锂离子电池电量剩余量显示, 该太阳能供电方案能够有效增加Zigbee无线传感网络的寿命。

8 结束语

本文介绍的基于太阳能供电的森林环境监测系统,是通过无线传感网络数据采集节点获取所需的温湿度及二氧化碳浓度等参数, 利用汇聚节点把这些参数整合后, 通过GPRS无线通信的方式将数据经由移动基站和Internet网络送至工作人员手机和远程监控中心。经测试, 天气晴好状况下, 该系统的前端太阳能供电部分能够持续为传感器节点供电。整个监测系统能够实时监测森林环境温湿度等参数, 并能通过检测二氧化碳浓度实现火灾预警, 具有很好的实用性。

参考文献

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森林采伐作业与生态环境保护 篇9

1.1 引起水土流失

森林主要通过枯枝落叶层、森林土壤和林冠的保护作用减缓水土流失, 森林采伐作业在不同程度上破坏了森林的结构。 (1) 林地的枯枝落叶层减少。森林采伐后, 失去了林冠的荫蔽, 地被物的温度升高, 抑制分解生物活动的含酚类林冠物质输入减少, 共生菌减少, 非共生的腐养生物活动加强, 这一系列变化最终导致枯枝落叶层的迅速分解。同时, 枯枝落叶层的堆积、甚至焚烧等林地清理作业, 也起到了同样作用。 (2) 林冠挡雨功能消失或部分消失, 土壤表层受到采伐作业的破坏, 共同导致水土流失加剧。 (3) 集运材道路以及装车场等土木工程修建进一步影响了土壤的稳定性。以上原因造成了森林采伐后水土大量流失。据苏益测定, 采伐迹地的水土流失量是林地的3~4倍。研究发现, 伐区道路单位面积地表侵蚀量是未受干扰林区的220倍。

1.2 导致对森林生态系统多样性退化

森林生态系统是最复杂的生态系统, 其水平结构、垂直结构和营养结构复杂, 藤本、攀援、寄生、绞杀、附生等植物丰富。森林采伐经常会导致森林生态系统简化、退化甚至消亡。 (1) 目前的人工用材林大多树种单一。甚至单一无性系集中连片种植, 使森林类型、森林组成、群落结构十分简单, 常常是一个树种的单层同龄纯林。物种丰富度大大下降, 造成生态系统十分脆弱, 使其适应性与维护地力的能力也大为下降。 (2) 林业采伐导致的森林生态系统退化, 甚至消亡。如择伐方式和强度不当形成的残次林和灌木林, 以及森林滥伐所形成的林地沙漠化、沼泽化和盐碱化等。

1.3 引起森林景观破碎化

在目前的森林采伐作业中, 伐区的布置采用的是间隔块状或带状采伐, 目的是利用邻近未被采伐的林分, 为采伐地提供种源, 以保证林地的天然更新。此外, 该作业法便于设置和修筑公路, 把采伐引起的水土流失分散到整个景观中, 降低局部侵蚀。但这种散布式采伐所引起的景观破碎化, 已证明对物种的生存造成了不利影响。

2 森林采伐作业环保技术及对策

2.1 集材方式选择和集材机械的改进

减少集材作业对林地生态的影响, 要结合各地经济技术发展的特点, 通过改进作业机械、完善作业技术予以解决。伐区机械应具备轻便、灵活、快速、经济等特点及少破坏地表和幼树。近几年, 我国在架空集材索道的结构和类型的完善方面进行了一些有益的探索, 适合山地条件的天然林择伐集材索道和轻型人工林间伐集材索道已开始得到应用。畜力集材具有对土壤破坏小, 对幼树幼苗损伤小, 无废气污染等优点, 为发展中国家提供了一种经济又满足生态保护的可行的集材方式。我国东北林区近几年使用牛、马车等畜力集材的比例有所上升。在坡度小的伐区, 传统上仍沿用拖拉机集材为主。通过提高林道网密度, 减少集材拖拉机的通过次数以降低对林地土壤的压实程度, 完善作业方法如拖拉机不越出集材道, 装车场铺设灌木和枝桠, 采用犁耕法等恢复集材道上的土壤;伐区作业尽量避开雨季, 在寒冷地带增加冬季作业的比重以充分利用冰雪道集材等措施, 都能减少作业对森林生态环境的不利影响。

2.2 保护保留木的技术措施

降低采伐作业对保留木损伤的措施主要有:定向伐木、合理选择机械设备、合理配置集材道和楞场、限制采伐强度等。通过培训熟练工人提高伐木操作技术, 增强作业时的环保意识。加强前后工序的合作, 严格管理等都可有效地减少保留木的损伤。在择伐作业中, 通过深开下口, 多打楔子, 树倒前快速拉锯, 可使伐木倒向准确, 减少周围树木的损伤。林内造材、集材中定线路均可避免对保留木大面积的干扰和损害。

2.3 代区清理措施的改进

天然林采伐后应尽量采用不炼山方法清理林地, 把剩余物散铺或带状堆腐, 从而达到减少对土壤干扰, 增加幼林地地表覆盖度, 保蓄养分之目的。以全面劈杂, 带状清理林地代替全面炼山。采用化学灭草代替人工劈草炼出, 可降低成本, 且枯死杂草覆盖林地, 可保持水土, 提高土壤肥力。同时伐区清理要尽量把采伐剩余物留在迹地上。保留一些倒木和活立木, 依靠迹地留下的大量有机物为下一代的森林更新创造良好的物质基础, 这是维持和恢复森林生态系统的重要途径。并为野生动物提供必需的生态, 为下一代的更新提供种源。增加森林结构的合理性。

2.4 完善采伐技术政策

有的国家还注重从生态环境保护出发审视和修订采伐技术政策。20世纪80年代中期, 前苏联营林部门就对森工部长期采取的技术政策提出异议, 并基于国家发展区域经济的背景, 为各区域、各种类型的森林确定最优采伐方式和更新方式。采集作业机械化程度仍要提高。但要因地制宜地采取机械化与手工生产并存。在一定时期内形成人、机、畜并用的多层次结构。采伐机具宜采用油锯为主, 推广轻型油锯打枝, 积极发展拖拉机集材 (坡度200以下) 和架空索道集材 (坡度200以上) 。

2.5 采伐方式优化与伐区配置

森林病虫害监测技术研究综述 篇10

1 地面调查技术

1.1 地面人工调查技术

地面人工调查是传统森林病虫害监测的重要方法, 随着数学技术的发展, 森林病虫害地面调查引入了现代统计学方法, 抽样调查技术在森林病虫害监测中得到了广泛应用。森林病虫害监测地面调查, 根据不同森林病虫害的生物学特性、发生密度和林间各种环境因子的分布差异, 按照森林病虫害林间分布型, 选用适当的取样方法和调查项目, 开展林间调查, 再选择适用的计算指标和计算方法, 以准确描述森林病虫害发生和危害情况。

林业调查常用取样方法主要有分级取样、分段取样、典型取样、随机取样, 其中随机取样常用方法主要有五点式取样法、棋盘式取样法、对角线取样法、“Z”字形取样法、平行线取样法。常用调查方法主要有捕捉法、搜索目测法, 其中捕捉法包括网捕法、震落法等。

描述森林病虫害危害情况的指标主要有绝对指标和相对量指标。时间指标用发生期表示, 如始见期、始盛期、高峰期、盛末期和终止期, 也可以用发育历期和期距表示。危害程度用发生程度表示, 常用指标主要有感病指数、虫情级、有虫株率等。发生范围一般用分布面积、发生面积、受灾面积、成灾面积等表示。

1.2 诱捕法调查监测技术

利用害虫的趋性诱捕害虫, 根据诱集的数量来调查害虫的分布或发生状况, 主要有性诱剂引诱法、灯光诱捕法、食物诱捕法等方法。

1.3 地面远程监测技术

利用雷达监测害虫迁飞动态, 或者利用现有视频监控设备与网络对重点区域森林进行实时监测, 以及利用化学传感器、声学传感器等实时监测重点区域森林背景信息变化状况并据此评估森林健康状况。

1.4 地面自动监测技术

利用虫情测报灯、孢子捕捉器、小气候信息采集系统等自动地面监测系统, 或者将其组合成森林生态远程实时监测系统, 用来监测森林病虫害发生发展情况。

1.5 GPS与GIS技术的应用

利用全球定位系统 (GPS) 和地理信息系统 (GIS) , 开展森林病虫害监测调查与数据处理, 从而快速获得高质量的森林病虫害监测数据[1]。

2 遥感监测技术

森林病虫害对森林植物的危害, 引起森林植物叶片中细胞活性、含水量、叶绿素含量等的变化, 导致森林植物的光谱特性, 尤其是其强吸收区和强反射区2个波段的反射率值的变化, 使得林冠在蓝光、红光、绿光和红外波段的吸收率和反射率发生变化, 这些变化反映在遥感影像上, 然后根据遥感图像上的光谱反射率的差异和结构异常, 运用图像增强处理和模式识别技术, 在地理信息系统和专家系统的支持下, 就可以实施对森林病虫害的监测。

2.1 空基平台遥感监测

航空遥感监测森林病虫害的方法主要有航空目视勾绘、航空电子勾绘、航空摄影、航空录像, 随着航空摄像成本的降低, 航空勾绘技术已经被淘汰。随着GPS与GIS技术在航空遥感上的应用, 已经实现了遥感信息的快速提取与处理, 大大降低了航空遥感监测森林病虫害的成本。

2.2 天基平台遥感监测

森林病虫害卫星遥感监测, 主要是利用地球资源卫星照片的林冠光谱特征, 对森林健康状况进行评估。随着高分辨率遥感技术、光谱分析技术、参数成图技术、数学技术、图像处理与模式识别技术的发展和GIS的应用, 森林病虫害卫星遥感的时间与空间分辨率越来越精细, 所获得的森林病虫害监测数据越来越精准。

2.3 地基平台遥感监测

除了远程视频监测之外, 雷达遥感对害虫迁飞进行监测, 能够获得较为满意的监测结果[2,3]。

3 监测数据处理技术

传统的森林病虫害监测数据处理都是采用统计学方法进行数据处理, 随着数学和系统学技术引入, 在森林病虫害监测数据处理中除了采用现代统计学方法之外, 还普遍采用聚类分析、时间序列分析、灰色分析、神经网络分析等方法, 再加上计算机技术和网络的应用, 大大提高了现代森林病虫害监测数据处理与预测预报的时效性。

在我国, 国家林业局开发了森林病虫害信息处理系统以及相关数据处理工具, 并建立了国家级中心测报点基础数据库, 解决了基层监测预警单位数据处理的难题。

3.1 国家级中心测报点基础数据库

我国目前建立的基于Web GIS国家级中心测报点基础数据库 (图1) , 通过网络将中心测报点基础信息上报, 随着数据库扩展和相应应用程序的开发, 以及森林医院网站的建设, 还可以实现远程咨询、培训、诊断等功能。

3.2 森林病虫害信息处理系统

国家林业局建立的以森林病虫害防治管理软件 (图2) 和病虫害防治信息中心处理网站 (图1) 构成的全国森林病虫害防治管理信息系统, 搭建了虫情信息网络传输和管理通道, 实现了对上报数据的有效管理, 推进了森林病虫害监测信息的网络化、自动化管理。

3.3 研制监测预报工具软件

国家林业局自主研发的“森林病虫害预测预报软件”和“中国森林病虫指数系统”2个实用森林病虫害监测数据处理工具, 这2个工具对国家级中心测报点上报数据进行分析处理, 一方面为森林病虫害防治宏观决策提供依据, 另一方面也为基层测报人员提供了简便、高效、准确的数据处理与病虫情预测工具, 大大缩短了数据分析周期, 提高了森林病虫害监测预报工作效率和质量。

4 监测技术的集成

传统的森林病虫害监测预报以地面人工调查为主, 存在技术手段落后、劳动强度大、效率和预报准确率都不高的问题。现代的森林病虫害监测调查, 在积极运用航天遥感技术的同时, 还在地面调查中集成了自动虫情测报灯监测、性信息素诱集监测调查技术, 以及GPS和GIS技术, 我国还在监测信息处理中全面普及推广运用“森林病虫害预测预报软件”, 大大提高了森林病虫害监测预警的水平。

5 预警技术

5.1 预报

现代信息技术的发展, 互联网尤其是智能手机的普及, 使森林病虫害预报已经实现了网络化。尽管如此, 传统的电视预报与纸质预报, 在一定的范围内, 尤其是在欠发达地区, 还起着不可替代的作用。

2006年, 国家林业局组织成立了“林业生物灾害监测预报专家咨询组”, 对于进一步提高我国森林病虫害监测预报工作的效率和质量, 实现对重大突发性林业生物灾害做出及时准确的预测预报, 起到十分重要的作用。自2007年开始, 国家林业局还与气象局联合在中央电视台黄金时段发布“林业生物灾害预警信息”, 为社会公众和广大林农提供了及时的森林病虫害预报服务。2009年建立的网络森林医院 (图3) , 是一个综合性森林病虫害防治政府服务平台, 对指导全国各地开展林业有害生物的监测预报、检疫检验、防治救灾及突发事件的应急处置, 以及全国林业有害生物防治工作的行业管理, 发挥着十分重要的作用。

5.2 预警

在森林病虫害防治中引入灾害管理理论, 即林业生物灾害管理。预警是灾害管理中一个十分重要的环节, 是林业生物灾害管理中的基础性工作。林业生物灾害预警包括潜在威胁分析、真实威胁检定、警情发布和威胁的响应。国家林业局和部分省市林业行政管理部门先后发布了重大外来林业有害生物应急预案或重大林业有害生物灾害应急预案, 对森林病虫害的灾害事件进行了分级, 规定了应急响应程序与应急管理办法[4,5,6,7]。

6 精细化监测预报技术

2006年, 张国庆提出了生物灾害“双精”管理 (precision monitor, precision management, 2P) 理论, 2010年张国庆又在《生物灾害管理理论研究与生物灾害精确管理》和《生物灾害学》等文中, 将“双精”管理理论提升为精确管理理论, 其中就包括了森林病虫害的精密监测, 即森林病虫害的精细化监测预报[8,9,10,11,12,13]。

森林病虫害精细化预报, 是建立在生态学理论基础之上[14], 通过长期的森林病虫害监测数据的积累, 根据森林病虫害的生物生态学特性, 建立起森林病虫害的种群变化动态与环境因子变化之间的关系模型, 进行森林病虫情预测预报。

森林病虫害的精细化预报也包括“精”和“细”2个方面, 即在预报准确率要高 (“精”) 的基础上, 还要将预测预报的时间、空间、强度等维度的分辨率尽可能地做到小 (“细”) , 最大限度地满足森林病虫害防治实践的需要。

摘要：现代的森林病虫害监测调查, 在积极运用航天遥感技术的同时, 还在地面调查中集成了自动虫情测报灯监测、性信息素诱集监测调查技术, 以及GPS和GIS技术, 使监测效率与准确率得到了很大的提高, 随着科学技术的进步, 森林病虫害的监测正逐步迈向精细化监测预报, 以最大限度地满足森林病虫害防治实践的需要。

浅谈森林病虫害的监测与控制 篇11

【关键词】森林病虫害；监测；控制；措施

森林病虫害每年给我国造成的直接经济损失达数十亿元，对生态环境的破坏更是难以估量。由于社会经济和科技发展的局限性，过去人们在控制森林病虫灾害的过程中，总存在着被动抗灾的思想意识，往往在森林病虫害暴发成灾后，再筹集巨额资金救灾。《森林病虫害防治条例》中提出了"预防为主，综合治理"的方针。"综合治理"是一项复杂的系统工程，涉及到与森林病虫害发生发展相关的诸方面因素，但其核心内容还是落实在"预防"上，怎样预防灾害？除了营造稳定的森林生态系统，提高林分的自控能力外，从森防理论角度来看，是要在森林病虫害的增殖初期就采取有效的控制措施，防御大灾形成。要达到预防灾害的目的，认真做好森林病虫害的监测预报工作是关键，只有及时、准确地掌握森林病虫害的发生发展动态，才能适时做出正确的防治决策，采取有效的防治措施，达到治早、治小的目的。

1.森林病虫害的监测要素分析

要做到及时、准确地监测和预报，必须把握时间、空间和人三大要素。

1.1时间要素

把握好监测预报的时间有两个层面的作用。一是直接影响测报的准确性。按照森林病虫的生长发育规律，要在一定的时间区域和适宜的自然条件下，才表现出可视症状或前兆特征。如黄脊竹蝗产卵地调查，可行的时间区间在9月至次年5月，而在每年的10月左右于竹林中查找竹下盘枝条受害严重、地上可见到竹蝗尸骸（如头壳、前胸背板、足后腿节等）的地段进行调查，则可以大大提高调查的准确性和效率。过早这些特征尚未出现或不显著，而过晚这些特征又可能自然消失，使之难以分辨。二是森林病虫害监测预报有很强的时效性，尤其是暴发性害虫，如松毛虫、竹缕舟蛾等，如果不能根据准确的调查和在当地的发生规律及时发出预报，并采取有效的措施，在较短的时间内就能造成大面积的灾害。因此，掌握病虫的生物学特性及其在当地的发生发展规律，适时进行病虫情调查是做好测报的关键。

1.2空间要素

從空间上来说病虫的发生与自然环境条件密切相关。在森林害虫防治中有一个"虫源地"的概念，即每一个发生周期或大多数发生周期都起源于数个相对稳定的小面积地域，这些地域上害虫种群的动态往往是监测预测的重要依据，是预报的敏感地带。根据长期积累的调查资料和观测经验，找准"虫源地"，设立固定调查样地，定期观测调查，既能为掌握害虫在当地的发生规律积累有用的资料，又能提高测报的准确性和工作效率，事半而功倍。现在有人从地理生态学、景观生态学的角度来研究害虫种群的发生发展规律，希望找出害虫种群变动与地理景观之间的关系。这方面的研究成果将有助于提高选择观测调查点的科学性和机动性。

1.3人的要素

首先，社会对监测预报工作在预防森林病虫灾害中的重要作用应该有一个清楚的认识，投入足够的资金，采取严格的组织管理措施，这是最重要也是目前最薄弱的一个方面。

其次，对森林病虫害监测预报工作者的素质有较高的要求。专职测报员既要有较高的专业技术水平，在昆虫学、植物病理学、生态学、调查统计学等方面有足够的知识储备，又要具备良好的跨学科综合能力，气象学、系统控制论、仿真动力学、网络信息技术等学科的综合运用是森林病虫监测预报做到"耳聪目明"的基础。现代科学技术发展很快，为提高测报技术水平带来了便利，要有跟踪新技术发展并能将之应用于工作中的能力；还要有丰富的经验积累，这是发挥创造力的平台。既有高度的事业责任感，又有吃苦耐劳的敬业精神。

第三，林农观测森林病虫害的发生动态占有很大的时间和空间优势。让林农掌握森林病虫害监测预报基本知识，建立林农报告森林病虫情奖励制度，充分发挥林农的积极性，就能形成一张巨大的、严密的、高效的实时监测网。目前，各级政府和主管部门对森林病虫害监测预报工作对预防灾害的贡献率的认识还未达到应有程度。要转变"灾来救灾"的意识，将防御灾害工作的重点转移到"预防为主"的轨道上来还需要全社会的努力。

2.森林病虫害的控制措施

近半个世纪来，森林病虫害的防治取得了长足的进步，但也面临着许多新问题。化学防治以产生目标生物的抗药性、误杀天敌生物以及污染环境等问题备受批评。

生物防治以能克服上述缺点而被寄予厚望，也取得了一些成绩，不过仍有许多缺陷，如缺少人工施放的天敌生物种群持续存在的生态学动态证据，生物防治的研究者考虑更多的是食物链而不是食物网络的关系等等，在森林病虫害的生物防治方面，没有实质性的进展，也没有成功的事例表明在人工的或人工干预的森林生态系统中，建立了对森林病虫害控制持续有效的天敌生物种群。

由于生物防治的步履维艰，加上相关学科发展的推动，抗病抗虫选种、育种的研究形成了热点。特别是随着生物工程技术的进步，DNA（基因）重组技术突破了远缘杂交不亲和性的困难，为抗性育种开辟了新的途径。

对于现有的、具有一定生态系统性的人工林，采取改造提高其自我调控病虫灾害的能力，运用对环境和其它有益物种的生存和发展影响较小的各种措施，将有害生物控制在生态和经济效益可接受（或允许）的低密度，并在时空上达到持续控制的效果。对于现有的、不具有生态系统性的人工林，采取以基因工程为主的技术措施，培育适应立地生态环境的抗性树种，逐渐取代现有弱抗性或抗性衰退、丧失的树种。对于将有的人工林，采取生态控制的策略，从造林开始就将病虫灾害的自我控制作为和高质高产同等重要的目标，以期得到自组织的人工林生态系统，将有害生物控制在生态和经济效益可接受（或允许）的低密度，并在时空上达到持续控制的效果。

因此，森林及树木病虫灾害的生态控制技术和遗传（基因）控制技术是实现我国森林保护策略转移和扭转被动局面的关键技术。

生态控制的原理在于系统生态学。一个生态系统内，物种之间协同进化，不同种的有机体或亚系统协调共生、互惠互利，和谐高效利用系统的能量，系统中的所有生物都占领着一切可利用的生态位、摄取一切可利用的能量，从而形成最佳的物流与能流状态，使整个系统表现出高效和谐的持续发展。在这种协同进化过程中，物种常表现出抗逆性和变异性，这些抗逆性和变异性的基础来源于物种基因的调控表达和变异。因此，自然森林生态系统中各种组分形成的各级结构具有自我协调、自我组织、自我维持的稳定机制，这种机制构造了系统的自我调节功能，从而起到对病虫灾害的可持续控制。

遗传控制得以实施的基础是以基因工程为主导的现代育种技术。从林木或其它动植物体内定位到抗病、抗虫基因，并将其克隆、转入到林木体内，表达出对特定或大多数病虫害的持续高抗性。目前，涉及遗传转化的树种已达9科19属近30种。一些重要的树种如杨树、欧洲落叶松等已获得了转基因植株。在报导的林木基因工程的目的基因中，抗性基因的种类最为丰富，包括了抗虫基因、抗病基因、抗盐基因、抗寒基因以及抗除草剂基因。

对于客观上具有或可能出现一定演替过程、形成一定自组织性而具有一定程度自我调控病虫灾害的功能的人工林生态系统，其病虫灾害生态控制的研究趋势是：从乔、灌、草及农作物多植物种合理配置人手，提高系统内的生物多样性，改造现有林和营造混交林，为系统的演替过程构建初始可启动状态，使其伴随演替过程逐步最大程度地实现自组织性，从而形成一定程度的抗逆补偿功能和自我调控病虫灾害功能。 [科]

【参考文献】

[1]国家林业局植树造林司，国家林业局森林病虫害防治总站编.森林病虫害防治知识问答[M].北京：中国林业出版社，1999：47-49.

浅谈森林对生态环境的影响 篇12

1 森林与空气污染

正常情况下空气中的二氧化碳含量为0.03%, 当其含量增加到0.4%~0.6%时, 人们就会出现头痛、耳鸣、呕吐等各种反应, 当含量增至8%时, 就能致人于死地。

大气中, 除了二氧化碳外, 还有不少的有害气体, 如一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、氯化氢、氯气等。

人吸入有害气体极易引起气喘、咳嗽、进而使机体抵抗力减弱。近年来, 我国呼吸道疾病大增, 这与空气质量的恶化有千丝万缕的关系。

防止大气中的有害气体办法很多, 其中一条是植物防治, 利用加大森林植被的覆盖率有效的吸收空气中释放的有害气体, 以达到减少污染的作用。达到细化的杀菌作用, 这就是为什么人们在茂密的森林中感觉空气特别清新, 呼吸也特别顺畅的原因。据悉有的植物还有强大的驱蚊效果。

2 森林植被的放氧吸炭功效

70年代后期, 大多数研究认为, 森林遭破坏可向大气间接释放出贮存的碳。森林采伐或破坏造成的碳排放仅次于化石燃料燃烧造成的碳排放, 居第2位。根据目前的一些研究成果, 1850年~1980年化石燃料燃烧向大气中排放的碳为1500~1900亿t, 而森林采伐或破坏造成的碳排放量也达900×I200亿t.×不同时期对碳的年排放量的估计有很大差异, 如早期研究估计为10-r15亿t, 中期研究估计为20×80亿t, 而近期研究估计为4~7亿t. (S) 美国环保署的估计, 大气中CO:的上升, 有70%~90%是由于化石燃料燃烧的结果, 有10%~30%是森林采伐造成的。

据分析, 空气中只有达到正常的二氧化碳含量人才会感觉神清气爽。而当含量超过正常值后, 人就会出现异常反应, 严重可置人于死地。

而森林植被却是环境中氧气和二氧化碳的调节者, 植被群在自然光合作用下, 呼出氧气, 消耗二氧化碳, 所以说扩大的森林植被的覆盖率是净化空气的一个重要渠道, 据悉只有打约150平方米的绿叶面积, 才可以满足一个成年人一天所需要的氧气量, 大约10平方米的森林绿地, 才能保证一个成年人每天对氧气的需要。所以说扩大森林植被的覆盖率已经刻不容缓

3 森林与生物多样性

不同的物种在生物圈中的作用和地位有明显的区别。关于高等植物是生物圈中“构件生物” (modual organism) 的理论 (Harper J.L., 1986) 已受到普遍注目, 而高等植物是“遗传镶嵌休” (genetic mosaic) 的假说 (Whitham, 1984) 正在论证之中. (力森林及其生境不仅是野生动植物赖以生存和进化的基础, 而且对其它生态系统也有着深刻的影响.第10届世界林业大会 (1991年) 的专题报告认为:“森林消退是生物多样性面临的最大威胁。”

3.1 森林的生物多样性

森林的生物多样性表现在3个层次上:生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性, 其中森林生态系统多样性是森林中物种和遗传多样性的保证.由高等植物林、灌、草组成的森林约占全球陆地面积的1/3, 森林植物的生物量约占整个陆地生态系统的90%, 净生产量占陆地生态系统的70%;同时, 与草原、沙淇、苔原、海洋等生态系统相比, 森林特别是热带林生态系统是最复杂、最多样的生态系统, 其水平结构、垂直结构和营养结构复杂, 藤本、攀缘、寄生、绞杀、附生等植物丰富, 因此, 森林是陆地生态系统的主体, 是陆地上最典型、最多样、生物量最大、影响最大的生态系统.森林的采伐和破坏导致多样性的森林生态系统简化和退化, 甚至消亡, 如毁林形成的农田生态系统, 森林采伐后形成的残次林、灌木林、人工林, 森林滥伐而引起的沙漠化、沼泽化和盐碱化等。

森林特别是热带林是陆地上物种遗传多样性最丰富的区域, 作为人类食物的几十种作物中, 有一半是从热带森林群落中由人工选育出来的。据初步统计, 已知有2000多种热带雨林植物含有抗癌物质.在改良生物品质、培育优良品种的基因工程中, 被引人的优良基因和抗性基因的一个最重要来源就是森林植物中的野生种或亲缘种。

3.2 森林对其它生态系统生物多样性的影晌

森林破坏还会加剧生态环境恶化, 特别是温室效应加剧、蒸腾水分减少引起的陆地水分小循环减弱、气候干早化土地沙化、水质恶化等。例如, 森林破坏引起的水土流失, 导致江河、水库、湖泊甚至海洋生态系统水质恶化, 以及生物多样性发生变化。

4 保护生态环境的对策与措施

(1) 全球性协作。森林对生态环境的影响绝非仅仅是一国或一个地区的问题。而是全球性的, 因此。必须使全世界走向合作。对此。已经不仅仅是科学家们呼喊, 现已成为国际问题的“热点”, 仅1987~1991年就召开丁8次不同层次国际性会议。很多国家制定了保护生态环境、发展林业的规划。如墨西哥制定了《我们的大自然计划》、加拿大的《绿色计划》、我国的《森林保护条例》等等。

(2) 林业要向有利生态环境改善。未来的林业应以恢复森林植被为主导方向, 笙渐发挥森林的防风固沙、调节气候、保护生物墓因、改良土壤、涵养水源等多种生态效益。垂建地球的生态平衡。

(3) 林业要向特续方向发展。必须不断地扩大森林植被。使林业得以持续发展。进而达到维持生态平衡的目的。

(4) 制定规划, 采取措施发展林业。森林与人类赖依生存的环境密切相关, 在森林遭受严重破坏的情况下, 必须采取措施.发展林业。

(5) 以新的观念制定保证林业持续的新政策。

(6) 建立各种类型的自然保护区, 保存生物基因库, 保护物种多样性。

(7) 营造水源涵养林、防风固沙林、农田防护林。

(8) 加强宣传教育, 树立和强化环境意识、生态意识和森林意识。

(9) 重视科学试验研究, 为发展林业、治理环境、促进生态平衡提供科学依据。

5 结语