东北地区天然林资源保护工程生态保护成效分析

doi:10.7523/j.issn.2095-6134.2021.03.004

中国科学院大学学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (3): 314-322.DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2021.03.004

东北地区天然林资源保护工程生态保护成效分析

相恒星^1,2, 王宗明^1,3, 毛德华¹

1. 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春净月潭遥感试验站, 长春 13010;
2. 中国科学院大学, 北京 100049;
3. 国家地球系统科学数据中心, 北京 100101

收稿日期:2020-05-27 修回日期:2020-07-30 发布日期:2021-05-17
通讯作者: 毛德华
基金资助:
国家重点研究发展计划课题（2016YFC0500201）、吉林省科技发展计划项目（20200301014RQ）和国家地球系统科学数据中心（http：//www.geodata.cn）资助

Ecological effect of Natural Forest Protection Project in Northeast China

XIANG Hengxing^1,2, WANG Zongming^1,3, MAO Dehua¹

1. Changchun Jingyuetan Remote Sensing Experiment Station, Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Sciences, Changchun 13010;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. National Earth System Science Data Center, Beijing 100101, China

Received:2020-05-27 Revised:2020-07-30 Published:2021-05-17

摘要/Abstract

摘要： 东北地区作为全国重要的天然林分布区，是天然林资源保护工程（天保工程）实施的重要区域。系统开展东北地区天保工程实施前后生态系统变化的评估，对于工程实施效果提升与区域生态保护具有重要的科学意义。利用Landsat和MODIS遥感数据源及InVEST模型，从生态系统结构、质量和服务3个维度，综合分析东北地区天保工程的保护成效。研究结果表明：1）天保工程实施后（2000—2015年），森林面积增加2 133 km²。2）天保工程实施后，生态系统质量得到改善，叶面积指数和植被净初级生产力呈现上升趋势。3）天保工程实施后，森林生态系统碳储量增加49 Tg，森林生态系统产水量减少3.5×10⁹ m³，全区生境质量差的面积减少1 423 km²。4）天保工程总体上有显著的生态成效，但仍有产水量与生境质量、生态系统碳储量存在权衡等问题，区域生态系统的保护有待提升。

关键词: 森林面积, 生态系统质量, 生态系统服务, 天然林资源保护工程, 遥感

Abstract: As an important natural forest distribution area in China, Northeast China is a significant implementation area of the Natural Forest Protection Project (NFPP). The improvement of project implementation effects and regional ecological protection requires a systematic evaluation of ecosystem changes before and after the implementation of the NFPP. To achieve this aim, this study compared the changes in landscape pattern, ecosystem quality and services from 1990 to 2000 and from 2000 to 2015 by means of Landsat and MODIS data and InVEST model. Results show that 1) forest area increased by 2 133 km² from 2000 to 2015; 2) ecosystem quality was improved after the implementation of the NFPP characterized by increasing LAI and NPP; 3) forest ecosystem carbon stocks increased by 49 Tg and habitat area in poor suitable grade decreased by 1 423 km², while water yield of forests decreased by 3.5×10⁹ m³. Although NFPP has achieved obvious ecological effects, there were tradeoffs between water yield and other ecosystem services such as habitat quality and ecosystem carbon sequestrations. Given the findings in this study, we argue that regional ecosystem protection needs to be further improved, and this study will be expected to provide data support and scientific basis for rational use of regional natural resources and the construction of ecological civilization.

Key words: forest area, ecosystem quality, ecosystem service, Natural Forest Protection Project, remote sensing

中图分类号:

F326.2

相恒星, 王宗明, 毛德华. 东北地区天然林资源保护工程生态保护成效分析[J]. 中国科学院大学学报, 2021, 38(3): 314-322.

XIANG Hengxing, WANG Zongming, MAO Dehua. Ecological effect of Natural Forest Protection Project in Northeast China[J]. Journal of University of Chinese Academy of Sciences, 2021, 38(3): 314-322.

参考文献

[1] Liu D, Chen Y, Cai W W, et al. The contribution of China's Grain to Green Program to carbon sequestration[J]. Landscape Ecology, 2014, 29(10):1675-1688.
[2] Zong Y Q, Chen X Q. The 1998 flood on the Yangtze, China[J]. Natural Hazards, 2000, 22:165-184.
[3] Ren G P, Young S S, Wang L, et al. Effectiveness of China's national forest protection program and nature reserves[J]. Conservation Biology, 2015, 29(5):1368-1377.
[4] 张斯屿. 东北天然林保护工程森林态系统服务功能变化评估(1992-2015)[D]. 北京:中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所), 2019.
[5] Shi M Y, Qi J G, Yin R S. Has China's natural forest protection program protected forests?:Heilongjiang's experience[J]. Forests, 2016, 7(12):218.
[6] 陶蕴之, 吕一河, 李凤全, 等. 西南天然林保护工程区生态成效评估[J]. 生态与农村环境学报, 2016, 32(5):716-723.
[7] 杨全生, 汪有奎, 李进军, 等. 祁连山自然保护区天然林保护工程的成效分析[J]. 中南林业科技大学学报, 2015, 35(1):89-95.
[8] 孙传谆, 甄霖, 王超, 等. 天然林资源保护一期工程生态成效评估:以甘肃小陇山地区为例[J].地理科学进展, 2017, 36(6):732-740.
[9] 黄龙生, 王兵, 牛香, 等. 东北和内蒙古重点国有林区天然林保护工程生态效益分析[J]. 中国水土保持科学, 2017, 15(1):89-96.
[10] Wang Z M, Mao D H, Li L, et al. Quantifying changes in multiple ecosystem services during 1992-2012 in the Sanjiang Plain of China[J]. Science of the Total Environment, 2015, 514:119-130.
[11] Mao D H, Wang Z M, Wu J G, et al. China's wetlands loss to urban expansion[J]. Land Degradation & Development, 2018, 29(8):2644-2657.
[12] Mao D H, He X Y, Wang Z M, et al. Diverse policies leading to contrasting impacts on land cover and ecosystem services in Northeast China[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 240:117961.
[13] 赵鹏,陈桃,王茜,等.气候变化和人类活动对新疆草地生态系统NPP影响的定量分析[J].中国科学院大学学报,2020,37(1):51-62.
[14] Xiang H X, Jia M M, Wang Z M, et al. Impacts of land cover changes on ecosystem carbon stocks over the transboundary Tumen river basin in northeast Asia[J]. Chinese Geographical Science, 2018, 28(6):973-985.
[15] 王治良. 嫩江流域湿地自然保护区空缺(GAP)分析[D]. 北京:中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所), 2016.
[16] Xiang H X, Wang Z M, Mao D H, et al. What did China's national wetland conservation program achieve? Observations of changes in land cover and ecosystem services in the Sanjiang Plain[J]. Journal of Environmental Management, 2020, 267:110623.
[17] Donohue R J, Roderick M L, McVicar T R. Roots, storms and soil pores:incorporating key ecohydrological processes into Budyko's hydrological model[J]. Journal of Hydrology, 2012, 436/437:35-50.
[18] Droogers P, Allen R G. Estimating reference evapotranspiration under inaccurate data conditions[J]. Irrigation and Drainage Systems, 2002, 16:33-45.
[19] Dong Z Y, Wang Z M, Liu D W, et al. Assessment of habitat suitability for waterbirds in the West Songnen Plain, China, using remote sensing and GIS[J]. Ecological Engineering, 2013, 55:94-100.
[20] Fan F, Liang C Z, Tang Y K, et al. Effects and relationships of grazing intensity on multiple ecosystem services in the Inner Mongolian steppe[J]. Science of the Total Environment, 2019, 675:642-650.
[21] Gong J, Liu D Q, Zhang J X, et al. Tradeoffs/synergies of multiple ecosystem services based on land use simulation in a mountain-basin area, Western China[J]. Ecological Indictors, 2019, 99:283-293.
[22] 毛德华,王宗明,韩佶兴,等.1982-2010年中国东北地区植被NPP时空格局及驱动因子分析[J].地理科学, 2012, 32(9):1106-1111.
[23] 王玉纯, 赵军,付杰文, 等.石羊河流域水源涵养功能定量评估及空间差异[J].生态学报, 2018,38(13):4637-4648.
[24] 王蓓, 赵军, 胡秀芳.石羊河流域生态系统服务权衡与协同关系研究[J]. 生态学报, 2018, 38(21):7582-7595.

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Ecological effect of Natural Forest Protection Project in Northeast China

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[1]	陆小琳, 张万昌, 牛全福, 刘金平, 陈豪, 高会然. 黑龙江流域积雪的时空动态变化及其与气候因子的关系[J]. 中国科学院大学学报, 2021, 38(5): 601-610.
[2]	席彦新, 计璐艳, 耿修瑞. 一种多时相遥感图像多目标检测算法[J]. 中国科学院大学学报, 2021, 38(4): 503-510.
[3]	黄萍萍, 王峰, 向俞明, 尤红建. 基于V-CSK视频遥感卫星运动目标检测跟踪方法[J]. 中国科学院大学学报, 2021, 38(3): 392-401.
[4]	冯齐心, 杨辽, 王伟胜, 陈桃, 黄双燕. 基于时序光谱重构的卷积神经网络遥感农作物分类[J]. 中国科学院大学学报, 2020, 37(5): 619-628.
[5]	李森, 彭玲, 胡媛, 池天河. 基于FD-RCF的高分辨率遥感影像耕地边缘检测[J]. 中国科学院大学学报, 2020, 37(4): 483-489.
[6]	罗开盛. 基于面向对象技术的旅游用地遥感识别[J]. 中国科学院大学学报, 2020, 37(4): 490-497.
[7]	卢凯旋, 李国清, 陈正超, 昝露洋, 李柏鹏, 高建威. 基于负样本多通道优化SSD网络的钢铁厂提取[J]. 中国科学院大学学报, 2020, 37(3): 352-359.
[8]	矫腾章, 胡玉新, 吕鹏, 张凯, 台宪青. 一种在轨海上多运动舰船目标检测和跟踪方法[J]. 中国科学院大学学报, 2020, 37(3): 368-378.
[9]	毕森, 张丽, 谷雨, 王恒, 温礼, 李通, 毕京鹏. 21世纪海上丝绸之路沿线港口及港城关系变化分析[J]. 中国科学院大学学报, 2020, 37(1): 74-82.
[10]	贾莹玉, 刘士彬, 段建波, 谢帅. 结合质量控制的震后房屋倒塌众包评估模型[J]. 中国科学院大学学报, 2019, 36(3): 354-362.
[11]	朱思捷, 雷斌, 吴一戎. 基于稠密卷积神经网络的遥感图像自动色彩校正[J]. 中国科学院大学学报, 2019, 36(1): 93-100.
[12]	孙川, 宋小宁, 周芳成, 李召良. 有云大气对AMSR-E传感器各通道微波信号影响的分析[J]. 中国科学院大学学报, 2018, 35(1): 42-49.
[13]	江威, 何国金, 彭燕, 王桂周, 王猛猛. 夜光遥感在“一带一路”战略中的应用潜力展望[J]. 中国科学院大学学报, 2017, 34(3): 296-303.
[14]	刘亮, 姜小光, 刘善伟, 潘微, 雷宇, 张学华. WorldView-2影像的水深探测能力[J]. 中国科学院大学学报, 2017, 34(1): 64-68.
[15]	杨朝斌, 张树文, 卜坤, 于灵雪, 颜凤芹, 常丽萍, 杨久春. 高分辨率遥感影像在城市LUCC中的应用[J]. 中国科学院大学学报, 2016, 33(3): 289-297.