南亚热带森林恢复生态工程模式的能值分析评价与模拟

立足森林恢复迫切需要和能值研究领域前沿，以南亚热带森林恢复典型生态工程模式为对象，区域森林演替顶级系统为对照，运用能值分析方法和野外定位监测、实验分析手段，开展生态学与经济学过程的藕合研究；通过系统能值网络分析与模型模拟，揭示人工林系统生态经济结构与功能的自组织动态规律，并创建我国南亚热带森林（人工林）能值转换率数据库；开拓物种信息和森林自组织能值前沿探索研究，发展一套适用于森林生态工程系统的能值分析方法和评价体系。评价森林恢复生态工程的资源利用、固碳固氮、物种保育和林木生产的功能动态与效益；结合生态系统服务的环境经济评价，协同服务森林恢复决策，为提高森林恢复生态工程的生态经济效益提供科学依据。本研究对生态工程复合系统定量分析评价和能值理论方法的丰富与发展均有重要意义，对植被恢复、植林绿化、水土保持具重要指导价值。

项目按计划立足森林恢复香菇需要和能值研究领域前沿,以南亚热带森林恢复典型生态工程模式为对象、区域森林常规顶级系统为对照，综合运用能值、Eco-exergy和环境经济学分析方法，以及野外定位监测、实验分析手段，成功开展了生态学与经济过程的耦合研究。研究结果显示，人工林系统结构与功能的自组织发展遵循能值最大功率原则，且系统主要功能与结构的发展呈现非线性的不同步发展特征；简单的系统能值微模型与复杂的Biome-BGC过程模型就植被生物量与土壤有机质积累的模拟结果均与实际监测结果相一致。人工林发展过程中群落Eco-exergy呈非线性增长规律，乔、灌、草层发展不同步，但相互有影响；20龄左右是南亚热带人工林群落结构发展的拐点，适当的林分改造可为系统结构的进一步发展注入新的活力。人工林发展进程中生态系统服务功能价值呈非线性递增趋势；当前生态系统服务功能的能值成本价值与环境经济效用价值间还存在较大差异，仅固碳释氧功能的价值认知高于其能值成本价值，生物多样性保育价值的认知还不足其实际成本价值的2%，生态系统服务功能价值的评价研究和科普教育还任重而道远。本研究开拓了包括物种多样性信息价值在内的生态系统服务功能价值评价方法和森林自组织能值前沿探索研究，发展了一套适用于森林生态工程系统的生物物理学评价方法和指标体系。研究成果对生态工程复合系统定量分析评价和能值理论方法的丰富与发展均有重要意义，对植被的保育和恢复、植林绿化、水土保持具重要指导价值。