高贊東,付德剛,竇 霄,汪曉紅,鄭惠中,譙媛媛,周麗艷,齊玉杰,張大坤,劉 微
(1.山東省林業(yè)保護和發(fā)展服務中心,山東 濟南250014 ;2.國家林業(yè)和草原局林草調查規(guī)劃院,北京 100714;3 中國科學院植物研究所植被與環(huán)境變化國家重點實驗室,北京 100093;4 山東匯杰地信科技有限公司,山東 煙臺 264003)
生態(tài)公益林質量評價目前多是采取落實到小班的區(qū)劃方式進行[5-6],雖然這種方式在操作層面更為有利,但卻忽視了不同區(qū)域林分質量的區(qū)分度。因此,探討出一種根據(jù)林地質量狀態(tài)劃分不同區(qū)域,進而結合其生態(tài)、經濟和社會服務指標開展公益林質量評價,對林分改造和養(yǎng)護、調整林地樹種結構、全面提高生態(tài)公益林質量并使其發(fā)揮更大的生態(tài)功能具有重要的現(xiàn)實意義[6,7]。
本研究以山東省徂徠山林場公益林為研究對象,根據(jù)林場以生態(tài)效益為基準劃分出的核心保護區(qū)(核心區(qū)、緩沖區(qū))和一般控制區(qū)(實驗區(qū))2 個區(qū)域進行林地的質量評價,為探討更為細化的林地質量評價方法提供參考。
徂徠山林場經營總面積8513.28 hm2,森林面積7985.37 hm2,森林覆蓋率為93.80%,林分平均郁閉度0.71,起源均為人工林。見表1。
表1 各地類面積與比例
表2 森林質量評價指標
表3 森林質量評價指標評價計算辦法
表4 森林質量評價等級
表5 森林質量等級劃分標準
根據(jù)森林資源補充調查更新數(shù)據(jù)統(tǒng)計,徂徠山林場全部為人工林,以松類、櫟類、刺槐及側柏純林為主,林下地被植物覆蓋率相對較高,喬灌草結構較明顯。其松櫟及側柏純林,林相整齊,生長旺盛,在魯中南山區(qū)具有較高的代表性;刺槐純林密度較大,均為多代萌生林,多數(shù)出現(xiàn)退化逆向演替,林分穩(wěn)定性較差。林場混交林面積占喬木林的13.19 %,多為松類和側柏混交、松類與刺槐、櫟類混交等,混交林群落結構復雜,進入喬灌草復層結構,穩(wěn)定性較強,混交林林下枯落物分解較好,對土壤肥力有一定提升作用,林分抗逆性、穩(wěn)定性較強。
徂徠山林場內主要林業(yè)病蟲害是松阿扁葉蜂、赤松毛蟲、日本松干蚧、松褐天牛、美國白蛾和板栗褐斑病、松爛皮病。這些主要病蟲害在林場連年發(fā)生,森林健康受到較為嚴重的威脅。
徂徠山林場喬木林資源中,中幼齡林面積為1404.93 hm2,占喬木林面積的17.60 %;近成過熟林面積占喬木林的82.40 %,其中成熟林占比最高,由于近、成、過熟齡林所占比例較大,導致林分連年生長量出現(xiàn)下降現(xiàn)象。徂徠山林場松類公頃蓄積為81.49 m3,櫟類公頃蓄積為97.95 m3,刺槐公頃蓄積為75.45 m3,側柏公頃蓄積為66.70 m3。松類、櫟類喬木林每公頃蓄積量均高于魯中南低山丘陵松柏類針闊水土保持林區(qū)喬木林平均每公頃蓄積量81.28 m2的水平;刺槐、側柏每公頃蓄積則低于魯中南低山丘陵松柏類針闊水土保持林區(qū)喬木林平均每公頃蓄積水平。
林場內土壤大部分為普通棕壤,土層薄,質地粗,結構疏松。據(jù)實地調查,土層厚度一般在20~40 cm,林下枯枝落葉分解較快,腐殖質相對較多,地表礫石較多,土壤中巖石、碎屑含量30%左右,地表可見部分裸露巖石。
林地質量評價是在明確定義與內涵的基礎上,針對評價對象,依據(jù)一定的原則和標準,選取評價指標并構建相應的評價指標體系,指標的選取和評價體系構建的情況直接會影響到評價結果的客觀程度和準確性[8]。見圖1。
圖1 森林質量評價流程
(1)林分穩(wěn)定性
林分組成的穩(wěn)定性是衡量公益林質量的重要標準。林分穩(wěn)定性是指在長的時間尺度中,林分組成的層次結構相對穩(wěn)定,能夠持續(xù)不間斷發(fā)揮生態(tài)效益[10]。其具體指標包括強調有利于保持物種多樣性的異齡混交結構的穩(wěn)定性,林地的多層結構以及良好的天然更新能力等。具體指標包括:公頃蓄積、每公頃株數(shù)、層次結構、樹種結構等。
(2)林分的環(huán)境影響
林分的環(huán)境影響是其生態(tài)效益的重要體現(xiàn)。林分對環(huán)境影響的強度越大,范圍越廣,則表明其生態(tài)效益顯著,反之亦然。一般林分對環(huán)境的影響選用齡級結構、平均樹高、平均胸徑、郁閉度等間接指標表示。
(3)林地利用效率
一般的林地面積是指連貫的森林占地面積,而真正發(fā)揮作用的是有林地面積,即有林木覆蓋的有效面積,有林地面積與林地總面積之比體現(xiàn)林地整體的利用效率,是林地利用效率的最直觀表現(xiàn)。
(4)資源利用效率
林分狀態(tài)越好,其資源利用效率則會越高。資源利用效率包括生態(tài)效率和社會服務效率兩個方面,因此考慮林地的資源利用效率標準需要涵蓋生態(tài)和社會服務能力2 個方面的因素,主要表現(xiàn)是森林覆蓋率和古樹名木養(yǎng)護率高、病蟲害成災率和火災發(fā)生率低,同時在林產示范代表性、承擔試點項目、基礎設施建設、公眾滿意度和提供就業(yè)機會等方面。
(1)區(qū)域劃分
立足于伹徠山林場自然保護區(qū)的森林現(xiàn)狀,針對伹徠山林場的特殊性,將林場劃分為核心保護區(qū)和一般控制區(qū),根據(jù)區(qū)域細化功能不同,確定不同分區(qū)的指標。核心保護區(qū)在進行指標選定時更加注重生態(tài)效益中森林改善生態(tài)環(huán)境方面的評定,如生物多樣性、森林生態(tài)系統(tǒng)健康和抗逆能力等。一般控制區(qū)以生態(tài)效益森林提供的經濟效益與社會效益為重點。指標選定可以考慮為文化社會和精神需求、林道和防火等設施建設、公眾滿意程度等。
(2)指標選取
在徂徠山林場核心保護區(qū)和一般控制區(qū)開展質量評價工作時,結合林分的穩(wěn)定性、林分對環(huán)境的影響和資源效率,選取共性指標和個性指標,其中區(qū)域的共性指標有9 個。核心保護區(qū)的個性指標有4 項,一般控制區(qū)個性指標是5 項。
(3)評價等級
徂徠山林場指標設計中,針對3 種類型19 個指標,每一項指標都按分數(shù)從高到低分成5 個等級,分數(shù)級差是20 分,最低分是20 分,最高分是100 分。
之后按照各區(qū)域適用指標評判加權,得到森林質量等級綜合劃分標準,總標準分為優(yōu)、良、中、差4 個等級,綜合指數(shù)值分別對應90 以上、89~75、74~60 和60 以下。
徂徠山林場(核心保護區(qū))公頃蓄積量為74.32 m3,每公頃株數(shù)982 株,層次結構為3 層、樹種結構為優(yōu)勢種明顯多個伴生種,平均樹高在7.0~99 范圍內,平均胸徑為14.1 cm,林分郁閉度0.71,成熟林占比為51.22%,林地利用率為93.77 %,森林覆蓋率為93.80 %,病蟲害成災率為2 ‰,近32 年內未發(fā)生火災,名貴古樹養(yǎng)護率為70 %。根據(jù)徂徠山林場現(xiàn)有數(shù)據(jù)情況按照森林質量評價標準進行打分,而后根據(jù)綜合指數(shù)法中的加法合成法公式進行計算。算得徂徠山林場(核心保護區(qū))森林質量最終得分為78.46。見表6。
表6 徂徠山林場(核心保護區(qū))公益林森林質量得分情況表
本次質量評價設定權重為均值0.0769。
根據(jù)森林質量等級劃分,森林質量評價結果為良。
徂徠山林場(一般控制區(qū))公益林公頃蓄積量為74.32 m3,每公頃株數(shù)982 株,層次結構為3 層、樹種結構為優(yōu)勢種明顯多個伴生種,平均樹高在7.0-99 范圍內,平均胸徑為14.1 cm,林分郁閉度0.71,成熟林占比為51.22%,林地利用率為93.77%,具有全國/全省林產示范代表性,在林道和防火等設施建設、公眾滿意程度、森林提供的就業(yè)機會或就業(yè)率均有良好的表現(xiàn)。見表6。根據(jù)徂徠山林場現(xiàn)有數(shù)據(jù)情況按照森林質量評價標準進行打分,而后根據(jù)綜合指數(shù)法中的加法合成法進行計算。
本次質量評價設定權重為均值0.0714。算得徂徠山林場(一般控制區(qū))森林質量最終得分為80.00。見表7。
表7 徂徠山林場(一般控制區(qū))公益林森林質量得分情況表
根據(jù)森林質量等級劃分,森林質量評價結果為良。
山東省徂徠山林場在參考其他林場的林地質量評價方法、指標選擇基礎上[11-15],開創(chuàng)性采用分區(qū)法進行林地質量評價,進一步細化評價指標,確保評價結果的客觀性和科學性。徂徠山林場核心保護區(qū)和一般控制區(qū)的分指標質量評價結果均為良,符合近自然森林經營模式。