三峡库区森林资源动态评价

2014-09-07李利伟党永峰

吉林林业科技 2014年5期

李利伟，王威，党永峰，张超

(1.国家林业局调查规划设计院，北京 100714； 2.北京林业大学，北京 100083)

森林是一个复杂系统，森林植被是这一系统的主体。森林资源评价涉及范围广、结构功能复杂等诸多问题，难以完全采用一种简单方法进行分析和评价；同时，由于出发点不同，得出的评价指标体系和结果也有较大差异[1～3]。为了充分发挥森林的生态功能，保障三峡库区水利枢纽工程安全运行，作者以三峡库区森林资源为研究对象，结合已有的研究成果和数据资料，构建评价指标体系，对三峡库区水利枢纽工程建设前期、建设后期，以及可达到的预期目标状态的森林资源进行评价，旨在为三峡库区森林资源经营管理提供参考。

1 评价指标体系构建原则

指标的选取和指标体系的构建应建立在科学、合理的基础之上，要以公认的科学理论为依据，否则将影响评价结果的科学性和可信性。由于影响森林资源健康指标涉及的方面很多，有的变化可以用数量变化来反映，有的变化难以通过数量指标来反映，因此各指标的获取必须具备极强的操作性和实用性。森林的生长是个连续的过程，构建的指标体系必须具有一定的动态评价能力，并能综合反映森林资源状况及其发展趋势[4～8]。实现森林的可持续经营是当前及今后很长一段时期内我国林业的经营目标，也是我国林业生产经营的基本策略[9～12]。

因此，评价指标体系构建必须坚持科学性与系统性相结合、可行性与实用性相结合、定量和定性相结合、动态性与前瞻性相结合、目标性与政策性相结合的原则。

2 评价指标体系构建方法

2.1 指标选取

森林资源评价体系主要涉及森林资源数量、森林质量、森林结构、生态效益4个方面，指标也按照这四个方面进行选择。森林数量方面包括面积指标、蓄积指标、郁闭度指标；森林质量方面包括起源指标、龄组指标；森林结构方面包括森林资源多样性指标、均匀度指标、破碎度指标；森林生态效益方面包括涵养水源功能指标、保持水土功能指标，共10个指标[13～15]。评价指标体系为树形结构，分A、B、C为三层，具体见图1。

①目标层A：指标体系的最高层，表现解决问题的最高目标理想的决策结果，本体系为建立库区森林资源评价体系。

②决策层B：指标体系的中间层，是对目标层具体化和系统效能的细化分解，分为4个方面：B1-森林数量；B2-森林质量；B3-森林结构；B4-森林效益(生态效益)。

③指标层C：指标体系的低层，是实现问题的目标方案、途径和方法所选择的具体可执行的指标。本体系分为10个指标：C1——面积指标；C2——蓄积指标；C3——郁闭度指标；C4——起源指标；C5——龄组指标；C6——多样性指标；C7——均匀度指标；C8——破碎度指标；C9——涵养水源功能指标；C10——保持水土功能指标。

图1 三峡库区森林资源评价指标体系

2.2 指标阈值及权重

2.2.1 B1——森林数量，权重0.25

C1——面积指标：也就是森林覆盖率，指的是库区森林面积占库区总面积的百分比，是重要评价指标之一，与生态效益等多方面具有密切的联系，单位%；取值范围0～100%，分5级，级差20%。

目标值：当库区范围内的疏林地、未成林地、苗圃地、无立木林地、宜林地和林业辅助用地等全都覆被上森林植被，认为此时的森林覆盖率为可达到的库区森林覆盖率最高标准值，为61%。

C2——蓄积指标：库区森林单位面积上的林木蓄积量，单位m3·hm-2。取值范围0～200 m3·hm-2，分5级，级差25 m3·hm-2。

目标值：库区主要优势树种有杉木、马尾松、柏木、栎类和其他阔叶类，选取合理密度下、天然起源、主要优势树种林分蓄积量，作为库区单位面积蓄积量目标值，为163 m3·hm-2。

2.2.2 B2——森林质量，权重0.25

C3——郁闭度指标：采用林分平均郁闭度，郁闭度0.70及以上的为密林，郁闭度是林分中树冠投影占林分面积的比例，郁闭度与森林植被涵养水源、保持水土功能具有密切的联系。取值范围0～1，分5级，级差0.2。

目标值：理论最大值为1。

C4——起源指标：起源分为天然林和人工林，其中天然林较人工林具有更高的生态稳定性和效益，该指标也就是计算天然林占森林总面积的百分比，理论上天然林面积比例越高，林木的生长和对环境的正影响作用越大，单位%。取值范围0～100%，分5级，级差20%。

目标值：天然林面积占100%。

C5——龄组指标：龄组分幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林，按照法正林理论，合理的龄级结构应为各龄组较均匀分布，即各龄组的林木都有且面积基本相等。利用Shannon-Weiner均匀度指数指标计算出区域内各龄组均匀分布的远近程度，指数越大，表示龄组(年龄)分布越均匀。取值范围0～1，分5级，级差0.2。

目标值：当林分龄组均等分布时，均匀度指数为1。

2.2.3 B3——森林结构，权重0.25

C6——多样性指标：采用Shannon-Weiner多样性指数(SHDI)，SHDI是一种基于信息理论的测量指数，在生态学中应用很广泛。取值范围0～∞，分5级，级差0.5。

目标值：多样性指数的最大值可以根据均匀度指数计算公式推算，即多样性指数最大值等于均匀度指数除以多样性指数，计算出最高值为1.61。

C7——均匀度指标：采用Shannon-Weiner均匀度指数(SHEI)，SHEI等于生物多样性指数除以给定景观丰度下的最大可能多样性。取值范围0～1，分5级，级差0.2。

目标值：理论最高值为1。

C8——破碎度指标：森林的破碎化是景观由简单、均质、连续趋向复杂、异质和不连续的过程，进而导致生态系统服务功能减弱、物种多样性丧失，从理论意义上讲是森林退化的过程，值越大，破碎化程度越高。取值范围0～1，分5级，级差0.2。

目标值：理论最高值为0，代表无破碎化。

表1 各指标层权重的确定

2.2.4 B4——森林效益，权重0.25

C9——涵养水源功能指标：森林生态系统通过植被截留、土壤蓄水等形式改变了降水的时空分布，并为动植物生存以及人类的生活和社会经济发展提供水源和缓解洪水，单位mm·a-1。取值范围0～100 0 mm·a-1，分5级，级差200。

目标值：根据已有研究，理论最高值为100 0 mm·a-1。

C10——保持水土功能指标：森林凭借庞大的树冠、深厚的枯枝落叶层及强壮且成网络的根系截留大气降水，减少或免遭雨滴对土壤表层的直接冲击，有效地固持水土，降低了地表径流对土壤的冲蚀，使土壤流失量大大降低，单位t·hm-2·a-1。取值范围0～500，分5级，级差100。

目标值：根据已有研究，理论最高值为500 t·hm-2·a-1。

表2 指标体系分级及评分规则

表3 评价分值及等级

2.3 评价等级标准

计算指标体系中的各指标值，按照评分方法，首先得出C层各指标的分值，然后按照B层权重分别进行计算，得出A层分值(取值范围0～10分)，采用加权综合指数法，综合评价A值，最后根据表3得到评价等级。

3 库区森林资源评价结果

按照三峡库区森林资源评价指标体系，计算各指标，三峡库区建设前期(2002年)、建设后期(2012年)以及未来目标状态各指标计算值及得分如下见表4。

表4 各指标计算值及得分

将各评价因子的权重值和得分带入公式，最终得出库区森林资源评价的综合评价值：三峡库区建设前期，A层计算得分为5.1分，状态为中；三峡库区建设后期，A层计算得分为6.2分，状态为良；三峡库区目标状态，A层计算得分为9.2分，状态为优。

4 结论与建议

三峡库区水利枢纽工程建设前期，库区森林资源状况评价结果为中级水平。国家在开工建设三峡水利枢纽工程的同时，先后在三峡库区实施了长江流域防护林工程、天然林资源保护工程、退耕还林工程、库周绿化带工程和长江两岸森林工程等重点生态工程，同时采取停止天然林商品性采伐、强化森林资源管护、加强国有中幼龄林抚育、加强生态公益林建设、制定政策和保障资金投入等经营管理政策及措施，通过培育水源涵养林和水土保持林，提高库区森林面积、蓄积，初步建立起以森林植被为主体、林草相结合的国土生态安全体系，提高了库区森林的生态功能，库区森林资源状况评价结果达到良级水平。

今后，需要进一步加大投入，加快林业工程建设，提高库区森林资源质量及效益，使库区森林资源状态达到优级水平，才能更好地发挥森林生态系统的功能与效益，保障三峡库区水利枢纽工程安全运行。

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