生态公益林林果高效经营评价方法研究

张　贝，马振环，陈世清

（华南农业大学 森林经理研究室，广东 广州 510642）

生态公益林林果高效经营评价方法研究

张贝，马振环，陈世清

（华南农业大学 森林经理研究室，广东 广州 510642）

以森林健康度、生物多样性、生物量、碳储量和经济产出值等构建生态公益林林果高效经营评价指标体系，提出以生态公益林林果高效经营综合指数（AI）衡量林果经营状况，并以此对广东省惠东县梁化林场林果实验地进行经营评价。结果表明，实验地AI指数为0.4288，林果实验地近两年的经营评价等级为中等。

生态公益林；林果；高效经营；评价

生态公益林作为生态环境建设的重要组成部分，对林业可持续发展，国民经济社会和人类生存环境建设有重要意义［1］。如何管理好生态公益林，不断提高其生态效益和资源利用效率，是森林分类经营研究与实践的重点和核心［2］。生态公益林在合理经营条件下能产出经济效益，但其主要经营目标是最大化地产出生态和社会效益［3］。因此，目前在进行生态公益林效益评价时，一般没有考虑其经济效益部分，只针对其生态效益进行计量评价。

2011年2月2日，国家林业局发布《林业发展“十二五”规划（征求意见稿）》，提出要充分利用林地资源和林荫空间，发展具有地方特色的种植业、养殖业以及非木质产品采集业。因此，在生态公益林建设中重造林轻经营、面积扩大但质量不高、生态补偿率低、林农生产积极性受挫的现实状况下［4—5］，将非木质林产品引入生态公益林中，并对该经营模式进行评价，是解决林区“三农问题”，实现森林生态效益、社会效益和经济效益协调发展的重要途径。本研究将桃Amygdalus persica、杨梅Myrica rubra、番石榴Psidium guajava、蛋黄果Lucuma nervosa、枇杷Eriobotrya japonica等5种林果引入生态公益林，完成林果实验基地建设，在前人研究的基础上，建立生态公益林林果经营评价指标体系，对林果经营进行评价，以期为生态公益林的建设、经营和补偿提供借鉴。

1　材料与方法

1.1实验区概况

实验基地总面积11.8 hm2，位于广东省惠东县梁化林场，东经114°44′，北纬23°10′，属于南亚热带湿润季风气候区，年均温21.8 ℃，年均降水量1800 mm，降雨主要集中在4～8月，海拔110～225 m，土壤为赤红壤。森林类型为针阔混交林，乔木层主要树种为杉木Cunninghamia lanceolata、桉树Eucalyptus spp.和木荷Schima superba，林下主要植被为九节Psychotria asiatica，相对多度为47.44%。林果实验区于2013年4月中旬完成建设（表1），种植模式为林下空地点状种植，5种林果物种随机排列。

表1　2013年实验地乔木层基本特征Table 1　Basic characteristics of tree layer in 2013

1.2研究方法

1.2.1样地设置与调查样地设置依照《森林资源规划调查技术规程》（GB/T26424～2010），采用多套小样圆法在实验区内设置圆形样地［6］，即以样点为中心向东、南、西、北四方向各延伸15 m后各设置一样点。每套小样圆样地共设5个小圆形样地，样地半径6 m，因此每套小样圆样地面积565.2 m2，如图1所示。实验区外设置3套小样圆样地作为对照样地。

于实验地建设前（2012年）和建设完成初期（2014年）对其进行调查。在每套样圆样地中进行每木检尺，每套样地以样点为中心分别设置5个2 m × 2 m小样方调查生物多样性；记录小样方内1 m × 1 m灌木层植被和地表凋落物，称鲜重；将样品85 ℃烘干至恒重，称重得到灌木层生物量和地表凋落物生物量。每套样地采集土壤样本1份，60 cm剖面，分别在0～20、20～40、40～60 cm环刀取土，待测。

图1　多套小样圆法样地设置Fig. 1　Sample set of multi-small-round-plot

1.2.2数据处理

1.2.2.1生物多样性统计［7］① 物种丰富度S：样地内出现的物种数目。

② Simpson多样性指数（D）：

式中，S为物种丰富度，ni为第i物种的个体数，N为所有物种的总个体数。

③ Shannon-Wiener多样性指数（H）：

式中，Pi为第i个物种个体数（ni）占所有物种个体总数（N）的比例。

④ Pielou物种均匀度指数（J）：

式中，S′为标准化后的物种丰富度。

1.2.2.2 乔木层碳储量计算采用广东省二元立木材积式来求算各样方蓄积量［8］；通过蓄积量与生物量之间转换模型计算乔木生物量（表2）。

表2　蓄积量与生物量计算公式Table 2　Calculation formula of volume and biomass

计算乔木层植被碳储量，选用常值0.5作为碳含量计数值［9—10］。以森林植被生物量（B）乘以碳含量（Cc）推算求得森林植被的碳储量（C），其计算公式为：C = B × Cc。

1.2.2.3灌木层植被和凋落物层含碳量测定将灌木层植被和凋落物层样品分别均匀混合，烘干研磨粉碎过筛，采用重铬酸钾氧化-外加热法进行测定，每样品重复测定 3次，取平均值。

1.2.2.4土壤有机碳测定［11］用环刀法测土壤容重，用重铬酸钾容重法测定土壤有机碳，每样品3次重复，取平均值。

1.2.2.5土壤有机碳密度计算［12］土壤有机碳密度（SOC）计算公式为：SOC = BD × S × T × A/10。式中，BD为容重（g·cm-3）；S为面积（hm2）；T为土层厚度（cm）；A为有机碳含量（g·kg-1），10为将SOC单位转换为t·hm-2的系数。

所测数据均用Excel 2003和SPSS Statistics 19软件处理。

表3 惠东市场水果平均价格Table 3　Average price of fruit in Huidong

1.2.2.6林果经济产出值按照水果上市时间，以30 d为期限，于10～15 d内对当地水果市场和大型超市进行调查（表3），以调查价格数据作为该水果平均价格。实验地林果 2014年皆已见初果，于2014年5月至12月，在林果成熟时期进行采摘称重，取单株产量平均值与调查的平均价格的乘积作为林果经济产出值。

1.2.3评价指标体系与评价方法

1.2.3.1评价指标体系本研究在程苗［13］建立的生态公益林林果高效经营评价指标体系基础上，结合文献［14—16］，进一步完善了生态公益林经营评价指标体系（表4）。

表4　生态公益林林果高效经营评价指标体系Table 4　Efficient index system evaluating of non-commercial forest fruit

1.2.3.2评价模型建立生态公益林林果经营综合指数（AI）评价其经营效果。

式中，ωk表示第k个分指数的权重，bk表示第k个分指数的值。由于指标体系中参数较少，故选用层次分析法确定权重。

1.2.3.3指标值标准化由于评价指标体系的参评指标量纲不统一，需对参评指标进行标准化处理。

式中，xj为标准化指标值，xi为所选指标值。1.2.3.4 生态公益林林果经营等级划分标准根据上述评价指标体系，在系统分析和整合现有研究成果的基础上，结合复合结构功能指标法［17—18］，构建生态公益林林果经营状况等级划分标准（表5）。

表5　生态公益林林果经营状况等级划分标准Table 5　Criteria for management grade of non-commercial forest fruit

2　结果与分析

2.1指标权重的确定

用层次分析法确定森林健康度、生物多样性、蓄积量、生物量、碳储量和经济产出值等6项指标的权重，对其在生态公益林林果高效经营中的重要性的程度进行两两比较，判断矩阵和权重见表6。

判断矩阵的权重 ω=［0.3041， 0.1878， 0.2050，0.1242， 0.1106， 0.0683］T

表6　判断矩阵与权重的计算结果Table 6　Result of matrix and weight

计算矩阵的最大特征值如下：

上式中，λmax为判断矩阵的最大特征值，CI为一致性检验指标，CR是一致性检验比率，RI为平均随机一致性检验指标（n=6，RI取1.26［19］）。因CR＜0.10，由此可知该矩阵具有满意的一致性，ω1、ω2、ω3、ω4、ω5、ω6分别为森林健康度、生物多样性、蓄积量、生物量、碳储量和经济产出值的指标权重。

表7　实验地评价指标等级划分Table 7　Creteria for evaluation indexes values in experimental plot

2.2林果高效经营评价

2.2.1指标值通过实验固定样地和对照样地建设前和建设完成初期的调查对比分析（表7），对各项指标进行统计和等级划分，实验地未受影响的株数百分比为 84.3%，等级划分为中健康；生物多样性指数BI为0.6538，经营状况为中等；实验地蓄积量2014年比2012年增加了8.24%，生物量增加12.2%，碳储量增加4.19%，为低效经营状态；林果经营单位面积产值为597.5元·hm-2，经标准化后为0.19，经营状况等级为低效。2.2.2 评价结果计算林果实验地和对照地的经营指数（AI）：实验地林果经营综合指数为0.4288，经营评价等级为中等；对照地的经营综合指数为 0.3792，评价等级为低效。因此，该研究说明生态公益林林果经营可以提高生态公益林的综合效益。

3　结论

林果经营可以提高生态公益林的森林健康度水平、生物多样性和增加生物量、碳储量，且有一定的经济效益产出。实验地经过不足两年的粗放型经营，林果实验地的综合经营指数为 0.4288，评价等级为中等；而对照地经营综合指数0.3792，评价等级为低效；实验地单位面积经济产出值为597.5元·hm-2，随着林果产量的提升，经济产出值逐渐增大，预计盛果期将达1088.1～1187.1元·hm-2，远大于生态公益林国家补偿定额150元·hm-2和广东省补偿定额330元·hm-2。由此可见，林果经营可以为生态公益林的建设、经营以及提高资源利用效率等提供资金支持，使得生态公益林在提高生态效益的同时，取得经济效益。

在现阶段我国生态公益林面积不断扩增的趋势下，生态公益林经营的欠缺是对森林资源的极大浪费。本研究将非木质林产品的林果引入生态公益林经营，提出了小尺度下的可操作指标体系，并引入林果高效经营综合指数来衡量生态公益林林果经营状况。从实验地建设完成到开始经营评价，仅有18个月时间，林果实验地和对照地林木蓄积量分别增加8.24%和7.14%，差异虽然不大，但考虑到林木生长的缓慢性和自然灾害的影响，林果经营对林木的影响将会逐渐体现。本研究可为以后生态公益林林果和其他非木质林产品的经营评价工作提供参考。

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Evaluation of Efficient Management for Non-commercial Forest Fruit

ZHANG Bei， MA Zhen-huan， CHEN Shi-qing
（Forest Management Research Institute， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， Guangdong China）

In this study， forest health， biodiversity， biomass， carbon storage and economic output value were recommended as indicators for evaluation system for management of non-commercial forest fruit， integrated index（AI） of non-commercial forest fruit was used to measure the management situation of forest fruit. The management of forest fruit in Lianghua Forest Farm was evaluated by the new evaluation system. The results showed that the index of forest fruit management was 0.4288 and the evaluation grade was medium.

non-commercial forest； forest fruit； efficient management； evaluation

10.3969/j.issn.1009-7791.2015.03.009

S757

A

1009-7791（2015）03-0223-05

2015-05-19

南方集体林区生态公益林可持续经营技术研究与示范（2012BAD22B05）

张贝，硕士研究生，从事森林可持续经营与资源监测研究。E-mail： zhangbei9@163.com

注：陈世清为通讯作者。E-mail： sqc@scau.edu.cn