基于层次分析法的森林健康评价研究

唐梓又等

摘要从系统理论出发，设计出一套适合DL林业局的森林健康评价指标体系。根据研究结果，分析了造成DL林业局森林现状的主要原因，并提出促进DL林业局森林健康经营及可持续发展的建議。

关键词森林健康；评价指标体系；AHP法；DL林业局

中图分类号S7-9文献标识码A文章编号0517-6611（2015）21-178-03

森林是我国面积最大的陆地生态系统类型，是人类赖以生存的重要自然资源。随着全球气候变化的加速，人们认识到生态系统越来越重要，森林存在的生态、社会、经济价值得到全社会的认同，森林可持续经营已成为全球共识。

在经过长时间的木材林业以及多功能林业发展阶段之后，一些发达国家如美国、德国、加拿大等相继进入了可持续林业发展阶段。与此同时，“森林健康”的概念得以提出和发展，并逐渐成为西方发达国家林业发展的新目标和新理念。目前，国内外已有众多学者开展了森林健康方面的研究与实践，然而由于我国森林地域跨度广、气候特征复杂等原因导致森林资源健康评价研究在应用上仍处于初级阶段。在所处的地理环境、气候特征等具体条件限定下，如何构建与之适应的评价指标体系，评价周期内森林健康状况，实现所经营森林在生态、社会、经济效益等方面的最大化并制定相应的经营决策仍值得探讨。该文以DL林业局为研究对象，对其森林健康进行评价研究。

1森林健康的概念

森林健康一词在林业中被越来越广泛地运用，森林健康的概念是森林健康评价的基础和不可回避的问题，也是目前争议比较大的问题。当前，森林健康的定义主要来自3种途径：①功利主义的森林管理理念；②以生态系统功能为导向的生态系统观（ecosystem-oriented approach）；③将功能和目标综合考虑的途径[1]。该文从第3种途径来理解森林健康的概念，认为森林健康就是生态系统可持续到未来的一种状态、森林向人类提供需求并维持自身复杂性的一种状态。

2研究区森林概况

DL林业局位于小兴安岭南麓，属黑龙江省伊春市行政区之一，地理坐标为128°37′46″～129°17′50″E，46°50′8″～47°21′32″ N。东面与南岔林业局相邻；南面连接朗乡、南岔林业局；西与桃山、铁力、朗乡林业局接壤；北部毗邻乌马河林业局。绥佳铁路东西横跨境内，公路路线横穿带岭至浩良河镇、带岭至乌马河，南北贯通。

2.1森林覆盖率

DL林区属长白植物区系，根据2012年对DL林业局森林资源调查，得到该局各类土地使用情况（表1）。

2.2树种结构、林龄比例、森林蓄积量

在DL林业局经营的森林中，有23个天然林分类型和7个人工林分类型。天然林主要有红松纯林、阔叶红松林、云冷杉混交林、红松阔叶林和以杨桦柞为主的次生林。2013年DL林业局各龄组面积统计见表2；蓄积统计见表3；有林地面积、蓄积统计见表4。

3.1森林健康评价指标体系构成

该文综合专家咨询法、理论分析法、频度分析法3种方法进行指标筛选。首先采取频度分析法，从国内外200多篇涉及森林健康评价指标、森林健康评价的标准与指标的文献中，选取出现频度相对高的指标，同时结合DL林业局森林实际情况，进行分析、比较，选择针对性较强的指标[2]。并采取森林健康评价指标体系构建方法中的系统法与目标法，按森林健康的内涵进行分类，然后再逐个系统按目标法定出具体指标。之后，进一步采用专家咨询法，结合指标选取原则对指标进行调整，最终得到DL林业局森林健康评价指标体系（表5）。

DL林业局森林健康评价指标体系分为总体层、系统层和要素层3个等级。

（1）总体层：表示DL林业局森林总体健康程度。

（2）系统层：采用5个指数，从本质上反映森林健康内涵及组成变量的关系，组成森林健康评价指标系统的直观变量要素。

（3）要素层：共设计21个要素层指标，全面系统地对5个指数进行描述。需要注意的是，第21项“木材产出”虽然是衡定森林健康的一项重要指标，但木材产出值在《规划（2013-2010）》全面禁伐的要求下其值为零，并在一段时间内维持零的状态，在计算中不予考虑，所以整个系统的要素层取前20项指标进行计算和评价。

3.2DL林业局森林健康综合评价的基本步骤

（1）根据DL林业局的森林各项资源现状，结合专家学者对森林健康评价指标研究，确定每个评价指标的内涵和计算公式。

（2）根据每个指标的内涵和计算公式，计算或测算出指标的实际值。

（3）确定每个指标的理想目标值或相对理想的参照值。

（4）将指标实际值无量纲化转化为指标评价值。

（5）通过专家评分法和层次分析法确定各指标在评价指标体系中的权重。

（6）计算DL林业局森林健康的综合评价值。

3.3评价指标无量纲化

由于评价指标体系的要素因子来自不同的方面，直接利用它们进行综合评价不容易，因为各要素指标间的量纲不统一，缺乏一个可以比较的环境标准，所以没有对比性。因此，应该对要素测算指标实际值进行量化处理，用标准化方法来解决参数间不可比性的问题，从而确切地反映其对健康的贡献[3]。该研究中D表示指标评价水平值，P表示实际值，S表示参照值。根据各指标对系统目标影响与作用方向，将指标分为正指标和逆指标，计算方式为：

正指标评价值：D=P/S

逆指标评价值：D=S/P

3.4权重计算方法

因为不同的社会经济背景和资源环境基础的差异，评价体系中的各指标要素体现出不同的重要性。这也是该文针对DL林业局，基于其特殊性而进行应用研究的初衷。合理确定DL林业局评价指标的权重是对DL林业局森林健康进行客观综合评价的关键。为了避免权重确定的主观性和片面性，该文采用专家评分法与层次分析法相结合的方法。

3.5权重计算结果

代入DL林业局森林健康评价指标的各项数据得出评价体系各指标权重（表6）。

3.6综合指数计算

为了使森林健康综合指数能全面地反映社会经济发展状况、资源环境支持力与容量，笔者认为采用加权乘方法较为适宜[4]，即：

A=BW11×BW22×BW33×BW44×BW55

用相应各指标水平值与权重值（WB）代入后算出：A=0.643。

3.7评价结果综述

基于所建立的DL林业局森林健康综

合评价指标，利用该局2009～2013年有关资料分析和计算，

得出该局定量评价结果，评价结果表明了DL林业局森林健

康的现状以及构成要素的总体协调程度。森林健康评价结果的划分因研究人员所采用的评价指标体系和评价方法的不同而不同。我国国家森林资源连续清查将森林划分为健康、亚健康、中健康、不健康4个等级[5]：

①A≤0.3 林業局森林处于不健康状态；

②0.3

③0.5

④A≥0.7 林业局森林处于健康状态。

鉴于上述分析，该文所制定的评价指标体系中，资源指标，以实现森林可持续经营的基本要求为主，结合该林区的森林资源现状，确定出各自的参照值；环境指标，以国家标准为参照值[6]。可以说，依照上述分析所确定的评价标准是实现森工林区森林健康经营最基本的要求。该研究表明DL林业局的森林资源状况现实与标准之间存在差距。

从DL林业局森林健康评价结果来看，可初步得出如下结论：DL林业局综合发展指数为0.643，DL林业局森林现状总体上处于亚健康状态。在评价系统中，森林可持续指数最低，为0.474，说明导致森林不可持续发展的主要因子是森林结构不合理，其次是森林生产力低下（0.602），再次是生物多样性不高（0.639），生态效益指数相对较高（0.753），环境质量指数最高（0.934），说明该局环境相对较好。

4DL林业局森林经营存在的问题及建议

根据以上评价分析结果以及各森林资源及环境质量评价指标值，尤其是反映森林健康的各指标取值与理想值差异对比看出DL林业局森林经营存在以下问题：①成过熟林资源枯竭；②近成熟林比重小，中幼龄林比重大；③天然针叶林比重小，阔叶林比重大；④人工林针叶纯林比重过大；⑤林地生产力水平低下。

根据初步调查研究结果，导致DL林业局森林健康状态差的主要原因是：森林资源枯竭；群体结构不合理；过度开采，导致生产效率低；经营政企合一的林业产业。为此提出DL林业局森林健康经营建议：适当规划造林，提高林地利用率；优化森林结构，实施人工林改培；生物防治病虫害，建设防火道等基础设施；立足于林地林木资源，大力发展多种经营。

参考文献

[1] ANDERSON T H.Microbial ecophysiological indicators to asses soil quality[J].Agriculture Ecosystems and Environment，2010，98：285-293.

[2] 甘敬，朱建刚，张国祯，等.基于BP 神经网络确立森林健康快速评价指标[J].林业科学，2007，43（12）：1-7.

[3] BLATNER K A，KEEGAN C E.Forest health management policy：A case study in southwestern Idaho[C]//SAMPSON R N，ADAMS D L.Assessing forest ecosystem health in the inland.New York：Food Products Press，2011：371-338.

[4] Canadian Council of Forest Ministers.Criteria and indicators of sustainable forest management in Canada：National Status 2005 [R].Ottawa：Canadian Council of Forest Ministers，Canadian Forest Serviee，2006.

[5] 甘敬.北京山区森林健康评价研究[D].北京：北京林业大学，2007.

[6] WOODALL C W，MORIN R S，STEINMAN J R，et al.Comparing evaluations of forest health based on aerial surveys and field inventories：Oak forests in the Northern United States[J].Ecological Indicators，2010，10：713-718.