玉池林场森林健康评价

谢永强

(汨罗市林业局， 湖南 汨罗 414400)

玉池林场森林健康评价

谢永强

(汨罗市林业局， 湖南 汨罗 414400)

采用地面和遥感图像调查相结合的方法，以及综合指数评价法构建了玉池林场森林健康评价指标体系，并对玉池林场的282个林地小班进行森林健康评价。结果表明： 玉池林场林地小班中健康小班和优质小班共221个，占总小班数的78.37%，玉池林场森林资源总体上处于健康状况。

森林健康； 评价指标； 指标权重

森林作为地球一个非常重要的生态系统，它的质量好坏，它的健康与否，都直接决定着地球的生态环境。近年来，对森林健康进行评价已经逐渐成为研究热点，人们根据森林健康等级的不同来对森林采取不同的经营模式也已逐渐成为森林经营管理的趋势[1-3]。玉池林场是汨罗市境内的国有林场，近年来，林场内部的森林资源总体质量有所下降，所带来的生态效益也正在逐步降低。因此，针对此种情况，对玉池林场的森林健康进行评价，并以此来提出相应的保护对策显得尤为重要。

1 研究区概况

玉池国有林场地处汨罗市南端，与川山坪、玉池、高坊、黄柏四乡镇搭界。属亚热带湿润性气候，四季分明。累计年平均气温17℃。全年气候是冬冷、春暖、夏热、秋凉。全场总面积786.67 hm2，其中有林地面积643.53，下设四个分场带三个集体队。在全场的有林面积中，杉木林占70%，森林蓄积量十分丰富，蓄积量为33000m3，年采伐指标达800m3。

2 研究方法

2.1 数据获取

采用玉池林场最新的二类调查数据。利用地面调查和遥感图像调查相结合的方法，将维都林场营林区范围内共划分为282个小班，设计小班调查因子36个，包括县、乡、村、林班号、小班号、小地名、面积、林地所有权、林木所有权、地类、森林类别、林地类型、土壤类型、土层厚度、腐殖层厚度、林种、起源、平均年龄、龄级、龄组、优势树种组、平均胸径、平均树高、郁闭度、公顷蓄积、小班蓄积、森林景观度、森林健康度、林地保护等级、海拔、坡向、可及度等。

根据小班面积，在每一个小班内的典型地段分别设置30m×30m或者30m×20m或者20m×20m的标准地，在标准地内调查森林的平均胸径、平均树高、公顷蓄积、火险等级、森林病虫害、土壤有机质、土壤侵蚀程度等数据。其中火险等级和森林病虫害两项因子根据标准地内受灾林木株数来确定，受灾林木株数≥75%的为Ⅳ级，50%≤受灾林木株数<75%的为Ⅲ级，25%≤受灾林木株数<50%的为Ⅱ级，受灾林木株数<25%为Ⅰ级。

然后在30m×30m和30m×20m的标准地内设置5m×5m小样方5个，在20m×20m的标准地内设置5m×5m的小样方4个，调查样方内的灌木盖度。最后在标准地内设置1m×1m的小样方5个，调查草本盖度、物种多样性。其中草本盖度和灌木盖度均根据草本或灌木的垂直投影面积所占样方面积比例来计算，物种多样性根据辛普森指数计算公式(1)进行计算。

D=1-∑(Ni/N)2

(1)

2.2 森林健康评价

2.2.1 指标筛选 采用了头脑风暴法，会内会外法和Delphi法来对评价指标进行筛选。

(1) 头脑风暴法[4]。具体做法： 邀请12个人举行一次小型会议，在12个人中，要求有1名主持人和1名记录员，其余10人围绕一个明确的主题发表自己的意见和看法。会议过程中必须遵守以下规则： ①不允许反对或批评他人的想法； ②提倡每一个专家自由思考，自由发言； ③围绕主题更可能多的发表自己的设想，并全部记录下来； ④与会人员一律平等，没有职位，资历的高低之分； ⑤个人只允许发表自己的观点，不允许代替他人发言。

(2) Delphi法[5-6]。具体实施步骤： ①收集相关资料，明确目标； ②设计意见咨询表； ③选择相关专家并请他们填写问卷表格； ④整理和反馈专家们的意见； ⑤修改并进行第二轮专家咨询； ⑥经过多轮咨询最终同意意见。

(3) 会内会外法。这种方法是结合了专家个人判断和专家会议两种方法的专家调查法。所谓专家调查法是运用一定方法，经专家们个人分散的经验和知识汇集成群体的经验和知识，从而对事物的未来做出主观预测。这里的“专家”是指对预测问题的有关领域或学科有一定专长或有丰富实践经验的人。

2.2.2 权重确定 采用层次分析法进行指标权重的确定，层次分析法[7]的计算过程大体为：

(1) 计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi：

Mi=∏ni=1Cij

(2)

(2) 计算Mi的n次方根Wi’：

(3)

(3) 对Wi’进行规范化，可得到n个指标的权重向量Wi。

(4)

层次分析法的基本步骤是：确定各指标重要度，构建层次结构图，构造判断矩阵，求此矩阵的最大特征根及相对应的特征向量，确定权重，并进行一致性检验。

2.2.3 森林健康评价 选择了综合指数评价法对森林健康进行评价。并参照鲁绍伟[6]提出的森林健康指数，根据公式(5)进行计算：

(5)

3 结果与分析

3.1 指标体系的构建

选取跟森林健康评价相关的评价指标共30个，并将该30个指标分为4大类，分别为：生产力指标、森林结构指标、抵抗力指标、土壤状况指标。见表1。

通过会内法，专家一致建议将全磷，全钾、全氮三个指标和土壤有机质进行合并，统一改为土壤有机质；质地、结构和土层厚度合并，用土层厚度命名等。会外邀请各位专家对指标体系框架和各级指标构成进行表态，按“赞成、基本合理、需修改、不赞成”四项进行表态，同时也对指标重要性进行表态，按照“很重要(4)、重要(3)、一般(2)、次要(1)和无意义(0)”的方式填写问卷咨询表。如果某项指标的专家赞成率达到了60%，则该指标作为保留指标；若某项指标的赞成率低于60%，则删除。经第一轮筛选得全磷、全钾、全氮、质地、结构5个指标被删除。剩余指标构成第二轮评价指标体系。

表1 初级指标体系框架Tab.1 Primaryindexsystemframework目标一级指标二级指标平均胸径平均树高单位面积蓄积量可及度生产力指标光合速率呼吸速率净初级生产力冠幅叶面积指数灌木盖度草本盖度郁闭度森林结构指标物种多样性龄组初级指标体系框架起源凋落物森林病虫害抵抗力指标森林火险等级海拔坡向土层厚度土壤有机质土壤侵蚀程度含水量土壤状况指标pH值质地结构全氮全磷全钾

对第二轮评价指标体系框架，仍邀请相关专家10人，运用头脑风暴法对各指标重要性进行表态，经分析、统计和整理，凡是有70%以上专家赞成该指标的则保留下来。经整理得pH值指标、光合速率、呼吸速率、叶面积指数、净初级生长量5个指标删除。剩余指标构成第三轮评价指标体系。

对第三轮指标体系邀请相关专家和玉池林场的高层管理人员，请他们对各项指标的重要性进行表态，主要是为了确定指标是否被保留。经整理，得出冠幅、起源、凋落物、含水量4个指标被删除。剩余指标构成最终评价指标体系。见表2。

表2 最终评价指标体系Tab.2 Finalevaluationindexsystem目标一级指标二级指标平均胸径生产力指标平均树高单位面积蓄积量可及度灌木盖度草本盖度森林结构指标郁闭度物种多样性最终评价指标体系龄组森林病虫害抵抗力指标森林火险等级海拔坡向土层厚度土壤状况指标土壤有机质土壤侵蚀程度

3.2 指标阈值的划分

各指标阈值如表3所示[8-9]。

表3 指标阈值划分表Tab.3 Indexthresholdpartitiontable指标Ⅰ级(7.5,10]Ⅱ级(5,7.5]Ⅲ级(2.5,5]Ⅳ级[0,2.5]可及度即可及将可及不可及草本盖度(%)>60(40,60](20,40]≤20灌木盖度(%)>60(40,60](20,40]≤20郁闭度(0.6,0.8](0.4,0.6](0.3,0.4]或(0.8,0.9][0.2,0.3]或>0.9物种多样性>2.5(2.0,2.5](1.5,2.0]≤1.5龄组中,近熟林成,过熟林幼龄林

续表3 指标阈值划分表Tab.3 Indexthresholdpartitiontable指标Ⅰ级(7.5,10]Ⅱ级(5,7.5]Ⅲ级(2.5,5]Ⅳ级[0,2.5]森林病虫害程度无危害轻微危害中等危害严重危害森林火险等级一级二级三级四级海拔(m)>900(600,900](300,600]≤300坡向东北,北西北,东东南,西西南,南土层厚度(cm)≥80[40,80)<40土壤有机质(g/kg)>50(40,50](20,40]≤20土壤侵蚀程度无轻度中度强度平均胸径(cm)(14.3,18.7](9.9,14.3](5.5,9.9](1,5.5]平均树高(m)(19.1,25](13.2,19.1](7.3,13.2](1.3,7.3]单位面积蓄积量>175(125,175](75,125]≤75

3.3 指标权重的确定

通过层次分析对各指标权重进行确定，得出如表4中的相关数据。

3.4 健康评价

健康等级划分上采用十分制。并根据等间距划分的方法，将森林健康分为四个等级，分别是不健康、亚健康、健康、优质[7-16]。不同森林健康等级的分值划分标准如表5。

表4 各指标权重表Tab.4 Eachindexweighttable层次生产力指标0.1689森林结构指标0.0741抵抗力指标0.5650土壤状况指标0.1920各指标总排序(权重)平均胸径0.2010000.0339平均树高0.2010000.0339单位面积蓄积量0.52050000.0879可及度0.07750000.0131灌木盖度00.0886000.0066草本盖度00.0886000.0066郁闭度00.2362000.0175物种多样性00.4981000.0369龄组00.0885000.0066森林病虫害程度000.390800.2208森林火险等级000.390800.2208海拔000.067500.0381坡向000.150900.0853土层厚度0000.20.0384土壤有机质0000.60.1152土壤侵蚀程度0000.20.0384合计1

表5 森林健康等级划分标准Tab.5 Foresthealthgradingstandard健康等级不健康亚健康健康优质HCI[0,2.5)[2.5,5)[5,7.5)[7.5,10]

利用公式(4)对玉池林场的282个小班的森林健康程度进行评价，得出如表6中数据。

表6 健康评价结果Tab.6 Healthevaluationresults健康等级小班个数(个)小班个数比例(%)面积(hm2)面积比例(%)不健康186.3844.076.85亚健康4315.25113.4217.62健康17361.35450.3769.98优质4817.0235.675.55合计282100.00643.53100.00

由上表中可以看出，玉池林场的282个小班中，健康小班和优质小班共有221个，占总小班数的78.37%。由此可知，玉池林场的森林健康情况总体来说处于健康状态。

4 结论与讨论

4.1 结论

(1) 论文从生产力指标、森林结构指标、抵抗力指标和土壤状况指标四个方面构建森林健康评价指标体系，不仅考虑到了森林的自身生产能力，更结合了森林的林分空间结构以及林分的生长环境，与以往的评价指标体系相比，所涉及的评价因子更加全面，评价结果也更加具有说服力。

(2) 通过评价，得出玉池林场的282个小班共643.53hm2有林地中，不健康小班18个，面积2.94hm2；亚健康小班43个，面积113.42hm2；健康小班173个，面积450.37hm2；优质小班48个，面积35.67hm2。由此可知，玉池林场森林资源整体情况处于健康状态。

4.2 讨论

应根据林分健康状况可采取不同的经营措施。

(1) 优质林能够充分发挥森林的多种生态功能，为林场及周边居民提供一个安全的人居环境。但是，在进行森林经营过程，要随时注意森林的变化情况，经营手段已检测和保护为主。应加强林地管理，野生动植物的保护和森林防火和森林病虫害的防治。

(2) 健康林的各项生态功能基本处于稳定状态，能够维持林分内生态系统平衡。对于健康林应该加强森林防火和森林病虫害防治，保证森林结构完整和各项功能的持续发挥。同时根据立地条件适当采取封育措施，在让在免受认为干扰的情况下发育完善，提高其健康水平。

(3) 亚健康林抗自然灾害的能力较弱，不能有效的发挥森林的各项生态功能，需要采取相应的合理经营措施。对于此类林分，应该间伐或者择伐掉部分生长较差，病虫害较严重的濒死木，并以人工促进天然更新为主，人工更新为辅的方式，对林分进行补植、疏发等措施，使林分形成健康森林结构。

(4) 不健康林既不利于木材生产，也不利于生态各项功能的发挥，容易发生森林火灾和森林病虫害，给整个林区造成了隐患。对于不健康林要优先加以整治，以改造为主。对于密度过大的幼龄林要隔株或者隔带进行疏伐，伐去过密林木或者受害木。在大强度疏伐之后也可以补植适宜树种，提高林分多样性。对于林相过于残破的林分，也可采取皆伐处理，对林分进行彻底改造。

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TheforesthealthevaluationofYuchiForestFarm

XIE Yongqiang

(Forestry Bureau of Miluo City, Miluo 414400, China)

Taking the method of combining ground and remote sensing image survey, and comprehensive index evaluation method to construct the forest health evaluation index system of 282 subcompartments Yuchi Forest Farm. The total of health subcompartment and quality subcompartment is 221, it account for 78.37% of the total number of subcompartments. It showed that the forest resources in theYuchi Forest Farm is generally in good health.

forest health; evaluation index; index weight

2015-08-10

国家林业科学数据建设与运行服务(2005DKA32200-12)

谢永强(1976-)，男，湖南省岳阳市人，工程师，主要从事森林资源经营管理与规划设计研究工作。

S 718.55+7

A

1003 — 5710(2015)06 — 0086 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 06. 016

(文字编校：杨 骏)