宣城市森林自然度调查研究

张 济

（北京中森国际工程咨询有限责任公司，北京 100013）

森林自然度是指森林群落类型现状与地带性顶极群落（或原生乡土植物群落）之间的差异程度[1-2]，广泛应用于森林现状评价[3-4]、森林生态功能评价研究[5-6]、森林经营研究[7-8]。根据森林群落类型或种群结构特征位于次生演替中的阶段，按小（细）班的人为干扰强度、林分类型、树种组成、层次结构、年龄结构等将自然度划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五个类型，自然度依次递减。其中Ⅰ为始林或受人为影响很小而处于基本原始的林地，Ⅴ为人为干扰强度极大而持续，处于次生演替前期阶段，包括生长着大量草及藤本植物的无林地、未成林地和林种为经济林的林地。

区域内森林自然度用下式计算：

N—区域森林自然度；

Mi—区域内自然度等级为i的森林群落面积；

Qi—区域内自然度等级为i的森林群落权重。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

宣城市位于安徽省东南部，是安徽省的林业大市，林业用地占全省林地总面积的1∕6，林业总产值位列全省前茅，拥有良好的生态环境。2013年森林面积75.96 万hm2，有林地面积68.8 万hm2，森林覆盖率57.49%。

宣城市地带性森林植被为中亚热带常绿阔叶林和北亚热带常绿落叶阔叶混交林。宣州周王——广德卢湖一线将宣城市分为2个小区：北部为皖南北部低山、丘陵、岗地青冈栎（Cyclobalanopsis glauca）、苦槠（Castanopsis sclerophylla）林小区，南部为皖南中部中、低山甜槠（Castanopsis eyrei）、红楠（Machilus thunbergii）林小区。受人类活动的影响，宣城市地带性植被群落少见，多为次生植被或人工植被所替代，常见植被以常绿阔叶、落叶阔叶混交或阔叶针叶混交林为主。

1.2 研究方法

1.2.1 数据选取

2013年，宣城市森林资源二类调查建立了一套地理信息系统数据库，将宣城市森林划分为100 634个小班，详细描述了各小班的地类、林种、面积、起源、郁闭度、优势树种、蓄积、年龄、胸径、树高等30 余项信息。本研究以该数据库为基础，将林地分为乔木林、竹林、疏林地、灌木林地、其他（包括苗圃地、未成林地、无立木林地、宜林地、辅助生产林地）等5类，分别从数据库中选取合适的指标来确定各小班的森林自然度等级。

1.2.2 评价指标筛选

为客观、真实地评价各小班的森林自然度等级，对小班多项信息全面筛选，结合宣城市实际，选取5大类型各自的指标建立评价体系，具体如下：

（1）乔木林：全市林地类型中占比最大的一类，面积510 414.4 hm2，主要的树种包括杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）、金钱松（Pseudolarix amabilis）、水杉（Metasequoia glyptostroboides）、香榧（Torreya grandis）、侧柏（Platycladus orientalis）、红豆杉（Taxus chinensis）等针叶树，檫木（Sassafras tzumu）、麻栎（Quercus acutissima）、栓皮栎（Quercus variabilis）、枫杨（Pterocarya stenoptera）、枫香（Liquidambar formosana）、化香（Platycarya strobilacea）、毛白杨（Populus tomentosa）、泡桐（Paulowinia fortunei）、重阳木（Bischofia polycarpa）、樟树（Cinnamomum camphora）等阔叶树。选择面积、森林类别、起源、优势树种、树龄、胸径、树高、郁闭度、单位蓄积量等9项指标。

（2）竹林：全市竹林面积177 418.5 hm2，绝大多数为毛竹，成林快，天然林和人工林差别小。本研究主要选择郁闭度作为评价指标。

（3）疏林地：全市疏林地面积小，仅3 051.1 hm2，主要树种为马尾松、湿地松（Pinus elliottii）、黑松（Pinus thunbergii）、杉木、枫香、麻栎等。疏林地面积小、郁闭度低，故本研究将其整体作为森林自然度Ⅲ类处理。

（4）灌木林地：全市面积37 575.9 hm2，主要植被类型为茶叶、桑树（Morus alba）、木瓜（Chaenomeles sinensis）等，其中21 610.4 hm2为经济灌木林，受人为影响较大，整体作为森林自然度Ⅴ类处理，其他灌木林作为Ⅳ类处理。

（5）其他：包括苗圃地、未成林地、无立木林地、宜林地和辅助生产林地，该类受人为干扰强度大，处于次生演替前期阶段，整体作为森林自然度Ⅴ类处理。

1.2.3 指标权重分配

常用的权重确定方法包括简单平均法、专家打分法[9]和层次分析法[10-11]等，本研究综合考虑后对乔木林的9项指标采用专家打分法，通过多位专家打分的结果，确定不同指标的权重系数（表1）。

表1 乔木林指标权重Tab.1 The index weights of arbor forest

1.2.4 指标量化处理

由于部分指标量纲不统一，缺乏可比性，须对参评因子进行标准化处理[12]。安徽清凉峰国家级自然保护区（118°45′49″～118°53′38″E，30°03′34″～30°09′40″N）是安徽省最重要的森林生态类型自然保护区之一，具有典型完整的森林植被类型、丰富的野生动植物种群和生态及景观多样性，森林资源和生态系统保存良好，是宣城市地带性植被的典型代表，可以作为指标的参比标准。具体如下：

（1）面积：小班面积≥10 hm2，取值1；1～10 hm2，取0.8；＜1 hm2取0.6。

（2）森林类别：分为国家公益林、地方公益林和商品林，分别取值1、0.8和0.5。

（3）起源：分为天然林和人工林，分别取值1和0.7。

（4）优势树种：非经济类乔木树种，如松类、栎类、柏类，取值1；杨树、杉木等用材林取0.7；小乔木和灌木取0.5；果树等受人为影响较大树种，取0.3。

（5）树龄：≥15年，取值1；9～15年，取0.8；4～8年取0.5；≤3年取0.3。

（6）胸径：≥15 cm，取值1；＜15 cm除以15得到各小班胸径权重。

（7）树高：乔木≥8 m，取值1；＜8 m 除以8得到各小班树高权重。

（8）郁闭度：直接用郁闭度的百分比代替。

（9）单位蓄积量：以75 m3∕hm2为标准，高于该数值取值1，低于该数值取其与75 的比值为权重。

1.2.5 森林自然度等级划分

近自然度综合指数值由多个要素加权所得，计算结果随机分布在0～1 之间，借鉴德国近自然度评价体系，根据宣城市域范围内的森林实际情况，将近自然度分为5个等级并分别赋予不同的权重值Q，用以计算最终的森林自然度（表2）。

2 结果与分析

2.1 有林地森林自然度面积统计

宣城市乔木林和竹林各森林自然度等级通过指标体系的加权平均得出（表3）。乔木林和竹林各等级面积呈一致的变化趋势，且竹林的等级聚集更加集中。总的来看，有林地中Ⅱ类森林面积最大，Ⅰ和Ⅱ类森林面积占总有林地面积的65.02%，Ⅴ类森林面积最小。

表3 有林地森林自然度面积Tab.3 Areas of classifications for forest naturalness of the woodland

2.2 宣城市森林自然度计算

从宣城市森林各等级面积及森林自然度可以看出，宣城市整体森林自然度较高，各等级面积呈先增加后降低的趋势，Ⅱ类森林面积最大，Ⅴ类森林面积最小（表4）。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类森林面积合计618 313 hm2，占总面积的81.4%；Ⅳ、Ⅴ类森林面积合计141 285.50 hm2，占总面积的18.6%。全市森林自然度综合指数为0.69。

表4 宣城市森林自然度Tab.4 Forest naturalness in Xuancheng city

3 结论与讨论

宣城市自创建“国家森林城市”以来，以实施森林增长工程为引领，大力实施退耕还林、防护林建设等多项工程，着力打造完备的生态防护体系和优良的人居环境体系。全市森林面积显著增加，荒山荒地面积逐步减少，森林覆盖率明显提高，森林自然度稳步提升。

通过封山育林、森林抚育等措施，让林地休生养息，森林资源不断提升。在森林经营过程中提倡近自然的建设理念，一方面造林禁止随意砍伐，尽量保留原生植被，形成多树种、多结构、多层次的针阔混交林，增加林地植物多样性，形成立体结构；另一方面在抚育间伐时，尽量保留天然更新生长起来的非造林树种，促进森林生态系统的自然更新。对于境内自然度较低的低产低效林，采取抽针补阔、低效林改造、封育补植等适度人工干预的措施，加速自然生态系统朝着顶级群落的方向演替。全市森林资源正逐步形成健康、稳定、持续的森林生态系统。

宣城市森林自然度综合指数为0.69，森林生态系统功能较完整，森林群落类型演替序列的程度较高。森林自然度各等级面积呈先增加后降低的趋势，有林地中乔木林和竹林各等级变化趋势一致，且竹林的等级聚集更加集中。

研究结果对今后宣城市的森林经营具有指导作用，可针对不同近自然度的林分，采取不同的经营措施，主要包括因地适树、提高阔叶树比重、逐步试行单株抚育和择伐利用等。尊重自然，使地区群落主要的本源树种得到明显表现，使林分同“潜在的自然植被”的关系相接近，达到森林生物群落的动态平衡。

研究中指标权重分配和量化处理的方法是否符合宣城市森林自然度的实际需要进一步研究。